花键联接是由带有多个纵向键齿的轴（外花键）与毂孔（内花键）组成的，如图5-26所示。花键可视为由多个平键组成，键齿侧面为工作面。依靠内、外花键齿侧面的相互挤压传递转矩。花键可用于静联接，也可用于动联接。

1.花键联接的特点和类型

1）花键联接的特点。花键与其他键联接相比有以下优点：键齿数多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；花键齿槽浅、齿根应力集中小，对轴的强度削弱较小；键齿对称布置，分布均匀，受力均匀。轴上零件与轴的对中性好，导向性好，适合于载荷较大、对定心要求高的联接，适用于动、静联接。因此，在机械制造业中得到了非常广泛的应用。

花键联接的缺点：与平键相比结构比较复杂，故需要专用的设备和刀具进行加工，成本较高。

2）花键联接的分类。按齿形可分为两类：矩形花键（见图5-26、图5-27）和渐开线花键（见图5-28）。

矩形花键制造容易、应用广泛，按齿高的不同分轻、中两个系列，已标准化。其定心方式新标准规定为内径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。制造时，轴和毂上的结合面都要经过磨削，定心精度高，定心稳定性好，表面硬度高于40HRC。目前生产中，还有按旧标准生产的用外径定心和侧面定心的矩形花键联接，分别如图5-29a、b所示。外径定心时，轴、孔加工简单，孔可拉削，但硬度过高，拉不动，一般用于硬度小于40HRC的情况。侧面定心精度不高，但载荷分布均匀，承载能力高，但零件易移动，侧面易磨损，使对中性变坏，适于定心要求不高的重载联接（静联接）。

图5-26 矩形花键的组成

图5-27 矩形花键

渐开线花键齿廓为渐开线，分度圆压力角有α=30°和α=45°两种，分别如图5-28a、b所示，后者也称细齿渐开线花键或三角形花键，齿高较小，多用于薄壁容器。渐开线花键齿顶高有两种，分别为0.5m和0.4m（m为模数），可用齿轮机床进行加工，工艺性较好，制造精度高，齿根圆角大，应力集中小，易于对心。但加工花键孔用渐开线拉力，制造复杂，成本高，适宜于传递大转矩、大直径的轴。

图5-28 渐开线花键

渐开线花键的定心方式如图5-29所示，为齿形定心。当齿受力时，齿上的径向力能起到自动定心的作用，因此定心性优于矩形花键。矩形花键的其他定心方式如图5-30所示。

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图5-29 渐开线花键的定心

图5-30 矩形花键其他定心方式

2.花键联接的强度计算

花键联接的强度计算同平键联接类似，根据使用要求和联接的结构特点，选定花键联接的类型和尺寸，再进行必要的强度校核计算。花键联接的受力情况以图5-27所示的矩形花键为例进行分析，其主要失效形式是键齿的压溃（静联接）或磨损（动联接）。所以一般进行挤压强度（静联接）或耐磨性验算。

静联接

动联接

式中 C——为倒角尺寸（mm）；

[σ]_p，[p]——许用挤压应力及许用压强，见表5-6。

表5-6 花键联接的许用挤压应力[σ]_p和许用压强[p] （单位：MPa）

注：1.工作条件不良是指受变载荷、有双向冲击、振动频率高和振幅大、润滑不良（动联接）、材料硬度不高或精度不高等。

2.同一情况下，[σ]_p或[p]的较小值用于工作时间长和较重要的场合。