附录A
（推荐性附录）
花键套的形状及其尺寸
A.1 概述
本附录列出了花键套的典型形状及其尺寸。
A.2 花键套形状及其尺寸
直筒型花键套的典型形状如图A.1，法兰型花键套的典型形状如图A.2，直筒型花键套的尺寸见表A.1，法兰型花键套的尺寸见表A.2。
图A.1 直筒型花键套的典型形状
(a)法兰型花键套形状一
(b)法兰型花键套形状二
图A.2 法兰型花键套的典型形状
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30°渐开线花键的设计计算 已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 1、分度圆直径D： D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db： Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p： p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei： Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差： 0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E： E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV： EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin： EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin： Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax： EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD： 0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax：
渐开线花键： 键齿在圆柱（或圆锥）面上且齿形为渐开线的花键称为渐开线花键。渐开线花键连接采用齿形定心，渐开线花键是花键的一种，而传递转矩的部件一般通过键和花键联接。普遍采用的是矩形花键和渐开线花键。渐开线花键应用日趋广泛。这是由于渐开线花键较矩形花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。 渐开线花键计算公式： 对于铣切花键工序，由于与其配合的主动齿轮靠大径过盈配合，过盈量0.006～0.013mm，小径有间隙，所以可采用通用三面刃铣刀或片铣刀对小径进行加工至近似圆弧。 加工过程按工步叙述如下： 1)零件装夹在卧铣分度头上，用半顶尖顶紧。 2)调整顶尖位置，外圆高度差≤0.01mm。 3)用百分表测定外圆跳动(≤0．05mm)。 4)按分度头的中心高度划出键宽中心线，转180°验证中心线(误差基本不变)。 5)留出磨花键键宽余量0.4mm，分别划出键宽为6.4mm的六等分键宽线。 6)将键宽中心线转过90°至最高点。
7)按键宽线用厚6mm的三面刃铣刀铣6个键宽一侧，工作台移动“键宽+刀宽”距离，铣另一侧。 8)转动分度头，对键槽进行逼近圆弧加工。 下文对加工结果作一分析和讨论： 1)侧面铣切时选用的通用三面刃铣刀要根据花键的具体参数及三面刃铣刀的规格来决定。设三面刃铣刀的宽度为B，应满足：B<2hcos(180°/N)(1) 式中：h——每个键槽上小径的宽度； N——花键的键数。 铣刀宽度B的值不能过大，以免铣切键槽的另一侧。其中h值可用下式计算： h≈(πd-NL)/N(2) 式中：d——花键小径； L——留有磨削花键键侧余量的花键键宽。 将(2)式代入(1)式，即有 B<((πd-NL)/(N/2))*cos(180°/N)(3) 2)修正小径应根据h选定三面刃铣刀或片铣刀，加工成近似圆弧。 3)若以小径定心，则需留出直径磨量0.2～0．3mm。 4)用三面刃铣刀及片铣刀加工花键，能满足设计要求，降低制造成本，提高中、小批量生产的效率。
shaft hub Reference diameter dB 66module m 0.80.8number of teeth z 6-6pressure angle α3030pitch p 2.51327 2.51327 addendum modification x*m 0.16-0.16addendum if basic rack profile h ap 0.360.36addendum of tool basic rack profile h fp0dedendum of basic rack profile h fp 0.440.44tooth depth of basic rack profile h p 0.80.8bottom clearance of basic rack profile c p 0.080.08root fillet radius of basic rack profile ρfp 0.1280.128reference circle diameter d 4.8-4.8base diameter d b 4.157-4.157tip circl e diameter o f shaft d a1 5.84root circle diameter of shaft d f1 4.24minimum form clearance C fmin 0.025base from circle diameter of shaft d Ff1 4.35 tip circle diameter of hub d a2-4.4root circle diameter of hub d f2-6minimum form clearance C fmin 0.025?root form circle diameter of hub d Ff2-5.89 form clearance of basic rack profile C FP 0.0160.016 nominal space width on hub e 2 1.441min. effective toleraence limit e vmin 1.441min. actual reference mark e min 1.467max. actual tolerance limit e max 1.512 nominal shaft tooth thickness s 1 1.441max. effective tolerance limit s vmax 1.409max. actual reference mark s max 1.383min. actual tolerance limit s min 1.338 length L 95100tolerance class 1010 deviation series d H tooth thickness/spac e width A s /A e -0.0320.000tooth thickness tolerance,actual space width T act 0.0450.045tooth thickness tolerance,effective space width T eff 0.0260.026total tooth tolerance/space widith tolerance T G 0.0710.071individual pitch deviation fp 0.0190.019total pitch deviation Fp 0.0450.045total profile deviation F α0.0230.023total helix deviation F β 0.0150.015 broaching DIN5480
30°渐开线花键的设计计算已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 计算： 1、分度圆直径D：D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db：Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p：p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei：Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差：0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E：E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV：EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin：EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin：Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax：EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD：0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax： DFemax=2 ＝28.62 其中：Db=25.98 D=30 αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75 esV/tanαD=0 21、外花键小径基本尺寸Die：Die＝m(Z－1.5)＝28.125 22、外花键小径上偏差esV/tanαD：0 23、外花键小径公差：IT12－14。选IT12，公差值0.21 24、基本齿厚S：S=0.5πm=0.5π*1.25=1.963 25、作用齿厚最大值SVmax： SVmax＝S+esV=1.963+0＝1.963 26、实际齿厚最小值Smin： Smin＝SVmax－（Τ+λ）＝1.963－0.137＝1.826 27、实际齿厚最大值Smax：Smax＝SVmax－λ＝1.963-0.048＝1.915 28、作用齿厚最小值SVmin：SVmin＝Smin+λ＝1.826+0.048＝1.874 29、齿形裕度CF：CF＝0.1m＝0.1*1.25＝0.125 30、渐开线花键齿根圆弧最小曲率半径Rimin、Remin：
30°平齿根花键计算书第1页 模数 m = 3 齿数 z = 15 标准压力角αD = 30° 配合代号：H7/h7 分度圆直径 D = m×z = 45 基圆直径 Db = m×z×cos(αD) = 38.9711 周节 p = π×m = 9.42477796076937 内花键大径 Dei = m×(z+1.5) = 49.5 外花键作用齿厚上偏差 esv = 0 (根据<<机械传动设计手册>>1463页表9-1-49或由公差代号计算) 外花键渐开线起始圆直径最大值： DFemax = 2×((0.5Db)^2+(0.5Dsin(αD)-(hs-0.5esv/tan(αD))/sin(αD))^2)^0.5 = 41.8669 (其中hs = 0.6m = 1.8) 内花键小径 Dii = DFemax+2CF) = 42.47 (其中CF = 0.1m = .3) 内花键基本齿槽宽 E = 0.5πm = 4.71238898 外花键基本齿厚 S = 0.5πm = 4.71238898 内花键： 内花键总公差 T+λ = 40i*+160i** = 179 其中i* = 0.45(D)^(1/3) + 0.001D (D = (30×50)^0.5 = 38.7298334620742) i** = 0.45(E)^(1/3) + 0.001E (E = (3×6)^0.5 = 4.24264068711928) 周节累积公差 Fp = 7.1(L)^0.5 + 18 = .078 其中分度圆周长之半 L = πmz/2 = 70.6858347057703 齿形公差 ff = 6.3ψf + 40 = .062 其中公差因数ψf = m + 0.0125D = 3.48412291827593 齿向公差 Fβ = 2.0×(g)^0.5 + 10 = .023 其中花键长度 g = 40 综合公差λ= 0.6((Fp)^2 + (ff)^2 + (Fβ)^2)^0.5 = .061 作用齿槽宽最小值 Evmin = 0.5πm = 4.712 实际齿槽宽最大值 Emax = Evmin + (T+λ) = 4.891 实际齿槽宽最小值 Emin = Evmin + λ =4.773 作用齿槽宽最大值 Evmax = Emax - λ = 4.83 外花键： 外花键大径 Dee = m×(z + 1) = 48 外花键小径 Die = m×(z - 1.5) = 40.5 外花键总公差 T+λ = 40i*+160i** = 179 其中i* = 0.45(D)^(1/3) + 0.001D (D = (30×50)^0.5 = 38.7298334620742) i** = 0.45(E)^(1/3) + 0.001E (E = (3×6)^0.5 = 4.24264068711928) 周节累积公差 Fp = 7.1(L)^0.5 + 18 = .078
日产汽车类渐开线花键的计算 1985年以来我港从日本引进了多种类型的高效流动机械，在进口机械的维修和配件制造工作中，经常遇到渐开线花键的测绘工作。由于缺乏这方面的技术标准和资料，给测绘工作造成很大困难。为了解决这一难题，下面扼要介绍JISD2001日本汽车工业用渐开线标准的内容，供从事这一领域工作的技术人员参考。 一、基本参数和计算方法 1.基本参数(1)模数m:采用以下三个系列共15种模数(单位:毫米) (2)齿数Z:从6到40个(3)位移量x和压力角α:位移量X一般为0.8m，极少采用0.6m，0.633m，0.9m，0.967m。分度圆上的压力角α通常为20°。(4)基本齿形: 图1所示为花键轴的基本齿形 2.基本计算公式(1)公称直径:当x=0.8时，d=(Z+2)m当x≠0.8时，d=(Z +2x+0.4)m(2)孔的外径:①齿形定心和插孔时，D1=d+0.3m②齿形定心拉孔和外径定心时D2=d(3)轴的外径:①齿形定心时，d1=d-0.2m②外径定心时，d2=d(4)孔的内径:Dk=d-2m，(5)轴的内径:dr=d-2.4m，(6)分度圆直径: do=zm，(7)分度圆上的压力角:αo=20°(8)基圆直径:dj=docosα。(9)周节:to=πm.(10)基节:tj=tocosα。式中:α′1——轴用量棒中心压力角。U——测轴跨棒距用量棒直径。见图2②孔的跨棒距尺寸a1——孔用量棒中心压力角。式中:V——测孔跨棒距用量棒直径，见图2，u和V数值从表1可查得。图2中:V1——量棒削去后的尺寸，V1可从表1中查出。当m=1时的跨棒距可从表1中直接查得，将该数值乘以模数即是量值的公称尺寸。 (16)当x≠0.8时的跨棒距及有关数值从表2中查得。表2代号M′2，M′1，dP2，dV2和dP1见图3 注:带*者量棒直径用1.8667mm。n，K1与K2与模数无关。 3.定心方式、公差与配合(1)定心方式有齿形定心和外径定心两种。(2)配合种类分以下四种配合 ①自由配合，即有间隙配合。②滑动配合，一般为有较小间隙配合，也可能有较小过盈出现。③固定配合，一般有较小过盈，也可能有较小间隙。④压入配合:必有过盈，但外径定心不采用此种配合。以上四种配合是通过改变花键轴的尺寸实现的。配合级别根据定心方式和配合种类可从表3中查得。 (3)公差公差是借用日本圆柱齿轮公差标准(JISBO401)的符号及数值，直径公差见表4
30°渐开线花键的设计计算 机械产品设计2010-10-27 12:50:56 阅读20 评论0 字号：大中小订阅 30°渐开线花键的设 30°渐开线花键的设计计算 2010-07-22 16:29 已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 1、分度圆直径D： D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db： Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p： p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei： Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差： 0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E： E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV： EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin： EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin： Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax： EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD： 0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax= mz/2*√3+（1-4.8/z)*（1-4.8/z) DFemax=2 ＝28.62 其中：Db=25.98 D=30αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75 esV/tanαD=0 21、外花键小径基本尺寸Die： Die＝m(Z－1.5)＝28.125 22、外花键小径上偏差esV/tanαD：0 23、外花键小径公差：IT12－14。选IT12，公差值0.21 24、基本齿厚S：S=0.5πm=0.5π*1.25=1.963 25、作用齿厚最大值SVmax： SVmax＝S+esV=1.963+0＝1.963
花键和轮齿 花键轴是一种具有一系列与轴成一体的平行键并和相应的切在轮毂或装配件上的键槽相配合的轴；这种分布与一根轴上装有一系列键槽或楔形键槽与开有很多槽的轴相配合的情形形成对比。后一种结构会在相当程度上减弱轴的强度，因为在轴上开很多槽会降低其传递扭矩的能力。 花键轴最常用的三种场合：1)用于无滑移地传递相对比较重的负荷的联轴器轴；2）用于传递动力的齿轮、滑轮和其它旋转设备，安装方式可以为滑移安装或固定式安装；3）对于要求在角度位置上要求有位移以计数或改变的附件。 具有直齿的花键应用于很多场合（见SAE装置中软拉削的平行花键）；不过，渐开线花键的使用正得到稳步的推广，原因有：1）渐开线花键比其它花键具有更大的传递扭矩的能力，2）它们可以用生产齿轮的相同技术和设备加工，3）尽管啮合件之间存在间隙，它们在负载状态下可以自动对中。 渐开线花键 美国国家标准渐开线花键＊_这些花键或多键与渐开线内齿或外齿在成形方法上很相似。通常方法是通过滚削、轧制或成形加工方法来加工外花键，用拉削或成形方法来加工内花键。内花键作为基准尺寸，外花键根据配合的需要而采取不同的公差。基本渐开线花键具有最大的强度，可以被准确地分开和自定心，这样可以高速轴承和应力，并且它们可以被准确测量和装配。 在美国国家标准ANSI B92.1-1970 (R1993)，保留了许多1960版标准中的特征，加上增加的三个精度等级，总计有4个精度等级。“渐开线轮齿”这一术语，以前应用于45度压力角，已被删除，本标准现在共有30度、37.5度、45度压力角的渐开线花键。这些渐开线花键的有关表格已作相应的排列。“轮齿”这一术语不再应用本标准覆盖的花键中。 对于所有齿侧配合形式，本标准只有一种配合等级，就是以前的等级2。等级1配合由于不常使用已被删除。平齿根齿侧配合花键的大径已修改，并应用了一种覆盖了1950年和1960年版标准的公差。以往标准中制定的互换性公差在后面“互换性“一节中给出。 对于大径配合一节，没有公差或本配合的修改。 本标准承认了相配合花键的正确装配是仅仅依赖于花键从齿顶到渐开线基园的所有尺寸都在有效规范内。因此，对于齿侧配合花键，现在内花键的大径作为最大极限尺寸，外花键的小径丙在作为最小极限尺寸，最小内花键大径和最大外花键小径必须明确指定的基园直径，这样就不需要附加的控制了。 现有的花键规范表包括了更多的公差等级的选择。这些公差分级为适应最终产品需要而增加了更多的选择。这些选择仅仅在齿厚和齿侧间隙上有区别。 使用于ASA B5.15-1960的公差等级作为基础，现在被指定为等级5。新公差等级以下列公式为基础： 等级4＝等级5*0.71 等级6＝等级5*1.40 等级7＝等级5*2.00 本标准上所有列出的尺寸都是用于完工零件。在选择制造精度时，必须考虑热处理等工序的补偿量。 本标准对于所有公差等级，内花键的最小作用齿槽厚和外花键的最大作用齿厚相同。本标准有两种配合形式。对于齿侧配合，最小作用齿槽尺寸和最大作用齿厚值相同。使得花键在装配时具有互换性的根本原因是它们在制造时不考虑单个花键的公差等级。这样，就允许将不同公差等级的内外花键相配合，这样的优点在于一个配合件的制造难度将明显地小于另一个相配件，两件的平均公差就是设计需要的公差。例如，一个配合件的公差为5级而其相配件
渐开线内（外）花键参数标注参考资料 在审查产品设计图纸的过程中，发现每位设计师对渐开线花键参数和检验方法的理解不同，在产品设计中采用的标注方法也有所不同，而且有一些不正确的地方。为此，在现行的渐开线花键参数表的基础上，参考了渐开线花键标准应用手册，编写了《渐开线内（外）花键参数在产品图中标注参考资料》。既能为设计师们在标注渐开线花键参数时提供方便，又能使在产品图纸中对渐开线花键参数的标注方法取得一致。不过，“下马伊始”就乱讲，难免错误和不当，请提宝贵意见。 在产品图纸中标注渐开线花键参数的建议： 1.由于渐开线内花键和外花键的有些参数在标注内容上有较大的区别，故建议在标 注内花键或外花键时使用两种不同的表格。 2.渐开线内（外）花键参数表的边框也采用细实线，与尺寸界限和尺寸线使用相同的线型。 3.对于内花键： 小径Dii的尺寸及其偏差标注在图形上； 大径Dei（当大径定心时除外）、分度圆直径D和齿根圆弧最小曲率半径Rimin等的尺寸标注在内花键参数表中，其偏差不必标注，由工艺保证。 4.内花键小径Dii的极限偏差（非定心直径时） 摘自GB/T 3478.1—1995 内花键小径Dii的偏差单位：μm 模数 m 0.25～0.75 1.00～1.75 2.00～10.00 直径Dii mm H10 H11 H12 ＞6～10 +58 +90 ＞10～18 +70 +110 +180 ＞18～30 +84 +130 +210 ＞30～50 +100 +160 +250 ＞50～80 +120 +190 +300 ＞80～120 +220 +350 ＞120～180 +250 +400
渐开线花键完整计算 1、模数是径节制的Dp24，换算公式是25.4÷24≈1.0583。 2、棒间距是用量棒直径和分度圆齿槽宽根据公式算出来的。计算公式可参考国标。棒间距的计算公式是由几何学决定的，美标德标都一样。在量棒直径的选择上各个标准可能会有差异。 3、标准齿形定义为在分度圆上齿厚和齿槽宽相等，而分度圆直径定义为模数×齿数。分度圆周长=mzπ=2zE，所以E=mπ÷2=1.0583×π÷2≈1.6624，而图里面的齿槽宽比标准的大不少，所以图里的花键不是标准的齿形，也就是说是带变位系数的，也就是说实际上分度圆不是等分齿距的，内花键的齿槽宽是大于内花键的齿厚的。所以图里真实的齿槽宽需要根据棒间距和量棒直径逆推算。 4、实际齿槽宽就是根据棒间距的实际测量值逆推算出来的，最大最小实际齿槽宽分别对应着棒间距的最大最小值。作用齿槽宽是考虑到花键的几何公差后的最大实体边界对应的齿槽宽。花键加工过程中，齿距会有误差，24个齿就对应有24个齿距，都可能会有误差；齿形会有误差，齿形也叫齿廓就是那条渐开线，几何上是一条平滑的曲线，但现实中是锯齿状凹凸不平的；齿向会有误差，齿向误差也叫螺旋线误差，就是看齿宽两侧渐开线对应的点在齿面上画过去的线是平的还是鼓的，还是左歪还是右歪。以上3种误差的存在，会造成内花键的实体边界不在几何学上的位置上。内外花键配合实际上是广义的轴孔配合，公差原则也是存在的，基本上等于采用包容原则。 5、大小径在几何上的约束没那么多。大径不超出齿廓两侧渐开线的交点，小径不小于基圆，然后配对的内外花键大小径之
间互相留点间隙，在几何上就不会有什么干涉。但在受力上，小径要根据外花键的齿根强度取舍。一般只要不根切问题都不大。如果需要标准背书，大小径也可以按照标准给的比例系数确定。6、题主的图挺像我一客户的风格，都是参数栏放图纸左下角，参数栏也不给齿形齿向齿累公差，令人无法直观判断精度等级以及参数之间是否会有矛盾。如果再遇上热处理变形量随机，生产厂家那就要焦头烂额了。
w w w . b z f x w .c o m 日产汽车类渐开线花键的计算 1985年以来我港从日本引进了多种类型的高效流动机械，在进口机械的维修和配件制造工作中，经常遇到渐开线花键的测绘工作。由于缺乏这方面的技术标准和资料，给测绘工作造成很大困难。为了解决这一难题，下面扼要介绍JISD2001日本汽车工业用渐开线标准的内容，供从事这一领域工作的技术人员参考。 一、基本参数和计算方法 1.基本参数 (1)模数m:采用以下三个系列共15种模数(单位:毫米) (2)齿数Z:从6到40个 (3)位移量x 和压力角α:位移量X 一般为0.8m ，极少采用0.6m ，0.633m ，0.9m ，0.967m 。分度圆上的压力角α通常为20°。 (4)基本齿形:图1所示为花键轴的基本齿形
w w w . b z f x w .c o m 2.基本计算公式 (1)公称直径:当x=0.8时， d=(Z+2)m 当x ≠0.8时，d=(Z+2x+0.4)m (2)孔的外径:①齿形定心和插孔时， D 1=d+0.3m ②齿形定心拉孔和外径定心时D 2=d (3)轴的外径:①齿形定心时，d 1=d-0.2m ②外径定心时，d 2=d (4)孔的内径:D k =d-2m ， (5)轴的内径:dr=d-2.4m ， (6)分度圆直径:d o =zm ， (7)分度圆上的压力角:αo =20° (8)基圆直径:d j =d o cos α。 (9)周节:t o =πm. (10)基节:t j =t o cos α。
w w w . b z f x w .c o m 式中:α′1——轴用量棒中心压力角。 U——测轴跨棒距用量棒直径。 见图2 ②孔的跨棒距尺寸 a 1——孔用量棒中心压力角。 式中:V——测孔跨棒距用量棒直径，见图2，u 和V 数值从表1可查得。
翻译：朱晓峰节选至《美国机械工程师手册》第28版，有错之处，请指正。 SPLINES AND SERRATIONS A splined shaft is one having a series of parallel keys formed integrally with the shaft and mating with corresponding grooves cut in a hub or fitting; this arrangement is in contrast to a shaft having a series of keys or feathers fitted into slots cut into the shaft. The latter construction weakens the shaft to a considerable degree because of the slots cut into it and consequently, reduces its torque-transmitting capacity. 花键轴是一种具有“一系列相互平行的齿、并且齿与轴整体成型”的轴，它与在轮毂上或者装配体上开的键槽相配合。这种装置与“在轴上开槽并且与一组销子或者楔键相配合”的结构相反。后者的结构由于在轴上开槽大大降低了轴（的强度），降低了传递扭矩的能力。 Splined shafts are most generally used in three types of applications: 1 ) for coupling shafts when relatively heavy torques are to be transmitted without slippage; 2) for transmitting power to slidably-mounted or permanently-fixed gears, pulleys, and other rotating members; and 3) for attaching parts that may require removal for indexing or change in angular position. 花键轴主要用在以下三种情况：1）需要在无滑动的联轴器上传递大的扭矩；2）用于向“可滑动的装配组件”或者“固定装配的齿轮组或滑轮副”传递动力，3）用于“要求指定滑移量或转角位置”的配件上。 译注A1：“slidably-mounted”例如球笼式等速万向节，万向节同时能转动一定角度；“ermanently-fixed gears”例如齿轮变速箱。（凡是带“译注”的，表示译者的理解，下同） Splines having straight-sided teeth have been used in many applications (see SAE Parallel Side Splines for Soft Broached Holes in Fittings); however, the use of splines with teeth of involute profile has steadily increased since 1) involute spline couplings have greater torque-transmitting capacity than any other type; 2) they can be produced by the same techniques and equipment as is used to cut gears; and 3) they have a self-centering action under load even when there is backlash between mating members. 具有“直边式齿形”的花键已经适用于多种场合（请查看“用于软拉削加工成型的直边式花键”）；然而，“齿侧具有渐开线形状的花键”的使用正在逐步的增长，原因如下：1）渐开线花键传递扭矩的性能超过其他形式；2）可用加工齿轮的技术或设备来加工；3）在内齿和外齿配合情况下产生的反作用力具有自定心功能。 译注A2：“Parallel Side Splines”指的是矩形花键，文中翻译成“直边式花键”，见《GB/T 1144 矩形花键尺寸、公差和检验》； 译注A3：“SAE Parallel Side Splines for Soft Broached Holes in Fittings”指SAE J499A，一种类似GB/T 1144的标准。 Involute Splines American National Standard Involute Splines*.— These splines or multiple keys are similar in form to internal and external involute gears. The general practice is to form the external splines either by hobbing, rolling, or on a gear shaper, and internal splines either by broaching or on a gear shaper. The internal spline is held to basic dimensions and the external spline is varied to control the fit. Involute splines have maximum strength at the base, can be accurately spaced and are self-centering, thus equalizing the bearing and stresses, and they can be measured and fitted accurately. 美国渐开线标准：这种花键的成型和齿轮的内外花键类似。通常的成型加工方法是外花键用滚铣刀、搓齿或插齿刀，内花键用拉削、齿轮插齿刀。内花键的尺寸是固定的，外花键根据不同的配合采用不同的尺寸。渐开线花键在近跟处有最大的强度，（键齿）能精确分布和自定心，这样就有相同的支撑力和应力，同时能准确地配合和测量。 译注A4：内花键尺寸不变，外花键变，原理等同于基孔制。 In American National Standard ANSI B92.1-1970 (R 1993), many features of the 1960
基于GB/T17855-1999方法的端面花键齿承载能力计算1.术语、代号及说明
2.计算(渐开线花键) 2.1名义切向力 本例： N 2.2单位载荷 本例：=0.2105T N/mm 2.3系数 （1）使用系数
（2）齿侧间隙系数 当花键副的受力状态如图1所示时，渐开线花键或矩形花键的各键齿上所受的载荷大小，除取决于键齿弹性变形大小外，还取决于花键副的侧隙大小。在压轴力的作用下，随着侧隙的变化(一半圆周间隙增大，另一半圆周间隙减小)，花 键与外花键的两轴线将出现一个相对位移量。其位移量的大小与花键的作用侧隙(间隙)大小和制造精度高低等因素有关。产生位移后，使载荷分布在较少的键齿上(对渐开线花键失去了自动定心的作用)，因而影响花键的承载能力。此影响用齿侧间隙系数予以考虑.通常=1.1～3.0。 当压轴力较小、花键副的精度较高时，可取=1.1～1.5;当压轴力较大、 花键副的精度较低时，可取=2.0～3.0;当压轴力为零、只承受转矩时，=1.0。 图1 只承受压轴力F、无转矩T，外花键的位置（3）分配系数
花键副的花键和外花键的两轴线在同轴状态下，由于其齿距累积误差(分度误差)的影响，使花键副的理论侧隙(单齿侧隙)不同，各键齿所受载荷也不同。 这种影响用分配系数予以考虑。对于磨合前的花键副，当精度较高时(按GB/T 1144标准为精密级的矩形花键或精度等级按GB/T3478.1标准为5级或高于5级时)，=1.1～1.2;当精度较低时(按GB/Tll44标准为一般用的矩形花键或精度等级按GB/T3478.1标准低于5级时)， 1.3～1.6。对于磨合后的花键副，各键齿均参与工作，且受载荷基本相同时，取=1.0。 （4）轴向偏载系数 由于花键副在制造时产生的齿向误差和安装后的同轴度误差，以及受载后的扭转变形，使各键齿沿轴向所受载荷不均匀。用轴向偏载系数予以考虑。其值可从表3中选取。 对于磨合后的花键副，各键齿沿轴向载荷分布基本相同时，可取=1.0。 当花键的精度较高和分度圆直径D或平均圆直径较小时，表3中的轴向偏载系数取较小值，反之取较大值。
渐开线花键的参数标注 （1）在零件图样上，应给出制造花键时所需的全部尺寸、公差和参数，列出参数表，表中应给出齿数、模数、压力角、公差等级和配合类别、渐开线终止圆直径最小值或渐开线起始圆直径最大值、齿根圆弧最小径及其偏差、M值和W值等项目。必要时画出齿形放大图。（2）花键的检验方法见GB/T3478.5。其中对花键的齿槽宽和齿厚规定了三种综合检验法和一种单项检验法（详见GB/T3478.5），花键的参数标注于采取检验方法有关。 （3）在有关图样和技术文件中，需要标记时，应符合如下规定： 内花键：INT 外花键：EXT 花键副：INT/EXT 齿数：z（前面加齿数值） 模数：m（前面加模数值） 30°平齿根：30P 30°圆齿根：30R 37.5°圆齿根：37.5 45°圆齿根：45 45°直线齿形圆齿根：45ST 公差等级：4、5、6或7 配合类别：H（内花键）；k、js、h、f、e或d（外花键） 标准号：GB/T3478.1—1995 标记示例： ①花键副，齿数24，模数2.5，30°圆齿根，公差等级为5级，配合类别为H/h，标记为： 花键副：INT/EXT 24z×2.5m×30R×5H/5h GB/T 3478.1—1995 内花键：INT 24z×2.5m×30R×5H GB/T 3478.1—1995 外花键：EXT 24z×2.5m×30R×5h GB/T 3478.1—1995 ②花键副，齿数24，模数2.5，内花键为30°平齿根，公差等级为6级，外花键为30°圆齿根，公差等级为5级，配合类别为H/h，标记为： 花键副：INT/EXT 24z×2.5m×30P/R×6H/5h GB/T 3478.1—1995 内花键：INT 24z×2.5m×30P×6H GB/T 3478.1—1995 外花键：EXT 24z×2.5m×30R×5h GB/T 3478.1—1995 ③花键副，齿数24，模数2.5，37.5°圆齿根，公差等级为6级，配合类别为H/h，标记为： 花键副：INT/EXT 24z×2.5m×37.5×6H/6h GB/T 3478.1—1995 内花键：INT 24z×2.5m×37.5×6H GB/T 3478.1—1995 外花键：EXT 24z×2.5m×37.5×6h GB/T 3478.1—1995 ④花键副，齿数24，模数2.5，45°圆齿根，内花键公差等级为6级，外花键公差等级为7级，配合类别为H/h，标记为： 花键副：INT/EXT 24z×2.5m×45×6H/7h GB/T 3478.1—1995 内花键：INT 24z×2.5m×45×6H GB/T 3478.1—1995 外花键：EXT 24z×2.5m×45×7h GB/T 3478.1—1995 ⑤花键副，齿数24，模数2.5，内花键为45°直线齿形圆齿根，公差等级为6级，外花键为45°渐开线齿形圆齿根，公差等级为7级，配合类别为H/h，标记为：花键副：INT/EXT 24z×2.5m×45ST×6H/7h GB/T 3478.1—1995 内花键：INT 24z×2.5m×45ST×6H GB/T 3478.1—1995 外花键：EXT 24z×2.5m×45ST×7h GB/T 3478.1—1995
渐开线花键的设计计算 D=mZ=1、25*24＝302、基圆直径Db： Db＝mZCOSαD＝1、25*24*cos30＝ 25、9 83、齿距p： p=πm=1、25π=3、92 74、内花键大径基本尺寸Dei： Dei＝m(Z+1、5)=1、25*(24+1、5)= 31、875 5、内花键大径下偏差： 06、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0、2 57、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1、25*(24+1)+2*0、125= 31、 58、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF= 28、62+2*0、125= 28、8 79、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E： E=0、5πm=0、5*π*1、25=1、963
11、作用齿槽宽EV： EV＝0、5πm＝1、963 12、作用齿槽宽最小值EVmin： EVmin＝0、5πm＝1、963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1、963+0、137=2、100，其中Τ+λ查机械设计手册，为0、137 14、实际齿槽宽最小值Emin： Emin＝EVmin+λ＝1、963+0、048＝2、011 其中λ值查机械设计手册，为0、048 15、作用齿槽宽最大值EVmax： EVmax＝Emax－λ＝2、100－0、048＝2、052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1、25*（24+1）＝ 31、25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD： 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0、16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax： DFemax=2 ＝ 28、62 其中：Db=
基本参数 压力角α 径节 参数 节圆直径D（pitch diameter ） 基圆直径D b（base diameter ） 内花键大径D ri，平齿根(major diameter,flat root) 大径D ri , 圆齿根 (major diameter,fillet root) 内花键型圆直径D Fi ,(form diameter) 内花键最小径D imin (minimum minor diamete) 小径D imax (maximum minor diameter) 外花键小径D re （minor diameter ） s7max(maximum actual space width) 45 24/48 计算数值 20.1083 14.2187 21.7088 21.6072 21.3783 19.0500 19.1598 17.7554 0.0710 30度SAE花键计 齿数N 节距P 公式 N/P Dcos30° (N+1.35)/P+0.004+ ΔD ri (N+1.35)/P+ ΔD ri (N+1)/P+2C f (N-1)/P D imin +T DII （N-2.10 ）/P- ΔD re - es/tan30 ° s vmin +f(m+λ)
s6max(maximum actual space width) s5max(maximum actual space width) s4max(maximum actual space width) 外花键最大有效齿厚 t vmax(maximum effective tooth thickness) 最小齿厚 t4min(minimum actual tooth thickness) 最小齿厚 t5min(minimum actual tooth thickness) 最小齿厚 t6min(minimum actual tooth thickness) 最小齿厚 t7min(minimum actual tooth thickness) 最大外径D omax（maximum major diamete ）最小外 径 D omin （mini mum major diamet er ） 0.0693 0.0682 0.0674 1.6624 1.5523 1.5320 1.5039 1.4619 21.1064 20.9966