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
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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。
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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）
2）大径D出的配合性质 Xmax=52-（-300）=352
D孔= 260.052
0
D轴= 260.384
0.300
（1）大径D 的配合公差带图（2）计算配合间隙（3）结论： 间隙配合 Xmin=0-（-384）=384
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3）键宽B出的配合性质
B孔=
6
0.048 0
B轴=
0.010 6 0.028
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课上练习：花键标注如图示
求：
1、指出该花键的键数和三个主要参数的基本尺寸。 2、查表确定内外花键各尺寸的极限偏差。 3、分析各处的配合性质。（画图、计算X、Y）
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解1：（求花键数、小径、大径、键宽） 花键数N=6小径d=23大径D=26键宽B=6 解2、（确定内外花键各尺寸的极限偏差） （在p18；p24~27）查表2-4，IT=? 表2-7，表2-8EI=?;es=?
0.010 6 0.028
0.300
因 IT=18 es=-10
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解3：分析各处的配合性质
1）小径d出的配合性质
Xmax=33-（-40）=70
0.033 d孔= 230
0.007 d轴= 23 0.040
（1）小径d 的配合公差带图 （2）计算配合间隙（3）结论：间隙配合。 Xmin=0-（-7）=7
图示
1、确定槽宽的配合性质。（选择配合性质） 2、确定轴槽及毂槽深度基本尺寸及其上下偏差？ 3、确定键宽、轴槽宽及毂槽宽度基本尺寸的上下偏差？ 4、画出配合公差带图。判定配合性质。 5、确定相应的形位公差（参考矩形花键表） 6、确定表面粗糙度数值 7、将所求数值及符号标在图上。
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解： 1、确定槽宽的配合性质。 根据题意，键在轴槽和毂槽中均固定，且承受载荷不大，
5、确定相应的形位公差（参考矩形花键表） （见P226表11-9） 根据键宽b=18,一般用途，选取对称度公差=0.018。 轴槽毂槽对称度的基准均是中心线。用代号A、B。
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6、确定表面粗糙度数值（见P227）
按规定轴键槽、轮毂键槽的两个侧面Ra=1.6~3.2um, 轴键槽、轮毂键槽的底面Ra=6.3 um 7、将所求数值及符号标在图上。
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二、矩形花键的公差与配合 1、采用基孔制（国标定） 目的：减少拉刀数目。 （拉刀制造复杂，成本高） 2、花键工作形式 1）滑动、紧滑动： 花键套可改变轴向位置 （如常见的双联滑移齿轮） 2）固定：只传递扭矩。 （传递的力大，精度高） 3、配合性质 通过改变花键轴的d 、B 的公差达到滑动或固定。
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二、键联结的分类 （一）单键联结
通过轴、毂上的键槽用键联结，完成扭矩传递。 联结方法： 单键的结构形式：（P220表11-1） 平键、半圆键、揳键、滑键等4种（ 如图示）
（二）花键的联结
在轴或轮上有6个外齿或内齿（齿就是键）， 内外齿联结，完成扭矩传动的功能。 花键的结构形式：渐开线、三角、矩形齿三种。
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（二）花键的位置度公差应遵守最大实体要求 （见上图6-7d28EQS） 6个键B=7、IT10级、EQS：均匀分布。 位置度允差0.02；6个键的角位置允差0.02； 圈M：表示允差在MMVC下。 A圈M：基准A同时也应在MMC下， 即在由d28控制的最大尺寸下。
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（三）键和键槽的对称度公差、等分度公差应遵守独立原则。 独立原则：图纸上给出的形位公差与尺寸公差无关。
键宽B。（ 国家标准 ）规定，矩形花键用小径d（ 定心 ）。
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举例1：
6×23H7/g7×26H10/a11×6H11/f9 确定矩形花键中内外花键的小径、大径、键宽、 键槽宽的极限偏差、位置度公差。并指出各自应遵守的 公差原则。
解：
解一、查表求各自尺寸的极限偏差 1、23H7/g7； 2、26H10/a11
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第十一章课上思考题
一、填空题： 1、键传递扭矩是两个（ 侧面 ），所以其配合尺寸应是 2、键是标准件，而且同时与（ 轴槽 ）和（ 轮毂槽 ）配 合，所以配合的种类应采用（ 基轴制 ）。
（ 键宽b）尺寸。键的其余尺寸均是（ 非配合尺寸 ）尺寸。
3、矩形花键的三种定心方式是用（ 小径d ）、（ 大径D ） 和键宽B。国家标准规定，矩形花键用（ 小径d ）定心。 4、矩形花键的三种（ 定心 ）方式是用大径D、小径d和
0.021 0
：26H10=
26
孔：6H11=
6
0.130 0
0.007 轴：23g7= 23 0.028
0.300 轴：26a11= 26 0.430
轴：6f9= 60.049
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0.013
解二、求位置度公差
查P226表11-8；按键宽6选
23H8= 内花键孔：
0.033 230
0.052
因 IT=33 因 IT=52 因 IT=48 因 IT=33 es=-7 因 IT=84 es=-300
26H9= 260 6H10= 6
0.048 0
0.007 23 23g6= 外花键轴： 0.040
26a10= 260.384 6f8=
故为一般联结。（见P222表11-2）
解出键用国标h9, 轴槽用N9, 毂槽用Js9 2、确定轴槽及毂槽深度基本尺寸及其上下偏差？
根据上述已知条件，查P222表11-3
轴槽t= 7
0.2 0
0.2 0
毂槽t1=
4.4
0.2 0
计算标注尺寸：
轴槽=60- 7 =
53
=
0 0.2
（对调上下偏差）
0.2 0
毂槽=60+
4.4
0.2 0
64.4
（上下偏差不变）
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3、确定键宽、轴槽宽及毂槽宽度基本尺寸的上下偏差？ 键宽18h9=18
0 0.043
（见表11-4；11-3）
轴槽宽18N9= 180.043 4、画出配合公差带图。 判定配合性质。 属于过渡配合。
0
毂槽宽18Js9= 18 0.0215
6
7
8
9
10
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第三节：矩形花键联结的公差与配合
一、矩形花键的定心方式
1、矩形花键联结的主要功能 保证内外花键的同轴度和传递扭矩运动。 2、主要参数： 大径D、小径d、键宽B。如图示 大径D、小径d、键宽B 3、三种定心方式：
4、国家标准定心方式： 矩形花键采用小径d定心。 采用小径d定心的优点： 1）花键孔热处理变形可用内圆磨修正。图示 （因工件热处理后硬度高，拉刀易磨损） 2）花键轴小径d可用成型磨保证。如图示
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上节课讲到： 1、键的功能：完成传递扭矩和运动。 2、键传递扭矩是两个侧面；其配合尺寸应是键宽b。
3、键是标准件，且同时与轴槽、轮毂槽配合，
所以配合种类应 是机轴制。
4、花键国家标准定心方式： 矩形花键采用小径d定心。 5、矩形花键装配图图样标注。 6、实例分析 下述平键实例分析
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举例2
减速器中有一传动轴与 一零件孔采用平键联结， 要求键在轴槽和毂槽中均 固定，且承受的载荷不大 ，轴与孔的直径为60mm, 现选定键的公称尺寸为 18mm×11mm。求：
矩形花键的检测包括：尺寸检验和形位误差检验。 在单件小批量生产中，花键的尺寸和位置误差用 千分尺、游标卡尺、指示表等通用计量器具分别 测量。
矩形花键综合量规
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4. 矩形花键的检测
大批量生产中，内（外）花键用花键综合塞（环） 规同时检验内（外）花键的小径、大径、各键槽宽 （键宽）、大径对小径的同轴度和键（键宽）的位 置度等项目。 还要用单项止端塞（卡）规或不同计量器具检测其 小径、大径、各键槽宽（键宽）的实际尺寸是否超 越其最小实体尺寸。 检测内、外花键时，如果花键综合量规能通过，而 单项止端量规不能通过，则表示被测内、外花键合 格。反之，即为不合格
4、花键常用的配合性质 见P225表11-7不同的装配形式， 配合性质不同。 例：一般用途，均是基孔制， 滑动配合。如下图
根据大径D、小径d、键宽B的 尺寸，查出极限偏差，可计 算出配合间隙。
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三、矩形花键的形位公差
主要是小径d形状公差、键槽 位置、对称度、等分度公差。 （一）小径d的极限尺寸应 遵守包容要求圈E。如图
求： 1、内外花键的公差代号。 2、内外花键的极限尺寸。 3、工作表面的形位公差。 4、将各结果标注在装配图上和零件图上。
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解1：确定内外花键的公差代号。 分析题意： 要求滑动配合，所以是一般用途。 定心精度要求高，应按国家标准用d定心。 查P225表11-7（一般用途） 花键孔小径d： 采用H7 花键轴小径d： 采用g7（选用紧滑动，根据定心精度要求高） 花键孔大径D：采用H10 花键轴大径D：采用a11 键宽（由题意知，键需滑动，应耐磨损，且要求定心精度高） P225表11-7知： 内孔键宽选H11；
（1）键宽 B 的配合公差带图 Xmax=48-（-28）=76 （3）结论： 间隙配合
（2）计算配合间隙
Xmin=0-（-10）=10
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有一变速器6级精度齿轮的花键孔与花键轴的联 课上测验：
结采用小径定心矩形花键滑动配合，要求定心精度高，
设内外花键的公称尺寸为8×32×36×6，结合长度60mm， 作用长度80mm，图形如下。
花键孔键槽宽的位置度公差0.015 花键轴键槽宽的位置度公差0.015~0.010 标注方法见P213 图11-5 解三、各自应遵守的公差原则 1、d23应遵守包容原则要求圈E； 含义：实际要素不应超出最大最小实体尺寸。 本题含义： 小径d的形状误差应在轴23-0.007~23-0.028之间。 孔23+0.021~23+0之间。 在小径max或min时，形状误差为0。下述2
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第二节：单键联结的公差与配合 一、配合尺寸的公差与配合
1、配合种类 1）键传递扭矩是两个侧面。 2）其配合尺寸应是键宽b。 3）键是标准件，且同时与轴槽、轮毂槽配合， 所以配合种类应是基轴制。
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2、配合性质 1）常用较松、一般、较紧的三种状态。 配合性质为：间隙、松过渡、紧过渡三种。 2）如何确定配合性质：P222表11-2根据 实际工作状态。 3）如何确定配合公差：P222表11-3，按 国标确定 键视为轴，槽视为孔。
第十一章 键和花键的互换性
1、内容：
键联结的作用、分类 、键的公差与配合。
矩形花键的定心方式、公差与配合、形位公差
2、重点：
键的作用、应用、键的配合性质的选择
矩形花键的定心方式 、形位公差标注实例
3、难点：
键的应用 、键联结配合公差带图的画法 键的形位公差的选择及标注
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第一节：概述 键联结的作用： 用于轴和轴上 零件的连接。图示 作用：传递扭矩、导向 工作原理：→ 轴转→带动键转→键侧面带动轮转。 或：轮转→带动键转→键侧带动轴转。 键的功能： 完成传递扭矩和运动。