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KISSsoft软件基础培训软件基础培训 ----轴毂连接（键）轴毂连接（键） 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等设计时应 根据各类键的结构和应用特点进行选择 键连接主要用于轴与安装在轴上的回转零件（如齿轮、带轮、 链轮等）的轴毂之间的周向固定和传递转矩，是应用最多的轴毂连 接方式 平键（Key）的两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有 间隙，这种键定心性较好、拆装方便常用的有普通平键和导向平 键（feather key） 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 变速箱的滑移齿轮采变速箱的滑移齿轮采 用的就是导向平键用的就是导向平键 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 端部形状可制成圆头（A型）、方头（B型）或单圆 头（C型）圆头键的轴槽用指形铣刀加工，键在槽中固 定良好，但轴上的键槽端部的应力集中较大方头键用盘 形铣刀加工，轴的应力集中较小单圆头键常用于轴端 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 标记示例： 圆头普通平键（A型），b=16、h=10、L=100的标记为：键16100 GB 1096-79 平头普通平键（B型），b=16、h=10、L=100的标记为：键B16100 GB 1096-79 圆头普通平键（C型），b=16、h=10、L=100的标记为：键C16100 GB 1096-79 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 静联接：键及键槽侧面压溃静联接：键及键槽侧面压溃 动联接：工作面过度磨损动联接：工作面过度磨损 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 注意：注意：由于轮毂上键槽深度较浅，轮毂材料的强度也最由于轮毂上键槽深度较浅，轮毂材料的强度也最 弱，所以平键连接的强度计算通常以轮毂为计算对象。

弱，所以平键连接的强度计算通常以轮毂为计算对象 一、“键”基础知识简介一、“键”基础知识简介 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 --- “键”计算和设计“键”计算和设计 √ 方法方法B推荐使用推荐使用 在DIN 743第 二部分规定了由键 在轴上开槽导致截 面突变而产生应力 集中，考虑该因子 对轴的影响，并且 比校核键强度更加 关键 今后版本逐今后版本逐 渐更新后会渐更新后会 加入 分析的有效范围：金属材料 的温度范围在-40 °C至150 °C DIN 6885 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 ---“键”计算和设计“键”计算和设计 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 ---“键”计算和设计“键”计算和设计 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 “键”计算和设计“键”计算和设计 周周向力产生的对表面的压力，向力产生的对表面的压力，考虑考虑接触接触面积的面积的载荷载荷 系数系数KV：取决于使用键的数量：取决于使用键的数量，，分析其中最大两个键得分析其中最大两个键得 到的到的KV=0.75（产生键变形（产生键变形而导致而导致更高表面压力的更高表面压力的KV=0.9，， 此情况静强度分析范畴此情况静强度分析范畴））。

在键在键承载承载长度长度范围范围负荷分配负荷分配 不均的摩擦系数不均的摩擦系数KR：：只在考虑只在考虑过盈过盈 配合产生的部分传输扭矩配合产生的部分传输扭矩时，使时，使 用用最高扭矩峰最高扭矩峰值时使用，仅用于值时使用，仅用于 静载荷计算情况，并且小于静载荷计算情况，并且小于1 载荷分配系数载荷分配系数Kλ：由于轮毂几何：由于轮毂几何 形状的不同而产生载荷分布不均情况，形状的不同而产生载荷分布不均情况， 分三种情况，请看图分三种情况，请看图 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 “键”计算和设计“键”计算和设计 使用脆性材料在轮毂上受交使用脆性材料在轮毂上受交 变载荷而不发生过大变形的参考变载荷而不发生过大变形的参考 系数系数fw：考虑了承载方向载荷频：考虑了承载方向载荷频 率的变化，有剧烈和缓慢之分率的变化，有剧烈和缓慢之分 极限负载的频率系极限负载的频率系 数数fL：考虑到高负荷情：考虑到高负荷情 况下况下的的频率和材料的韧频率和材料的韧 性和脆性性和脆性 支承系数支承系数fs：受压力作用材料的承受能力，：受压力作用材料的承受能力， 取决于材料本身的性能。

取决于材料本身的性能 硬度影响系数硬度影响系数 fH：考虑表面硬度考虑表面硬度 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 “键”计算和设计“键”计算和设计 综合考虑韧性材料 的屈服强度Re和屈服点 Rp02，脆性材料则考虑抗 拉强度Rm，并且加上公 式中提到的各个系数后， 方可得到的许用接触应 力值 二、二、DIN 6892-1998 无锥度连接驱动式紧固件无锥度连接驱动式紧固件 “键”计算和设计“键”计算和设计 关于键连接的研究是建立在轴的载体上，并且关于键连接的研究是建立在轴的载体上，并且在在轴轴模型模型分析中分析中并非关键并非关键 失效失效位置位置键只会在特殊情况键只会在特殊情况失效失效,比如比如在载荷在载荷处于处于峰值情况下发生剪切变形峰值情况下发生剪切变形 很多关于键的疲劳寿命分析报告分析显示，绝大部分最为常见的键失效的情很多关于键的疲劳寿命分析报告分析显示，绝大部分最为常见的键失效的情 况为况为交变弯曲交变弯曲（交变扭矩）（交变扭矩）疲劳疲劳载荷载荷下发生的下发生的而而完整的完整的连接体强度连接体强度校核还校核还 要包括施加在要包括施加在轴、键和轮毂表面轴、键和轮毂表面受受压力压力情况情况，，轴强度和轮毂强度轴强度和轮毂强度等性能等性能综合综合 分析分析后方可得出结论后方可得出结论。

KISSsoft软件中键只提供接触应力相关的验证，对整个软件中键只提供接触应力相关的验证，对整个 轴轴系统的疲劳失效分析系统的疲劳失效分析还需要使用轴模块进行验证还需要使用轴模块进行验证 D2 D1 三、三、KISSsoft软件“键软件“键 keys”模块界面介绍”模块界面介绍 三、三、KISSsoft软件“键软件“键 keys”模块界面介绍”模块界面介绍 摩擦扭矩是事先计算好的，比如通过“过盈配合”模块（下面 会讲到）计算如果暂不知道数值，请先设为0 在“结果”对话框中，还列举了在额定和最大扭矩和应力条件 下计算得到的最小安全系数（静态和疲劳强度两种情况下的安全系 数），而应用系数只适用于额定扭矩计算的情况 三、三、KISSsoft软件“键软件“键 keys”模块界面介绍”模块界面介绍 计算最大额定扭矩计算最大额定扭矩 为达到最小安全系数，有时需要计算额定扭矩最大上限点击 “特殊模块设置”，在如图所示的对话框中，将许用安全系数设置 为比如1.2，点击OK然后返回到主界面，点击额定扭矩后面的 ， 最后得到最大需用额定扭矩值，比如为3305Nm如果你再次点击 或F5按钮，“结果”一栏中就会显示安全系数为1.2，操作如图所示。

三、三、KISSsoft软件“键软件“键 keys”模块界面介绍”模块界面介绍 轴直径：120mm 额定扭矩：4000Nm 轴毂外直径D1：200mm 最大扭矩：15000Nm 轴毂外直径D2：270mm 应用系数：1.5 轴毂外直径D2（装载长度c）的宽度：17mm 距离a0：96mm 负载峰值频率：10000 改变旋转条件的频率：25000 键标准：DIN 6885.1 A32x15x125 （缓慢交变载荷情况下） 轮毂材料：GG 25 键材料：C 45 轴材料：C 60 键数量： 1个轴倒角：不需要 轮毂倒角： 0.8mm 键在轴中使用长度ltr：125-32=93mm 屈服强度 Re[Ma] 抗拉强度 Rm[Ma] 轮毂：EN-GJL- 250(GG25)脆性材料 130200 键：C45（冷轧钢板）430680 轴：1C60N（常化处理）310600 请看演示请看演示 三、三、KISSsoft软件“键软件“键 keys”模块界面介绍”模块界面介绍 修改轴的抗拉强度修改轴的抗拉强度 Rm和屈服强度和屈服强度Re 轮毂材料的设置非常重要，轮毂材料的设置非常重要， 该例案中为脆性材料，将会该例案中为脆性材料，将会 对分析产生影响。

后面的许对分析产生影响后面的许 用应力值都是由抗拉强度和用应力值都是由抗拉强度和 屈服强度决定的屈服强度决定的 修改键的抗拉强度修改键的抗拉强度 Rm和屈服强度和屈服强度Re 键的几何键的几何 参数由标准参数由标准 （类型）和轴（类型）和轴 直径决定（大直径决定（大 小），也可以小），也可以 自定义用于自定义用于 （特殊情况（特殊情况）） 四、四、KISSsoft软件“键软件“键 keys”模块练习”模块练习 “键“键 keys”” 模块练习链接模块练习链接 （（hub）） 。