14第8章 键和花键结合的精度设计与检测_图文.ppt

矩形花键的结构如图8.7所示。
内花键
外花键
内花键
外花键
17
1.矩形花键主要几何参数（如图8.6所示）
键数 N 、
大径 D、
小径 d、
和键宽 B。
如 N = 6， d = 23, D = 26, B = 6 。
其表示方法为
N×d×D×B＝6×23×26×6
2. 定心方式：
18
理论上有d、D和B三种定心方式。
0.015 A
0.015 B
A
B
表4.16
(4) 键槽侧面粗糙度Ra上限值:1.6~3.2 μm
取3.2μm ，
底面取
6.3μm 。
Ra 3.2 Ra 6.3
Ra 6.3
14
Ra 3.2
15
(5) 将上述查得的数据标注在零件图上（ 图8.3）
8.2 矩形花键结合的精度设计
16
8.2.1 矩形花键的几何参数和定心方式
10
Ra 6.3
4. 键槽尺寸和公差在图样上的标注（见例题）
11
例 8.1 某轴孔配合为φ25H8/h7，采用正常普通平键联结，试确定 轴槽和轮毂槽的公差，并将它们标注在零件图上。
解 (1) 由表8.1得 b = 8 , t1=4、t2=3.3和公差T=0.2；
(2) 其公差带为
N9, JS9
+0.2
① 基准制：
h ② 公差等级：
IT8~IT10
③ 基本偏差
键：h
轴槽：H、N、P
轮槽：D、JS、P
④ 尺寸公差带（见表8.1）
6
键：h8
轴槽：H9、N9、P9
轮槽：D10、JS9、P9

内花键
外花键
小径d定心
14
二. 矩形花键结合的精度设计
1. 尺寸公差带与装配型式 （ 见表8.4 ）
（1）基准制 — 基孔制(H)
（2）标准公差等级
（3）基本偏差
（4）公差带
15
2. 几何公差 （1）小径采用包容要求 ；
内花键
外花键
16
（2）一般规定位置度，并采用最大实体要求 位置度公差用于控制对称度和等分度误差。
11
例 8.1： 某轴孔配合为φ25H8/h7，采用正常普通平键联结，试 确定轴槽和轮毂槽的公差，并将它们标注在零件图上。(8级)
轴槽标注示例图
轮毂槽标注示例图 12
轴结构示例图
13
8.2 矩形花键结合的精度设计
一. 矩形花键的几何参数和定心方式 其表示方法为：N×d×D×B＝6×23×26×6
6×23H7／h7×26H10／a11×6H9／h10
30
课堂练习答案 将下述要求标注在下图中。
(1) 小端 d1 40h7 (2) 键槽对称度公差为0.02
（3）小端d1轴线对大端d2右端面垂直度公差为Φ 0.03。
31
本章重点:
1.平键和矩形花键结合的特点(标准件、键与键槽侧面配合，既 平行平面结合；
2.平键和矩形花键结合的公差(尺寸公差带、几何公差和表面粗 糙度)的选用及其图样标注；
作业: 思考题2、4、5，作业题1、2
26
作业题 ：答 案
作业题1：某减速器中输出轴的伸出端与相配件孔的配合为 Φ45H7／m6，并采用正常联结平键。 试确定轴槽和轮毂槽剖面尺寸和极限偏差、键槽对称度公 差和表面粗糙度Ra的上限值。
图8.8 花键位置度公差

图8－11 花键位置度公差标注
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图8－12 花键对称度公差标注
a) 外花键 b）内花键 目录
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a)
d)
e)
b)
f)
c)
图8－13 花键检测用的极限量规塞规和卡规
a) 内花键小径检测用的光滑极限量规 b）内花键大径检测用的板式塞规 c) 内花键槽宽检测用的塞规 d) 外花键大径检测用的卡规 e) 外花键小径检测用的卡规 f) 外花键键宽检测用的卡规
第八章
平键、花键联接的公差与检测
图8-1 平键联接的几何参数 * 图8-2 键宽与键槽宽的公差带 * 图8-3 键槽尺寸和公差的标注 * 图8-4 键槽尺寸检测的极限量规 图8-5 轴槽对称度误差测量 * 图8-6 轮毂槽对称度量规 图8-7 轴槽对称度量规 图8-8 矩形花键的主要尺寸 图8-9 矩形花键联结定心方式示意图 * 图8-10 花键几何误差对花键联接的影响 图8-11 花键位置度公差标注 图8-12 花键对称度公差标注 图8-13 花键检测用的极限量规塞规和卡规 图8-14 花键综合量规
图8－8 矩形花键的主要尺寸
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B
d
D
a)
b)
c)
图8－9 矩形花键联接定心方式示意图
a) 小径定心 b) 大径定心 c) 键侧定心
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图8－10 花键几何误差对花键联接的影响
1- 键位置正确 2、3、4、5、6- 键位置不正确 目录
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1
2 3

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8.1 单键连接的公差与配合
8.1.2 平键连接的公差与配合
GB/T 1095-2003规定了平键连接的剖面尺寸及公差，如图8-1和表8-1所 示。其中，轴槽深t1和轮毂槽深t2的尺寸与极限偏差由GB/T 1095-2003专 门规定，见表8-1。键高h的公差带一般采用h11，键长的公差带采用h14， 轴槽长度的公差带采用H14。
（3）必须考虑形位误差的影响：花键在加工过程中不可避免地存在形 状位置误差，为了限制形位误差对花键配合的影响，除了规定花键的尺 寸公差外，还必须规定花键的形位公差，或规定限制形位误差的花键综 合公差。
本节只介绍矩形花键的公差与配合。
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8.2 矩形花键的公差与配合
8.2.2 矩形花键的主要尺寸及定心方式
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8.2 矩形花键的公差与配合
为了降低制造成本，当单件、小批量生产时可采用单项测量，规定花键 的对称度公差和等分度公差。矩形花键的对称度公差值见表8-6。花键的 等分度公差是指花键各齿沿3600圆周方向均匀分布理想位置的最大允许 偏离值。国家标准规定，花键的等分度公差值等于花键的对称度公差值。 花键（花键槽）的对称度公差和等分度公差遵守独立原则。花键的对称 度、等分度公差在图样上的标注方法如图8-8所示。
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8.2 矩形花键的公差与配合
国标规定的矩形花键采用小径定心有许多优点，它可以在降低制造难度 的前提下确保定心精度。例如：内、外花键配合表面通常都淬硬至 42HRC左右，以提高接触面的强度、硬度和耐磨性，延长使用寿命!但 热处理后的零件有残余热变形，需采用磨削修正。如果不采用小径定心， 则内花键的大径和键侧都很难进行磨削修正，无法保证花键的定心精度； 如果采用小径定心，则外花键的小径可采用成形磨削修正，内花键的小 径可采用内圆磨削修正，因而可使小径配合面达到极高的尺寸精度、形 状精度和表面粗糙度要求。可见，采用小径定心方法可使花键连接获得 更高的定心精度，使定心的稳定性好，使用寿命长。

键联接是一种可拆联接，通常用于轴与齿轮、手轮、皮带轮、 飞轮和联轴器等的联接。在两联接件中，通过键传递转矩，必要时 可以作导向用，联接件间做轴向相对运动。
8-1 普通平键的公差与配合及检测
普通平键结合的公差与配合
由于扭矩是通过键和键槽的侧面传递的，键的上表面与轮毂槽底 留有一定的间隙，因此键与键槽宽b是键联接的主要参数。因为键的 侧面同时与轮毂槽及轴槽接触，且要求具有不用的配合性质，所以 平键的结合是按照基轴制配合。为了保证键与键槽侧面接触良好而 又便于拆装，键与键槽配合的过盈量或间隙量应较小。对于导向平 键，要求键与轮毂槽之间做相对滑动，并有良好的导向性，配合的 间隙也要适当。此外，在键联接中，形位误差的影响较大，应加以 限制。
第八章 键和花键的精度设计与检测
8-1 普通平键的公差与配合及检测
单键的分类
普通平键（作用：传递 平键 导向平键（作用：相对 半圆键 普通楔键Байду номын сангаас 楔键 钩头楔键 扭矩） 运动）
8-1 普通平键的公差与配合及检测
单键的联接结构
8-2 花键的公差与配合及检测
矩形花键的定心方式
GB/T1144-2001中规定矩形花键联接采用小径定心的方式，内花键与外花键的小 径精度较高，大径做非配合尺寸。非定心直径表面之间留有一定的间隙，以保证 它们之间不接触。从加工工艺性能来看，内花键小径可以在内圆磨床上磨削，外 花键小径可用成形砂轮磨削，而且磨削可以获得更高的尺寸精度和更高的表面粗 糙度要求。采用小径定心时，热处理后的变形可用内圆磨床修复。可以看出，小 径定心的定心精度高，定心稳定性好，而且使用寿命长，更有利于产品质量的提 高。 当选用大径定心时，内花键定心表面的精度是依靠拉刀来保证的。而当花键定心 表面硬度要求高（40HRC以上）时，热处理后的变形难以用拉刀修正；当内花键 定心表面的粗糙度要求较高时，用拉削加工很难达到要求。在单件小批量生产或 大规格花键时，内花键也难以用拉削加工工艺，因为该种加工方式不经济，因此， 很难满足大径定心要求。 在某些行业，也有用键宽B定心的。主要用于承受较大载荷、传递双向扭矩而对 定心精度要求不高的花键。如汽车万向接头的转轴联接。为了承受交变载荷引起 的冲击，故采用键宽定心。

第八章 键与花键的公差配合及其测量
第三节
花键的标注及检测
花键的极限塞规和卡规
第八章 键与花键的公差配合及其测量
第三节
花键的标注及检测
内花键用综合塞规，外花键用综合环规，对其小径、大径、 键与槽宽、大径对小径的同轴度、键与槽的位置度（包括等分 度，对称读）进行综合检验。
花键综合量规
检测时，综合量规能通过，单项量规不能通过即花键合格。
公差配合与测量技术
第八章 键与花键的公差配合及其测量
第八章 键与花键的公差配合及其测量
第一节、单键联结
主要 内容
第二节、花键联结
第三节、花键的标注及检测
第八章 键与花键的公差配合及其测量
第一节
单键联结
平键联接的公差与配合 平键联接的几何参数 平键联接是由键、轴槽和轮毂槽三部分组成，其结合尺 寸有键宽、键槽宽（轴槽宽和轮毂槽宽）、键高、槽深和键 长等参数。
平键联接的表面粗糙度
第八章 键与花键的公差配合及其测量
章 键与花键的公差配合及其测量
第一节
单键联结
单键联接中键槽的检测 尺寸检测 在单件小批生产中，键槽宽度和深度一般用游标卡尺，千 分尺等通用测量仪来测量。在成批大量生产中可用量块或极限 量规来检测，如图所示。
花键联接的定心方式
第八章 键与花键的公差配合及其测量
第二节
花键联结
矩形花键的尺寸公差 内外花键的尺寸公差带见下表。
矩形花键的尺寸公差带
第八章 键与花键的公差配合及其测量
第二节
花键联结
矩花键的形位公差 内、外花键定心小径表面的形状公差与尺寸公差的关系应 遵守包容原则。
花键位置度公差标准
第八章 键与花键的公差配合及其测量

P9
P9
8.2 花键联接的精度设计与检测
一、概述 花键有如下优点： （1）载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩； （2）导向性好； （3）定心精度高，满足了高精度场合的使用要求。
a)
矩形花键
b) 渐开线花键
c) 三角花键
二、 矩形花键
B
B
大径D\小径d\键数N\键槽宽B 图8.6 花键的主要尺寸参数
表8.2
键宽与轴槽及轮毂槽宽的公差与配合
配合 种类
尺寸b的公差 轮毂 键 键槽 槽
配
合
性
质
及
应
用
松联接 正常 联接
紧密 联接
H9
键在轴上及轮毂上均能滑动。主 D10 要用于导向平键，轮毂可在轴上 作轴向移动
h8
N9
Js9
键在轴上及轮毂中均固定。用于 载荷不大的场合
键在轴上及轮毂上均固定，而比 上种配合更紧。主要用于载荷较 大、载荷具有冲击性以及双向传 递扭矩的场合
6×7H11 EQS 0.015 A
3.2
28H7
E 3.2
0.8
6×7d10 EQS 0.015 A A
6.3
A
28h7 E
图8.8 矩形花键的对称度公差标注
（2）表面粗糙度要求
表8-9 花键表面粗糙度推荐值(μm) 内花键 加工表面 外花键
Ra不大于 小径 大径
键侧
1.6 6.3
6.3
0.8 3.2
图8-8检验内花键的综合塞规
图8-9检验外花键的综合环规
小 结
1． 平键、半圆键联接的公差与配合（从《极限与配合》标准中选出） 平键联接的键宽与键槽宽b是决定配合性质和配合精度的主要参数。 平键、半圆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，它们的应用见表8-2 。应根据使用要求和应用场合确定其配 合类别。 平键、半圆键联接的非配合尺寸精度要求较低，它们的公差分别见表83、表8-5。 2． 矩形花键联接的定心方式及极限与配合 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。 （1）矩形花键联接定心方式 矩形花键有大径（D）结合面、小径（d）结合面和键侧（B）结合 面(D、d、B分别为三个结合面的配合尺寸，见图8-4)。其中只有一个 为主要结合面，它决定花键联接的配合性质，称为定心表面。按定心表 面的不同，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。

图8－5 键槽对称度量规
第三节 矩形花键连接的互换性及其检测
一、 矩形花键连接的特点 二、 矩形花键的主要参数和定心方式
图8－6 矩形花键的主要尺寸
三、 矩形花键的极限与配合
图8－7 矩形花键位置度公差标注示例
图8－8 矩形花键对称度公差标注示例
四、 矩形花键的检测
图8－9 矩形花键综合量规
第八章 键和矩形花Βιβλιοθήκη 的互换性及其检测第一节 概述
图8－1 平键的剖面尺寸
第二节 平键连接的互换性及其检测
一、 平键连接的特点 二、 平键连接的公差与配合
图8-2 键宽与键槽宽b的公差带图
三、 平键连接的形位公差和表面粗糙度的选用及图样标注
图8－3 键槽尺寸和形位公差的标注示例
四、 平键的检测
图8－4 键槽尺寸量规

05
总结与展望
研究深度不足：目前对于键和花键联接的公差及检测方面的研究，在理论和实践方面都还有很大的提升空间。特别是在实际应用中，如何更好地将理论知识与实际操作相结合，以提高检测精度和可靠性，仍是一个需要深入探讨的问题。
加强基础研究：未来研究应注重加强键和花键联接的公差及检测的基础理论研究，以提高理论体系的完整性和科学性。同时，应注重理论与实践相结合，将理论知识应用于实际操作中，以提高检测精度和可靠性。
要点一
要点二
详细描述
在精密仪器中，键和花键联接主要用于实现各部件的精确配合和固定。由于精密仪器的测量精度要求极高，因此对于键和花键联接的公差及检测要求也极为苛刻。任何微小的误差都可能影响到仪器的测量精度和准确性，因此在实际生产和使用中，需要严格控制键和花键的公差及检测，以确保精密仪器的性能和质量。
CHAPTER
公差
CHAPTER
02
键和花键联接的公差设计
03
工艺可行性
公差设计应考虑加工工艺的可行性，确保实际生产中能够达到所要求的公差范围。
01
满足使用要求
公差设计应满足键和花键联接的使用要求，确保联接的可靠性和稳定性。
02
经济性考虑
在满足使用要求的前提下，应尽量减小公差，以降低制造成本。
长度公差
键和花键的长度公差应满足联接长度的要求，确保联接的有效性。
键和花键联接的公差及检测课件
CATALOGUE
目录
键和花键联接的基本概念键和花键联接的公差设计键和花键联接的检测方法键和花键联接的案例分析总结与展望
CHAPTER
01
键和花键联接的基本概念
键
键是一种用于传递扭矩的机械元件，通常用于轴和轮毂之间的联接。根据不同的分类标准，键可以分为不同的类型，如按工作方式可分为平键、半圆键和楔键等。

及双向传递扭矩的场合
21.09.2020
9
三、平键公差带图 (tolerance zone of flat key )
21.09.2020
10
四、键联结的非配合尺寸参数( parameters of non-fit size for flat key connection)
➢ 轴槽深t1，轮毂槽深t2的公差见表8.1 ➢ 键高h的公差带采用h11（键为正方型时采用h8） ➢ 键长l，孔槽长L的公差带分别采用h14，H14；
五、形位公差设计 (design of geometrical tolerances)
➢ 轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差取值7-9级
六、表面粗糙度( surtace roufness )
➢ 键槽配合表面（侧面）取Ra 为1.6~3.2μm ➢ 其他非配合面取Ra为6.3μm
21.09.2020
11
七、轴和轮毂的图样标注示例
21.09.2020
12
8.3 矩形花键配合的精度设计( precise design of rectangular spline connection)
花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴） 把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件，主要
保证联结件的同心度及传递扭矩 即可以是固定联结，也可以是滑动联结 与键联结相比，花键联结有联结可靠，强度高，可
8
➢平键与键槽形成三种配合，见下表
配合 种类
松联接
正常 联接 紧密 联接
尺寸b的公差 键 键槽 轮毂槽
配合性质及应用
键在轴槽中及轮毂槽中均能滑动。主要 H9 D10 用于导向平键，轮毂可在轴上作轴向移
动
h8 N9
Js9