第八章-键与花键
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第8章 键与花键联结的公差与检测
8.1 键连接 8.2 花键连接
8.3 矩形花键的标注
思考题与习题
1
8.1 平键结合的精度设计与检测
8.1.1
单键（通常称键）分为平键、半圆键、切向键和楔
键等几种，其中平键应用最为广泛。
平键又可分为导向平键和普通平键，前者用于导向 联结，后者用于固定联结。
2
平键联结是由键、轴槽和轮毂槽三部分组成的。
带和配合的选择》中选取。
国标对键宽规定了一种公差带h8，基本尺寸为键宽；
4
键联接的公差与配合
轴键槽宽度公差带 D10 键的宽度公差带 轮毂键槽宽度公差带 + 0 H9 JS9 h8 N9 h 8 P9 h8 P9
较松连接
一般连接
较紧连接
图 键联接中键宽与槽宽的公差带
5
6
8.1.2 （2）平键和键槽非配合尺寸的公差带 平键高度h公差带一般为h11，平键长度上的公差带为 h14，轴键槽长度L公差带为H14。 GB/T 1095—2003对轴键槽深度 t1 和轮毂键槽深度 t2 的 极限偏差作了专门规定。
键宽（包括轴槽宽和轮毂槽宽）b是配合尺寸，规定较 严格的公差； 键的高度h和长度L以及轴键槽的深度t和长度L和轮毂键 槽的深度t1皆非配合尺寸，规定较松的公差； d为轴和轮毂的直径，在设计平键连接时，轴颈d确定后， 平键的规格参数也随之确定。
3
8.1.2 （1）平键和键槽配合尺寸的公差带和配合种类 普通平键是标准件，因此键和键槽宽度b的配合采用基 轴制，其尺寸大小是根据轴的直径进行选取的。 GB/T 1095—2003规定的键和键槽宽度公差从GB/T 1801—2009《产品几何技术规范（GPS） 极限与配合 公差
矩形花键的检测分为单项测量和综合检验两类。
（1）单项测量 对于单键小批量生产的矩形花键采用单项测量。一般是 指规定了对称度和等分度公差且遵守独立原则的矩形花键。 测量时，花键的尺寸（小径、大径、键宽或键槽宽）和 位置误差（对称度和等分度）使用千分尺、游标卡尺等通用 计量器具分别测量。
25
8.2.4
键数N × 小径d × 大径D × 键宽（键槽宽）B 在装配图上标注花键的配合代号； 在零件图上标注花键的尺寸公差代号，以及几何公差和 公差原则要求。
23
例如：矩形花键数 N 为10，小径 d 为72H7 / f7, 大径 D
为78H10/a11, 键宽 B 为12H11/d10
N×d×D×B， 即10×72×78×12
14
8.2.3 矩形花键连接的精度设计
（1）矩形花键连接的公差与配合
矩形花键连接按精度高低，分为一般用途和精密传动使 用两种； 矩形花键的装配形式分为：滑动、紧滑动和固定三种。 由于花键的几何误差的影响，三种装配形式指明的配合皆比
各自的配合代号表示的配合紧一些。内、外花键的尺寸公差
带见下表。 为减少专用刀具和量具的数量（如拉刀和量规），花键
测量，大批量生产时也可用专用的极限量规来检验。
键槽对其轴线的对称度较重要，当工艺不能保证其精度 时，应进行检测，在成批生产中可用专用量规检验。
10
8.2 矩形花键结合的精度设计与检测 8.2.1 花键 花键联结是由内花键（花键孔）和外花键（花键轴） 两个零件组成的。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。
H7 H10 H10 花键副 10 72 GB/T 1144 2001 78 12 f7 all d10
内花键 10 72H7 78H1012H11GB T 1144 2001 10 72f7 78all12d10GB T 1144 2001
24
8.2.4
数是键宽b。 根据不同的功能要求，对称度公差与键槽宽度公差的 关系以及与孔、轴尺寸公差的关系可以采用独立原则，或者 采用最大实体要求。
8
8.1.2 （3）键槽的几何公差 ◆ 平行度要求 当键长 L 与键宽 b 之比大于或等于 8 时，应对键宽 b 的两工作侧面在长度方向上规定平行度公差， 平行度公差 应按《形状和位置公差》的规定选取，即：
28H7 E
3.2
0.8
6×7d10 EQS 0.015 A A
6.3
A
28h7 E
图 矩形花键的对称度公差标注
21
② 表面粗糙wk.baidu.com要求
花键表面粗糙度推荐值(μm) 内花键 加工表面 Ra不大于 小径 大径 0.8 6.3 0.8 3.2 外花键
键侧
3.2
0.8
22
8.2.3
矩形花键在图样上的标注应按下列顺序表示：
a) 矩形花键
b) 渐开线花键
c) 三角花键
11
8.2.2 矩形花键的几何参数和定心方式
（1）矩形花键的主要尺寸
国家标准规定了矩形花键的基本尺寸：大径D、小 径d、键宽和键槽宽B。
内花键
外花键
规定键数N为偶数，有6、8、10三种； 按承载能力，矩形花键分为轻、中两个系列。
12
（2）矩形花键联结的定心方式 矩形花键连接由内花键和外花键构成，它靠内外花键的 大径D、小径d和键槽宽（键宽）B的配合来保证内外花键的 同轴度（定心精度）、连接强度和传递转矩。 理论上矩形花键可以有三种定心方式：小径d定心、大径
矩形花键的检测分为单项测量和综合检验两类。
（2）综合检验 对于大批量生产的矩形花键，先用花键位置规（塞规或 环规）同时检验花键的小径、大径、键宽及大径、小径同轴 度误差、各键（槽）位置度误差等综合结果。 用位置量规检验合格后，再用单项止端塞规（卡规）或 普通计量器具检验小径、大径、键宽（键槽款）的局部尺寸 是否超越最小实体尺寸。
的全部含义, 试确定其内、外花键的极限尺寸。
28
联结采用基孔制配合。
15
注：① 精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽可 选用H7, 一般情况可选用H9。 ② 当内花键公差带为H6和H7时，允许与高一级的外花键配合。
16
（2） 矩形花键连接的公差与配合的选用主要是确定连接的精
度和装配形式。
矩形花键尺寸公差带选用的一般原则是：定心精度要求 高或传递扭矩大时，应选用精密传动用的尺寸公差带。反之， 可选用一般用的尺寸公差带。 内外花键相对移动、距离长、频率高——间隙较大的滑
动连接，保证运动灵活和储油空间；内外花键定心精度高，
传递扭矩大——紧滑动连接； 内外花键无轴向移动——固定连接。
17
18
（3）矩形花键连接的几何公差和表面粗糙度 ① 矩形花键的形位公差
◆小径结合面遵守包容要求
小径 d 是花键联结中的定心尺寸，要保证花键的配合性 能，其定心表面的形状公差和尺寸公差的关系遵守包容要求， 即当小径 d 的实际尺寸处于最大实体状态时，它必须具有理 想形状。只有当小径 d 的实际尺寸偏离最大实体状态时，才
D定心和键侧（键槽侧）B定心。
从加工工艺上看，小径便于磨削，可以达到较高精度。 所以矩形花键采用小径定心可以获得更高的定心精度。 非定心直径表面之间有相当大的间隙；键和键槽两侧面 的宽度应具有足够的精度——传递转矩和导向作用。
13
定心方式
a) 大径定心
b) 小径定心
c) 键宽定心
图 矩形花键连接的定心方式
26
思考题与习题
8-1 平键联结的种类有哪些？它们各用于什么场合？
8-2 平键联结中，键与键槽宽的配合采用的是什么
8-3 矩形花键联结的主要尺寸是什么？矩形花键的
27
8-4 什么是矩形花键的定心方式？ 国标为什么规定
8-5 试说明标注为花键
H6 H10 H11 6 23 30 6 GB T 1144 2001 g6 all f9
当 b≤6 mm时，平行度公差选 7 级；
当 b≥6～36 mm时，平行度公差选 6 级； 当 b≥40 mm时，平行度公差选 5 级。
9
8.1.2 （4 键槽配合面的表面粗糙度Ra 值推荐为1.6~6.3μ m，非配 合面的粗糙度参数 Ra 值为6.3~10 μm。 8.1.3 平键联结的检测 键和键槽的尺寸检测比较简单，可用各种通用计量器具
为了便于测量，图样上对轴键槽深度和轮毂键槽深度
分别标注“d- t1”和“d+t2”。
7
8.1.2 （3）键槽的几何公差 ◆ 对称度要求 为保证键侧与键槽侧面之间有足够的接触面积，避免 装配困难，应分别对键槽对轴的轴线和轮毂槽对孔的轴线规 定对称度公差，对称度公差按国标《形状和位置公差 未注
公差值》规定选取，一般取7～9 级。对称度公差的主要参
允许有形状误差。
19
① 矩形花键的形位公差
◆花键的位置度公差遵守最大实体要求
花键的位置度公差综合控制花键各键之间的分度误差、 各键对轴线的对称度误差以及各键对轴线的平行度误差等。 在大批量生产条件下，一般用花键综合量规检验。
6×7d10 EQS 6×7H11 EQS 0.02 M A M 6.3 3.2 0.8
28H7 E
3.2
A
0.02 M A M
A
E
图 矩形花键的位置度公差标注
20
① 矩形花键的形位公差 ◆ 键与键槽的对称度公差遵守独立原则。 单件小批量生产时，一般规定键或键槽两侧面的中心平 面对定心表面轴线的对称度公差和花键的等分度公差，并遵守
独立原则。
6×7H11 EQS 3.2
0.015 A
8.1 键连接 8.2 花键连接
8.3 矩形花键的标注
思考题与习题
1
8.1 平键结合的精度设计与检测
8.1.1
单键（通常称键）分为平键、半圆键、切向键和楔
键等几种，其中平键应用最为广泛。
平键又可分为导向平键和普通平键，前者用于导向 联结，后者用于固定联结。
2
平键联结是由键、轴槽和轮毂槽三部分组成的。
带和配合的选择》中选取。
国标对键宽规定了一种公差带h8，基本尺寸为键宽；
4
键联接的公差与配合
轴键槽宽度公差带 D10 键的宽度公差带 轮毂键槽宽度公差带 + 0 H9 JS9 h8 N9 h 8 P9 h8 P9
较松连接
一般连接
较紧连接
图 键联接中键宽与槽宽的公差带
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6
8.1.2 （2）平键和键槽非配合尺寸的公差带 平键高度h公差带一般为h11，平键长度上的公差带为 h14，轴键槽长度L公差带为H14。 GB/T 1095—2003对轴键槽深度 t1 和轮毂键槽深度 t2 的 极限偏差作了专门规定。
键宽（包括轴槽宽和轮毂槽宽）b是配合尺寸，规定较 严格的公差； 键的高度h和长度L以及轴键槽的深度t和长度L和轮毂键 槽的深度t1皆非配合尺寸，规定较松的公差； d为轴和轮毂的直径，在设计平键连接时，轴颈d确定后， 平键的规格参数也随之确定。
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8.1.2 （1）平键和键槽配合尺寸的公差带和配合种类 普通平键是标准件，因此键和键槽宽度b的配合采用基 轴制，其尺寸大小是根据轴的直径进行选取的。 GB/T 1095—2003规定的键和键槽宽度公差从GB/T 1801—2009《产品几何技术规范（GPS） 极限与配合 公差
矩形花键的检测分为单项测量和综合检验两类。
（1）单项测量 对于单键小批量生产的矩形花键采用单项测量。一般是 指规定了对称度和等分度公差且遵守独立原则的矩形花键。 测量时，花键的尺寸（小径、大径、键宽或键槽宽）和 位置误差（对称度和等分度）使用千分尺、游标卡尺等通用 计量器具分别测量。
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8.2.4
键数N × 小径d × 大径D × 键宽（键槽宽）B 在装配图上标注花键的配合代号； 在零件图上标注花键的尺寸公差代号，以及几何公差和 公差原则要求。
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例如：矩形花键数 N 为10，小径 d 为72H7 / f7, 大径 D
为78H10/a11, 键宽 B 为12H11/d10
N×d×D×B， 即10×72×78×12
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8.2.3 矩形花键连接的精度设计
（1）矩形花键连接的公差与配合
矩形花键连接按精度高低，分为一般用途和精密传动使 用两种； 矩形花键的装配形式分为：滑动、紧滑动和固定三种。 由于花键的几何误差的影响，三种装配形式指明的配合皆比
各自的配合代号表示的配合紧一些。内、外花键的尺寸公差
带见下表。 为减少专用刀具和量具的数量（如拉刀和量规），花键
测量，大批量生产时也可用专用的极限量规来检验。
键槽对其轴线的对称度较重要，当工艺不能保证其精度 时，应进行检测，在成批生产中可用专用量规检验。
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8.2 矩形花键结合的精度设计与检测 8.2.1 花键 花键联结是由内花键（花键孔）和外花键（花键轴） 两个零件组成的。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。
H7 H10 H10 花键副 10 72 GB/T 1144 2001 78 12 f7 all d10
内花键 10 72H7 78H1012H11GB T 1144 2001 10 72f7 78all12d10GB T 1144 2001
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数是键宽b。 根据不同的功能要求，对称度公差与键槽宽度公差的 关系以及与孔、轴尺寸公差的关系可以采用独立原则，或者 采用最大实体要求。
8
8.1.2 （3）键槽的几何公差 ◆ 平行度要求 当键长 L 与键宽 b 之比大于或等于 8 时，应对键宽 b 的两工作侧面在长度方向上规定平行度公差， 平行度公差 应按《形状和位置公差》的规定选取，即：
28H7 E
3.2
0.8
6×7d10 EQS 0.015 A A
6.3
A
28h7 E
图 矩形花键的对称度公差标注
21
② 表面粗糙wk.baidu.com要求
花键表面粗糙度推荐值(μm) 内花键 加工表面 Ra不大于 小径 大径 0.8 6.3 0.8 3.2 外花键
键侧
3.2
0.8
22
8.2.3
矩形花键在图样上的标注应按下列顺序表示：
a) 矩形花键
b) 渐开线花键
c) 三角花键
11
8.2.2 矩形花键的几何参数和定心方式
（1）矩形花键的主要尺寸
国家标准规定了矩形花键的基本尺寸：大径D、小 径d、键宽和键槽宽B。
内花键
外花键
规定键数N为偶数，有6、8、10三种； 按承载能力，矩形花键分为轻、中两个系列。
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（2）矩形花键联结的定心方式 矩形花键连接由内花键和外花键构成，它靠内外花键的 大径D、小径d和键槽宽（键宽）B的配合来保证内外花键的 同轴度（定心精度）、连接强度和传递转矩。 理论上矩形花键可以有三种定心方式：小径d定心、大径
矩形花键的检测分为单项测量和综合检验两类。
（2）综合检验 对于大批量生产的矩形花键，先用花键位置规（塞规或 环规）同时检验花键的小径、大径、键宽及大径、小径同轴 度误差、各键（槽）位置度误差等综合结果。 用位置量规检验合格后，再用单项止端塞规（卡规）或 普通计量器具检验小径、大径、键宽（键槽款）的局部尺寸 是否超越最小实体尺寸。
的全部含义, 试确定其内、外花键的极限尺寸。
28
联结采用基孔制配合。
15
注：① 精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽可 选用H7, 一般情况可选用H9。 ② 当内花键公差带为H6和H7时，允许与高一级的外花键配合。
16
（2） 矩形花键连接的公差与配合的选用主要是确定连接的精
度和装配形式。
矩形花键尺寸公差带选用的一般原则是：定心精度要求 高或传递扭矩大时，应选用精密传动用的尺寸公差带。反之， 可选用一般用的尺寸公差带。 内外花键相对移动、距离长、频率高——间隙较大的滑
动连接，保证运动灵活和储油空间；内外花键定心精度高，
传递扭矩大——紧滑动连接； 内外花键无轴向移动——固定连接。
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（3）矩形花键连接的几何公差和表面粗糙度 ① 矩形花键的形位公差
◆小径结合面遵守包容要求
小径 d 是花键联结中的定心尺寸，要保证花键的配合性 能，其定心表面的形状公差和尺寸公差的关系遵守包容要求， 即当小径 d 的实际尺寸处于最大实体状态时，它必须具有理 想形状。只有当小径 d 的实际尺寸偏离最大实体状态时，才
D定心和键侧（键槽侧）B定心。
从加工工艺上看，小径便于磨削，可以达到较高精度。 所以矩形花键采用小径定心可以获得更高的定心精度。 非定心直径表面之间有相当大的间隙；键和键槽两侧面 的宽度应具有足够的精度——传递转矩和导向作用。
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定心方式
a) 大径定心
b) 小径定心
c) 键宽定心
图 矩形花键连接的定心方式
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思考题与习题
8-1 平键联结的种类有哪些？它们各用于什么场合？
8-2 平键联结中，键与键槽宽的配合采用的是什么
8-3 矩形花键联结的主要尺寸是什么？矩形花键的
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8-4 什么是矩形花键的定心方式？ 国标为什么规定
8-5 试说明标注为花键
H6 H10 H11 6 23 30 6 GB T 1144 2001 g6 all f9
当 b≤6 mm时，平行度公差选 7 级；
当 b≥6～36 mm时，平行度公差选 6 级； 当 b≥40 mm时，平行度公差选 5 级。
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8.1.2 （4 键槽配合面的表面粗糙度Ra 值推荐为1.6~6.3μ m，非配 合面的粗糙度参数 Ra 值为6.3~10 μm。 8.1.3 平键联结的检测 键和键槽的尺寸检测比较简单，可用各种通用计量器具
为了便于测量，图样上对轴键槽深度和轮毂键槽深度
分别标注“d- t1”和“d+t2”。
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8.1.2 （3）键槽的几何公差 ◆ 对称度要求 为保证键侧与键槽侧面之间有足够的接触面积，避免 装配困难，应分别对键槽对轴的轴线和轮毂槽对孔的轴线规 定对称度公差，对称度公差按国标《形状和位置公差 未注
公差值》规定选取，一般取7～9 级。对称度公差的主要参
允许有形状误差。
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① 矩形花键的形位公差
◆花键的位置度公差遵守最大实体要求
花键的位置度公差综合控制花键各键之间的分度误差、 各键对轴线的对称度误差以及各键对轴线的平行度误差等。 在大批量生产条件下，一般用花键综合量规检验。
6×7d10 EQS 6×7H11 EQS 0.02 M A M 6.3 3.2 0.8
28H7 E
3.2
A
0.02 M A M
A
E
图 矩形花键的位置度公差标注
20
① 矩形花键的形位公差 ◆ 键与键槽的对称度公差遵守独立原则。 单件小批量生产时，一般规定键或键槽两侧面的中心平 面对定心表面轴线的对称度公差和花键的等分度公差，并遵守
独立原则。
6×7H11 EQS 3.2
0.015 A