4-3 例题精解
例4-1 已知减速器中某直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支承点间，齿轮和轴的材料都是锻钢，用键构成静联接。齿轮的精度为 7级，装齿轮处的轴径 d?70mm，齿轮轮毂宽度为 100mm，需传递的转矩T?2 200N?m，载荷有轻微冲击。试设计此键联接。
解：
（1）选择键联接的类型和尺寸
一般8级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键联接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A型）。
根据d?70mm查表得键的截面尺寸为：宽度b?20mm，高度h?12 mm。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长l?90mm（比轮毂宽度小些）。 （2）校核键联接的强度
键、轴和轮毂的材料都是钢，查表得得许用挤压应力[?p]?100~120Mpa，取其平均值，
[?p]?100Mpa。键的工作长度l?L?b?90-20=70mm，键与轮毂键槽的接触高度
k?0.5h?0.5?12?6mm。由式（4-l）可得
2T?1032?2200?10?p???149.7MPa?[?p]
kld6?105?70可见联接的挤压强度不够。考虑到相差较大，因此改用双键，相隔180?布置。双键的工作长度
l?1.5?70mm?105mm。由式（4-1）可得
2T?1032?2200?103?p???99.8MPa?[?p](合适)
kld6?105?70键的标记为：键20?90 GB／T 1096－1979（一般 A型键可不标出“A”，对于 B型或 C型键，
须将“键”标为“键B”或“键C”）。
例4-2 已知某蜗轮传递的功率P?5kW，转速n?90r/min，载荷有轻微冲击；轴径d?60mm，轮毂长L'?100mm；轮毂材料为铸铁，轴材料为 45号钢。试设计此蜗轮与轴的键联接。
解：
（1）选择键的类型。考虑到蜗轮工作时有较高的对中性要求，故选用普通平键；蜗轮安装在轴的中段（即在两轴颈之间），可选用A型平键。
（2）确定键的尺寸。由轴的直径d?60mm，从机械设计手册查得键的截面尺寸为b?h?18?11，即键宽b?18mm，键高h?11mm，由轮毂长L'?100mm，取较为接近的标准键长L?90mm。
（3）计算工作转矩。
9.55?106P9.55?106?5T???5.31?105N?mm
n90（4）校核挤压强度。轴和键为钢制，则联接中较弱的为铸铁轮毂，按照载荷有轻微冲击，查得铸铁的许用挤压应力[?p]?50~60MPa。
键的工作长度 l?L?b?90?18?72mm 挤压面的高度 k?h11??5.5mm 222T2?5.31?105挤压应力 ?p???44.66Mpa<[?p]
kld5.5?72?60由设计结果可见，此设计合用。
例4-3 已知某齿轮用一个A型平键（键尺寸b?h?l?16?10?80）与轴相联接，轴的直径
d?50mm，轴、键和轮毂材料的许用挤压应力?p分别为 120Mpa、100Mpa、80Mpa。试求此键联
接所能传递的最大转矩T(N?m)。若需传递转矩为900N?m，此联接应作如何改进？
解：
A型平键的工作长度 l?L?b?80?16?64mm 键与轮毂键槽的接触高度是 k?0.5h?5mm
按最弱的轮毂材料计算，即许用挤压应力[?p]?80Mpa 由挤压强度校核式有可传递的最大转矩为
Tmax?kld[?p]25?64?50?80?10?3?10??640N?m
2?3 若需传递的转矩为900N?m，已超过此单键联接所能传递的最大转矩，但小于采用双键联接的传动能力1.5Tmax，故最简单的改进措施是采用同尺寸的两个平键联接，两键在圆周上间隔180?布置。
4-4习题
一、判断题
4-1、普通平键的定心精度高于花键的定心精度。
4-2、切向键是由两个斜度为1：100的单边倾斜楔键组成的。 4-3、45°渐开线花键应用于薄壁零件的轴毂联接。 4-4、导键的失效形式主要是剪断。
4-5、滑键的主要失效形式不是磨损而是键槽侧面的压溃。
4-6、在一轴上开有双平键键槽（成180?布置），如此轴的直径等于一花键轴的外径（大径），则后者对轴
的削弱比较严重。
4-7、楔键因具有斜度所以能传递双向轴向力。 4-8、楔键联接不可以用于高速转动零件的联接。 4-9、切向键适用于高速轻载的轴毂联接。
4-10、平键联接中轴槽与键的配合分为松的和紧的，对于前者因工作面压强小，所以承载能力在相同条件
下就大一些。
4-11、45°渐开线花键只按齿侧定心。
4-12、斜键因带有斜度打入键槽的轴毂间有摩擦力，因此它只是靠轴与孔之间的摩擦传转矩的。 4-13、传递双向转矩时应选用两个对称布置的切向键。（即两键在轴上位置相隔180?）
4-14、虽然平键侧面分别置于轴槽和毂槽中，但因键的高度小于宽度且键不倾斜，所以键侧面上压力分布很均匀，计
算所用的公式不属于条件性计算式。 4-15、普通平键是标准件。
二、选择题
4-16、平键是（由A、B中选1）_______，其剖面尺寸一般是根据（由C、D、E、F中选1）_____按标准选取的。
A.标准件
B.非标准件
C.传递转矩大小 D.轴的直径 E.轮毂长度 F.轴的材料 4-17、在下列轴一级联接中，定心精度最高的是
A、 平键联接 B、半圆键联接 C、楔键联接 D、花键联接
4-18、平键长度主要根据______选择，然后按失效形式校核强度。
A传递转矩大小
B轴的直径
C轮毂长度
D传递功率大小
4-19、半圆键联接当采用双键时两键应______布置。
A.在周向相隔90? B.在周向相隔120? C.在周向相隔180? D.在轴向沿同一直线
4-20、对于采用常见的组合和按标准选取尺寸的平键静联接，主要失效形式是_____，动联接的主要失效形式则是_____。
A.工作面的压溃
B.工作面过度磨损
C.键被剪断
D.键被弯断
4-21、1.下图中图1是_______。
2.下图中图2是_______。 3.下图中图3是_______。 4.下图中图4是_______。 A.切向键
B.平键
C.楔键
D.半圆键
4-22、一般情况下平键联接的对中性精度______花键联接。
A.相同于 B.低于 C.高于 D.可能高于、低于或相同于 4-23、设平键联接原来传递的最大转矩为T，现欲增为1.5T，则应______。
A.安装一对平键 ??B.将轴直径增大到1.5倍 C.将键宽增大到1.5倍 D.将键高增大到1.5倍
4-24、设计键联接的几项主要内容是：1）按轮毂长度选择键长度；2）按使用要求选择键的类型；3）按轴的直径查标准选择键的剖面尺寸；4）对键进行必要的强度校核。具体设计时一般顺序是_______。
A. 2?1?3?4 B. 2?3?1?4 C. 1?3?2?4 D. 3?4?2?1
4-25、为了楔键装拆的方便，在______上制出______的斜度。
A.轴上键槽的底面 D.1：100
B.轮毂上键槽的底面 E.1：50
C.键的侧面 F.1：10
4-26、半圆键联接的主要优点是__________，其键槽多采用____________加工。
A.键对轴的削弱较小 B.工艺性好、键槽加工方便 C.指状铣刀（指形铣刀） D.圆盘铣刀 4-27、矩形花键联接常采用的定心方式是_________。
A.按大径定心 B.按侧面（齿宽）定心 C.按小径定心 D.按大径和小径共同定心
4-28、两级圆柱齿轮减速器的中间轴上有两个转矩方向相反的齿轮，这两个齿轮宜装在_________。
A.同一母线上的两个键上 C.周向间隔180?的两个键上
B.同一个键上
D.周向间隔120?的两个键上
4-29、1）机床刀架手轮轮毂与丝杠轴端之间宜用______；2）锥轴伸与小带轮联接宜选用_________；3）间歇工作的滑移齿轮与轴联接宜选用______；4）汽车的高速、中载传动轴宜选用_________。
A.渐开线花键联接 C.半圆键联接 是_______。
A. A型平键 D.矩形花键 三、填空题
4-31、平键分为_________、_________和_________三种。 4-32、按键头部形状普通平键分为_______、______和______。 4-33普通平键用于________联接，导键和滑键用于______联接。
4-34、考虑轮毂与轴之间是否有相对运动，半圆键用于_______联接，楔键用于_______联接。 4-35、花键联接按齿形不同可分为______和______两种。
4-36、一般情况下平键用于静联接其失效是工作面_____，用于动联接则失效于工作面_______________。 4-37、一组切向键能传递_______方向轴向力。
4-38、双向工作的轴应选用_____组切向键（每组由两个斜键组成）。 4-39、平键的工作面是_______，楔键的工作面是______。
4-40、普通平键联接当采用双键时，两键应在周向相隔________（度）布置。 4-41、楔键联接当采用双键时，两键应在周向相隔____________（度）布置。
4-42、普通平键联接当采用双键时两键在周向应相隔______（度）布置；用双楔键联接时两键在周向应相隔______（度）布置；半圆键联接采用双键时则布置在______________。 4-43、锥形薄壁零件的轴毂静联接宜选用______形花键。
4-44、切向键传递双向转矩时应安装______________________________的切向键。 4-45、C型平键的端部形状是___________________，适于在__________处使用。 四、结构设计题 4-46、如题4-46图所示，分别用箭头指出工作面，并在图下方标出键的名称。 B. 30?压力角渐开线花键 E. 45?压力角渐开线花键
C. B型平键
B.导向键联接 D.钩头楔键联接
4-30、由相同的材料组合，相同轴径，相同的毂长和工作条件下，下列的键或花键联接能传递转矩最小的
题4-46图 4-47、在题4-47图中画出轴的转动方向（轴主动） 题4-47图 4-48、题4-48图中轴径d=58mm，分别在图上注出有关尺寸及其极限偏差。 题4-48图
附：键槽尺寸及其极限偏差见下表。 公称直径 d >50~58 公称尺寸 b×h 16×10 轴上键宽 极限偏差 +0.043 0 轴上键深t及 其极限偏差 .2t?6?00 毂上键宽 极限偏差 +0.120 +0.050 毂上键深t1及 其极限偏差 0.20 t1?4.3?0直径偏差：毂H7?0.030，轴0h7?00.030
4-49、题4-49图中所示为滑键联接，图中有哪些错误？