20第十九键、花键的互换性
11.键与花键的互换性
6×7H11 EQS 0.02 M A M
3.2
6×7d10 EQS
28H7 E
0.8 3.2 0.02 M A M
A
6.3
34H10
A
34a11
E
图11-6 矩形花键的位置度公差标注
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（3）键和键槽的对称度公差和等分度公差遵守独立原则 花键的对称度公差图样上标注如图11-7所示。花键的等分度 公差等于花键的对称度公差值。（在工程图上，假如孔、槽等均 匀分布时，不必逐个标注尺寸，在尺寸后注明“EQS”即可）
u
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5、图样标注
轴的标注示例： 1、标注槽深d-t1及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
机电工程学院
轮毂的标注示例： 1、标注轮毂深D+t2及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
1、概述 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。
图11-8 检验内花键的综合塞规 机电工程学院
图11-9 检验外花键的综合环规
u
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内、外花键之间有相对移动、定心精度要求高、传递转矩大，或经 常有反向转动的情况，则应选择配合间隙较小的紧滑动联结。 内、外花键之间相对固定，无轴向滑动要求时，则选择固定联结。 u矩形花键小径d、大径D和键宽B的公差与配合的选择可参考下表。
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3）矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求 内、外花键的形位公差要求，包括小径d的形状公差和花键的 位置度公差等。 （1）小径d 的极限尺寸应遵守包容要求 小径d 是花键联结中的定心配合尺寸，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应遵守包容要求。如图 11-6所示。 （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位置，各键对 轴线的对度误差，以及各键对轴线的平行度误差等。位置度公差 遵守最大实体要求，其图样标注如图11-6所示。
互换性与技术测量-第8章 键与花键连接的互换性
三、矩形花键的形位公差
为了保证定心表面的配合性质，内、外花键小径 （定心直径）的尺寸公差和形位公差的关系必须采 用包容要求。
三、矩形花键的形位公差
在大批量生产时，采用花键综合量规来检 验矩形花键，因此对键宽需要遵守最大实体要求， 对键和键槽只需要规定位置度公差。
823f26a116d10GB/T 11442001
（a）
（b）
（c）
花键各表面的表面粗糙度（Ra）
五、矩形花键的检测
1. 单项检测
五、矩形花键的检测
2. 综合检测
思考题
1.平键和花键连接分别采用何种基准制？ 2.平键连接的配合尺寸是什么？配合分为哪三类？ 3.矩形花键连接的定心方式有哪三种，国标规定采 用哪一种定心方式？ 4.矩形花键的精度分哪两种？配合分哪三种？ 5.花键规格：N×d×D×B 分别代表什么？
1.矩形花键的尺寸公差带
2.矩形花键的三种配合方式
三种配合方式：最松的滑动配合、略松的紧滑 动配合和较紧的固定配合。
对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长、 移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动连接，以保 证运动灵活性并使配合面间有足够的润滑油层，如汽车、拖 拉机等变速箱中的变速齿轮与轴的连接。
8.1 单键连接的互换性
键又称单键，可分为平键、半圆键、切向键 和楔形键等几种，其中平键应用最为广泛。
一、配合尺寸的公差与配合
平键联结包括键、轴和轮毂三个零件，有键与轴 键槽、键与轮毂键槽两个配合，其中键为标准件，配 合采用基轴制。
1.普通平键联接配合公差带图
键宽b是配合尺寸，公差带代号h9； 配合分为较松联结、一般联结和较紧联结三类。
11章 键和花键的互换性
单件小批量时，可用对称度控制。其标注方法如： P226图11-6
等分度公差EQS=对称度的公差值 如下图 表11-9
16
④
矩形花键的标注方式
矩形花键的标注代号按顺序表示为键数N、小径d、 大径D、键（键槽）宽B，其各自的公差带代号 或配合代号标注于各基本尺寸之后。
17 17
4.
矩形花键的检测
如下图P225图11-5
内径d=28；f7；7级精度； 评定基准A 圈E：d尺寸应遵守包容要求。即： 1）d处于MMC（最大实体状体）时， 必须是理想形状，即形状误差=0。 （MMS最大实体尺寸由f7的值决定） 2）只有d＜MMC时，才允许有形状误差。 （即形状误差应包容在f7限定变化的尺寸范围内）
如图示（P221图11-1）
3
三、键的应用 1、单键（3个零件的联结） 优点： 结构简单、容易制造、安装，满足一般要求。 缺点： 传递扭矩小，负荷分布不均匀，定心精度低。 2、花键（2个零件联结） 优点： 传递扭矩大，负荷分布均匀，导向、 定心、同轴度高。 缺点： 难加工，成本高。 3、键的应用： 键合理应用，应通过键与键孔的配合来完成。 通过配合精度，实现互换性。
22
2、花键的位置度公差应遵守最大实体要求 1）以小径d中心为基准， D孔或d轴的MMC下允许的形状公差。
2）以键宽B轴或B孔的MMC下允许的形状误差。
本质是：尺寸误差与形状误差有关！ 3、键与键槽对称度误差应遵守独立原则。 含义是：尺寸与形状、位置公差彼此无关。 本题既是：各自的键宽独立评价对称度公差。 4、花键的大径D应遵守独立的原则 本题是：花键大径D与形位公差无关。
（因B是滑动表面，须热处理，以提高硬度，提高抵抗磨损的能力）
公差配合与测量技术 第19讲 键和花键的互换性及其检测
认识国家标准规定的键的标注与代号。 认识国家标准规定的花键的标注与代号。 理解常用键与花键联结特性。
第19讲 键和花键的互换性及其检测 键联结：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。
二、花键联结
图7.9 矩形花键对称度公差标注
二、花键联结 花键副在装配图上标注配合代号为：
二、花键联结
图7.10 矩形花键位置量规
矩形花键的检测分为单项检测和综合检测（花键塞规和花键环规(见图7.10)）。 在单件小批生产中，用普通计量器具如千分尺、游标卡尺、指示表等对花键小径d、 大径D和键宽B以及几何误差分别测量或检验。
键联结分为单键联结和花键联结。
01
单键联结
》 02
花键联结
1
单键联结
一、单键联结
键可分为平键、半圆键、切向键和楔形键等多种。其中平键的 应用最广泛，它又可分为普通平键和导向平键两种。
平键联结由键、轴键槽和轮毂槽三部分组成，键和轴键槽、轮毂槽的 宽度b是配合尺寸，见图7.1。
键由型钢制成，是标准件，因此键与键槽宽度的配合采用基轴制。键 宽度公差带分别与三种键槽宽度公差带形成三组配合，如图7.2所示 。
一、单键联结
图7.5 键槽检验用量规
在批量生产中，键槽尺寸及其对轴线的对称度误差可用量规检验，见图7.5。
2
花键联结
二、花键联结
花键的使用要求
具有足够的联结 强度、能可靠地 传递转距。
01
满足定心精度 要求。
保证滑动联结 的导向精度和 移动的灵活性 。
对
单键以键寛b主参数。 花键以小径d定心。 有单项检测和综合检测。
花键联结的互换性
在大批量生产条件下，一般用花键综合量规检验。因 此，位置度公差遵守最大实体要求。
二、花键联结的互换性
3. 矩形花键形位公差 键与键槽的对称度公差遵守独立原则 在单件、少量生产条件下，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 别规定花键的对称度和等分度公差。
互换性与测量技术
1.概述
花键联结的互换性
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
花键联结的互换性
1.概述
矩形花键的主要参数 国家标准GB/T 1144-2001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
互换性与测量技术
花键联结的互换性
1.概述
矩形花键联结的定心方式
GB/T1144-2001中规定矩形花键以小径的结合面为定
心表面，即小径定心。
小径定心精度高，定心稳定
性好，而且使用寿命长，更有利
于产品质量的提高。
花键联结的互换性
2. 矩形花键结合的尺寸公差与配合 矩形花键的尺寸公差 为减少专用刀具和量具的数量（如拉刀和量规），花
形状公差和花键的位置度公差等。
当花键较长时，还可根据产品性能自行规定键侧对轴 线的平行度公差。
花键联结的互换性
3. 矩形花键形位公差 小径d 的极限尺寸遵守包容要求 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
二、花键联结的互换性
3. 矩形花键形位公差 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角位移、
互换性与技术测量-键和花键的公差与配合
第十章 键和花键的公差与配合
10.1 键联结 10.2 花键联结
教学进程
10.1 键联结
10.1.1 概述
键联结用于轴与轴上零件（齿轮、皮带轮、联轴器等）之间的 联结，用以传递扭矩和运动。它属于可拆卸联结，在机械结构 中应用很广泛。
1．键和键槽侧面应有足够的接触面积，以承受负荷，保证键联结 的可靠性和寿命；
固定联结
按齿形分类
矩形花键
导向性好 滑动联结 渐开线花键
承载能力强 三角花键
教学进程
10.2.2 矩形花键
请参见P195
花键定心方式
由于扭矩的传递是通过键和键槽两侧面来实现的，因此，键 和槽宽不论是否作为定心尺寸，都要求有较高的尺寸精度。
按大径D定心
按小径d定心
按键宽B定心
注意：矩形花键国家标准（GB 1144－87）规定，矩形花键用小径定心。
教学进程
10.2.2 矩形花键
矩形花键的公差与配合
教学进程
10.2.2 矩形花键
花键联结公差与配合的特点 花键联结基于基孔制，目的是减少拉刀数目 对于精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，糟宽公差带可 选用H7，一般情况下可选用H9。 当内花键小径公差带为H6和H7时，允许与高一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的外花键配合。
2．镶嵌入轴槽要牢固可靠，以防止松动脱落，又要便于拆装； 3．对导向键，键与键槽间应有一定的间隙，以保证相对运动和导
向精度要求。
平键 普通平键 半圆键 楔键 普通楔键 切向键
导向平键 钩头楔键
滑键
教学进程
10.1.1 概述
教学进程
10.1.2 键联结的公差与配合
这里介绍的平键和半圆键的公差与配合（GB-T 1095-2003 及 GB-T 1098-2003）
键和花键的互换性
第十一章 键和花键的互换性
第二节 单键联结的公差与配合
1、平键的尺寸公差
(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。
第十一章 键和花键的互换性
(2)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。
第十一章 键和花键的互换性
•单件、小批量生产时，对键和键槽分别规定对 称度公差。遵循独立原则。
第十一章 键和花键的互换性
第十一章 键和花键的互换性
四、矩形花键的图样标注
第十一章 键和花键的互换性
五、表面粗糙度的选择
矩形花键表面粗糙度推荐值
加工表面
内花键
外花健
Ra不大于
6．3 1．6 3．2 3．2 0．8 1．6
第十一章 键和花键的互换性
第一节 概述
一、键和花键的作用
• 键与花键常用于轴与轴上的传动件之 间的可拆卸联结，用以传递转矩和运 动；当配合件之间要求作轴向移动时， 还可以起导向作用。
第十一章 键和花键的互换性
二、键和花键的分类
• 键的分类：常用的键联结有平键（包括普通 平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键 联结，其中以平键联结应用最广泛。
h8
P9
第十一章 键和花键的互换性
（6）单键联结非配合尺寸的公差带：
轴槽深t、轮毂槽深t1：一种公差
轴槽长L：H14
键长L：h14 键高h：h11 半圆键直径d1：h12
第十一章 键和花键的互换性
第十一章 键和花键的互换性
第十一章 键和花键的互换性
2、平键的形位公差
《键和花键的互换性》PPT课件
对键宽规定一种公差带，对轴和轮毂的键槽宽各规定 三种公差带，构成三组配合，即松联结、正常联结和严密 联结；以满足各种不同用途的需要。普通平键和键槽宽度 b的公差带见以下图，其应用见表8-3。
普通平键宽和键槽宽度公差带
2)非配合尺寸的公差带
普通平键高度h的公差带一般采用h11；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。
3)花键的加工制造比单键复杂，故其本钱较高。
本章只讨论普通平键和矩形花键。
8.2 平键结合的互换性
8.2.1 普通平键结合的构造和几何参数 普通平键联结通过键的侧面与轴键槽和轮毂键槽的侧
面相互接触来传递扭矩。键的上外表和轮毂键槽间留有一 定的间隙，其构造如以下图所示。
普通平键联结的几何参数
8.2.2 普通平键的公差与配合
以沿花键轴移动以到达变换速度的目的。
8.1.2 键联结的分类
键联结可分为单键联结和花键联结两大类。 单键可分为平键、半圆键和楔形键等几种，其中 平键又可分为普通平键、导向平键和滑键。花键 分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三种。
其中平键和矩形花键应用比较广泛。
1.单键联结
采用单键联结时，在孔和轴上均铣出键槽， 再通过单键联结在一起。
8.1 概述
8.1.1 键联结的用途
键联结和花键联结是机械产品中普遍应用 的结合方式之一，在机械工程中应用广泛，它 用作轴和轴上传动件(如齿轮、皮带轮、手轮和 联轴节等)之间的可拆联结，用以传递扭矩和运
动。
当轴与传动件之间有轴向相对运动要求时， 键联结和花键联结还能起导向作用，如变速箱 中变速齿轮花键孔与花键轴的联结，使齿轮可
按承载能力的不同，矩形花键可分为中、 轻两个系列。矩形花键的尺寸系列见表8-4。
20第十九键、花键的互换性
第十九章键、花键的互换性第一节单键联接的公差与配合单键中普通平键和半圆键应用最广，故本节仅介绍平键和半圆键的公差与配合。
其结构尺寸见图19.1所示。
一、配合尺寸的公差与配合键联接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运动和扭矩的。
因此它们的宽度b是主要配合尺寸。
键是标准件，键联接采用基轴制配合。
国标GB/T1095－1979《平键键和键槽的剖面尺寸》对键宽规定了一种公差带h9，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，从而构成了三种不同性质的配合。
按照配合的松紧不同，普通平键联接分为较松联接、一般联接和较紧联接；半圆键分为一般联接和较紧联接。
各种配合的配合性质及应用见表19.1。
键宽与键槽宽的公差带见图19.2。
表19.1 键与键槽的配合表19.2和表19.4分别为平键、半圆键与键槽的剖面尺寸及键槽的极限偏差；表19.3和表19.5分别为平键、半圆键的极限偏差。
平键联接的非配合尺寸中，轴槽深t和轮毂槽深t1的公差带由国家标准GB/Tl095—1979规定，见表19.2。
键高h的公差带为h11，键长L的公差带为h14，轴槽长度的公差带为H14，半圆键直径d1的公差带为h12。
为了便于测量，在图样上对轴槽深t和轮毂槽深t1分别标注尺寸“d−t”和“d+t1”（d为孔和轴的基本尺寸）。
二、形位公差和表面粗糙度的选用为了保证键和键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难，国家标准对键和键槽的形位公差作了以下规定：（1）键槽的实际中心平面会在径向产生偏移和在轴向产生倾斜，造成键槽的对称度误差。
于是，国家标准分别规定了轴键槽和轮毂键槽对孔的轴线的对称度公差。
对称度公差等级按国标GB/T I184一1996，一般取7～9级。
（2）对于键长L 与键宽b 之比大于或等于8的平键，国标规定了键的两个侧面的平行度公差。
当b ≤6mm 时，公差等级取7级；当b ≥8～36mm 时，公差等级取6级；当b ≥40 mm 时，公差等级取5级。
第十一章-键和花键的互换性
1:100
工作面
1:100
特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差， 力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。 钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装 入。且要罩安全罩
12
4、切向键
结构：两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面 为工作面（打入），布置在圆周的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 特点：能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，需用 13 两对切向键并分布成120°～130°。
28
花键类型 （1）矩形花键
按齿形分： （2）渐开线花键
矩形花键联接按新标准为内 径定心，定心精度高，定心稳定 性好，配合面均要研磨，磨削消 除热处理后变形，应用广泛
定心方式为齿形定心，当 齿受载时，齿上的径向力能自 动定心，有利于各齿均载，应 用广泛，优先采用 29
三角形花键 齿数较多，齿较小，对轴 强度削弱小。适于轻载、直径 较小时及轴与薄壁零件的联接 应用较少
1）普通平键
作用：用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传 递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮 毂槽用拉刀或插刀加工
工作面
6
7
普通平键： 圆 头 — A型（常用）—键顶上面与毂不接触有间隙 方 头 — B型—常用螺钉固定 半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接 2）薄型平键 键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头， 用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 8
30°
30
df
11.3 花键联接的互换性及其检测
30°压力角渐开线花键
45°压力角渐开线花键
31
《键和花键的互换性》课件
3
促进创新
通过创新运用键和花键之间的互换性，可以部分解决传统设计所存在的问题，并 促进新产品、新技术的诞生和发展。
总结
1 键和花键的互换性
键和花键之间的互换性是工程设计的必备技能，有助于降低生产成本、提高灵活性、促 进创新并提高产业竞争力。
键和花键的主要区 别
键通常采用形状更简单、结 构更简便的方式连接轴，而 花键提供更广泛的连接和驱 动方式以及更高的轴向承载 力。
键与花键的交换性 概念
键和花键之间存在互换性的 概念，这种互换性基于两者 之间的特征和功能相似性。
键和花键的互换性解释
键和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ键互换的定义
键和花键之间互相替代或交换， 可实现类似甚至相同的功能和 特性。
《键和花键的互换性》 PPT课件
键和花键的互换性是更加高效和灵活的工程设计的必备技能。本课将为您详 细解释键和花键的互换性及其影响，以及如何实现键和花键互换。
问题的提出
键和花键的定义
键是一种连接两个同心轴的 元件，通常用于传感器、马 达等。而花键是一种精密机 械元件，用于连接同心轴的 机械元件，并提供旋转、驱 动等功能。
实际应用案例2
机器齿轮连接部位，使用键和花 键承载齿轮并传递动力
实际应用案例3
吉他调弦机，其中键和花键都可 用于调整吉他琴弦
键和花键互换性的意义与影响
1
节约成本
采用键和花键之间互换的设计方案，可以实现更简单、更经济、更有效的生产方 式，以降低生产成本。
2
提高灵活性
键和花键之间的互换性为设计方案提供了更大的灵活性，使得工业产品可以快速 适应不断变化的市场需求和技术进步。
键和花键互换的原则
成功实现键和花键互换，需要 保证两者的外形、连接方式、 承载力、大小、材料和使用场 合相似。
第八章 键与花键的互换性
互换性与测量技术基础
公 差 与 配 合
键 与 键 槽 的 公 差 与 配 合
互换性与测量技术基础
互换性与测量技术基础
公 差 与 配 合
公 差 与 配 合
2．形位公差
内、外花键除尺寸公差外，还有形位公差 外花键除尺寸公差外， 要求，包括小径d 要求，包括小径d的形状公差和花键的位置度公 差等。 差等。 小径d ①小径d的极限尺寸应遵守包容要求 小径 d是花键联结中的定心配合尺寸，保 是花键联结中的定心配合尺寸， 证花键的配合性能， 证花键的配合性能，其定心表面的形状公差和 尺寸公差的关系应遵守包容要求。 尺寸公差的关系应遵守包容要求。即当小径 d 的实际尺寸处于最大实体状态时，它必须具有 的实际尺寸处于最大实体状态时， 理想形状， 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。 实体状态时，才允许有形状误差。
互换性与测量技术基础
公 差 与 配 合
参 数 及 标 注
互换性与测量技术基础
还规定轴键槽、轮毂键槽宽b 还规定轴键槽、轮毂键槽宽b的两侧 面的表面粗糙度参数Ra的最大值为1.6 Ra的最大值为1.6～ 面的表面粗糙度参数Ra的最大值为1.6～ 3.2μm，轴键槽底面、 3.2μm，轴键槽底面、轮毂键槽底面的 表面粗糙度参数Ra最大值为6.3μm Ra最大值为6.3μm。 表面粗糙度参数Ra最大值为6.3μm。
互换性与测量技术基础
用 途 和 种 类
键 联 结 的 分 类
键和花键的互换性及其检测
第八章 键和花键的互换性及其检测
本章学习的主要目的和要求： 本章学习的主要目的和要求：
1、了解平键连接的的特点； 、了解平键连接的的特点； 2、掌握平键连接的公差与配合、形位公差和表面粗糙 、掌握平键连接的公差与配合、 度的选用与标注； 度的选用与标注； 3、了解矩形花键连接的特点； 、了解矩形花键连接的特点； 4、掌握矩形花键连接的定心方式； 、掌握矩形花键连接的定心方式； 5、掌握矩形花键连接的公差与配合、形位公差和表面 、掌握矩形花键连接的公差与配合、 粗糙度的选用与标注； 粗糙度的选用与标注； 6、了解平键与矩形花键连接采用的基准制； 、了解平键与矩形花键连接采用的基准制； 7、了解平键与矩形花键连接的检测方法。 、了解平键与矩形花键连接的检测方法。
第八章 键和花键的互换性及其检测
第三节 花键连接的互换性及其检测
矩形花键连接的结合面有三个，即大径结合面、 矩形花键连接的结合面有三个，即大径结合面、 小径结合面和键侧结合面。 小径结合面和键侧结合面。要保证三个结合面同时达 到高精度的配合是很困难的，也无此必要。因此， 到高精度的配合是很困难的，也无此必要。因此，为 了保证使用性质和改善加工工艺， 了保证使用性质和改善加工工艺，只要选择其中一个 结合面作为主要配合面，对其尺寸规定较高的精度， 结合面作为主要配合面，对其尺寸规定较高的精度， 作为只要配合尺寸，以确定内、外花键的配合性质， 作为只要配合尺寸，以确定内、外花键的配合性质， 并起定心作用。该表面称为定心表面。 并起定心作用。该表面称为定心表面。 矩形花键的定心方式有三种：按大径D定心 定心、 矩形花键的定心方式有三种：按大径 定心、按小 定心和按键宽B定心 定心。 径d 定心和按键宽 定心。对于起定心作用的尺寸应要 求较高的配合精度，非定心尺寸要求可低一些， 求较高的配合精度，非定心尺寸要求可低一些，但对 键宽这一配合尺寸，无论是否起定心作用， 键宽这一配合尺寸，无论是否起定心作用，都应要求 较高的配合精度， 较高的配合精度，因为扭矩是通过键和键槽的侧面传 递的。 递的。
键、花键
第十九章
第一节
键、花键的互换性
单键联接的公差与配合
单键中普通平键和半圆键应用最广，故本节仅介绍平键和半圆键的公差与配 合。其结构尺寸见图 19.1 所示。 一、配合尺寸的公差与配合 键联接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运动和扭 矩的。因此它们的宽度 b 是主要配合尺寸。 键是标准件，键联接采用基轴制配合。 国标 GB/T1095－1979《平键 键和键槽的剖面尺寸》对键宽规定了一种公差 带 h9，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，从而构成了三种不同性质的配 合。按照配合的松紧不同，普通平键联接分为较松联接、一般联接和较紧联接； 半圆键分为一般联接和较紧联接。各种配合的配合性质及应用见表 19.1。键宽与 键槽宽的公差带见图 19.2。
表 19.1 键的 类型 平键 一般 较紧 半圆 键 一般 较紧 h9 N9 P9 N9 P9 JS9 P9 JS9 配合 种类 较松 尺寸 b 的公差带 键 轴槽 H9 毂槽 D10 键与键槽的配合 配合性质及应用 主要用于导向平键，导向平键装在轴上，用螺钉固 定，轮毂可在轴上滑动，也用于薄型平键。 键压在轴槽中固定，用于传递一般载荷，也用于薄 型平键。 键压在轴槽和轮毂槽中固定。主要用于传递重载、 冲击载荷及双向传递扭矩的场合，也用于薄型平键。 定位及传递扭矩。
— 98 —
键、花键的互换性
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）在大批量生产时，采用花键综合量规来检验矩形花键，因此要求键宽遵 守最大实体要求。对键和键槽规定位置度公差，位置度公差见表 19.8，图样标注 见图 19.5 所示。 （3）在单件、小批量生产时，对键（键槽）宽规定对称度公差和等分度公差， 并遵守独立原则，两者同值，对称度公差见表 19.9，图样标注见图 19.6 所示。 （4） 对于较长的花键， 国家标准末作规定， 可根据产品性能， 自行规定键 （键 槽）侧对小径 d 轴线的平行度公差。 以小径为定心时，矩形花键各结合面的表面粗糙度要求见表 19.10。
键,花键连接的互换性
50 -0.2 A 16N9（ -0.043 ）
0.02 A
0
• 轴的标注示例 ：
0
①标注槽深d-t及公差 ②标注槽宽b及公差 ③标注对称度公差
12.5
3.2
3.2
+0.060 +0.041
1.6
④标注表面粗糙度
5、轮毂的标注示例 ： ①标注轮毂深d+t1及公差 ②标注槽宽b及公差 ③标注对称度公差 ④标注表面粗糙度
60.3 0 A
-0.2
±0.021
0.02 A
3.2
3.2
1.
6
+0.03 0
有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。平键尺寸 b ＝ 10mm，L = 28mm。齿轮与轴的配合为φ35H7/h6，平 键采用一般连接。试查出键槽尺寸偏差、形位公差和表面 粗糙度，并分别标注在轴和齿轮的横剖面上。 解：（1）查表得轴槽宽：10N9mm 轴槽深：t = 5mm ,
轴槽长度： 28H14 槽深：t1 = 3.3mm
齿轮孔的尺寸： φ35H7
毂槽宽： 16TS9mm 轴的尺寸： φ35h6
毂的最大值为1.6-3.2；非配合表面Ra的最大值 为6.3。可按GB/T1184-1996《形状和位置公差 未注公 差值》选 7-9级。
四 键的检测
键的检测比较简单，可使用各种通用计量器具检测，在 大批量生产时，常用专用的极限量规来检验。
检测键槽宽b用的板 式塞规
二 平键的公差与配合
平键连接中，键是标准件，键与键槽的配合是基轴制。键 宽只有一种公差带h8。 按照配合的松紧，平键连接分为松连接，正常连接和紧密 连接三种，其中轴槽和轮毂槽的公差、偏差数值从 GB/T 1880.3-1998中选取。
键花键的互换性
第八章键和花键的公差与配合授课课题：键和花键的公差与配合目的要求：1、了解平键、矩形花键结合的种类与特点；2、掌握平键和矩形花键连接的公差与配合的特点；掌握矩形花键连接的定心方式；3、了解渐开线花键的公差与配合的特点；4、了解平键与矩形花键的标注。
重点：1、平键连接的公差与配合的选用与标注；2、矩形花键连接的公差与配合的选用与标注。
难点：矩形花键连接的公差与配合的选用机器中键和花键的结合主要作用：用来联结轴和轴上的齿轮、皮带轮等以传递扭矩；当轴与传动件之间有轴向相对运动要求时，键还能起导向作用。
键的种类：主要可分为单键和花键。
单键又分为平键、半圆键和楔键等几种。
其中平键应用最广。
平键又可分为普通平键和导向平键。
普通平键一般用于固定联结，而导向平键用于可移动的联结。
花键按键廓的形状不同分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键等，其中矩形花键应用最多。
本节主要讨论平键和矩形花键结合的精度设计。
图8-1键联接图8-2单键一、平键联结的精度设计包括：1.尺寸精度设计2.形位精度设计3.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：b（非配合尺寸：L （键长）、 h （键高） t （轴槽深）、t1（轮毂槽深）d （轴和轮毂槽直径）图8-3平键联结使用要求：①侧面传力，需要足够的有效接触面积。
键的上表面与轮毂槽间留有一定的间隙（0.2-0.5） ② 键嵌入牢固 ；③ 便于装拆。
影响平键联结使用要求的因素与控制： 1）影响平键联结使用要求的因素配合表面的形位误差：配合表面对孔、轴轴线的对称度误差 配合表面的表面粗糙度：键与键槽接触表面的粗糙度 2）影响其使用要求的因素的控制键是标准件，所以影响因素的控制主要是对键槽而言。
对配合尺寸给予较严的公差，对非配合尺寸给予较松的公差。
给予轴键槽宽度的中心平面对轴线和轮毂槽宽度的中心平面对孔的基准轴线的对称度公差。
第五章键联接的互换性
配合尺寸:大径D,小径d,键宽B
尺寸公差与配合
形位公差
基轴制，公称尺寸为小径d 固定联结、滑动联结、紧滑动联结
小径的形位公差满足包容要求 大批量：键侧规定位置度, 满足最大实体要求 小批量：键侧规定对称度, 独立要求
表面粗糙度
花键规格的标记
第五章 键联接的互换性
B B
花键的表面粗糙度
精加工 磨削
加工表面 小径 大径 键侧
内花键 Ra不大于 1.6 6.3 6.3
外花键 0.8 3.2 1.6 砂轮磨小径时 顺便磨键侧
第五章 键联接的互换性
花键配合尺寸与定心方式 小径定心
配合尺寸:大径D,小径d,键宽B
A A A
b
L
h
d-t1
D+t2
A
第五章 键联接的互换性
平键联结互换性
尺寸公差与配合 形位公差 表面粗糙度
第五章 键联接的互换性
平键联结尺寸公差与配合
—公称尺寸b×h —配合尺寸b —基轴制,键公差带h8
D10 轴槽公差带 键公差带 轮毂槽公差带
+ 0 -
H9 JS9 h8 N9 h8 P9 h8 P9
3.2
A
0.02 M A M
A
E
第五章 键联接的互换性
花键的形位公差
小批量：键侧规定对称度, 不能用最大实体要求 小径遵守包容要求
6×7H11 EQS 0.015 A 3.2 6×7d10 EQS 0.015 A
0.8
28H7 E
3.2 A
6.3
28h7 E
A
第五章 键联接的互换性
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第十九章键、花键的互换性
第一节单键联接的公差与配合
单键中普通平键和半圆键应用最广，故本节仅介绍平键和半圆键的公差与配合。
其结构尺寸见图19.1所示。
一、配合尺寸的公差与配合
键联接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运动和扭矩的。
因此它们的宽度b是主要配合尺寸。
键是标准件，键联接采用基轴制配合。
国标GB/T1095－1979《平键键和键槽的剖面尺寸》对键宽规定了一种公差带h9，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，从而构成了三种不同性质的配合。
按照配合的松紧不同，普通平键联接分为较松联接、一般联接和较紧联接；半圆键分为一般联接和较紧联接。
各种配合的配合性质及应用见表19.1。
键宽与键槽宽的公差带见图19.2。
表19.2和表19.4分别为平键、半圆键与键槽的剖面尺寸及键槽的极限偏差；表19.3和表19.5分别为平键、半圆键的极限偏差。
平键联接的非配合尺寸中，轴槽深t和轮毂槽深t1的公差带由国家标准GB/Tl095—1979规定，见表19.2。
键高h的公差带为h11，键长L的公差带为h14，轴槽长度的公差带为H14，半圆键直径d1的公差带为h12。
为了便于测量，在图样上对轴槽深t和轮毂槽深t1分别标注尺寸“d−t”和“d+t1”（d为孔和轴的基本尺寸）。
二、形位公差和表面粗糙度的选用
为了保证键和键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难，国家标准对键和键槽的形位公差作了以下规定：
（1）键槽的实际中心平面会在径向产生偏移和在轴向产生倾斜，造成键槽的
对称度误差。
于是，国家标准分别规定了轴键槽和轮毂键槽对孔的轴线的对称度公差。
对称度公差等级按国标GB/T I184一1996，一般取7～9级。
（2）对于键长L 与键宽b 之比大于或等于8的平键，国标规定了键的两个侧面的平行度公差。
当b ≤6mm 时，公差等级取7级；当b ≥8～36mm 时，公差等级取6级；当b ≥40 mm 时，公差等级取5级。
键和键槽配合面的表面粗糙度参数值a R 一般取1.6～6.3μm ，非配合面的a
R 值取12.5μm 。
图19.1 普通平键和半圆键联接结构尺寸
图19.2 键宽与键槽宽的公差带图
—95 —
表19.4 半圆键的键和键槽剖面尺寸及键槽的极限偏差（mm）
—96 —
三、键槽尺寸和形位公差图样标注
键槽尺寸和形位公差图样标注参见图19.3所示。
（a）轴槽（b）轮毂槽
图19.3 键槽尺寸和形位公差标注示例
第二节矩形花键联接的公差与配合
一、矩形花键的主要参数和定心方式
国标GB/T1144－1987《矩形花键尺寸公差和检验》规定矩形花键的主要参数为大径D、小径d、键宽和键槽宽B，见图19.4所示。
键数规定为偶数，有6，8，10三种。
按承载能力不同，矩形花键分为中、轻两个系列。
中系列的键高尺寸较大，承载能力强；轻系列的键高尺寸较小，承载能力低。
矩形花键的尺寸系列见表19.6。
图19.4 矩形花键的主要尺寸
根据定心要求不同，定心方式有三种：按大径定心；按小径定心；按键宽定心。
国标GB/T1144－1987和GB/T1144－2001规定矩形花键用小径定心。
二、矩形花键的公差与配合
国标GB/T1144－2001规定，矩形花键的尺寸公差采用基孔制。
矩形花键配合的精度，按其使用要求分为一般用和精密传动用两种。
精密级用于机床变速箱中，其定心精度要求高或传递扭矩较大；一般级适用于汽车、拖拉机的变速箱中。
内、外花键的尺寸公差带和装配形式见表19.7所列。
三、矩形花键的形位公差和表面粗糙度
由于矩形花键联接表面复杂，键长与键宽比值较大，形位误差对花键联接的装配性能和传递扭矩与运动的性能影响很大，是影响联接质量的重要因素，因此，GB/T1144－1987对矩形花键的形位公差作了以下规定：
（1）为了保证定心表面的配合性质，内、外花键小径（定心直径）的尺寸公差和形位公差的关系必须采用包容要求。
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，才允许有形状误差。
（2）在大批量生产时，采用花键综合量规来检验矩形花键，因此要求键宽遵守最大实体要求。
对键和键槽规定位置度公差，位置度公差见表19.8，图样标注见图19.5所示。
（3）在单件、小批量生产时，对键（键槽）宽规定对称度公差和等分度公差，并遵守独立原则，两者同值，对称度公差见表19.9，图样标注见图19.6所示。
（4）对于较长的花键，国家标准末作规定，可根据产品性能，自行规定键（键槽）侧对小径d轴线的平行度公差。
以小径为定心时，矩形花键各结合面的表面粗糙度要求见表19.10。
表19.10 矩形花键粗糙度推荐值
（a）外花键（b）内花键
图19.5 花键位置度公差标注示例
（a）外花键（b）内花键
图19.6 花键对称度公差标注示例
四、矩形花键的图样标注及标注方式
矩形花键的标注代号按顺序包括以下项目：键数N、小径d、大径D、键（键槽）宽B，其各自的公差带代号或配合代号标注于基本尺寸之后。
例某矩形花键，键数N＝8，小径d＝40mm，配合为H6/f6；大径D=54mm，
配合为H10/a11；键（键槽）宽B =9mm ，配合为H9/d8。
其标注如下：
花键规格： N ×d ×D ×B 8×40×54×9 花键副：标注花键规格和配合代号
8×40
6f 6H ×5411a 10H ×98
d 9
H GB/T1144－2001
内花键：标注花键规格和尺寸公差带代号
8×40H6×54H10×9H9 GB/T1144－2001 外花键：标注花键规格和尺寸公差带代号
8×40f6×54a11×9d8 GB/T1144－2001
习 题
1.有一齿轮与轴的联接用平键传递扭矩。
平键尺寸10=b mm ，L ＝28mm 。
齿轮与轴的配合为6/7H 35h φ，平键采用一般联接。
试查出键槽尺寸偏差，形位公差和表面粗糙度，分别标注在轴和齿轮的横剖面上。
2.某机床变速箱中有一个6级精度齿轮的花键孔与花键轴联接，花键规格为：
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作轴向移动，要求定心精度较高。
试确定：
（1）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。
（2）分别写出在装配图上和零件图上的标记。
（3）绘制公差带图，并将各参数的基本尺寸和极限偏差标注在图上。
3. 减速器中有一传动轴与一零件孔采用半键联结，要求键在轴槽和轮毅槽中均固定、且承受的载荷不大，轴与孔的直径都为mm 40φ，现要选定键的公称尺寸为l 2mm ×8mm 。
试确定槽宽及槽宽深的基本尺寸及其上、下偏差，并确定相应的形位公差值和表面粗糙度参数值，并标注在习题图1上。
4．在装配图上，花键联结的标注为：6－23
g8
8
H ×2610a 9H ×68f 10H ，试指出该
花键的键数和三个主要参数的基本尺寸，并查表确定内、外花键各尺寸的极限偏
差。
5．某变速器有一个6级精度齿轮的花键孔与花键轴，它们的联结采用小径定心矩形花键滑动配合。
要求定心精度高，设选定的内、外花键的键数和公称尺寸为“8×32×36×6”，结合长度为60mm，作用长度为80mm。
试确定内、外花键的公差代号、尺寸极限偏差和形位公差，并把它们分别标注在习题图2a装配图和习题图2b、c零件图中。
习题图1
习题图2。