键和花键结合的公差与配合

第十章键和花键结合的公差与配合,学习要求：了解键、花键结合的种类、特点及其形位公差掌握键、花键结合的精度设计重点难点：键、花键结合的精度设计,相关标准,GB/T1095-2003平键键槽的剖面尺寸GB/T1096-2003普通型平键GB/T1096-2003导向型平键GB/T1098-2003半圆键键槽的剖面尺寸GB/T1563-2003楔键键槽的剖面尺寸GB/T1564-2003普通型楔键GB/T1144-2001矩形花键尺寸、公差和检验,键和花键的结合：主要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：主要可分为平键、半圆键和楔键等几种。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。渐开线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。,返回,优点：对中性好；制造简单；便于装拆,返回,花键联结优点：1）.键与轴或孔为一整体,强度高,负荷分布均匀,可传递较大扭矩;2).联结可靠,导向精度高,定心性好,易达到较高的同轴度要求。,10.1键联结,一.键连接的公差与配合(一)平键联接的几何参数主参数:键宽（b）：键；轴槽；轮毂槽平键联结的特点：通过健的侧面与轮毂槽和轴槽的侧面相接触来传递扭矩，键的上表面与轮毂槽间留有一定的间隙（0.20.5mm）。键和槽侧面的配合性质决定键联结的可靠性。所以键侧精度要求高。,在平键联结中键宽、轴槽宽和轮毂槽宽b为配合尺寸，其它为非配合尺寸。键结合采用基轴制配合，即规定键宽的公差带不变，通过改变轴槽宽，轮毂槽宽的公差带达到不同的配合要求。,(二)尺寸公差带GB/T1095-2003,1、键宽公差带GB/T1801-1999平键一般用精拔钢制造，是一个标准件，故在单键联结中采用了基轴制配合，并且在标准件中对于键宽仅仅规定了一种基准件的公差带h9.2、轴键槽轮毂槽的公差带要改变配合的性质，往往通过改变轴键槽和轮毂槽的公差带来实现，根据要求各规定了三种公差带：轴键槽H9N9P9轮毂键槽D10JS9P93、配合种类：较松；一般；较紧,返回,返回,1.键槽(轴槽及毂槽)对轴及轮毂轴线的对称度,根据不同的功能要求和键宽公称尺寸b,一般可按照GB/T1184-1996形状及位置公差对称度公差7-9级选取；2.当键长L与键宽b之比大于或等于8时,键宽b的两侧面在长度方向的平行度应符合GB/T1184形状及位置公差的规定,当b6mm时按7级；当b8至36mm按6级；当b40mm时按5级；,10.2花键联结,一、矩形花键结合的特点与要求花键联结与键联结相比，其定心精度高，导向性好，承载能力强。，因而在机械生产中获得了广泛地应用。花键联结的种类也很多，但应用最广的是矩形花键。使用时具有联结强度高、传递扭矩大、定心精度和滑动联结的导向精度高和移动的灵活性，以及固定联结的可装配性等特点。其键数通常为偶数，按传递扭矩的大小，可分为轻系列、中系列和重系列。轻系列：键数最少，键齿高度最小，主要用于机床制造工业。中系列：在拖拉机、汽车工业中主要采用。重系列：键数最多，键齿高度最大，主要用于重型机械。轻、中系列分6、8、10个键，小径、B都相同，仅大径不同（中系列大径大一些）,矩形花键联结由多表面构成，主要结构尺寸有大径（D），小径（d）和键宽（B），这些参数中同样有配合尺寸和非配合尺寸。从标准化角度，无论是哪一类尺寸，其公差同样都可采用公差与配合国家标准。在矩形花键结合中，要使内、外花键的大径D、小径d、键宽B相应的结合面都同时耦合得很好是相当困难的。因为这3个尺寸都会有制造误差，而且即使这3个尺寸都做得很准，但其相应的表面之间还会有位置误差，为了保证使用性能，改善加工工艺，只选择一个结合面作为主要配合面，对其规定较高的精度，以保证配合性质和定心精度，该表面称为定心表面。由于花键结合面的硬度通常要求较高，在加工过程中往往需要热处理。为保证定心表面的尺寸精度和形状精度，热处理后需进行磨削加工。从加工工艺性来看，小径便于磨削，较易保证较高的加工精度和表面硬度，能提高花键的耐磨性和使用寿命。因此，矩形花键标准规定采用小径定心。花键孔的大径和键槽侧面难于进行磨削加工，对这几个非定心尺寸都可规定较低的公差等级，但由于靠键侧传递扭矩，故对键侧尺寸要求的公差等级较高。,二、矩形花键精度的确定,为了确保定心结合面的配合性质和配合精度，GB11441987对矩形花键的尺寸系列、定心方式、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度均作了规定。1）尺寸系列标准中规定的矩形花键尺寸包括小径d，大径D和键宽（键槽宽）b。键数N取偶数，分6，8，10共3种。按承载能力分为轻系列、中系列和重系列3种，3种系列的区别仅在于大径不同。花键规格按NdDB的方法表示，如8525810依次表示为键数为8，小径为52mm，大径为58mm,键宽（键槽宽）为10mm。,2）配合精度为保证较高的定心精度和导向精度，标准将矩形花键配合形式分为滑动、紧滑动和固定3种，按精度高低分为一般用途和精密传动两种。配合的选择主要依据内、外花键相对运动要求的情况而定：相对运动要求频繁的，应用滑动配合；无相对运动要求的，应用固定配合；定心精度要求高的，亦应用固定配合；要求低的，可用滑动配合。对滑动配合，轴向滑动距离长，滑动频率高，则间隙应大，以保证配合表面间有足够的润滑油层，例如，汽车拖拉机等变速箱中的滑动齿轮与花键轴的联结。有反向转动要求，或传递较大扭矩时，为使键侧表面应力分布均匀，间隙均应适当减小。内外花键小径、大径，键与键槽宽度相应结合面的配合均采用基孔制。即内花键d，D和B的基本偏差不变，依靠改变外花键d，D和B的基本偏差，以获得不同松紧的配合。这样可减少定值刀具、量具的规格，以利于刀具、量具的专业化生产。大径为非定心直径，内、外花键D的相应结合面应有较大的间隙，因此标准规定采用H10a11配合，无论是一般用途还是精密传动用的花键，都只用这一种配合。,三、矩形花键的形位公差,（一）小径d的极限尺寸应遵守包容原则小径d是花键联结中定心配合尺寸，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该遵守包容原则。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，才允许有形状误差存在。,（二）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，各键对轴线的对称度误差，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，如图所示。,国家标准对键和键槽规定的位置度公差见下表：,（三）、键和键槽的对称度公差和等分度公差遵守独立原则,为保证装配，并能传递转矩运动，一般应使用综合量规检验，控制其形位误差，但当在单件、小批量生产时没有综合量规，这时，为控制花键的形位误差，一般在图样上规定花键的对称度公差和等分度公差。花键的对称度公差、等分度公差均应遵守独立原则，其对称度公差在图样上标明。国标规定：花键的等分度公差等于对称度公差。,四、矩形花键的图样标注,用数字与符号依次表示：键数N、小径d、大径D和键宽B，中间均用乘号相连，即NdD