第九章 键和花键的公差

为便于加工和测量，矩形花键的键数为偶数,
键为 6、8、10三种。
由内花键(花键孔)和外花键(花键轴)组成。
内花键/花键孔
花键联接 外花键/花键轴
一、概述
1、花键的分类(按截面形状不同)
矩形花键
渐开线花键
三角形花键
2、花键联接的优点
与单键联接相比，花键联接的主要优点是： 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，能满足了高精度场合的使用要求； ④ 加工工艺性好，采用磨削方法能获得较高的精度。
1、键槽宽B=7mm（MMS），基准孔 D=28mm（MMS），位 置度为0.02mm 2、键槽宽B=7.09mm（LMS），基准孔 D=28mm（MMS），位置度为 0.02+0.09=0.11mm 3、键槽宽B=7.09mm（LMS），基准孔 D=28.021mm（LMS），位置度为 0.02+0.09+0.021=0.131mm
H7 H 10 H 11 26 6 ② 花键副：6 23 GB/T 1144-2001 f7 a11 d10
③ 内花键：6×23H7×26H10×6H11 ④ 外花键：6×23f 7×26a11×6d10 GB/T 1144-2001 GB/T 1144-2001
6、矩形花键的检测
矩形花键的检测有单项检测和综合检测两类。也可以说
松联接 正常 联接 紧密 联接
键在轴上及轮毂上均能滑动； 主要用于导向平键，轮毂可在轴上作轴 向移动。 键在轴上及轮毂中均固定； 主要用于载荷不大的场合。 键在轴上及轮毂上均固定，而比上一种 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
h8
P9
P9
4、键与键槽的几何公差
① 当键长与键宽比L/b≥8时，键宽在长度方向上的平行 度公差应按GB1184-1996选取： b≤6mm时取7级； b≥8~36mm取6级； b≥40mm取5级。 ② 轴槽及轮毂槽的宽度b对轴及轮毂轴心线的对称度， 一般可按GB/T 1184-1996中对称度公差7~9级选取。 ③ 当同时采用平键与过盈配合连接，特别是过盈量较大 时，则应严格控制键槽的对称度公差，以免装配困难。
第九章 常用结合件的公差与检测
9.1键与花键公差与检测
传递扭矩 导向 （齿轮滑移）
键和花键联结的作用：
平键
键又称单键 半圆键 楔形键 平键和矩形花键应用比较广泛。 花键
矩形花键
渐开线花键 三角花键
键和花键的外观
导向平键
滑 键
平键联接的公差与配合
平键联接由键、轴键槽和轮毂键槽三部分组成，通过键的侧 面与轴键槽及轮毂键槽的侧面相互接触来传递转矩，见图所 示。在平键联接中，键和轴键槽、轮毂键槽的宽度b 是配合 尺寸，应规定较严的公差；而键的高度h 和长度L以及轴键 槽的深度t1皆是非配合尺寸，应给予较松的公差。
应用
精密传 动用
紧固程度较低，传 一般用 H7/h7 递扭矩较小，可经常 拆卸
三、矩形花键联接的几何公差和表面粗糙度
1、矩形花键的几何公差
① 内、外花键的小径定心表面的形状公差和尺寸公差应
遵守包容要求；
② 内、外花键应规定键槽或键侧面对定心轴线的位置度 公差，且键宽的位置度公差与小径定心表面的尺寸公差应符
表9-6 矩形花键的对称度公差t2（摘自GB/T 1144-2001） mm 键槽宽或键宽B t2 一般用 精密传动用 3 0.010 0.010 3.5~6 0.015 0.015 7~10 0.020 0.020 12~18 0.025 0.025
4、矩形花键形位公差及表面粗糙度的标注
关于图最大实体原则的讨论：
表9-4 矩形花键配合应用
固定联接 配合 H5/h5 H6/h6 特征及应用 紧固程度较高， 可传递大扭矩 传递中等扭矩 配合 H5/g5 H6/f6 H7/f7 滑动联接 特征及应用 滑动程度较底，定心精 度高，传递扭矩大 滑动程度中等，定心精 度较高，传递中等扭矩 移动频率高，移动长度 大，定心精度要求不高
表9-5 矩形花键的位置度公差t1 (摘自GB/T 1144-2001)
键槽宽或键宽B 键槽宽 t1 键宽 滑动、固定 紧滑动 3 0.010 0.010 0.006 3.5~6 0.015 0.015 0.010 7~10 0.020 0.020 0.013
mm
12~18 0.025 0.025 0.016
表9-3 矩形花键的尺寸公差带 (摘自GB/T 1144-2001)
4、矩形花键联接的公差与配合及选用
① 公差与配合的选用，主要确定联接精度和装配型式； ② 联接精度的选用主要是根据定心精度和传递转矩大小； ③ 一般情况下，内、外花键取相同的公差等级，且比相 应的大径D和键宽B的公差等级都高；
④ 个别情况下，内花键允许与高一级外花键配合，如 H7/g6、H6/f5等，但大径只有一种配合，为H10/a11。
3、花键的联接要求
① 保证联接及传递一定的转矩； ② 保证内花键和外花键联接后的同轴度； ③ 滑动花键联接要求导向精度与移动灵活性，固定花键 联接要求可装配性。
二、矩形花键联接的公差与配合
1、 矩形花键的主要尺寸参数
大径D、小径d、键宽和键槽宽B。 ① 键数规定为偶数，有6、8、10三种； ② 按承载能力大小，对基本尺寸分为轻系列、中系列； ③ 同一小径系列，键数和键宽相同，中系列键高尺寸较 大，承载能力强。 B B
② 小径定心：热处理后内花键的变形可用内圆磨修复， 外花键小径精度可用成形磨保证。故： 定心精度高、定心稳定性好，使用寿命长，工艺措施易 于保证，有利于提高产品质量。
大径定心
小径定心
3、矩形花键的尺寸公差
为减少加工和检验内花键拉刀的规格和数量，矩形花键 采用基孔制配合。 内、外矩形花键定心小径，非定心大径和键宽(键槽宽) 的尺寸公差带分一般用和精密传动用两类。
A A
b A
h
L
A
普通平键联接的结构示例
d － t1 D ＋t2
1、平键联接的配合制及配合尺寸
键为标准件，键宽为配合尺寸，相对于广义轴与不同基 本偏差代号的孔配合，故采用基轴制。
b
b
b L
D＋t2
d－t1
轮毂键槽
轴键槽
h＜t1＋ t2
h
2、平键联接的配合公差代号
① 键为标准件，采用基轴制配合，公差带代号 h9 ② 轴槽宽有三种公差带代号 H9、N9、P9 ③ 轮毂槽宽有三种公差带代号 D10、Js9、P9
轴槽公差带
D10 ＋ 0 －
键公差带
H9
h9 N9 h9 JS9 P9
松联接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ正常联接
轮毂槽公差带
h9
P9
紧密联接
键联接中键宽与槽宽的公差带
3、平键联接三种配合的性质及应用场合
表9-2 键宽与轴槽及轮毂槽宽的公差与配合 配合 种类
尺寸b的公差
键 轴 槽 H9 N9 轮毂 槽 D10 Js9 配 合 性 质 及 应 用
4、矩形花键形位公差及表面粗糙度的标注 <续>
5、矩形花键联接的标记代号
花键联接在图纸上的标注，按顺序包括：键数N、小径d、 大径D、键宽B、花键公差带代号。
例9-3 标记如下花键：键数N＝6、小径d＝23H7/f7、大径D
＝26H10/a11、B＝6H11/d10。
解：① 花键规格：N×d×D×B＝6×23×26×6
矩形花键的主要尺寸参数
第 二 节 矩 形 花 键 联 接 的 互 换 性
表9-2 矩形花键的基本尺寸系列 (摘自 GB/T 1144-2001)
mm
小径 d 23 26 28 32 36 42
轻系列 键数N 6 6 6 8 8 8 大径D 26 30 32 36 40 46 键宽B 6 6 7 6 7 8 键数N 6 6 6 8 8 8
合最大实体要求；
③ 花键较长时，可根据产品性能要求进一步控制键或键 槽侧面对定心表面轴线的平行度。
2、矩形花键表面的粗糙度
① 内花键：小径Ra≤0.8μm，键槽侧面Ra≤3.2μm，大径 Ra≤6.3μm； ② 外花键：小径Ra≤0.8μm，键槽侧面Ra≤0.8μm，大径 Ra≤3.2μm。
3、矩形花键形位公差的数值
有对定心小径、键宽、大径的三个参数检验，每一个花键都 检验其尺寸、位置和表面粗糙度。
对于单件、小批量生产中，没有现成的花键量规可使用 时，可用通用量具分别对各尺寸进行单项测量，并检测键宽 的对称度、键齿/槽的等分度和大、小径的同轴度等形位公 差项目。
大批量生产，一般都使用量规进行检验
内花键用塞规
外花键用环规
中系列 大径D 28 32 34 38 42 48 键宽B 6 6 7 6 7 8
46
52
8
8
50
58
9
10
8
8
54
60
9
10
2、矩形花键的定心方式
花键联接的主要要求是保证内、外花键联接后具有较高 的同轴度，并能传递转矩。
大径定心
小径定心
键宽定心
① 大径定心：内花键的硬度在HRC40以上，Ra小于 0.63μm时，热处理后难以拉削工艺达到要求。
5、表面粗糙度的选择
① 键槽工作面(两侧面) Ra1.6~6.3µ m，常取1.6、3.2、6.3。 ② 非工作面(键槽底面)Ra6.3µ m。
第二节 矩形花键结合的公差与配合
GB1144—2001《矩形花键尺寸、公差和检验》
规定了矩形花键联结的尺寸系列、定心方式、公
差与配合标注方法及检验规则。