E22-141法国花键标准

有三种。由于不考虑内径定心，因此在外径花键的齿槽底面与内花键内孔之间总是有间隙的。 在齿面定心时，只有外花键和内花键的齿面可以接触，而其它表面均不接触（而在其它两
种配合时，它们是接触的）。 在外径定心时，外花键齿顶面和内花键齿槽底面接触，而且内、外花键的齿面也接触。外
花键和内花键的这种双重连接决定了内、外花键的齿面之间应该有一个相当重要的间隙，以保 证外径定心的准确性。
.cos
(
π 2N
)
;
在
N
为偶数或
N
为奇数时，δG1=
δe sin(θ1)
。
8
E22-141 直齿渐开线花
公差与配合：
z 概述： 当外花键与内花键为下列情况时，其表面可以相互紧密配合： a． 外径定心时，外花键的齿顶面与内花键的齿槽底面配合。 b．齿面定心时，外花键的齿顶面与内花键的齿面配合。 c． 内径定心时，外花键的齿槽底面与内花键的内孔配合。 为保证一对内、外花键相配表面的一致性，须取同一种配合。外花键与内花键的配合形式
G—量棒间距；用两根圆柱形量棒检查内花键，所测得的
量棒内侧之间的检查尺寸。
G1—量棒间距；用三根分布角度相等的圆柱形量棒检查内 花键，所测得的量棒内侧之间的检查尺寸。
h—外花键齿顶倒角的径向高度。
J—“全断面”刀具齿形截面上的倒角线与齿面线的相交点尺寸。
k—跨测齿数；在测量 E 值时所包含的花键齿数。 L—从倒角起点处通过的节圆直径（L=A-2h）。
外花键
用量棒检查 内花键
m—模数。
N—齿数。 P—分度圆齿距（周节）；（或范切节圆齿距）。 p—基圆的弧齿距，简称基节。 R—“平齿根”外花键齿槽圆角与其切削刀具齿 顶端圆角的最大半径。 R1—“圆齿根” 外花键齿槽圆角与其切削刀具
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E22-141
直齿渐开线花
齿顶端圆角的最大半径。
r—内花键齿槽底的圆角半径。
a.
外花键上：如果
N
是偶数，δF=
δe sin(θ1)
;
{ 如果
N
是奇数，δF=
δe sin(θ1)
.cos
(
π 2N
)
;
δF1=
δe sin(θ1)
.cos2
(
π 2N
)
;
b.
外花键上：如果
N
是偶数，δG=
δe sin(θ
2)
;
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E22-141 直齿渐开线花
如果
N
是奇数，δG=
δe sin(θ
2)
θ1—外花键检查量棒中心的渐开线压力角。 θ2—内花键检查量棒中心的渐开线压力角。 δe—e 的偏差。
δx—x 的偏差。
} δE—E 的偏差。
δF—F 的偏差 。 δG—G 的偏差。
偏差 e 的结果
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E22-141 直齿渐开线花
公式：
z 公称直径 A（大径）—名义尺寸与相应的滚柱轴承和球轴承的公称尺寸系列相同。 z 外花键齿顶圆直径（大径）A1’和 A2’：
E22-141 直齿渐开线花
前言
目的：
1. 阐明可按设计和制造渐开线齿轮相同的技术和机床来制造直齿渐开线花键的原则。 2. 根据这些原则确定所制造的标准化的花键。 3. 规定这些花键的公差，指出其检验方法。
适用范围：
这些花键可用于所有的机械行业中（汽车、航空、铁路、机床、电机等）。花键的机械加工 精确、简便、经济，并能保证高速、低噪传动的自动定心性能。
1− sin(α )
b.
圆齿根花键槽：R1=
π
/
4 − 0.8tg(α ) cos(α )
m
=0.528m。
2. 倒角的径向高度：h=0.1m。 z 依据齿形变位距偏差而变化的基圆弧齿厚：mδx= δe =1.462δe。
2 sin(α )
z 公法线长度 E 的公差：δE=δe。 z 量棒测量尺寸的公差：
A2’—外花键齿顶圆直径（大径）。A2’=A-0.2m（齿面定心时）
A1”—内花键齿根圆直径（大径）。A1”=A
3
Байду номын сангаас
E22-141 直齿渐开线花
A2”—内花键齿根圆直径（大径）。A2”=A+0.3m
B— 外花键齿根圆直径（小径）。
B1—齿槽底为圆齿根时，外花键齿根圆直径（小径）。 D—内花键齿顶圆直径（小径）。
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E22-141 直齿渐开线花 本资料中规定的花键同样可用于外径定心，但是定心方式的选择受到配合形式的约束。事 实上，可在滑动配合中采用齿面定心和外径定心，而在固定配合和压配合中齿面定心更为有利。 因为在内、外花键之间的永久性连接中，用齿面紧固明显比用外花键齿顶面和内花键齿槽底面 之间的紧固更有保证。 根据定心方式和装配方法选择不同的配合。下表是定心方式、装配方式和配合的对照表。 表中“在大径上配合”是指部份圆柱形表面之间的配合。这些表面由外花键的齿顶面和内花键 的相应面构成。 滑动配合 在大径上松动配合
基准齿条为直齿齿条，压力角 20o，齿高 1.2m，
齿条齿顶至中线高为 0.2m，直线齿面高度为 1m，齿
根间隙为 0.2m，范切节线位于中线下方距中线 xm
处。确定切削范节切线与基准齿条（或原始齿条）中 线之间距离的系数称为齿形或齿的变位系数。
2. 模数 m
花键分为十组，每组由一个模数值确定。模数分为两个系列： ①．主系列（推荐使用的系列）由 10 的约数构成：0.50，1.00，1.25，1.667，2.50，5.00， 10.00。
D’ —分度圆直径（范切节圆直径）。
d—基圆直径。
d1—倒角的渐开线基圆直径。 E —k 个齿的公法线长度。
e —基圆弧齿厚。
e’— 分度圆弧齿厚。
F—跨量棒距；用两根圆柱形量棒检查外花键，所测得的
量棒外侧之间的检查尺寸。
F1—跨量棒距；用三根圆柱形量棒检查外花键，所测得的 量棒外侧之间的检查尺寸。
当模数 m=1.25，在 A=12，N=8 和 A=17，N=12 两种情况时，通过公式 x= A − m(N + 0.4) 可
2m 以得出 x=0.6。
当模数 m=1.667，A=17，N=8 时，x=0.9。
5. 齿高 所有主系列模数的花键，范切节线（分度圆）至齿顶的径向距离——花键齿高公称值为一
个模数（1m）。实际上，支承面的高度为 0.9m。
由于 A 是作为基本尺寸的公称尺寸，花键轴的外径依据定心方式不同其值为 A1’=A，或
2
E22-141 直齿渐开线花
A2’=A-0.2m。内花键内径则在任何情况下都为 D=A-2m（见“公式”一节）。
花键轴单位长度上的总支承面的理论值是支承面与齿数的乘积，即分度圆直径尺寸乘以系 数 0.9，与模数无关。
由内花键内径 D（其值 D=A-2m）和分度圆
D’（D’=Nm）的关系，可以确定变位系数 x;即 x= A − m(N + 0.4) （由 A=2xm+Nm+0.4m 得）。
2m
由前两个公式可得：D-D’=A-Nm-2m。
由后一式可得：D-D’=（2x-1.6）m。
所以，当 x=0.8 时，D=D’。
2m
z 分度圆弧齿厚：e’= πm +2xmtg(α)。
2
z 基圆弧齿厚：e=e’cos(α)+d.inv(α)。
z k 齿时公法线长度值：E=（k-1）p+e。 z 用圆柱形量棒测量：
a．外花键在量棒外侧测量，U 为量棒直径，θ1 为量棒中心处的渐开线压力角，θ1 由下式
计算：inv(θ1)=
U +e+ p。 d
从材料的合理使用和轴的强度观点来看，选用小模数较为合理。固为外径和支承面已确定 的情况下，小模数可以得到较大的底径。在这方面（减少模数 m 值和增加齿数 N）的不足之处 是接合齿的强度。
三、定心 采用齿面定心，可易于加工，降低其成本。 由于花键的齿顶有足够的宽度，因此可采用外径定心。用外径定心加工外花键要有专门的 铣刀，在加工内花键时则需要可同时切削出大径的刀具。 与此相反，不允许内径定心，要有齿底处的间隙。 四、配合 不论其装配形式如何，内、外花键上通过公称直径导出的尺寸公差相同；内、外花键间的 各种配合形式可通过改变在适当方向上的齿形变位距获得。 这一问题在《公差》一节中详细论述。
滑动配合在大径上松动配合在齿面上滑动配合齿面定心在小径上松动配合在大径上滑动配合在齿面上松动配合外径定心在小径上松动配合固定配合在大径上松动配合在齿面上固定配合齿面定心在小径上松动配合压配合在大径上松动配合在齿面上压配合齿面定心在小径上松动配合
E22-141 直齿渐开线花键
尺寸单位：毫米 (法国标准)
1
E22-141 直齿渐开线花 ②．次系列由 7.5 的约数构成：0.75，3.75，7.50。 3．齿形（或齿）的变位系数 x 主系列模数的花键齿形变位系数相同，x=0.8。但其中模数 1.25，公称直径 12，17 的花键除 外，这两种花键的齿形变位系数 x=0.6；此外，模数 1.667，公称直径 17 时齿形变位系数 x=0.9。 （见第 4 小节） 次系列模数的花键，根据其公称直径有三种不 同的齿形变位系数值：x=0.633，x=0.8（同主系列 的齿形变位系数），x=0.967。如非特殊需要，应选 用主系列的模数。上面所给出的齿形变位系数使花 键具有下列特性： ——切削的范切节线位于压力角 20o 的齿根 部，但在接触区高度的一半处的压力角为 30o左右。 ——范切节线上的齿厚明显大于齿槽宽。 4. 内外花键范切节线的位置
z 分度圆直径（范切节圆直径）：D’=Nm。
z 压力角： a． 分度圆上的压力角：α=20o。 b．接触区高度一半处的压力角：γ=30o±5o。
z 基圆直径：d=D’cos(α)。
z 分度圆齿距（周节）：P=πm。
z 基圆弧齿距：p=πmcos(α)。
● 齿形变位系数：x= A − m(N + 0.4) 。
基本原则：
1. 花键轴的公称外径尺寸系列与滚动轴承的内径尺寸系列一致。 2. 不论是何种配合形式，内花键采用同一种公差。 3. 可使用展成法加工刀具，以尽量减少不同刀具的数目。
使用方法：
一、刀具 刀具类同于压力角 20o 的齿轮加工刀具。通常花键轴加工可用普通刀具，齿形铣刀，齿条类 工具，齿轮状刀具。内花键可用齿轮状刀具或用拉刀加工。 二、花键齿形 1. 基准齿条
a． 齿面定心时：A2’=A-0.2m。
b．外径定心时：A1’=A。
z 外花键齿根圆直径 B（小径）：B=A-2.4m。
z 内花键齿根圆直径（大径）A1”和 A2”：
{ a． 齿面定心时： 拉削的内花键 A1”=A。 插削的内花键 A2”=A+0.3m。
b． 外径定心时：A1”=A。
z 内花键齿顶圆直径 D（小径）：D=A-2m。
γA—在外花键齿面渐开线与直径 A 的圆周交点处的压力角。 γL—在外花键齿面渐开线与直径 L 的圆周交点处的压力角。 ωA—花键齿顶倒角的渐开线与直径 A 的圆周交点处的压力角。 ωL—花键齿顶倒角的渐开线与直径 L 的圆周交点处的压力角。 θ—和花键齿面共一基圆的，并通过检查量棒正截面中心的渐开线在量棒中心的压力角。
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E22-141 直齿渐开线花 如果 N 为偶数时：F= d +U。 cos(θ1)
如果
N
为奇数时：F=
d cos(θ1)
cos(
π 2N
)+U
或
F1=
d cos(θ1)
cos2(
π 2N
)+U。
b．内花键在量棒间测量：V 为量棒直径，θ2 为量棒中心处的渐开线压力角，θ2 由下式计
算：inv(θ2)=
e−V 。 d
如果 N 为偶数时：G= d -V。 cos(θ 2)
如果 N 为奇数时：G=
d
π cos(
)-V。
cos(θ 2) 2N
z 倒角与圆角 1. 外花键的齿槽底部允许的最大圆角（滚刀时由于在节圆附近的可怱略的滑动所产生的近似圆
弧的圆角）。
a. 平齿根花键槽：R= 0.2 .m=0.3m。
不论定心方式（外径或齿面定心）和配合种类（滑动、固定配合等）如何，内花键的公差 始终是相同的。
对于外花键来说，不同的定心方式和安装方法要选用相适应的不同配合和合适的公差。 z 配合：
根据相配合两表面之间允许的间隙或过盈量，可分为四种配合等级： 1． 松动配合 是一种间隙配合。通常这种配合的花键用于同时有其它机械连接的零件，这时花键的接触 表面不作为主要定心，而由这些机械连接定心。 2． 滑动配合 其间隙值减至最小，而接触表面可作轴向相对滑动的配合。接触面同内、外花键的公共中 心线平行。 3． 固定配合 配合的过盈量可使在不损伤接触表面的条件不拆卸零件。 4． 压配合 配合的过盈量比固定配合更大。不允许拆开零件，除非损伤其中之一。 z 根据配合形式选择定心方式： 出于制造的方便性考虑，推荐选用齿面定心。
T—花键刀具的标准齿顶高。
T1—圆齿根花键刀具的齿顶高。 U—外花键量棒直径。
V—内花键量棒直径。
V1—内花键量棒削边平面至量棒外圆的距离（削边距）。 x—刀具的齿形变位系数。
x1—倒角刀具的齿形变位系数。 α—切削花键齿面的刀具的压力角(齿形角)。
β—切削外花键齿顶倒角的刀具的压力角。
γ—在接触区高度一半处花键齿面的压力角。
标注：
直齿渐开线花键用下列符号标注： 公称直径……….A 齿 数……….N
模 数……….m
其顺序是 A×N×m，后面写上本标准号。
标注示例：公称直径 35，齿数 12，模数 2.50 的花键 35×12×2.50（E22-141）。
符号注解：
A— 公称直径（尺寸系列与滚动轴承内径相同）。 A1’—外花键齿顶圆直径（大径）。A1’=A(外径定心时)