键与花键联结的精度
11第十章 健与花键的公差解析
`
Wang chenggang
二 基本尺寸 N d D B 三 矩形花键的定心方式 小径定心 四 基准制 基孔制
B
`
Wang chenggang
五 公差与配合 三种配合类型： 滑动配合：
间隙大，存储润滑油，便于移动
紧滑动配合：传递扭矩大时，应使应力分布 均匀，间隙小 固定配合： 六 精度 精密级用途 主要考虑定心精度及传递扭矩大小
`
Wang chenggang
常用键包括普通平键、 半圆键和钩头型楔键。 普通平键 普通平键分A型、B型、C型。 A型普通平键
A型普通平键
B型普通平键
`
C型普通平键
Wang chenggang
普通平键标记示例
A型（圆头）普通型平键，b=12 mm、h=8 mm、 L=50 mm，其标记为： GB/T 1096 键 12×8×50 C型（单圆头）普通型平键，b=18 mm、h=11 mm、L=100 mm，其标记为： GB/T 1096 键 C 18×11×100 注意：普通平键标记中A型键的“A”字省略不注， 而B型和C型要标注“B”和“C”。
解： 轴槽
16N9（ Js9(
0 -0.043
)
轮毂槽：
+0.021 -0.021
)
t=6 t1=4.3
d-t(
0 -0.2
)
d+t( +0.2 0 )
`
Wang chenggang
50(
0 -0.2
)
0 16N9（ -0.043 ） 0.02 A
3.2
3.2
+0.060 +0.041 )
φ 56r6(
2 当键长L与键宽b之比大于或等于8时，键宽b的两侧在 长度方向的平行度公差等级如下表
第7章 键与花键的公差与配合
平键结构示意图
平键联结的公差与配合
由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而， 键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制。国家标 准对键宽只规定了一种公差带h8。 一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较 松，相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。 国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带， 构成三种配合形式，分别对应于松联结、正常联结和 紧密联结。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带图 如图示。
平键公差带图
平键的图样标注
60.3
+0.2 0
Ra 1.6 Ra 3.2 16JS9± 0.021 0.02 A 50
+0.2 0
Ra 0.8
Ra 3.2 16N9( 0-0.043) 0.02 A
Ra 6.3
Ra 6.3
φ 56H7(
+0.03 0 )
E
φ 56r6(+0.060 ) E +0.041
量规
A
A
平键的检测
7.3
矩形花键联结的公差与配合
矩形花键的结构和尺寸 矩形花键几何参数有大径D、小径d、键数N和键宽与键槽宽B。 矩形花键的键数N为偶数，有6、8、10三种。 按承载能力的不同，矩形花键可分为中、轻两个系列。
矩形花键联结的定心方式(GB/T 1144－2心方式：小径d定心； 大径D定心和键宽B定心。 矩形花键用小径定心。小径定心的定心精度高，定心稳定 性好，使用寿命长，有利于产品质量的提高。外花键小径 精度可用成形磨削保证。
2．矩形花键的形位公差和表面粗糙度 (1) 小径d的极限尺寸应遵守包容要求 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，才允许有形状误差。 (2) 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角向位置，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，采用综合量规进 行检验。 (3) 键和键槽的对称度公差和等分度公差遵守独立原则 花键的对称度和等分度公差一般适用于单项检验法。 花键的等分度公差等于花键的对称度公差值。 对较长的花键，可根据产品性能自行规定键侧对轴线的平行度公差。
互换性与技术测量 7.1键与花键的公差配合与检测
大径D、小径d和键宽B。
B B
D
D
d
d
矩形花键的定心方式
定心方式：
大径定心、小径定心和侧面定心。
小径定心的优点：
花键孔和花键轴小径可以进行磨削，使花键 具有较高的定心精度、较好的定心稳定性、 较长的使用寿命。
矩形花键的分类
为了便于加工和检测，国标规定矩形花键 的键数N为偶数， 分别为6、8、10三种， 沿圆周均匀分布。
7.1 键与花键的公差配合与检测
一、 键联结的公差配合与检测
1、键联结的结构和几何参数
键联结是机械产品中应用广泛的结合方式，通 常用于轴和轴上零件（如齿轮、皮带轮、联 轴器等）之间的联结，用来传递扭矩和运动。 键联结分为单键联结和花键联结。
单键联结的分类
单键按其结构形式的不同分为： 平键（普通平键、导向平键、薄形平 键）； 半圆键；
的尺寸公差采用基孔制，主要的目的是
为了减少拉刀的数量。
矩形花键的尺寸公差带
矩形花键配合的选用
滑动联结：通常用于移动距离较长、移动
频率高的条件下工作的花键；
紧滑动联结：内、外花键定心精度要求
高、传递扭矩大并常伴有反向转动的情况， 具有较小配合间隙；
固定联结：内花键在轴上固定不动，只用
来传递扭矩的情况。
单 项 止 规 通 不 过 ， 则 花 键 合
小 实 体 尺 当 寸 综 。
检 验 时 ，
合 通 规 通 过 ，
别 检 验 小 径 、 大 径 键 槽 宽 的 最
用 单 项 止 规 （ 或 其 他 量 具 ） 分
和 安 装 要 求 。
度 、 对 称 度 ， 以 保 证 配 合 要 求
键与花键联结的公差与配合
在大批量生产条件下，一般用花键综合量规检验。所 以，位置度公差遵守最大实体要求。
二、花键联结旳互换性
3. 矩形花键形位公差 键与键槽旳对称度公差遵守独立原则 在单件、少许生产条件下，或当产品试制时，没有综
合量规，这时，为了控制花键形位误差，一般在图样上分 别要求花键旳对称度和等分度公差。
二、花键联结旳互换性
5. 花键旳测量 综合检测 对于大批量生产，先用花键位置量规（塞规或环规）
同步检验花键旳小径、大径、键宽及大、小径旳同轴度误 差、各键（键槽）旳位置度误差等。若位置量规能自由经 过，阐明花键是合格旳。
用位置量规检验合格后，再用单项止端塞规或一般计 量器具检验其小径、大径及键槽宽旳实际尺寸是否超越其 最小实体尺寸。
二、花键联结旳互换性
4. 矩形花键表面粗糙度
二、花键联结旳互换性
5.矩形花键旳标注
国家原则规定，图样上矩形花键旳配合代号和尺寸公差带代号应按花键规格所规定旳顺 序标注。
件数N×小径d×大径D×键宽B以及基本尺寸旳公差带代号
例：矩形花键数N为10，小径d为72H7/f7, 大径 D78H10/a11,键宽B为12H11/d10旳标识为：
二、花键联结旳互换性
1.概述
花键
内花键 外花键
主要优点：定心和导向精度高，承载能力强。 作用：可用作固定联结，也可作滑动联结。
矩形花键 花键截面形状 渐开线花键
三角形花键
二、花键联结旳互换性
1.概述
矩形花键旳主要参数
国家原则GB/T 1144-2001规定了矩形花键旳基本尺寸大径D、小径d、键宽和键槽宽B
二、花键联结旳互换性
1.概述
键与花键联结的精度
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。
键、花键结合的精度设计与检测
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
第八章 健和花键的公差与配合
2.平键和键槽非配合尺寸的公差带
平键高度h的公差带一般采用h11；截面尺寸为2×2mm 至6×6mm的B型平键由于宽度和高度不易区分，高度公差 带亦采用h9。平键长度L的公差带采用h14，轴键槽长度L 的公差带采用H14。轴键槽深度t和轮毂键槽深度t1的极限 偏差由GB1095-79专门规定。为了便于测量,在图样上对轴 键槽深度和轮毂键槽深度分别标注“d-t”和“d+t”，它们 的极限偏差从专门规定中查取。
4、平键和键槽的表面粗糙度要求
Ra的上限值：配合表面取为1.6—6.3µ m 非配合表面取12.5µ m
返回
三、键槽尺寸和公差在图样上的标注
示例如图
12.5 52
0 －0.2
62.3 16N9 0.02 A 3.2
+0.2 0
12.5
16JS9
0.02
3.2
M
A
M
3.2
3.2
A
A
轴键槽尺寸和公差标注
返回
二 平键联结的公差与配合
1.平键和键槽配合尺寸的公差带和配合种类
轴槽公差带 D10 H9 + 0 b JS9 键宽公差带
轮毂槽公差带
h9
N9 h9
p9
p9 h9
配合种类
尺寸b的公差带 键 轴键槽 轮毂键槽
应用
较松联结 一般联结 较紧联结 h9
H9 N9 P9
D10 JS9 P9
用于导向平键,轮毂在轴上移动 键在轴键槽中和轮毂键槽中均固定,用于载荷不大的场合 键均固定,用于载荷较大,有冲击和双向转矩的场合
（对称度公差采用独立原则）
轮毂键槽尺寸和公差标注
（对称度公差采用最大实体要求）
键联接配合公差及齿轮精度与互换性
（一）概 述
1、定心方式及特点 、
主要保证内、 主要保证内、外花键有较高的同轴 并能传递扭矩。 度，并能传递扭矩。 尺寸有：大径D、小径d和键 和键（ 尺寸有：大径 、小径 和键（槽） 宽B。 。 定心方式只有一种： 定心方式只有一种：小径定心
与平键相比， 与平键相比，其优点
定心精度高 导向性能好 承载能力强
1）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 ）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 差的关系必须采用包容要求 采用包容要求。 差的关系必须采用包容要求。 2）花键的位置度公差采用 ）花键的位置度公差采用MMR（值见表 （ 见表6-24）。用综合量规检验。 ）。用综合量规检验。 3）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 ）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 平行度。 4）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度。 ）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度
产生：切向、 产生：切向、长周期误差 （3）机床传动链的高频误差 ） （4）滚刀的加工误差和安装误差 ） 产生： 产生：短周期误差
三、齿轮精度和侧隙的评定指标
GB10095-88规定： 规定： 规定 影响运动准确性的误差及第I 影响运动准确性的误差及第I公差组 影响运动平稳性的误差及第II II公差组 影响运动平稳性的误差及第II公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III III公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III公差组 侧隙的评定指标。 侧隙的评定指标。 影响运动准确性的误差及第I公差组 （一）影响运动准确性的误差及第 公差组 1、切向综合误差（∆F i′） 、切向综合误差（ ） 2、齿距累积误差（∆Fp） 、齿距累积误差（ ） 3、齿圈径向跳动（∆Fr） 、齿圈径向跳动（ ） 4、径向综合误差（∆Fi〞） 、径向综合误差（ 5、公法线长度变动（∆Fw） 、公法线长度变动（ ）
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
键与花键的公差配合及选用
项目4 键与花键的公差配合及选用
2. 矩形花键的尺寸公差与配合
矩形花键的尺寸公差采用基孔制，以减少拉刀的数目。 内、外花键小径、大径和键宽（键槽宽）的尺寸公差带分为一般用 和精密传动用两类，参下表。 一般用的内花键槽宽规定了拉削后热处理和不热处理两种公差带。 标准规定，按装配型式分滑动、紧滑动和固定三种配合。前两种在工作 过程中，既可传递扭矩，且花键套还可以在轴上移动，后一种只用来传 递扭矩，花键套在轴上无轴向移动。 花键尺寸公差带选用的一般原则:定心精度要求高或传递扭矩大时， 选用精密传动用尺寸公差带。反之，可选用一般用的尺寸公差带。
平键联接是由键、轴、轮毂三个零件组成的，平键连接结合尺寸有键宽与键槽 宽（轴槽宽和轮毂槽宽）b、键高h、槽深（轴槽深t1 、轮毂槽深t2 ）、键和 槽长L等，平键连接通过侧面相互接触来传递扭矩。
键和键槽的 宽度是配合尺寸， 国家标准规定了 较严格的公差， 其余尺寸为非配 合尺寸，规定较 松的公差。
普通平键键槽的剖面尺寸
项目4 键与花键的公差配合及选用
知识点3. 花键连接的公差 1. 矩形花键连接的几何参数与定心方式
1） 矩形花键连接的几何参数
矩形花键的主要尺寸有三个，即大径D、小径d、键宽（键槽宽）B。
矩形花键的主要尺寸
项目4 键与花键的公差配合及选用
2）矩形花键的定心方式
花键连接中主要尺寸有三个， 为了保证使用性能，改善加 工工艺，只能选择一个结合 面作为主要配合面，对其规 定较高的精度，以保证配合 性质和定心精度，该表面称 为定心表面。
普通平键的三种配合及应用
配合种 类
较松联 结
尺寸b的公差带
键
键槽
轮毂 槽
应用
键在轴上及轮毂中均能滑动，主要用于导向平键， H9 D10 轮毂可在轴上移动。
第6章键和花键公差与检测
保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性 To guarantee that there are enough contact area and
assemblability between key width and keyway width. 轴键槽对轴的基准轴线和轮毂槽对孔的基准轴线的对称
）Ⓔ
A
四、花键配合的精度设计
designs of spline fits 种类 Types
Precision
Rectangular key
Involute spline
Serration spline
特点 Features
1. 可靠，强度高，可以传递较大的转 矩。Independent, high strength and
Including: Size precision designs Form and position designs
The precision designs of surface roughnesses
The types of keys
Flat key
Round key
Taper key
The label of keys
AB B C
L
L
1、尺寸精度设计（2）：
Size precision design(2)
平键联结的配合制 The fit systems of
flat key connections
Wheel hubs
The side faces of keys
Shaft-basis system of fits
一般键联结
Common key connections
【互换性与测量技术】第9章键与花键的公差与配合
矩形花键联结有三种定心方式：小径d定心、大径 D定心和键侧（键槽侧）B定心。前两种定心方式的 定心精度比后一种高。国标规定采用小径定心。
返回
返回
返回
返回
（2）矩形花键联结的配合 （a）矩形花键采用基孔制 （b）矩形花键配合，按使用可分为两种情况： （ⅰ）一般用途 （ⅱ）精密传动用途
每种情况均可分成滑动、紧滑动和固定三种。 滑动配合——用于相对移动频率高且移动距离较长处；
（如汽车、拖拉机变速箱中齿轮与轴的联结。） 紧滑动——用于既有滑动要求，又有较高配合精度、传动较
大扭矩处； 固定配合——用于花键孔在花键轴上无滑动要求处。 矩形花键配合的公差带如表、图所示。
返回
花键孔常用拉削方法加工，采用基孔制，可减少拉刀数目。
（c）矩形花键表面粗糙度要求见表。
返回
返回
返回
返回
（4） 矩形花键的标注方法
返回
4 平键槽和矩形花键的检测
（1）平键槽的检测
（a）轴键槽对基准中心线的对称度采用独立原则时， 键槽对称度误差可按下图示方法来测量。
返回
（b）键槽对称度公差与键槽宽度的尺寸公差的关系采 用最大实体要求时，键槽对称度误差可用键槽对称度量 规检验。如图示。
返回
返回
（3） 矩形花键的形位公差与表面粗糙度
（a）定心小径d相应结合面的形位公差与尺寸公差关 系按包容要求处理。 （b）键（或键槽）两侧面的中心平面对定心表面中心 线规定位置度公差，且被测要素和基准皆采用最大实体 要求。位置公差值见表，标注如图示。
单件小批生产花键时，规定键（或键槽）两侧面的中 心平面对定心表面中心线的对称度公差和各键（键槽） 的等分度公差。对称度公差见表，标注如图示。
键、花键配合的精度设计
3、表面粗糙度的选择：
矩形花键的表面粗糙度轮廓幅度参数Ra的上限
值推荐如下：
内花键：小径表面不大于0.8μm,键槽侧面不大
于3.2μm,大径表面不大于6.3μm。
外花键：小径表面不大于0.8μm,键槽侧面不大
于0.8μm,大径表面不大于3.2μm。
4、内、外花键标注示例
矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花
三、平键配合的精度设计
包括：
尺寸精度设计； 形位精度设计；
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：键和轴槽、轮毂槽的宽 度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、 轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
孔、轴定心精度高和导向精度高等优点。
矩形花键结构示例
1、尺寸精度设计
矩形花键的基本尺寸 ：基本尺寸有
小径d、大径D、键槽宽B。
键数规定为偶数，分别为6、8、10
三种。
1、尺寸精度设计
尺寸精度的规定：花键联结的主要要求是保证
内、外花键的同轴度，以及键侧面与键槽侧面
接触均匀，保证传递一定的转矩。为此，必须
2、形位精度设计
对矩形花键的形位公差做如下规定：
因为小径是花键联结的定心尺寸，必须保证 其配合性质，所以内、外花键小径d的极限 尺寸应遵守包容原则，即花键孔和轴的小径 不能超越最大实体边界。
为保证装配性和键侧受力均匀，规定花键的 位置度公差应遵守最大实体原则，即不能够 超过实效边界。
机械制造之键和花键配合的精度设计
h9
N9
Js9
P9
P9
2、形位精度设计：
为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触 面积和可装配性，对键和键槽的位置误差要 加以控制，应分别规定轴键槽对轴的基准线 和轮毂槽对孔的基准轴线的对称度公差，一 般可按对称度公差 7~9级选取，查表时，公 称尺寸是指键宽。
3、表面粗糙度的选择：
键和键槽配合面的表面粗糙度一般 取 Ra1.6~3.2μm， 非 配 合 面 取 Ra6.3μm。
4、轴的标注示例 ：
1、标注槽深d-t及公 差
0 50 -0.2
16N9（ -0.043 ）
0.02 A
0
2、标注槽宽b及公差
3、标注对称度公差
3.2 3.2
4、标注表面粗糙度
> +0.2 0
0 > -0.2
3.3 3.8
> +0.2 0
> +0.2 0
>5058
1610
6.0
4.3
花键类型
a) 矩形花键
b) 渐开线花键
c) 三角花键
三、平键配合的精度 设计
包括尺寸精度设计、形位 精度设计以及表面粗糙度 的精度设计
1、尺寸精度设计（1）：
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：键和轴槽、轮毂槽的宽 度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、 轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
花键联接的结构特点类型及优点
花键联接的结构特点类型及优点花键联接是一种常用的连接方式，主要用于实现零部件之间的机械传动和定位。
它的结构特点、类型及优点如下：一、花键联接的结构特点：1.花键联接由两个相互嵌合的零件组成，一个零件上有花键，另一个零件上有对应的槽。
花键的形状通常为横截面为矩形、圆形或异形的均匀分布在轴上的密齿。
2.槽的形状与花键相适配，可以是直线槽、曲线槽、圆形槽或异形槽等，用于提供花键的定位。
3.花键和槽之间存在一定的间隙，能够容纳一定的配合差值，从而保证花键和槽的公差带。
4.花键联接通过花键的嵌套和槽的套入，实现了零件之间的相对位置固定和传递转矩的功能。
二、花键联接的类型：根据花键的结构形式和应用对象的不同，花键联接可以分为以下几种类型：1.定位花键：用于定位两个零件的相对位置，防止相对旋转。
通常采用直线槽或曲线槽的形式。
2.传动花键：用于实现零件之间的转矩传递，通常采用圆形花键或矩形花键的形式。
3.锁紧花键：用于增加花键联接的紧固力，防止松动。
通常采用矩形花键或异形花键的形式。
4.耦合花键：用于实现两个轴的同心度和相对位置的固定，并转动。
通常采用多个平面或圆形花键的形式。
三、花键联接的优点：1.精度高：花键联接能够实现位置的精确定位和转矩的精确传递，提高传动精度。
2.转矩大：花键的形状和布置可以根据实际需求选择，能够适应不同工况下的转矩传递要求。
3.可逆性好：花键联接可以实现可逆拆卸，方便维护和更换零部件。
4.结构简单：花键联接的结构相对简单，易于制造和装配，成本相对较低。
5.耐磨性好：花键联接通常由金属材料制成，具有较好的耐磨性和耐久性。
6.传动效率高：花键联接的紧密配合和精确定位，能够提高传动效率。
总之，花键联接是一种经济实用的连接方式，广泛应用于各个机械领域。
它的结构简单、精度高、可逆拆卸和传动效率高等优点，使得花键联接成为机械传动和定位的重要手段。
键和花键联结的精度
一般使用与精密传动使用两种。 按使用要求分：
滑动、紧滑动和固定三种装配型式。
矩形花键的尺寸公差带与装配型式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.几何公差要求 大批量生产时：
单件小批生产时，采用单项测量，则规 定键（键槽）两侧面的中心平面对小径轴线 的对称度公差。
3.表面粗糙度要求 a.内花键：
第八章 键和花键联结的精度
键的作用： 1.传递转矩 2.传递运动 3.导向 键的分类：
平 键（普通平键、导向平键） 单键 半圆键
楔形键 花键（矩形花键、渐开线花键、三角形花键）
§8-1 平键联结的精度 一. 平键和键槽的尺寸
二.平键联结的精度
轴槽公差带 键宽公差带 轮毂槽公差带
（a）松联结
（b）正常联结
小径表面Ra值不大于0.8μm； 键槽侧面Ra值不大于3.2μm； 大径表面Ra值不大于6.3μm。
b.外花键：
小径表面Ra值不大于0.8μm； 键槽侧面Ra值不大于0.8μm； 大径表面Ra值不大于3.2μm。
三.图样标注 对于花键副，标注顺序为：
6 28 H 7 34 H10 7 H11 f 7 a11 d10
对于内花键，标注顺序为：
6 28H 7 34H10 7H11
对于外花键，标注顺序为： 6 28 f 734a117d10
四.矩形花键的检测 1.在单件小批生产中，没有现成的花
键量规可使用时，可用普通计量器具分别
对各尺寸（d、D 和 B ）进行单项测量，
并测量键（键槽）的对称度误差。
不能通过，则表示合格。
§8-3 键联结的精度
一.平键联结的精度设计 1.键和键槽宽采用基轴制配合； 2.对于导向平键应选用松联结； 3.平键在承受重载荷、冲击载荷或双向扭 矩的场合，应选用紧密联结； 4.平键若承受载荷，为了拆装方便，应选 用正常联结。
花键检测标准
花键检测标准
一、花键测量的精度要求
花键测量是制造业中极为关键的环节之一，制品的质量和精度取决于此。
为了保障花键测量的精度，制造业需要严格控制测量误差的大小。
通常，在实际操作中，花键测量的误差应该控制在0.001毫米以内。
此外，对于花键加工时的公差，一般需要控制在0.005毫米以内。
二、花键测量的形状要求
花键的形状对于制品的整体质量和性能具有很大的影响。
一般情况下，花键的形状应该符合所制造的工件的要求，保证花键的精度和重复性。
此外，还需要保持花键的圆度，确保花键的角度和半径的一致性。
三、花键测量的尺寸要求
除了精度和形状要求之外，花键的尺寸也是制造业中需要严格控制的重要环节之一。
在实际测量中，需要测量花键的直径、长度、高度等尺寸。
通常，测量器具的表量误差应该在花键公差值的10%以内，以保证测量结果的准确性。
四、花键测量的技术解析
为了保证花键测量的精度和准确性，制造业采用了一系列技术手段和仪器设备。
其中，常见的花键测量仪器包括投影仪、光学扫描仪、三坐标测量机等，这些仪器都能够实现对花键形状和尺寸的精确测量。
此外，制造业还应当严格控制操作流程和制品加工质量，确保花键测量的结果符合要求。
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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。
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。
②非配合尺寸的公差带平键高度h的公差带代号一般采用h11。
平键长度L的公差带代号可采用h14。
轴键槽长度L的公差带可采用H14。
③平键联结配合表面的几何公差键与键槽配合的松紧程度不仅取决于它们的配合尺寸公差带，还与它们配合表面的几何误差有关，因此应分别规定轴键槽宽度的中心平面对轴的基准轴线和轮毂键槽宽度的中心平面对孔的基准轴线的对称度公差。
该对称度公差与键槽宽度尺寸的关系可以采用独立原则或最大实体要求。
按GB/T 1184-1996规定，对称度公差等级取为7～9 级。
当键长L与键宽b之比大于或等于8（L/b≥8）时，还应规定键槽宽两工作侧面在长度方向上的平行度公差。
按GB/T 1184-1996规定，平行度公差等级取为5～7级。
④平键和键槽的表面粗糙度要求键和键槽的表面粗糙度参数Ra的上限值一般按如下范围选取：配合表面取为1.6～3.2 μm；非配合表面取为6.3 μm。
（3）平键和键槽的检测①平键和键槽尺寸的检测键和键槽尺寸的检测，在单件、小批量生产中，键的宽度、高度和键槽宽度、深度等一般用游标卡尺、千分尺等通用计量器具来测量。
大批量生产时也可采用专门的极限量规来检测。
②键槽对称度的检测在单件小批量生产时，可用分度头、V型块和百分表测量。
在大批量生产时一般用综合量规检测，如对称度极限量规，只要量规通过即为合格。
如图所示，图8.1a为轮毂槽对称度量规，图8.1b为轴槽对称度量规。
（a）（b）图8.12. 矩形花键的公差设计（1）矩形花键联结的几何参数和定心方式①矩形花键的配合尺寸矩形花键的配合尺寸有三个，即大径D、小径d和键宽（键槽宽）B。
②矩形花键的定心方式在制造矩形花键时，可以有三种定心方式：小径定心、大径定心、键侧定心。
为便于加工，在国标GB/T 1144-2001中，规定矩形花键联结采用小径定心方式。
（2）花键和键槽的检测花键的测量分为单项测量和综合检验。
对于定心小径、键宽、大径的三个参数，每项都有尺寸、位置、表面粗糙度的检验。
①单项测量单项测量就是对花键的单个参数小径、键宽（键槽宽）、大径等尺寸、位置、表面粗糙度的检验。
在单件、小批生产时，花键的单项测量通常用千分尺等通用计量器具来测量。
②综合测量在大批量生产时，花键常采用花键量规检验。
综合检验是对花键的尺寸、几何误差按控制最大实体实效边界要求，用花键量规进行检验。
花键量规（内花键为花键塞规，外花键为花键环规）均为全形通规，用于检验内、外花键的实际尺寸和几何误差的综合结果，即同时检验花键的小径、大径、键宽（键槽宽）实际尺寸和几何误差以及各键（键槽）的位置误差，大径对小径的同轴度误差等综合结果，对小径、大径和键宽（键槽宽）的实际尺寸是否超越各自的最小实体尺寸，则采用相应的单项止端量规（或其它计量器具）来检测。
在综合检测内、外花键时，若花键量规通过，单项止端量规不通过，则花键合格。
当花键量规不通过，花键为不合格。
8.1.3 学习难点矩形花键联结的精度设计为学习难点。
1. 矩形花键联结的尺寸公差国家标准GB/T 1144-2001规定矩形花键的配合采用基孔制，以减少拉刀、量具的种类和数目。
矩形花键联结的公差与配合选用主要是确定联结精度和装配型式。
联结精度主要根据定心精度的要求和传递转矩的大小来确定，分为一般用途和精密传动两大类型。
当定心精度要求高，传递转矩大时，应选用精密传动所用的尺寸公差带，反之可选用一般用途尺寸公差带。
矩形花键按装配型式分为固定联结、紧滑动联结和滑动联结三种，应根据结构功能要求进行选择装配型式。
矩形花键采用小径定心，使难以加工的内花键转化到外花键上。
内、外花键的定心小径d的公差等级高，要求严，在一般情况下，内、外花键取相同的公差等级，这个规定不同于普通光滑孔、轴配合（一般精度较高的情况下，孔比轴低一级）。
但在有些情况下，内花键允许与提高一级的外花键配合，即公差带为H7的内花键可以与公差带为f6、g6、h6的外花键配合；公差带为H6的内花键可以与公差带为f5、g5、h5的外花键配合。
2. 矩形花键的几何公差由于矩形花键联结表面复杂，键长与键宽比值较大，几何误差是影响联结质量的重要因素，必须对其加以控制。
键和键槽的几何误差包括它们的中心平面相对定心轴线的对称度、等分度，以及键（键槽）侧面对定心轴线的平行度误差，可规定位置度公差予以控制。
(1) 内、外花键定心小径d表面的几何公差和尺寸公差的关系遵守包容要求。
(2) 对于大批量生产的花键，其键槽宽度的分度误差采用位置度公差，且遵守最大实体要求。
用综合量规检测，综合控制各项几何公差。
(3) 对单件、小批量的生产，规定键（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等分度公差，长花键可规定键（键槽）侧面对小径轴线的平行度。
3、矩形花键联结的表面粗糙度矩形花键的表面粗糙度参数通常标注Ra的上限值，按以下规律选取：内花键的小径表面不大于0.8μm，键侧面不大于3.2μm，大径表面不大于6.3μm；外花键的小径表面不大于0.8μm，键侧面不大于0.8μm，大径表面不大于3.2μm。
4、矩形花键在图样上的标注矩形花键的规格按下列顺序标注：键数N×小径d×大径D×键（键槽）宽B，各尺寸的公差带代号可标注在各自的公称尺寸之后。
8.2 解题示例例题8.2.1 有一齿轮与轴的联结用平键传递扭矩。
平键尺寸b=10mm，L=28mm。
齿轮与轴的配合为φ35H7/h6，平键采用正常联结。
试设计键槽尺寸偏差、几何公差和表面粗糙度，并分别标注在轴和齿轮的横剖面上。
解：(1) 确定轴、孔的尺寸极限偏差根据轴颈公称尺寸φ35，轴查附表2-3（孔查附表2-4）确定基本偏差，查附表2-2确定标准公差，计算另一个极限偏差，得到轴的尺寸：d=φ35h6 ( 0-0.016) mm；孔的尺寸：D=φ35H7 (+0.025) mm。
（2）确定轴、孔的键槽尺寸极限偏差由于采用正常联结，故键与轴槽宽的配合尺寸为10N9/h8；键与轮毂槽宽的配合尺寸为10JS9/h8。
根据键槽宽的公称尺寸10，平键查附表2-3（键槽查附表2-4）确定基本偏差，查附表2-2确定标准公差，再计算另一个极限偏差，得到：键宽的尺寸为10h8 ( 0-0.022)mm。
轴槽宽的尺寸为10N9 ( 0-0.036)mm。
轮毂槽宽的尺寸为10JS (±0.018)mm。
（3）确定轴、孔的键槽深度尺寸查普通平键尺寸和键槽的基本尺寸和极限偏差表（GB/T 1095-2003）可得：轴槽深：t1= 5+0.20mm；毂槽深：t2 = 3.3+0.2mm，得轴槽深尺寸为：10.230d t--=；毂槽深尺寸为：+0.22 038.3d t+=。
轴槽长度尺寸为：28H14 (+0.52)。
（4）确定几何公差键槽中心面有对称度要求，对称度公差等级取8级，查表得出对称度公差值为0.015mm，可采用独立原则。
（5）确定表面粗糙度键宽和键槽宽侧面为配合面的表面粗糙度参数值Ra取3.2μm，键槽底为非配合面的Ra值取6.3μm。
键槽尺寸和几何公差图样标注如图8-2所示。
图8-2例题8.2.2 某机床变速箱中有6级精度齿轮的花键孔与花键轴联结，花键规格6×26×30×6，花键孔长30mm，花键轴长75mm，齿轮花键孔经常需要相对花键轴做轴向移动，要求定心精度较高，试确定：齿轮花键孔和花键轴的公差带代号，计算小径、大径、键（键槽）宽的极限尺寸。
分别写出在装配图上和零件图上的标记。
解：(1) 因内、外花键有相对移动，定心精度要求较高，所以选精密传动用内、外花键紧滑动配合。
查表得：小径d = 26，采用H6/g6配合；大径D = 30，采用H10/a11配合；键宽B = 6，采用H7/f7配合。
极限尺寸分别为：小径孔（ф26H6）：d max =26+0.013 = 26.013 mm ，d min = 26mm小径轴（ф26g6）：d max = 26-0.007 = 25.993 mm ，d min = 26-0.02 = 25.98 mm大径孔（ф30H10）：D max = 30+0.084 = 30.084 mm ，D min = 30 mm大径轴（ф30a11）：D max = 30-0.3 = 29.7 mm ，D min = 30-0.43 = 29.57 mm键槽宽（6H7）：B max = 6+0.012 = 6.012 mm ，B min = 6 mm键宽（6f7）：B max = 6-0.01 = 5.990 mm ，B min = 6-0.022 = 5.978 mm(2) 装配图上的标记：6×26×H6/g6×30×H10/a11×6×H7/f7零件图上的标记：内花键：6×26H6×30H10×6H7外花键：：6×26g6×30a11×6f7花键的标注由大径引出。