键花键的互换性
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ansi 花键标准径节一、引言在机械加工和制造领域,花键是一种常见的连接方式,用于传递旋转力和扭矩。
为了确保花键连接的稳定性和可靠性,需要遵循一定的标准。
美国国家标准学会(ansi)制定了花键标准径节,作为花键设计和制造的基准。
本文将介绍ansi花键标准径节的基本概念、适用范围、特点、计算方法以及应用注意事项。
二、基本概念1.花键:由两个或多个具有特定几何形状的键齿相互嵌合的零件,通常用于连接轴和轮毂。
2.径节:花键中键齿的齿距与基准圆周长之比,以英寸为单位。
三、适用范围ansi花键标准径节适用于各种机械传动系统中的花键连接设计。
它规定了花键的几何参数、尺寸公差、表面处理等要求,以确保连接的强度和耐磨性。
该标准适用于各种材质和直径的花键,包括碳钢、不锈钢、塑料等。
四、特点1.精度高:径节规定了花键的尺寸公差,确保了连接的精度和稳定性。
2.耐磨性好:花键中的键齿经过精磨处理,提高了连接的耐磨性。
3.互换性好:同一规格的花键可以互换使用,方便维修和更换。
五、计算方法1.齿距:指花键中相邻两齿之间的距离,以英寸为单位。
2.径节:齿距与圆周长之比,以英寸为基准。
3.插齿深度:指花键中键齿底部到轴表面的距离。
根据上述参数,可以计算出花键的尺寸和插齿深度,从而进行加工制造。
六、应用注意事项1.合理选择材质:根据使用环境和载荷要求,选择适合的花键材质,确保连接的强度和耐腐蚀性。
2.精确测量:在加工和测量过程中,要严格遵守径节的尺寸公差要求,确保连接的精度和稳定性。
3.避免过载:花键连接承受一定的扭矩,过度使用可能导致连接磨损和断裂,应合理分配载荷,避免过载。
4.维护保养:定期对花键连接进行检查和维护,及时更换磨损的花键,保证连接的可靠性和稳定性。
总之,ansi花键标准径节为花键设计和制造提供了重要的基准,有助于提高连接的稳定性和可靠性。
在应用过程中,应注意选择合适的材质、精确测量和避免过载,并定期进行维护保养。
第十九章键、花键的互换性第一节单键联接的公差与配合单键中普通平键和半圆键应用最广,故本节仅介绍平键和半圆键的公差与配合。
其结构尺寸见图19.1所示。
一、配合尺寸的公差与配合键联接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运动和扭矩的。
因此它们的宽度b是主要配合尺寸。
键是标准件,键联接采用基轴制配合。
国标GB/T1095-1979《平键键和键槽的剖面尺寸》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,从而构成了三种不同性质的配合。
按照配合的松紧不同,普通平键联接分为较松联接、一般联接和较紧联接;半圆键分为一般联接和较紧联接。
各种配合的配合性质及应用见表19.1。
键宽与键槽宽的公差带见图19.2。
表19.1 键与键槽的配合表19.2和表19.4分别为平键、半圆键与键槽的剖面尺寸及键槽的极限偏差;表19.3和表19.5分别为平键、半圆键的极限偏差。
平键联接的非配合尺寸中,轴槽深t和轮毂槽深t1的公差带由国家标准GB/Tl095—1979规定,见表19.2。
键高h的公差带为h11,键长L的公差带为h14,轴槽长度的公差带为H14,半圆键直径d1的公差带为h12。
为了便于测量,在图样上对轴槽深t和轮毂槽深t1分别标注尺寸“d−t”和“d+t1”(d为孔和轴的基本尺寸)。
二、形位公差和表面粗糙度的选用为了保证键和键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难,国家标准对键和键槽的形位公差作了以下规定:(1)键槽的实际中心平面会在径向产生偏移和在轴向产生倾斜,造成键槽的对称度误差。
于是,国家标准分别规定了轴键槽和轮毂键槽对孔的轴线的对称度公差。
对称度公差等级按国标GB/T I184一1996,一般取7~9级。
(2)对于键长L 与键宽b 之比大于或等于8的平键,国标规定了键的两个侧面的平行度公差。
当b ≤6mm 时,公差等级取7级;当b ≥8~36mm 时,公差等级取6级;当b ≥40 mm 时,公差等级取5级。
量块:两相互平行的测量面之间的距离为量块的工作长度,称为标称长度2)不完全互换包括采用概率法装配、分组装配或在装配时采用调整等措施。
(还要附加修配、辅助加工的,则不具有互换性)(有限互换)1)完全互换装配或更换时,不挑、不调、不修的互换性(无限互换)量块的“级”与“等” : 量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发,对其精度进行划分的两种形式。
按“级”使用时,以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸,该尺寸包含其制造误差。
按“等”使用时,必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸,该尺寸不包含制造误差,但包含了检定时的测量误差。
随机误差——在一定测量条件下,多次测量同一量值时,测量误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差系统误差——在实际测量条件下,多次重复测量同一量值,测量误差的大小和符号固定不变或按一定规律变化的误差。
系统误差可分为定值的系统误差和变值的系统误差,定值的系统误差如千分尺的零位不正确引起的误差.变值的系统误差如在万能工具显微镜(简称万工显)上测量长丝杠的螺距误差时,由于温度有规律地升高而引起丝杠长度变化的误差。
已定系统误差:对其数值大小和变化规律已被确切掌握了的系统误差.未定系统误差:对于不易确切掌握的误差的大小和符号,但是可以估计出其数值范围的误差。
孔。
通常指圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面(由二平行平面或切面形成的包容面)②轴。
通常指圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)。
3.基本尺寸设计给定的尺寸,即由设计人员根据使用要求,通过强度、刚度计算或按结构位置确定后取标准值的尺寸,在极限配合中,它也是计算偏差的起始尺寸。
通过它并应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸(如图3.3)。
它可以是一个整数或一个小数值。
4.实际尺寸通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。
孔和轴的实际尺寸分别用D a和d a表示。
由于测量误差际尺寸不一定是尺寸的真值。
由于形状误差同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等,因此要用二点法进行测量。
第八章键和花键的公差与配合
授课课题:键和花键的公差与配合
目的要求:1、了解平键、矩形花键结合的种类与特点;
2、掌握平键和矩形花键连接的公差与配合的特点;掌握矩形花键连接的定心方式;
3、了解渐开线花键的公差与配合的特点;
4、了解平键与矩形花键的标注。
重点:1、平键连接的公差与配合的选用与标注;
2、矩形花键连接的公差与配合的选用与标注。
难点:矩形花键连接的公差与配合的选用
机器中键和花键的结合主要作用:
用来联结轴和轴上的齿轮、皮带轮等以传递扭矩;
当轴与传动件之间有轴向相对运动要求时,键还能起导向作用。
键的种类:主要可分为单键和花键。
单键又分为平键、半圆键和楔键等几种。
其中平键应用最广。
平键又可分为普通平键和导向平键。
普通平键一般用于固定联结,而导向平键用于可移动的联结。
花键按键廓的形状不同分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键等,其中矩形花键应用最多。
本节主要讨论平键和矩形花键结合的精度设计。
图8-1键联接图8-2单键
一、平键联结的精度设计
包括:1.尺寸精度设计
2.形位精度设计
3.表面粗糙度的精度设计
1.尺寸精度设计
平键联结的基本构成:
平键联结是由键、轴键槽、轮毂键槽构成。
在工作时,通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。
平键联结的配合尺寸:b
(非配合尺寸:L(键长)、h(键高)
t(轴槽深)、t1(轮毂槽深)
d(轴和轮毂槽直径)
图8-3平键联结使用要求:
①侧面传力,需要足够的有效接触面积。
键的上表面与轮毂槽间留有一定的间隙(0.2-0.5)
②键嵌入牢固;③便于装拆。
影响平键联结使用要求的因素与控制:
1)影响平键联结使用要求的因素
配合表面的形位误差:配合表面对孔、轴轴线的对称度误差
配合表面的表面粗糙度:键与键槽接触表面的粗糙度
2)影响其使用要求的因素的控制
键是标准件,所以影响因素的控制主要是对键槽而言。
对配合尺寸给予较严的公差,对非配合尺寸给予较松的公差。
给予轴键槽宽度的中心平面对轴线和轮毂槽宽度的中心平面对孔的基准轴线的对称度公差。
对键槽的配合表面给较严的表面粗糙度允许值,而非配合表面给较松的表面粗糙度值。
平键联结的公差与配合的确定:
1)键和键槽配合尺寸的公差带与配合种类
配合制:基轴制
平键联结的精度已经标准化:键宽规定了一种公差带:h9;轴槽和轮毂槽规定了三种公差带。
形成了三种配合:较松、一般、较紧联结。
较松联结一般联结较紧联结
图8-4平键的公差配合图解
表8-1平键键宽与轴槽宽及轮毂槽宽的公差与配合
2)平键和键槽非配合尺寸的公差带
平键高h:h11
平键长L:h14
轴槽长L1:H14
轴槽深t和轮毂槽深t1的极限偏差由国标确定(见课本表10.3),为便于测量,分别标注(d-t)和(d+t1),其偏差按相应的t和t1的偏差选取,但(d-t)的偏差应取取号(-)。
2.键槽的形位公差
为了保证键和键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难,国家标准对键和键槽的形位公差作了以下规定:
(1)由于键槽的实际中心平面在径向产生偏移和轴向产生倾斜,造成了键槽的对称度误差,应分别规定轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差。
对称度公差等级按国家标准GB/T 1184—1996选取,一般取7~9级。
(2)当平键的键长L与键宽b之比大于或等于8时,应规定键宽b 的两工作侧面在长度上的平行度要求。
当b≤6mm时,公差等级取7级;当b≥8~36mm时,公差等级取6级;当b≥40mm时,公差等级取5级。
3.键槽的表面粗糙度
配合表面Ra的最大值为1.6-3.2;非配合表面Ra的最大值为6.3。
可按GB/T1184-1996《形状和位置公差未注公差值》选7-9级。
4、轴的标注示例:
①标注槽深d-t及公差
②标注槽宽b及公差
③标注对称度公差
④标注表面粗糙度
图8-5轴的标注
5、轮毂的标注示例:
①标注轮毂深d+t1及公差
②标注槽宽b及公差
③标注对称度公差
④标注表面粗糙度
图8-6轮毂的标注
二、矩形花键结合的公差与配合
与键联结相比,其定心精度高,导向性好,承载能力强,因而在机械生产中获得了广泛地应用。
花键联结的种类也很多,但应用最广的是矩形花键。
1、矩形花键的使用要求、几何参量和定心方式
1)矩形花键的几何参量
主要尺寸:小径d、大径D、键与键槽宽B;
键数N规定为偶数:6、8、10三种。
2)使用要求:
图8-7矩形花键
a)内外花键的定心要求
b)侧面传力,需要充分大的有效接触面积。
c)对于滑动花键,内、外花键需要有一定的间隙。
d)花键的分度准确要求。
3)、定心方式:小径定心。