第7章键联结精度与检测

7.3 矩形花键的精度检测
矩形花键的检测包括尺寸检测和形位 误差检测。 在单件小批量生产时，花键的尺寸和 位置度误差使用千分尺、游标卡尺、指示 表等通用量具分别检测。 大批量生产时，用花键综合量规综合 检验内、外花键的大径、小径、键宽的尺 寸误差，以及大、小径的同轴度误差、各 键（键槽）的位置度误差等项目，判断花 键加工的合格性。
④ 配合类型：即花键的联接类型分为3种， 即固定联接、紧滑动联接和滑动联接。其 选用范围如表7-7所示。
（2）形位公差及表面粗糙度
① 形位公差：由于矩形花键联接表面复 杂，键长与键宽比值较大，因此形位误差是 影响联接质量的重要因素，因此必须加以控 制。 单件小批生产多采用单项控制法，为保 证定心表面的配合性质，给出键宽对称度， 并规定小径处的尺寸公差与形位公差的关系 必须采用包容要求，图样标注如图7-12所示。
6
H11 d1 0
图7-11 矩形花键在图样中的标注
2.花键联接的公差配合及选用 （1）尺寸公差 ① 基准制：由于内花键比外花键加工复
杂，为了减少内花键用花键拉刀加工、花键
量规检验用的刀、量具的规格及数量，故花
键联接通常采用基孔制配合。
② 主要配合尺寸：小径（d）是花键的主
要配合尺寸也称为定心尺寸，其他为次要
矩形花键综合量规如图7-13所示。
图7-13
矩形花键综合量规
表7-1
轴 键
普通平键键槽的尺寸与公差（摘自GB/T 1095-2003）
键槽轮毂槽 宽 度 偏 较松键联接 轴 H9 +0.025 0 +0.030 0 +0.036 0 毂 D10 +0.060 +0.020 +0.078 +0.030 +0.098 +0.040 （b） 差 一般键联接 轴 N9 −0.004 −0.029 0 −0.030 0 −0.036 毂 J s9 ± 0.0125 ± 0.015 ± 0.018 较 键联 紧 接 轴和毂 P9 −0.006 −0.031 −0.012 −0.042 −0.015 −0.051 深 轴（t） 基本 尺寸 1.2 1.8 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 5.0 +0.043 0 +0.120 +0.050 0 −0.043 ± 0.026 −0.018 −0.061 5.5 6.0 7.0 7.5 +0.052 0 +0.149 +0.065 0 −0.052 ± 0.031 −0.022 −0.074 9.0 9.0 10.0 11.0 +0.062 0 +0.180 +0.080 0 −0.062 ± 0.037 −0.026 −0.088 12.0 13.0 15.0 +0.3 0 +0.2 0 +0.1 0 极限 偏差 度
图7-10 矩形花键的主要尺寸
为了便于加工和测量，规定矩形花键的 键数为偶数，有6、8、10三种。据承载能力 不同，按键高分为中、轻两个系列，中系列 比轻系列的键高尺寸大（大径大）承载能力 强。矩形花键的尺寸系列如表7-5所示。 花键的标记为：键数×小径×大径×键 宽，即N×d×D×B，如6×23×26×6。需要 标注公差时，各自公差带代号紧跟其后。
图7-7 轴槽对称度误差测量
① 将与键槽宽度相等的定位块（模拟体 现键槽中心平面）插入轴槽，与轴同置在V 形铁（模拟体现基准轴线）上。先用指示表 对定位块上表面进行校平（即定位块上表面 沿径向与平板平行）。
② 测量定位块与平板间距离，记下指示 表读数1；然后将工件旋转180重复上述操 作，再次记下指示表读数2。该截面上、下 两对应点的读数差为a，则该截面的对称度 误差为 f截=ah/(d−h) 式中：d—轴的直径，h—槽深。
键和键槽配合面的表面粗糙度Ra值一 般取1.6m～6.3m，非配合面的Ra值取 12.5m。 键槽尺寸和形位公差图样标注如图7-6 所示。
图7-6
平键的键槽尺寸和公差标注示例
3．平键的精度检测 对于平键联接，需要检测的项目有键槽 宽、轴槽深、轮毂槽深以及槽对轴线的对称 度。
（1）单件小批量平键的检测 单件小批生产时，采用通用量具（如千 分尺、游标卡尺等）测量键槽的尺寸。 键槽对其轴线的对称度误差可采用如图 7-7所示方法进行检测。
0.08
0.16
0.16
0.25
0.25
0.40
0.40
0.60
0.70
1.0
表7-2
基本尺寸 b 极限偏差 （h8） 基本尺寸 h 极限偏差 （h11） 7
普通平键的尺寸与公差（摘自 GB/T 1096-2003）
8 0 −0.022 8 8 0 −0.090 10 12 14 0 −0.027 9 10 11 16 18 20
③ 沿键槽长度方向测量，取长向两点的最大 读数差为长向对称度误差： f长=a高−a低 ④ 取以上两个方向测得的误差最大值，为该 工件键槽的对称度误差。
（2）大批量平键的检测
大批量生产时，用综合量规进行检验， 如用尺寸量规检测键槽宽及键槽对称度量规 检测键槽对称度，如图7-8所示；用轴槽深 度量规和轮毂槽深度量规检测轴槽和轮毂槽 深，如图7-9所示。
毂（t 1） 基本 尺寸 1 1.4 1.8 2.3 2.8 3.3 3.3 3.3 3.8 4.3 4.4 4.9 5.4 5.4 6.4 7.4 8.4 9.4 10.4 +0.3 0 +0.2 0 +0.1 0 极限 偏差
半径（r）
最小 最大
自 6～8 8～10 10～12 12～17 17～22 22～30 30～38 38～44 44～50 50～58 58～65 >65～75 75～85 85～95 95～110 110～130 130～150 150～170 170～200
（单位：mm）
轴 直 的 径 （d）
键 寸 基本 尺 （b×h ） 尺寸 （b） 2×2 3×3 4×4 5×5 6×6 8×7 10×8 12×8 14×9 16×10 18×11 20×12 22×14 25×14 28×16 32×18 36×20 40×22 45×25 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45
例如：某花键副 N＝6，d= 23 H11 B= 26 Ha 1110 ，标记如下（见图7-11）： 6 d1 0
H7 f7
，D=
，
零件图上标注外花键 6×23f7×26a11×6d10
GB/T 1144-2001
零件图上标注内花键 6×23H7×26H10×6H11 GB/T 1144-2001 H11 H10 H7 26 a 1 1 × 6 d 1 0 装配图上标注 6×23 f 7 × GB/T 1144-2001
本章主要讨论普通平键和矩形花键的公 差配合及精度检测。
7.1 平键的公差配合与精度检测
1.平键的几何参量及标记 平键联接由键、轴上键槽和轮毂上键槽 3部分组成，通过键的侧面与轴上键槽、轮 毂上键槽侧面之间的相互接触来实现扭矩传 递。联接时，键的上表面与轮毂键槽底面间 要留有一定的间隙。其结构及其主要尺寸如 图7-3（a）所示（图示为减速器的输出轴与 带轮之间的联接，输出的动力及转矩通过平 键来传递）。
图7-8 键槽对称度量规
图7-9 键槽深度量规
当量规能插入轮毂槽中或伸入轴槽底，通端 能通过而止端不能通过时，键槽合格。
7.2 矩形花键的公差配合
1.花键的几何参量及标记 花键联接由内花键（花键孔）和外花键 （花键轴）组成，将轴与轴上零件联为一体 共同传递扭距。其规格尺寸在国标GB 11442001《矩形花键尺寸公差和检验》中规定。 矩形花键的基本尺寸是键数（N）、小 径（d）、大径（D）、键宽和键槽宽（B）， 如图7-10所示。
影响键联接的配合性质。同时对称度误差还
会影响键联接的自由装配。
为了保证键联接正常工作，国家标准对 键和键槽的形位公差作出以下规定。 ① 对称度公差等级按GB/T 1184-1996《形状 和位置公差》选取（以键宽b为主参数），一 般取7～9级。 ② 对长键（L/b≥8），规定键的两工作侧面 在长度方向上的平行度，平行度公差也按 GB/T 1184-1996选取：当b≤6mm时取7级， b≥8～36mm时取6级，b≥40mm 时取5级。
键为标准件（由型钢制成），其基本尺 寸是键宽（b）、键高（h）和键长（L）。 标记为：GB/T 1099.1键b×h×L 如：键6×10×25 其他尺寸包括：轴槽深（t）和轮毂槽深 （t1），轴和轮毂直径（d）（为了便于测量， 在图样上分别标注尺寸“d-t”和“d-t1”）。 设计键联接时，平键的规格参数根据d查表确 定，如表7-1和表7-2所示。
平键对中性好，可用于较高精度的联接，具 有制造、装拆简便、成本低廉等优点。
图7-1
键联接示意图
单键：单键的类型有平键、半圆键、钩头 楔键和切向键，如图7-2所示。
图7-2
单键
平键分为普通平键和导向平键，前者 用于固定联接，后者用于移动联接（如双 联齿轮），如图7-3所示。
图7-3 平键联接
普通平键根据其两端形状又有A型 （两端圆）、B型（两端平）、C型（一端 圆、一端平）之分，如图7-4所示。
图7-4 普通平键
花键：当需要传递较大扭矩时，单键联 接已不能满足要求，因而键联接发展为花键 联接。
花键分为内花键（花键孔）和外花键 （花键轴），如图7-1（b）所示。按截面形 状又有矩形花键、渐开线花键、梯形花键、 三角形花键之分，其中矩形花键应用最广泛。
花键联接中键的数目增加，接触面比平 键多，且联接键与轴为一体，使轴和轮毂上 承受负荷分布比较均匀。而且花键联接可作 固定联接，也可作滑动联接。因此，与平键 联接相比，花键联接具有定心精度高、导向 性好、承载能力强等优点。故在汽车、机床 等机械行业中广泛应用。但其加工需用专用 设备和刃具、量具，制造成本较高。