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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。
第八章键与花键联结的精度8.1 内容键联结和花键联结广泛用作轴和轴上传动件（如齿轮、带轮、链轮、联轴器等）之间的圆周方向的定位，用以传递转矩，有时也用作轴上传动件的导向，如变速箱中变速齿轮花键孔与花键轴的联结。
8.1.1 基本内容本章的基本内容有：1. 平键联结的设计。
包括平键联结的结构和几何参数。
平键联结的精度设计，包括配合尺寸的公差带和配合种类；非配合尺寸的公差带；平键联结配合表面的几何公差和表面粗糙度；平键和键槽的检测。
平键联结公差在图样上的标注。
2. 矩形花键联结的设计。
包括几何参数和定心方式。
矩形花键联结的精度设计，包括基准制、公差带、几何公差、表面粗糙度和花键的检测。
矩形花键公差在图样上的标注。
本章的学习目的：了解普通平键和矩形花键的结构和几何参数；掌握平键和矩形花键联结公差配合的特点；掌握矩形花键联结的定心方式；能够正确标注图样上平键和矩形花键联结的尺寸公差、几何公差及表面粗糙度。
了解平键与矩形花键的公差检测。
8.1.2 学习重点1. 平键联结的公差设计（1）平键联结的结构和几何参数平键联结由键、轴槽、轮毂槽等三部分组成。
键和键槽的宽度b为配合尺寸，通过选择不同的配合性质，可分别用作固定联结和导向联结；其余尺寸（如：键的高度h和长度L以及轴键槽的深度t1、轮毂键槽的深度t2）为非配合尺寸，可规定较大的公差。
（2）平键联结的精度设计①平键联结配合尺寸的公差带和配合种类根据国标规定，平键为标准件，键和键槽宽度的配合采用基轴制。
键宽只采用一种公差带h8 ；轴槽宽（H9、N9、P9）和轮毂槽宽（D10、JS9、P9）则采用三种公差带，分别与平键组成松联结、正常联结和紧密联结等三种性质不同的配合，以满足不同用途的需要。
松联结：H9D10h8h8与，主要用于导向平键，轮毂可在轴上作轴向移动；正常联结：N9JS9h8h8与，键在轴上及轮毂中均固定。
用于载荷不大的场合，或经常拆卸；紧密联结：P9P9h8h8与，键在轴槽及轮毂槽中均固定，而比以上两种配合更紧。
花键轴检验标准一、尺寸精度1.轴的直径尺寸应符合设计要求，一般轴径偏差应不大于轴径公差的50%。
2.花键轴的外径尺寸应符合设计要求，一般外径偏差应不大于外径公差的50%。
二、形状精度1.花键轴的键齿形状应符合设计要求，键齿的两侧面应平行、对称。
2.花键轴的键齿两侧面应垂直于轴线，其垂直度误差应不大于0.01mm。
三、位置精度1.花键轴的键齿与轴线的偏移量应不大于0.1mm。
2.花键轴的键齿间距离的偏差应不大于0.1mm。
四、表面粗糙度1.花键轴的键齿表面粗糙度应不大于Ra3.2μm。
2.花键轴的非键齿部分（轴肩、端部等）表面粗糙度应不大于Ra6.3μm。
五、键齿材质1.花键轴的键齿材料应符合设计要求，一般为合金钢、碳素钢等。
2.材料的化学成分和力学性能应符合相关标准规定。
六、硬度1.花键轴的硬度应符合设计要求，一般为HRC50～65。
2.硬度检测方法可采用洛氏硬度计进行测量。
七、抗疲劳性能1.花键轴应具有一定的抗疲劳性能，应按照设计要求进行抗疲劳试验。
2.试验方法可采用循环加载试验机进行，试验条件和加载频率应根据具体设计要求确定。
八、耐腐蚀性能1.花键轴应具有一定的耐腐蚀性能，应按照设计要求进行耐腐蚀试验。
2.试验方法可采用盐雾试验、浸渍试验等，试验条件和时间应根据具体设计要求确定。
九、键齿损伤1.花键轴的键齿不应有明显的损伤和磨损，如发现损伤应及时修复或更换。
2.损伤修复后应重新进行精度检测和硬度测试，确保满足使用要求。
十、装配配合1.花键轴在装配过程中应与配合件保持良好的配合关系，无卡滞现象。
2.装配后应对配合面进行检测和调整，确保花键轴的正常运转和使用寿命。
63．螺纹表面粗拙度参数数值Ra 怎样选择？答：粗牙一般螺纹精度等级为 4 级时， Ra 为 0.4-0.8 μm。
粗牙一般螺纹精度等级为 5 级时， Ra 为 0.8 μm。
粗牙一般螺纹精度等级为 6 级时， Ra 为 1.6-3.2 μm。
细牙一般螺纹精度等级为 4 级时， Ra 为 0.2-0.4 μm。
细牙一般螺纹精度等级为 5 级时， Ra 为 0.8 μm。
细牙一般螺纹精度等级为 6 级时， Ra 为 1.6-3.2 μm。
64．键联合表面粗拙度参数数值Ra 怎样选择？答：联合形式为键, 沿毂槽挪动处， Ra 为 0.2-0.5 μm。
联合形式为键 , 沿轴槽挪动处， Ra 为 0.2-0.4 μm。
联合形式为键 , 不动处， Ra 为 1.6 μm。
联合形式为轴槽 ,沿毂槽挪动处， Ra 为 1.6 μm。
联合形式为轴槽 ,沿轴槽挪动处， Ra 为 0.4-0.8 μm。
联合形式为轴槽 ,不动处， Ra 为 1.6 μm。
联合形式为毂槽 ,沿毂槽挪动处， Ra 为 0.4-0.8 μm。
联合形式为毂槽 ,沿轴槽挪动处， Ra 为 1.0 μm。
联合形式为毂槽 ,不动处， Ra 为 1.6-3.2 μm。
注：非工作表面Ra 都为 6.3 μm。
65．矩形花键表面粗拙度参数数值Ra 怎样选择？答：内花键 ,外径处， Ra 为 6.3 μm。
内花键 ,内径处， Ra 为 0.8 μm。
内花键 ,键侧处， Ra 为 3.2 μm。
外花键 ,外径处， Ra 为 3.2 μm。
外花键 ,内径处， Ra 为 0.8 μm。
外花键 ,键侧处， Ra 为 0.8 μm。
66．齿轮表面粗拙度参数数值Ra 怎样选择？答：部位为齿面精度等级为 5 级时， Ra 为 0.2-0.4 μm。
部位为齿面精度等级为 6 级时， Ra 为 0.4 μm。
部位为齿面精度等级为7 级时， Ra 为 0.4-0.8 μm。
第7章键与花键的公差与配合学习目的和要求1．掌握平键联接的公差与配合。
能够根据轴颈和使用要求，选用平键联接的规格参数和联接类型，确定键槽尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，并能够在图样上正确标注。
2．熟悉矩形花键联接采用小径定心的优点。
3．掌握花键联接的公差与配合。
能够根据标准规定选用花键联接的配合形式，确定配合精度和配合种类，熟悉花键副和内外花键在图样上的标注。
键联接和花键联接广泛用于轴和轴上传动件(如齿轮、皮带轮、手轮和联轴器等)之间的可拆卸联接，用以传递转矩和运动，有时也作轴向滑动的导向，特殊场合还能起到定位和保证安全的作用。
7．1 平键联接的公差与配合7．1．1 概述键又称单键，按其结构形式不同，分为平键、半圆键、切向键和楔键等四种。
其中平键又分为普通型平键和导向型平键两种。
本节主要讨论平键联接。
平键联接是由键、轴、轮毂三个零件结合，通过键的侧面分别与轴槽、轮毂槽的侧面接触来传递运动和转矩，键的上表面和轮毂槽底面留有一定的间隙。
因此，键和轴槽的侧面应有足够大的实际有效面积来承受负荷，并且键嵌入轴槽要牢固可靠，防止松动脱落。
所以，键宽和键槽宽6是决定配合性质和配合精度的主要参数，为主要配合尺寸，应规定较严的公差；而键长L、键高h、轴槽深t1和轮毂槽深t2为非配合尺寸，其精度要求较低。
平键联接方式及主要参数如图7-1所示。
图7-1 平键联接方式及主要结构参数7．1．2 平键联接的公差与配合平键是标准件，平键联接是键与轴及轮毂三个零件的配合，考虑工艺上的特点，为使不同的配合所用键的规格统一，利于采用精拔型钢来制作，国家标准规定键联接采用基轴制配合。
为保证键在轴槽上紧固，同时又便于拆装，轴槽和轮毂槽可以采用不同的公差带，使其配合的松紧不同，国家标准GB／T1095—2003《平键键槽的剖面尺寸》对平键与键槽和轮毂槽的宽度规定了三种联接类型，即正常联接、紧密联接和松联接，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。
渐开线花键渐开线花键的工艺性好，且花键齿侧可以自动定心，故在汽车变速器中得到了广泛的应用。
本章包括6部分：1.渐开线花键几何参数的计算；2.渐开线大径和小径的偏差；3.汽车变速器渐开线花键配合的选择；4. 渐开线花键参数表；5.压力角45°渐开线花键的应用；6.同步器渐开线花键的其他定心方式。
1.渐开线花键几何参数的计算通常渐开线花键几何参数应按GB/T 3478.1—1995计算，我厂已有设计计算程序。
尽量不选用非标准或其他标准的渐开线花键。
2.渐开线大径和小径的偏差（当大径和小径不作定心直径时）2.1内花键2.1.1内花键小径Dii的尺寸偏差。
表选取。
2.1.2内花键大径Dei的尺寸偏差。
当内花键大径不是定心直径时，大径的极限偏差按H12、H13、H14选取。
2.2 外花键2.2.1外花键大径Dee的尺寸偏差。
当外花键大径不是定心直径时，大径的极限偏差按下表选取。
小径径不其上D，公差等级按IT12、IT13、IT14任选。
esv ——作用齿厚的上偏差；αD——渐开线花键压力角。
3.汽车变速器渐开线花键配合的选择（仅供参考）4.渐开线花键参数表：由于渐开线内花键和外花键的参数需要标注的内容有所不同，故在标注内花键或外花键时要使用两种不同的表格。
4.1渐开线内花键参数表4.1渐开线外花键参数表5.压力角45°渐开线花键的应用5.1用于需要增大自动定心能力时QR513半轴齿轮的外圆柱面与差速器壳孔的间隙是1mm，只能靠花键浮动定心，故其内花键是45°压力角的渐开线花键。
因为渐开线花键压力角为45°时径向分力大，增强了半轴齿轮内花键自动浮动定心的能力。
5.2 用于需要调整安装角度时QR513的离合器分离杠杆臂安装时需要精确调整角度，以确保离合器的分离和结合时的位置。
所以其花键孔也应该是45°渐开线花键。
因为45°渐开线花键是细密齿花键，装配时便于精确地调整离合器分离臂的安装角，达到设计要求。
机械加工方法与零件的粗糙度及精度等级之间的对应表序号=1Ra值不大于\μm=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用-----------------------------------------------------------序号=2Ra值不大于\μm=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等-----------------------------------------------------------序号=3Ra值不大于\μm=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面-----------------------------------------------------------Ra值不大于\μm=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。
紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等-----------------------------------------------------------序号=5Ra值不大于\μm=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。
要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。
不重要的紧固螺纹的表面。
需要滚花或氧化处理的表面-----------------------------------------------------------序号=6Ra值不大于\μm=1.6表面状况=看不清加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面-----------------------------------------------------------Ra值不大于\μm=0.8表面状况=可辨加工痕迹的方向加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔（H8，H9），磨削的齿轮表面等-----------------------------------------------------------序号=8Ra值不大于\μm=0.4表面状况=微辨加工痕迹的方向加工方法=铰、磨、镗、拉、刮3～10点/cm^2、滚压应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm 的IT13～IT16级孔和轴用量规的测量表面-----------------------------------------------------------序号=9Ra值不大于\μm=0.2表面状况=不可辨加工痕迹的方向加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工应用举例=工作时受变应力作用的重要零件的表面。
表面粗糙度选择很详细的37．表面粗糙度如何选择？答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济性。
38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。
摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。
受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值应选得小些。
配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠，受重载的过盈配合表面等都应取较小的表面粗糙度值。
配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。
同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下有一定的对应关系。
39．表面粗糙度Ra为50-100μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。
铸、锻、气割毛坯可达此要求。
40．表面粗糙度Ra为25μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。
铸、锻、气割毛坯可达此要求。
41．表面粗糙度Ra为12.5μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。
42．表面粗糙度Ra为6.3μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面，所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。
43．表面粗糙度Ra为3.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先加工面，主轴非接触的全部外表面等。
