鍵連線

鍵連線是通過鍵實現軸和軸上零件間的周向固定以傳遞運動和轉矩。其中，有些類型還可以實現軸向固定和傳遞軸向力，有些類型並能實現軸向動聯接。

基本介紹

• 中文名：鍵連線
• 外文名：key joint
• 作用：固定零件

類型結構形式

鍵連線可分為平鍵連線、半圓鍵連線、楔鍵連線和切向鍵連線。

1、平鍵連線

平鍵按用途分有三種：普通平鍵、導向平鍵和滑鍵。平鍵的兩側面為工作面，平鍵連線是靠鍵和鍵槽側面擠壓傳遞轉矩，鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。平鍵連線具有結構簡單、裝拆方便、對中性好等優點，因而套用廣泛。

普通平鍵用於輪轂與軸間無相對滑動的靜連線。按鍵的端部形狀不同分為A型（圓頭）、B型（方頭）、C型（單圓頭）三種。A型普通平鍵的軸上鍵槽用指狀銑刀在立式銑床上銑出，槽的形狀與鍵相同，鍵在槽中固定良好，工作時不鬆動，但軸上鍵槽端部應力集中較大。B型普通平鍵軸槽是用盤狀銑刀在臥式銑床上加工，軸的應力集中較小，但鍵在軸槽中易鬆動，故對尺寸較大的鍵，宜用緊定螺釘將鍵壓在軸槽底部。C型普通平鍵常用於軸端的連線。

導向平鍵和滑鍵均用於輪轂與軸間需要有相對滑動的動連線。導向平鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中，輪轂沿鍵的側面作軸向滑動。滑鍵則是將鍵固定在輪轂上，隨輪轂一起沿軸槽移動。 導向平鍵用於輪轂沿軸向移動距離較小的場合，當輪轂的軸向移動距離較大時宜採用滑鍵連線。

2、半圓鍵連線

半圓鍵連線的工作原理與平鍵連線相同。軸上鍵槽用與半圓鍵半徑相同的盤狀銑刀銑出，因此半圓鍵在槽中可繞其幾何中心擺動以適應輪轂槽底面的斜度。半圓鍵連線的結構簡單，製造和裝拆方便，但由於軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，故一般多用於輕載連線，尤其是錐形軸端與輪轂的連線中。

3、楔鍵連線

楔鍵的上下表面是工作面，鍵的上表面和輪轂鍵槽底面均具有 1:100 的斜度。裝配後，鍵楔緊於軸槽和轂槽之間。工作時，靠鍵、軸、轂之間的摩擦力及鍵受到的偏壓來傳遞轉矩，同時能承受單方向的軸向載荷。

4、切向鍵連線

切向鍵由兩個斜度為 1:100 的普通楔鍵組成。裝配時兩個楔鍵分別從輪轂一端打入，使其兩個斜面相對，共同楔緊在軸與輪轂的鍵槽內。其上、下兩面（窄面）為工作面，其中一個工作面在通過軸心線的平面內，工作時工作面上的擠壓力沿軸的切線作用。因此，切向鍵連線的工作原理是靠工作面的擠壓來傳遞轉矩。一個切向鍵只能傳遞單向轉矩，若要傳遞雙向轉矩，必須用兩個切向鍵，並錯開 120度-135度 反向安裝。切向鍵連線主要用於軸徑大於 100mm 、對中性要求不高且載荷較大的重型機械中。

選擇強度計算

1、鍵的選擇

鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。選擇鍵連線類型時，一般需考慮傳遞轉矩大小，軸上零件沿軸向是否有移動及移動距離大小，對中性要求和鍵在軸上的位置等因素，並結合各種鍵連線的特點加以分析選擇。鍵的截面尺寸（鍵寬b和鍵高h）按軸的直徑d由標準中選定；鍵的長度L可根據輪轂的長度確定，可取鍵長等於或略短於輪轂的寬度；導向平鍵應按輪轂的長度及滑動距離而定。鍵的長度還須符合標準規定的長度系列。

2、平鍵連線的強度計算

平鍵連線的可能失效形式有：較弱零件工作面被壓潰（靜連線）、磨損（動連線）、鍵的剪斷（一般極少出現）。因此，對於普通平鍵連線只需進行擠壓強度計算；而對於導向平鍵或滑鍵連線需進行耐磨性的條件性計算。

作用

鍵連線裝配中，鍵（一般用45號鋼製成）是用來連線軸上零件並對它們起周向固定作用，以達到傳遞扭矩的一種機械零件。其連線類別有較松鍵連線、一般鍵連線和較緊鍵連線。

裝配工藝要點

（1）裝配前應檢查鍵的直線度、鍵槽對軸心線的對稱度和平行度。

（2）普通平鍵的兩側面與軸鍵槽的配合一般有間隙。重載荷、衝擊、雙向使用時，須有過盈。鍵兩端圓弧應無干涉。鍵端與軸槽應留有零點一零mm的間隙。

（3）普通平鍵的底面與鍵槽底面應貼實。

（4）半圓鍵的半徑應稍小於軸槽半徑，其他要求與一般平鍵相同。

套用

鍵用於連線軸和軸上零件，進行周向固定以傳遞轉矩，如齒輪、帶輪、聯軸器與軸的連線，鍵連線可以分為松鍵連線、緊鍵連線和花鍵連線三大類。

松鍵連線

松鍵連線所用的鍵有普通平鍵，半圓鍵、導向平鍵及滑鍵等，靠鍵的側面傳遞轉矩，只對軸上零件作周向固定，不能承受軸向力，如果要軸向固定，則需要附加緊定螺釘或定位環等定位零件。松鍵連線的裝配要點為：

1）清理鍵及鍵槽上的毛刺，保證鍵與鍵槽能精密貼合。

2）對重要的鍵連線，裝配前要檢查鍵的直線度和鍵槽對軸線的對稱度及平行度等。

3）對普通平鍵，導向平鍵，用鍵的頭部與軸槽試配，應能使鍵較緊地與軸槽配合。

4）修配鍵長時，在鍵長方向鍵與軸槽留0.1mm的間隙。

5）在配合面上加濕潤油，用銅棒或加軟鉗口的台虎鉗將鍵壓入軸槽中，使之與槽底良好接觸。

6）試配並安裝迴轉套件時，鍵與鍵槽的非配合面應留有間隙，保證軸與迴轉套件的同軸度，套件在軸上不得有軸向擺動，以免在機器工作時引起衝擊和振動。

緊鍵連線

緊鍵連線主要指鍥連線，鍵的上、下表面都是工作面，上表面及與其相接觸的輪轂槽底面。均有1：100的斜度。鍵側與鍵槽有一定的間隙，裝配時將鍵打入夠成緊鍵連線，由過盈作用傳遞轉矩，並能傳遞單向的軸向力，還可軸向固定零件。

緊鍵連線裝配時，首先同樣要清理鍵及鍵槽上的毛刺，裝配時要用塗色法檢查鍥鍵上下表面與軸槽、輪轂槽的接觸狀況，一般要求接觸率大於65，若接觸不良，可用銼刀或刮刀修整鍵槽，接觸合格後，用軟錘將鍥鍵輕敲入鍵槽，直至套件的周向、軸向都可靠緊固。

花鍵連線

花鍵連線可以按集中方式分類。其中按花鍵工作方式可以分為過盈連線和間隙連線兩種。

過盈連線花鍵副上的套件應在花鍵軸上軸向固定，故應保證配合後有少量的過盈量。裝配時可用軟錘輕輕打入，但不能過緊，以防止拉傷配合表面。如果過盈量較撒，可將套件加熱至80~120℃後再進行裝配。

間隙連線花鍵副的套件可以在花鍵軸上自由滑動，應保證精確的間隙配合。試裝時用周向調換鍵齒的配合位置，各位置沿軸向移動時應無阻滯現象，但也不能過松，用手擺動套件時，不應感覺到有明顯的周向間隙。允許選擇最佳的配合位置裝配，可以用油石或細銼修整花鍵的兩側或尖角處，以保證花鍵每齒的接觸面積不小於70。必須注意花鍵的定心面不得修整。

裝配後的花鍵副應檢查花鍵軸與被連線零件的同軸度和垂直度。

花鍵連線類型

花鍵連線是由軸和輪轂孔上的多個鍵齒和鍵槽組成。鍵齒側面是工作面，靠鍵齒側面的擠壓來傳遞轉矩。花鍵連線具有較高的承載能力，定心精度高，導向性能好，可實現靜連線或動連線。因此，在飛機、汽車、拖拉機、工具機和農業機械中得到廣泛的套用。

花鍵連線已標準化，按齒形不同，分為矩形花鍵、漸開線花鍵兩種。

矩形花型

為適應不同載荷情況，矩形花鍵按齒高的不同，在標準中規定了兩個尺寸系列：輕系列和中系列。輕系列多用於輕載連線或靜連線；中系列多用於中載連線。矩形花鍵連線的定心方式為小徑定心。此時軸、孔的花鍵定心面均可進行磨削，定心精度高。

漸開線花型

漸開線花鍵的齒形為漸開線，其分度圓壓力角規定了30度和45度兩種，如圖 4-10 所示。漸開線花鍵可以用加工齒輪的方法來加工，工藝性較好，製造精度較高，齒根部較厚，鍵齒強度高，當傳遞的轉矩較大及軸徑也較大時，宜採用漸開線花鍵連線。壓力角為45度的漸開線花鍵由於鍵齒數多而細小，故適用於輕載和直徑較小的靜連線，特別適用於薄壁零件的連線。漸開線花鍵連線的定心方式為齒形定心。由於各齒面徑向力的作用，可使連線自動定心，有利於各齒受載均勻。