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1、互换性与技术测量,四川大学制造学院 朱鲁闯,第十章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,本章内容,第十章 键和花键的公差与配合 1单键联结的种类和用途、公差与配合的 特点及其在图样上的标注；2花键联结的种类和用途、定心方式，矩形花键公差与配合特点及其在图样上 的标注。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1 键联结,键联结常用于轴与轴上的传动件（齿轮、皮带轮、联轴器等）之间的可拆卸联结，用以传递转矩和运动；当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.1 概述,普通平键的联接结构,b-键和键槽宽度（轴槽和轮
2、毂槽）t-轴槽深度t1-轮毂槽深度h-键的高度t+t1-h=0.2-0.5mmL-键的长度d-轴和轮毂孔直径,10.1 键联结,根据键联结的功能，其使用要求如下：键和键槽侧面应有足够的接触面积，以承受负载，保证键联结的可靠性和寿命；键嵌入轴槽要牢固可靠，以防止松动脱落，又要便于拆装；对导向键，键与键槽间应有一定的间隙，以保证相对运动和导向精度要求。键联结是通过键的侧面与轴键槽和轮毂键槽的侧面相互接触来传递扭矩。键的上表面与轮毂键槽间要留有一定的间隙。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.1 概述,10.1 键联结,键的分类：键和花键两大类键的分类：常用的键联结有平键（包
3、括普通平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键联结，其中以平键联结应用最广泛。花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键联结，其中以矩形花键联结应用最广泛。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.1 概述,单键结构,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1 键联结,单键联结中平键的应用最为广泛，在设计平键联结时，轴径d的尺寸确定后，平键的规格参数也就确定。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.1 概述,10.1 键联结,在平键联结中，键宽和槽宽b是配合尺寸，所以需要研究键宽和槽宽的公差和配合。键由型钢制成，是标准件，是
4、平键结合中的“轴”，所以键宽与槽宽的配合采用基轴制配合。国标GB/T 10952003平键 键槽的剖面尺寸从GB/T18011999中选取公差带，对键宽规定一种公差带h8；对轴和轮毂的键槽宽各规定三种公差带，构成三种不同性质的配合，以满足各种不同用途的需要。非配合尺寸中，键高h的极限偏差为h11，键长L的极限偏差为h14；轴槽长的极限偏差为H14。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.2 键联结的公差与配合,平键配合公差带图,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,+0,-,b,键宽公差带,轴槽公差带,轮毂公差带,较松键联结,一般键联结,较紧键联结,10.1
5、键联结,三种键联结配合的配合性质及应用表,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.2 键联结的公差与配合,10.1 键联结,由于键和键槽的形位误差不仅造成装配困难，影响联结的松紧程度，而且使键的工作面负荷不均，使联结性质变坏，对中性不好。所以在键联结中，除了对有关尺寸有公差要求外，对有关表面的形状和位置也有公差要求。为保证键侧与键槽之间有足够的接触面积和避免装配困难，应分别规定轴槽和轮毂槽的对称度公差，按GB/T 1184-1996 形状和位置公差 未注公差值确定，一般取79级。以键宽b为公称尺寸。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.2 键联结的公
6、差与配合,10.1 键联结,当平键的键长L与键宽b之比大于或等于8时(L/b8)，应规定键的两工作侧面在长度方向上的平行度要求，此时平行度公差也按GB/T 1184-1996的规定选取：当键宽b 6mm时，公差等级取7级；当键宽b 836mm时，公差等级取6级；当键宽b 40mm时，公差等级取5级。键槽配合面的表面粗糙度Ra值一般取1.66.3m；非配合面取6.310m。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.2 键联结的公差与配合,10.1 键联结,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.1.3 平键联结的标注,10.2 花键联结,花键联结与普通平键联结
7、相比，更具优点：载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩；导向性好；定心精度高，满足了高精度场合的使用要求。花键联结可作固定连结和滑动联结；类型有矩形花键、渐开线花键和三角形花键。矩形花键最常用。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.1 概述,10.1 键联结,国家标准规定花键的主要尺寸有小径d、大径D、键宽和键槽宽B。花键键数规定为偶数，有6、8、10三种，以便加工和检测。按承载能力，对基本尺寸规定了轻、中两个系列，同一小径的轻系列和中系列的键数相同，键宽（键槽宽）也相同，仅大径不相同。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,内花键的主要尺寸参数,外花键
8、的主要尺寸参数,10.2.1 概述,矩形花键基本尺寸系列（节选GB/T 1144-2003）(mm),第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2 花键联结,1.花键定心方式矩形花键的联结可以有三种定心方式：小径d定心、大径D定心和键宽B定心，前两种定心方式的定心精度比后一种方式的高。国家标准规定矩形花键联结采用小径定心。采用小径定心，磨削内花键小径表面就很容易，磨削外花键表面也比较方便。采用小径定心就可以通过磨削达到高精度小径要求。所以，矩形花键采用小径定心可以获得更高的定心精度，并能保证和提高花键的表面质量。（花键结合面硬度要求：淬火热处理）,第10章 键和花键的公差与配合,
9、互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,10.2 花键联结,(a)小径定心(b)大径定心(c)键宽定心,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,矩形花键联结定心方式图示,10.2 花键联结,2.矩形花键的公差与配合矩形花键的公差与配合分两种情况：一般用途矩形花键，精密传动用矩形花键。为了减少加工内花键的拉刀的品种、规格，花键联结采用基孔制配合。内、外花键尺寸公差带及其极限偏差数值（GB/T1144-2001）与GB/T 1801-1999极限与配合规定一致。定心直径d的公差带在一般情况下，内、外花键取相同的公差等级。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与
10、技术测量,10.2.2 矩形花键,矩形内、外花键尺寸公差带（摘自GB/T 1144-2001）,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,注：1.精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽可选H7，一般情况下选H9。2.d为H6、H7的内花键，允许与提高一级的外花键配合。,10.2 花键联结,3.矩形花键联接公差与配合的选用矩形花键公差配合选用的关键是确定联结精度和配合松紧程度。根据定心精度要求和传递转矩大小选用联结精度，精密传动因花键联结定心精度高、传递转矩大而平稳，多用于精密机床主轴变速箱，以及重载减速器中轴与齿轮花键孔的联结。配合松紧程度的选用首先要根据内、外花键之间是否
11、有轴向移动，确定固定联接还是滑动联接。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,10.2 花键联结,3.矩形花键联接公差与配合的选用对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长、移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动联接，以保证运动灵活性及配合面间有足够的润滑层。对于内、外花键之间定心精度要求高，传递扭矩大或经常有反向转动的情况，则选用配合间隙较小的紧滑动联接。对于内、外花键间无需在轴向移动，只用来传递扭矩，则选用固定联接。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,10.2 花键联结,4.矩形花键联接的形位公差和表面粗
12、糙度要求由于矩形花键联结表面复杂，键长与键宽比值较大，形位误差是影响联结质量的重要因素，必须对其加以控制。为了保证内、外花键小径定心表面的配合性质，国家标准GB/T 4249-1996规定该表面的形状公差与尺寸公差的关系采用包容要求。键和键槽的位置度误差包括它们的中心平面相对定心轴线的对称度、等分度，以及键（键槽）侧面对定心轴线的平行度误差，可规定位置度公差予以控制。并采用最大实体要求，用综合量规检验。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,10.2 花键联结,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,矩形花键的位置度公差标注
13、,10.2 花键联结,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,矩形花键的对称度公差标注,10.2 花键联结,4.矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求以矩形花键小径定心时，花键各表面的粗糙度如下表所示进行规定。,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,花键表面粗糙度推荐值(m),10.2 花键联结,5.矩形花键联结的标注代号,第10章 键和花键的公差与配合,互换性与技术测量,10.2.2 矩形花键,本 章 小 结,1.平键联接的公差与配合 平键联接的公差与配合是从极限与配合标准中选出的。平键联接的键宽与键槽宽b是决定配合性质和
14、配合精度的主要参数。平键联接采用基轴制配合。国标对键宽规定了一种公差带（h9），对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。由这些公差带构成三组配合，分别得到规定的三种联接类型，即较松联接、一般联接和较紧联接。应根据使用要求和应用场合确定其配合类别。2.矩形花键联接的种类与定心方式 花键有矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中矩形花键应用最广。国标规定了矩形花键联接的尺寸系列、定心方式及极限与配合。矩形花键有大径D定心、小径d定心、和键（槽）宽B定心三种定心方式，国标规定矩形花键采用小径定心。,互换性与技术测量,第10章 键和花键的公差与配合,本 章 小 结,3.矩形花键的极限与配合 矩形花键的极限
15、与配合分为一般用途的矩形花键和精密传动的矩形花键；矩形花键的配合采用基孔制，即内花键的D、d、和B的基本偏差不变，依靠改变外花键的D、d和B的基本偏差，以获得不同松紧的配合。由这些公差带构成内、外花键的各种配合，分别得到三种联接形式，即滑动联接、紧滑动联接和固定联接。配合的选择主要根据联结精度和配合松紧程度来选择。4.花键和键槽的形位公差和表面粗糙度 键和键槽的位置度误差包括它们的中心平面相对定心轴线的对称度、等分度，以及键（键槽）侧面对定心轴线的平行度误差，可规定位置度公差予以控制。键槽的两工作侧面为配合面，花键和键槽表面粗糙度Ra值要进行规定。5.键和花键的标注,互换性与技术测量,第10章 键和花键的公差与配合,
