《互换性与测量技术1》-第9章

９.１单键结合的互换性9.1.1单键连接的结构和主要几何参数１.单键连接的结构单键连接是一种可拆卸连接，通常用于轴与齿轮、轴与皮带轮的连接。单键连接的结构中，在被连接轴的外圆和齿轮、皮带轮内孔开有键槽，通过键将两者结合，由键传递扭矩和运动，或以键作为导向元件。用于结合的单键主要类型有平键、半圆键和楔键，它们与轴和轮毂的连接形式如图９－１所示。下一页返回９.１单键结合的互换性单键连接的结构简单可靠、紧凑，装拆方便，且容易加工，所以在各种机械中得到广泛应用。其中，平键连接为典型形式，故以下有关单键结合的内容以平键连接为例。２.平键键槽的主要几何参数ＧＢ／Ｔ１０９５—２００３规定了ｂ＝２～１００ｍｍ普通型、导向型平键键槽的剖面尺寸，普通型平键键槽的剖面尺寸如图９－２所示。平键的主要尺寸为ｂ×ｈ，ｂ为平键的宽度，ｈ为平键的高度。键槽的尺寸有槽宽ｂ（与键同宽，键宽与槽宽形成配合）、轴深ｔ１、毂深ｔ２（ｔ１＋ｔ２＞ｈ）及槽内倒角半径ｒ。以上单位均为ｍｍ。上一页下一页返回９.１单键结合的互换性普通型平键键槽的尺寸与公差的具体数值可查阅ＧＢ／Ｔ１０９５—２００３。9.1.2单键连接的配合、技术要求与检测１.平键连接的配合在平键连接中，平键是标准件。键宽和槽宽ｂ是配合尺寸，因此键和键槽宽度的配合采用基轴制。ＧＢ／Ｔ１０９５—２００３规定的键和键槽尺寸公差带从ＧＢ／Ｔ１８０１—１９９９中选取，对键宽规定一种公差带，对轴和轮毂的键槽宽各规定三种公差带，构成三类配合，即松连接、正常连接和紧密连接，它们的公差带如图９－３所示，各自的适用范围见表９－１。上一页下一页返回９.１单键结合的互换性２.键与键槽的技术要求按ＧＢ／Ｔ１０９５—２００３规定，键与键槽应符合以下技术条件：１）普通型平键与导向型平键的尺寸应分别符合ＧＢ／Ｔ１０９６、ＧＢ／Ｔ１０９７的规定。２）导向型平键的轴槽与轮毂槽用较松连接的公差。３）平键轴槽的长度公差用Ｈ１４。４）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／Ｔ１１８４—１９９６表Ｂ４中对称度公差７～９级选取。上一页下一页返回９.１单键结合的互换性５）键槽两侧面的表面粗糙度Ｒａ值推荐为１.６～３.２μｍ，槽底Ｒａ值为６.３μｍ。３.键槽的检测键和键槽的尺寸测量比较简单，在单件小批量生产中可采用通用测量器具（游标卡尺、千分尺等）来测量。在批量生产中，键槽可采用量规检测，分别对其尺寸误差、位置误差进行控制。上一页返回９.２矩形花键结合的互换性矩形花键特别适用于传递扭矩不大而精度要求较高的场合。矩形花键连接由内花键和外图９－４矩形花键连接的主要尺寸花键构成，其主要尺寸为大径Ｄ、小径ｄ和键宽（键槽宽）Ｂ，如图９－４所示。为了便于加工和检测，矩形花键的键数Ｎ取偶数，有６、８、１０三种。按承载能力不同，矩形花键可分为轻、中两个系列，中系列矩形花键的大径Ｄ比轻系列的略大，故承载能力较大。下一页返回９.２矩形花键结合的互换性矩形花键连接有三个结合面，即大径Ｄ、小径ｄ和键侧（键槽侧）Ｂ。在这三个结合面中选取其中一个为主，来确定内、外花键的定心方式和配合性质。用于确定配合性质的结合面称为“定心表面”，理论上这三个结合面都可以作为定心表面。ＧＢ／Ｔ１１４４—２００１规定矩形花键连接以小径结合面作为定心表面，即采用小径定心，如图９－５所示。采用小径定心便于内花键的加工与检测。对于定心直径即小径ｄ有较高的精度要求，对非定心直径即大径Ｄ则精度要求较低，且有较大的间隙。对于键宽和键槽宽，必须有足够的精度，以保证传递扭矩及导向的功能要求。上一页下一页返回９.２矩形花键结合的互换性9.2.2矩形花键连接的配合及其选用矩形花键结合按其使用要求分为一般用和精密传动用两类。一般用花键结合多用于需传递较大转矩的汽车、拖拉机或其他机械结构中，精密传动用花键结合多用于精密变速机构中，如用于机床变速箱中。定心精度要求高或传递扭矩较大时，小径ｄ选用较高的公差等级；反之，选用较低的公差等级。上一页下一页返回９.２矩形花键结合的互换性花键结合按松紧程度的不同，分为滑动、紧滑动、固定三种装配形式。当花键孔在花键轴上移动频率高且移动距离长时，应选用滑动配合；有移动但移动频率不高时应选用紧滑动配合；当花键孔在花键轴上无轴向移动且传递扭矩较大时则选用固定配合。三种装配形式形成的配合都是间隙配合，但由于受形位误差的影响，实际装配时配合较紧。上一页返回下一页９.２矩形花键结合的互换性9.2.3矩形花键连接的技术要求、标注与检测１.矩形花键的技术要求与标注矩形花键的内、外结合面较为复杂，且一般情况下键长与键宽的比值较大，故形位误差对矩形花键连接的质量影响较大。因此要对花键的形位误差加以控制。批量生产中，矩形花键的检测通常采用综合检验法，即用专用综合量规检验，对于内、外花键的分度误差一般规定位置度公差，并采用相关要求。单件小批量生产时，往往没有专用综合量规，会采用单项检验法，上一页下一页返回９.２矩形花键结合的互换性一般规定键或键槽两侧面的中心平面对小径表面轴线的对称度公差和花键等分度公差，并遵守独立原则。键槽宽或键宽的等分度公差等于其对称度公差。２.矩形花键的标记上一页下一页返回９.２矩形花键结合的互换性ＧＢ／Ｔ１１４４—２００１规定矩形花键的标记应按次序包含下列内容：键数Ｎ、小径ｄ、大径Ｄ、键宽Ｂ的公称尺寸及配合公差带代号和标准号。标记示例如图９－８所示。上一页下一页返回９.２矩形花键结合的互换性３.矩形花键的检测为确保花键结合的互换性，对加工完的内、外花键各几何参数必须进行检测。花键的检测一般有单项检验法和综合检验法两种。（１）单项检验法单项检测法指用通用测量器具分别测量花键的各项尺寸及几何误差。例如，可采用游标卡尺或千分尺测量ｄ、Ｄ、Ｂ的实际尺寸，用光学分度头测量等分度误差（代替位置度公差），然后综合判定花键各实际要素是否超越理想边界。单项检验法多用于单件小批量生产。大批量生产中，需对花键的单项要素进行工艺质量分析时，也采用单项检验法。上一页下一页返回９.２矩形花键结合的互换性（２）综合检验法综合检验法指用一套花键综合量规检验内、外花键的各个要素是否超越最大理想边界，并且用各单项要素止规分别判断花键的各单项要素是否超越所规定的最小实体尺寸。内花键综合通规具有外花键轮廓，用以检验内花键的小径ｄｍｉｎ、大径Ｄｍａｘ、键槽宽Ｂｍｉｎ及大径对小径的同轴度；外花键综合通规具有内花键轮廓，用以检验外花键的小径ｄｍａｘ、大径Ｄｍｉｎ、键槽宽Ｂｍａｘ及大径对小径的同轴度。同时，用单项止规（或其他量具）分别检验小径、大径、键（槽）宽的上极限尺寸。键与键