键连接的类型和配合公差

键是用来连接轴和轴上的零件，使它们周向固定以传递转矩的一种机械零件。齿轮、带轮、联轴器等许多零件多用键来连接。它具有结构简单、工作可靠、装拆方便等优点。根据结构特点和用途的不同，键连接包括松键连接、紧键连接和花键连接，它们的结构特点不同，故各自的装配要求也不同。键多采用45钢制造，并经调质处理，尺寸均已标准化。

1）松键连接

松键连接包括普通平键连接、半圆键连接、导键连接及滑键连接等。其特点是靠键的侧面来传递转矩，轴与套件连接的同轴度要求较高，只能对轴上零件作周向固定，不能承受轴向力。如需轴向固定，则需加紧定螺钉或定位环等定位零件。松键连接的对中性好，应用最为普遍。键与轴槽、轮毂槽的配合公差根据机构传动特点来定，见表9-2。

表9-2　键宽b的配合公差

（1）普通平键连接。键与轴槽、轮毂槽的配合按技术要求，键的两端头与轴槽两端头应为间隙配合，键的上平面与轮毂槽底应留有一定间隙，如图9-15（a）所示。

（2）半圆键连接。将键装入轴上半圆弧槽中，套件装上时键能自动适应轮毂键槽，但这种键只能传递较小转矩，如图9-15（b）所示。

（3）导键连接。键与轴槽采用H9/h9配合，并用螺钉固定在轴上；键与轮毂采用D10/h9配合，轴上零件能做轴向移动，如图9-15（c）所示。

（4）滑键连接。键固定在轮毂键槽中（较紧配合），键与轴槽为间隙配合，轴上零件能带动键作轴向移动，用于轴上零件在轴上要作较大距离的轴向移动的场合，如图9-15（d）所示。

图9-15　松键连接

（a）普通平键连接；（b）半圆键连接；（c）导键连接；（d）滑键连接

松键连接的配合特点：在松键连接时，键与轴槽和轮毂槽的配合性质，一般取决于机构的工作要求。键可以固定在轴或轮毂上，而与另一配件作相对滑动，也可以同时固定在轴和轮毂上，并以键的极限尺寸为基准，通过改变轴槽及轮槽的极限尺寸来得到各种不同的配合要求。

松键连接的装配要点：普通平键和半圆键装配后，键的两侧应有一些过盈量，键顶面和轮毂槽底面之间须留有一定间隙，键底面应与轴槽底面接触。对于导键和滑键，要求键与滑动件的键槽侧面是间隙配合，而键与非滑动键的键槽侧面之间的配合必须紧密，没有松动现象。导键的沉头螺钉要固定可靠，点铆防松。松键连接的装配可按以下步骤进行。

（1）清理键和键槽的毛刺。

（2）检查键的平直度、键槽对轴心线的对称度和歪斜程度。

（3）用键头与轴槽试配，对普通平键和导键，应能使键紧紧地嵌在轮毂槽中。

（4）锉配键长，键头与轴槽间应有0.1mm左右的间隙。

（5）配合面加机油，用铜棒或带有软垫的台虎钳将键压装入轴槽中。

（6）按装配要求试配并安装套件（齿轮、带轮）。

2）紧键连接

紧键连接有楔键连接和切向键连接两种。

（1）楔键连接。楔键连接分为普通楔键连接和钩头楔键连接两种，如图9-16（a）和图9-16（b）所示。楔键连接是依靠键的上表面和轮毂槽底面有1∶100的斜度楔紧作用来传递转矩的，键侧与键槽有一定的间隙。楔键连接还能固定轴上零件和承受单向轴向力，但易造成轴、孔中心偏移，所以只能用于转速低、精度要求不高的场合。

钩头楔键连接主要用于键不能从另一端打出的场合。楔键装配时，先用涂色检查键与轴槽、轮毂槽底的接触情况，两者斜度一定要一致，以保证键与两槽底能紧密贴合。键的两侧要有间隙，装配时套件在轴上位置定下后，只需将楔键打入、楔紧。钩头楔键在装配时，注意钩头与套件端面留有一定的距离，以便拆卸。(www.xing528.com)

（2）切向键连接。切向键由两个斜度为1∶100的楔键组成，如图9-16（c）所法。其上下两面为工作面，其中一个面在通过轴线的平面内。这样，工作面之间的压力沿轴的切线方向作用，所以能传递较大的转矩。

图9-16　紧键连接

（a）普通楔键连接；（b）钩头楔键连接；（c）切向键连接

一个切向键只能传递一个方向的转矩，若要传递双向转矩时，应有互成120°～135°角分布的两个切向键。切向键主要用于载荷很大、同轴度要求不严格的场合。装配时两切向键的斜度要一致，打入键槽时两底面要接触良好。

3）花键连接

（1）结构特点。

花键连接由轴和毂孔上的多个键齿组成，齿侧面为工作面，如图9-17所示。花键连接的承载能力高，同轴度和导向性好，对轴的强度影响小，适用于载荷较大且同轴度要求较高的静连接或动连接，在机床和汽车制造中得到广泛应用。

图9-17　花键连接

按工作方式不同，花键连接有静连接和动连接两种，按齿廓不同，花键又可分为有矩形、渐开线形、三角形和梯形几种，其中以前三种应用最广。

花键的定心方式按GB171144—2011的规定来确定。矩形花键的定心方式为小径定心。其优点为定心精度高、定心稳定性好，能用磨削方法消除热处理变形，定心直径尺寸和位置都能获得较高的精度。矩形花键的齿廓为直线，故容易制造。花键装配时的定位方式有外径定心、内径定心和键侧定心三种，一般情况下常采用外径定心，以便于获得较高的加工精度。

花键的基本参数代号为键数n，小径d，大径D，键宽b。

装配图上花键连接标注示意为

（2）装配要点。

矩形花键内、外表面应按装配图中的配合要求确定其配合性质及配合精度。

①静连接花键装配时，套件应在花键轴上固定，故所选择的配合及齿距误差等可能出现少量过盈，装配时可用铜棒轻轻打入，但不得过紧，要防止拉伤配合表面。如果过盈较大，则应将套件加热（80℃～120℃）后进行装配，但它的轴向位置必须靠其他制动件固定。

②动连接花键装配时，套件在花键轴上可以自由滑动，没有阻滞现象，但也不能过松，用手摆动套件时，不能感到有明显周向间隙。

③花键轴与花键孔制造较精确，故在装配时只需去掉毛刺，做好清洁工作，涂上润滑油就可将套件装上。

④对于某些花键孔齿轮，因齿部经高频感应加热淬火，内孔有些收缩，造成装配困难，此时可用花键推刀修整键孔，也可用涂色法修整后装入。

⑤矩形花键轴、孔公差与配合要求见表9-3。

表9-3　矩形花键轴、孔公差与配合要求

续表