第六节 键连接《机械及零件识图》云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解

云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解 第六节 键连接 【考情分析】 键连接是机械传动中轴与轴上零件（如齿轮、带轮、链轮）之间的核心连接方式，在交通运输类专业中，广泛应用于汽车变速箱、发动机曲轴、传动轴等关键部件的装配。从考纲要求及历年职教高考命题趋势来看，本章节连接原理、类型、失效形式为高频考点，因键连接无“传动比”属性，考纲不涉及该知识点，命题以选择题为主，占机械识图模块分值的7%-10%。命题特点为结合交通运输设备实际装配场景，侧重考查键连接的类型辨析、适用工况判断及失效形式分析，需要考生区分不同键连接的结构特点与应用差异，掌握轴与轮毂连接的核心要求。 【学习目标】 · 能够准确阐述键连接的工作原理，理解其实现轴与轴上零件周向固定、传递转矩的核心作用。 · 掌握键连接的常见分类标准，能够识别平键、半圆键、楔键、切向键的结构特点及适用范围。 · 牢记键连接的主要失效形式，能够结合实际工况判断不同失效形式产生的原因及预防措施。 · 能够解答键连接相关的选择题，准确辨析选项中的知识点误区，结合交通运输设备案例进行应用分析。 【考点梳理】 1. 传动原理 定义：键连接是通过键作为连接件，嵌入轴与轮毂的键槽中，实现轴与轴上零件的周向固定，从而传递转矩的一种可拆连接方式；部分键连接可同时实现轴向固定或轴向移动导向。键的侧面（或顶面、底面）与键槽相互挤压，依靠挤压力传递动力，是一种典型的机械静连接。 2. 类型 定义：键连接按结构和工作原理可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接四类，其中平键连接是交通运输类专业考查的重点。 (1) 平键连接：按用途分为普通平键、导向平键、滑键。 (2) 普通平键：截面为矩形，两侧面为工作面，依靠侧面挤压力传递转矩，不能实现轴向固定，应用最广，如汽车变速箱中轴与齿轮的连接。 (3) 导向平键：较长，键与轮毂键槽采用间隙配合，轮毂可沿键轴向滑动，适用于轴上零件需轴向移动的场合，如汽车离合器的滑动齿轮连接。 (4) 滑键：固定在轮毂上，随轮毂沿轴上键槽滑动，适用于轮毂移动距离较大的场合，如汽车传动轴的伸缩节连接。 (5) 半圆键连接截面为半圆形，键可在轴槽中摆动，自动适应轮毂键槽的倾斜，侧面为工作面，传递转矩较小，适用于轻载、锥形轴端的连接，如汽车发动机凸轮轴与凸轮的连接。 (6) 楔键连接截面为梯形，顶面有1:100的斜度，装配后键楔紧在轴与轮毂的键槽中，顶面与底面为工作面，依靠挤压力和摩擦力传递转矩，可实现周向和轴向固定，但定心精度低，适用于低速、重载、对定心要求不高的场合，如汽车起重机的卷筒轴连接。 (7) 切向键连接由两个斜度为1:100的楔键组成，拼合后沿轴的切线方向安装，工作面为两个键的斜面，传递转矩大，适用于重型机械的轴连接，如船舶推进轴的连接，交通运输类设备中应用较少。 3. 失效形式 定义：键连接在传递转矩过程中，由于过载、磨损、安装不当等原因，导致键、轴或轮毂丧失正常连接和传递动力能力的现象，称为键连接的失效形式。 工作面的压溃，键与轴槽、轮毂键槽的工作面发生塑性变形，是平键、半圆键连接最常见的失效形式，多因传递转矩超过许用载荷导致。 键的剪断，键在传递过大转矩时被剪断，通常与工作面压溃同时发生，是过载导致的严重失效形式。 工作面的磨损，导向平键、滑键连接中，键与键槽的配合面因相对滑动产生磨损，影响轴向移动的灵活性，多因润滑不良或载荷波动导致。 轮毂或轴的键槽损坏，轴或轮毂的键槽发生塑性变形、崩裂，多因安装时键槽加工精度不足或装配过盈量过大导致。 【例题】 1. 键连接的核心作用是实现轴与轴上零件的（） A. 轴向固定 B. 周向固定 C. 减振缓冲 D. 过载保护 答案：B 解析：键连接的主要功能是周向固定轴与轮毂，从而传递转矩；部分键连接可实现轴向固定，但不是核心作用；键连接无减振缓冲和过载保护功能。 2. 汽车变速箱中轴与齿轮的连接通常采用的键连接类型是（） A. 普通平键 B. 导向平键 C. 半圆键 D. 楔键 答案：A 解析：普通平键定心精度高、拆装方便，能可靠传递转矩，适用于轴与齿轮无轴向移动的连接场景；导向平键适用于需轴向滑动的零件，半圆键适用于轻载，楔键定心精度低。 3. 平键连接的工作面是（） A. 顶面 B. 底面 C. 侧面 D. 顶面和底面 答案：C 解析：平键的两侧面为工作面，依靠侧面与键槽的挤压力传递转矩；顶面与轮毂键槽底面之间留有间隙，不参与受力。 4. 下列键连接类型中，适用于锥形轴端轻载连接的是（） A. 切向键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 滑键 答案：B 解析：半圆键可在轴槽中摆动，能自动适应锥形轴端轮毂键槽的倾斜，传递转矩较小，适合轻载、锥形轴端的连接场景。 5. 键连接最常见的失效形式是（） A. 键的剪断 B. 工作面压溃 C. 键槽磨损 D. 轮毂崩裂 答案：B 解析：平键、半圆键连接在正常工作时，首先会因传递转矩过大导致工作面发生塑性变形（压溃），这是最常见的失效形式；键的剪断通常与压溃同时发生。 6. 适用于轴上零件需沿轴向滑动的键连接类型是（） A. 普通平键 B. 半圆键 C. 导向平键 D. 楔键 答案：C 解析：导向平键较长，键与轮毂键槽为间隙配合，允许轮毂沿键轴向滑动，满足轴上零件轴向移动的需求。 7. 楔键连接的工作面是（） A. 侧面 B. 顶面和底面 C. 斜面 D. 端面 答案：B 解析：楔键顶面有1:100的斜度，装配后楔紧在轴与轮毂键槽中，依靠顶面与轮毂键槽底面、底面与轴槽顶面的挤压力和摩擦力传递转矩。 8. 下列关于键连接的说法，错误的是（） A. 键连接属于可拆连接 B. 平键定心精度高于楔键 C. 切向键适用于重型机械传动 D. 所有键连接都能实现轴向固定 答案：D 解析：普通平键、半圆键连接只能实现周向固定，不能实现轴向固定；只有楔键、切向键等部分键连接可同时实现轴向固定。 【高考题实战】 1. 在汽车离合器的滑动齿轮连接中，为了实现齿轮沿轴的轴向滑动，应采用的键连接类型是（） A. 普通平键 B. 导向平键 C. 半圆键 D. 楔键 答案：B 解析：导向平键允许轮毂沿键轴向滑动，适用于轴上零件需轴向移动的场合，符合汽车离合器滑动齿轮的连接要求。 2. 某汽车发动机凸轮轴与凸轮的连接，因凸轮轴为锥形轴端且载荷较小，最适合采用的键连接是（） A. 滑键 B. 半圆键 C. 切向键 D. 楔键 答案：B 解析：半圆键可适应锥形轴端的倾斜，传递转矩较小，适用于轻载、锥形轴端的连接场景，匹配凸轮轴与凸轮的连接需求。 3. 平键连接发生失效时，通常最先出现的现象是（） A. 键被剪断 B. 工作面压溃 C. 键槽磨损 D. 轴发生弯曲 答案：B 解析：平键连接在传递转矩过载时，工作面首先会发生塑性变形（压溃），当载荷进一步增大时，才会出现键被剪断的现象。 4. 下列措施中，不能有效预防平键连接工作面压溃的是（） A. 增大键的截面尺寸 B. 选用强度更高的键材料 C. 提高键槽的加工精度 D. 减小轴的转速 答案：D 解析：平键工作面压溃的根本原因是传递转矩超过许用载荷，增大键截面、选用高强度材料、提高键槽精度均可提升承载能力；减小轴的转速不影响转矩传递，无法预防压溃失效。 5. 关于楔键连接的特点，下列说法正确的是（） A. 定心精度高 B. 适用于高速传动 C. 可实现周向和轴向固定 D. 依靠侧面传递转矩 答案：C 解析：楔键装配后楔紧在键槽中，能同时实现轴与轮毂的周向和轴向固定；但其定心精度低，适用于低速重载场景，依靠顶面和底面传递转矩。 6. 键连接中，属于不可拆连接的是（） A. 普通平键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 无（键连接均为可拆连接） 答案：D 解析：键连接的核心特点是可拆性，通过拆卸键即可分离轴与轮毂，所有类型的键连接均属于可拆机械连接。 7. 汽车传动轴的伸缩节连接中，因轮毂移动距离较大，应采用的键连接类型是（） A. 导向平键 B. 滑键 C. 普通平键 D. 切向键 答案：B 解析：滑键固定在轮毂上，随轮毂沿轴上长键槽滑动，适用于轮毂移动距离较大的场合，符合传动轴伸缩节的连接需求。 8. 下列关于键连接与传动比的关系，说法正确的是（） A. 平键连接可改变传动比 B. 楔键连接能提高传动比精度 C. 键连接不涉及传动比参数 D. 半圆键连接可降低传动比波动 答案：C 解析：传动比是运动传递机构的参数，用于描述主动件与从动件的转速比；键连接的作用是固定零件位置、传递转矩，不参与运动速度的改变，因此不涉及传动比参数。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $