互换性与测量技术基础 第6版 课件 第11章 键和花键的互换性

多媒体教学CAI主编王伯平机械工业出版社目录第一章绪论第二章光滑圆柱结合的公差与配合第三章测量技术基础第四章几何公差及检测第五章表面粗糙度第六章光滑工件尺寸的检测第七章滚动轴承与孔、轴结合的互换性第八章尺寸链第九章圆锥结合的互换性第十章螺纹结合的互换性第十一章键和花键的互换性第十二章圆柱齿轮传动的互换性退出第十一章键和花键的互换性第一节概述第二节单键联结的公差与配合第三节矩形花键联结的公差与配合第四节键和花健的检测普通平键和半圆键联结结构动画演示矩形花键的定心方式动画演示第一节概述

一、键联结的用途键联结在机械工程中应用广泛，通常用于轴与轴上零件（齿轮、带轮、联轴器等）之间的联结，用以传递转矩和运动。二、键联结的分类键联结可分为单键联结和花键联结两大类。（一）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。单键按其结构形状不同分为四种：如表11-1所示。在四种单键联结中，以普通平键和半圆键应用最为广泛。

（二）花键联结花键联结按其键齿形状分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三种，其结构如图11-1所示。两类键联结比较，花键联结有如下优点：

1.键与轴或孔为一整体，强度高，负荷分布均匀，可传递较大的转矩。

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。但是，由于花键的加工制造比单键复杂，故其成本较高。第二节单键联结的公差与配合由于单键联结中普通平键和半圆键应用最广，故这里仅介绍平键和半圆键的公差与配合，其结构及尺寸参数如图11—2所示。t—轴槽深；t1—轮毂槽深h—键高；d—半圆键直径（毂键槽）（轴键槽）一般情况

一、配合尺寸的公差与配合在键联结中，扭矩是通过键的侧面与键槽的侧面相互接触来传递的，因此它们的宽度b是主要配合尺寸。由于键均为标准件，所以键与键槽宽b的配合采用基轴制，通过规定键槽不同的公差带来满足不同的配合性能要求。按照配合的松紧不同，普通平键分为松联结、正常联结和紧密联结；半圆键只分为一般联结、紧密联结和松联结。平键的公差与配合图解如图11-3所示。各种配合的配合性质及应用见表11-2。二、非配合尺寸的公差平键和半圆键联结的非配合尺寸，如图11-2所示。非配合尺寸公差规定如下：t—轴槽深；t1—轮毂槽深（表11-3）L——轴槽长：H14L1——键长：h14h——键高：h11d1——半圆键直径：h12键的各要素公差值见表11-3~11-6普通平键和半圆键联结结构动画演示t—轴槽深；t1—轮毂槽深h—键高；d1—半圆键直径三、键和键槽的几何公差为了保证键宽和键槽宽之间具有足够的接触面积和避免装配困难，国家标准还规定了轴键槽对轴的轴线和轮毂键槽对孔的轴线的对称度公差（按GB/T1184-1996《形状和位置公差未注公差》中对称度公差7~9级选取）和键的两个配合侧面的平行度公差（当键长L/键宽b≥8时，平行度应符合GB/T1184-1996的规定；当b≤6mm时，按7级选取；当b≥8~36mm时，按6级选取；当b≥40mm时，按5级选取）。同时还规定轴键槽、轮毂键槽宽b的两侧面的表面粗糙度参数Ra的最大值为1.6～3.2μm，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。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

花键联结的主要要求是保证内、外花键联结后具有较高的同轴度，并能传递扭矩。矩形花键有大径D、小径d和键与键槽宽B三个主要尺寸参数，如图11-4所示。国家标准GBll44—2001《矩形花键尺寸、公差和检验》规定矩形花键用小径定心，因为小径定心有一系列优点。图11-4矩形花键主要尺寸矩形花键的定心方式动画演示小径定心具有以下优点:当用大径定心时，内花键定心表面的精度依靠拉刀保证。而当内花键定心表面硬度要求高(HRC40以上)时，热处理后的变形难以用拉刀修正；采用小径定心时，热处理后的变形可用内圆磨修复，而且内圆磨可达到更高的尺寸精度和更高的表面粗糙度要求。所以用小径定心的定心精度高，定心稳定性好，使用寿命长，有利于产品质量的提高。外花键小径精度可用成形磨削保证。二、矩形花键的公差与配合国家标准GB/Tll44—2001规定，矩形花键的尺寸公差采用基孔制，目的是减少拉刀的数目。标准中规定，按装配型式分滑动、紧滑动和固定三种配合。其区别在于，前两种在工作过程中，既可传递扭矩，且花键套还可在轴上移动；后者只用来传递扭距，花键套在轴上无轴向移动。三、矩形花键的几何公差内、外花键除尺寸公差外，

还有几何公差要求，包括小径d的形状公差和花键的位置度公差等。（一）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11-5所示。（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11-5所示。（三）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11-6所示。花键的等分度公差等于花键的对称度公差值。二、花键的检测一、单键的检测第四节键和花健的检测一、单键的检测键和键槽的尺寸检测比较简单，在单件、小批量生产中，通常采用游标卡尺、千分尺测量。键槽的几何公差，特别是键槽对其轴线的对称度误差会影响装配及键的联接质量。在单件、小批量生产中，键槽对轴线的对称度误差的检测方向如图11—7所示（参见第四章第六节有关内容）。

在批量生产中，键槽尺寸及其对轴线的对称度误差可用塞规检测，如图11—8所示，图11—8a、b、c三种。

量规为检验尺寸误差的极限量规，检验时通端能通过而止端不能通过为合格。图11—8d、e两种量规为检验几何误差的综合量规，只有通端，通过为合格。二、花键的检测花键检测分为单项检验和综合检验两种情况。

单项检验主要用于单件、小批量生产，用通用量具光学分度头或万能工具显微镜等分别对各尺寸（d、D和B）、大径对小径的同轴度误差及键齿（槽）