十二、花键联结公差与检测

典型结合和传动的精度设计 键 花键配合的精度设计 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 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 花键的分类 花键联结分为矩形花键 渐开线花键和三角形花键联结 其中以矩形花键联结应用最广泛 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 平键尺寸精度设计 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 平键结构示意图 b d t t d t1 h d L A A A A 平键尺寸精度设计 平键联结的配合制 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h9 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 分别对应于较松键联结 一般键联结和较紧键联结 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 0 b h9 H9 D10 h9 N9 JS9 h9 P9 P9 键宽公差带 轴槽公差带 轮毂公差带 较松键联结 一般键联结 较紧键联结 平键形位精度设计 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 平键表面粗糙度的选择 键和键槽配合面的表面粗糙度一般取Ra为1 6 6 3 m 非配合面取Ra为12 5 m 轴的标注示例 0 02A 50 0 2 0 58r6 0 060 0 041 A 3 2 3 2 12 5 1 6 16N9 0 0 043 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4 标注表面粗糙度 轮毂的标注示例 58H7 0 03 0 A 3 2 3 2 16JS9 0 021 0 02A 60 3 0 0 2 1 6 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 花键配合的精度设计 花键分为内花键 花键孔 和外花键 花键轴 它是把键和轴 键槽和轮毂做成一整体的联结件 它既可以是固定联结 也可以是滑动联结 与键联结相比 花键联结有联结可靠 强度高 可以传递较大的转矩 且孔 轴定心精度高和导向精度高等优点 矩形花键结构示例 矩形花键尺寸精度设计 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 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 必须保证一定的配合性质 国家标准规定采用小径定心 即把小径的结合面作为定心表面 规定较高的精度 其它两个尺寸规定较低的精度 矩形花键尺寸精度设计 矩形花键的分类 按使用要求分 分为一般使用与精密传动两种 按联结使用要求分 分为滑动 紧滑动和固定三种配合类型 每种情况下花键配合的公差等级都不相同 矩形花键形位精度设计 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 花键图样标注示例 关于图a最大实体原则的讨论 1 键槽宽B 7mm MMS 基准孔D 28mm MMS 位置度为0 02mm2 键槽宽B 7 09mm LMS 基准孔D 28mm MMS 位置度为0 02 0 09 0 11mm3 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 花键表面粗糙度的选择 参照下表 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键规格规定的次序标注 即N d D B 即 内花键 6 28H6 32H10 7H9外花键 6 28g5 32a11 7f7花键副 本课程的主要内容 互换性与公差的概念和作用孔 轴公差与配合形状与位置公差表面粗糙度的概念和标注滚动轴承的公差与配合光滑极限量规设计和孔 轴的检测键与花键的公差与配合 考试题型 判断题填空题解释题计算题标注改错题 考试样卷分析 判断题 公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差 国家标准规定 孔只是指圆柱形的内表面 基本偏差决定公差带的位置 对同一要素既有位置公差要求 又有形状公差要求时 形状公差值应大于位置公差值 线轮廓度公差带是指包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域 诸圆圆心应位于理想轮廓线上 判断题 端面全跳动公差和端面对轴线垂直度公差两者控制的效果完全相同 零件的表面粗糙度值越小 则零件的尺寸精度应越高 摩擦表面应比非摩擦表面的表面粗糙度数值小 要求配合精度高的零件 其表面粗糙度数值应大 受交变载荷的零件 其表面粗糙度值应小 判断题 可逆要求应用于最大实体要求时 当其形位误差小于给定的形位公差 允许实际尺寸超出最大实体尺寸 平键联接中 键宽与轴槽宽的配合采用基轴制 尺寸公差与形位公差采用独立原则时 零件加工的实际尺寸和形位误差中有一项超差 则该零件不合格 零件的尺寸精度越高 通常表面粗糙度参数值相应取得越小 填空题 1 配合代号为 50H10 js10的孔轴 IT10 0 100mm 其配合的极限过盈和最大间隙分别为 mm mm 2 径向全跳动是被测圆柱面的 误差和 误差的综合反映 3 等等分散在各章节 计算题 尺寸公差 包括配合公差 的计算和公差带图的绘制 公差原则的计算和原理包容要求最大实体要求形状和位置公差项目符号和大小 包括公差带区域 9种 形位误差的补偿和公差原则结合齿轮测量法的数据分析 0 008 A 例题 a b c E M 0 1A 改错 改正图中各项形位公差标注上的错误 不得改变形位公差项目 绘图 给出要求 在零件图上进行标注 包括 基本尺寸公差原则形位公差表面粗糙度 形位公差举例 试将下列技术要求标注在右图中 1 左端面的平面度为0 01mm 右端面对左端面的平行度为0 04mm 2 70H7的