《公差选用与零件测量》课件-5 键联接测量

项目一齿轮轴键联接公差的选用

键和花键广泛用于轴和轴上传动件（如齿轮、皮带轮、连轴器等）之间的联接，以传递扭矩和运动。

键又称单键，可分为平键、半圆键和楔形键等几种，其中应用最广泛的是平键。项目预备知识项目预备知识一、平键联接的公差选用1.概述

平键分为普通平键和导向平键，前者一般用于固定联接，后者用于可移动的联接。

平键联接是由键、轴槽和轮毂槽三部分组成，是通过键和键槽的侧面来传递扭矩的。

因此，键宽和键槽宽度

b

是平键联接的主要参数，是配合尺寸，应规定较小的公差；而键的高度

h

和长度

L

以及轴槽深度

t1和轮毂槽深度

t2

均为非配合尺寸，应给予较大的公差。如图5-1-3所示。

图5-1-4

键宽与键槽宽

b

的公差带图

在键联接中，键宽同时要与轴槽宽和轮毂槽宽分别配合，且配合性质的要求往往不同，所以键宽采用基轴制配合。项目预备知识表5-1-1平键的配合种类及其用途配合尺寸b的公差带配合性质及适用场合键轴槽毂槽松h9H9D10主要用于导向平键，导向平键装在轴上，借螺钉固定，轮毂可在轴上移动，也可用于薄型平键正常N9JS9普通平键压在轴槽中固定，轮毂顺着键侧套到轴上固定，用于传递一般扭矩，也用于薄型平键、楔键的轴槽和毂槽紧密P99P普通平键压在轴槽和轮毂槽中，均固定。用于传递重载和冲击载荷，或双向传递扭矩，也用于薄型平键项目预备知识2.平键联接中配合尺寸的公差与配合种类项目预备知识表5-1-2普通平键和键槽的尺寸（摘自GB/T096-2003）单位：mm轴（参考）键键槽公称直径键尺寸b×h宽度b深度基本尺寸极限偏差轴t1毂t2正常联接紧密联接松联接基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差轴N9毂JS9轴和毂P9轴H9毂D106~82×22-0.004-0.029±0.0125-0.006-0.031+0.020+0.060+0.0201.2+0.101.0+0.10>8~103×331.81.4>10~124×440-0.030±0.015-0.012-0.042+0.0300+0.078+0.0302.51.8>12~175×553.02.3>17~226×663.52.8>22~308×780-0.036±0.018-0.015-0.051+0.0360+0.098+0.0404.0+0.203.3+0.20>30~3810×8105.03.3>38~4412×8120-0.043±0.0215-0.018-0.061+0.0430+0.120+0.0505.03.3>44~5014×9145.53.8>50~5816×10166.04.3>58~6518×11187.04.4>65~7520×12200-0.052±0.026-0.022-0.074+0.0520+0.149+0.0657.54.9>75~8522×14229.05.4>85~9525×14259.05.4>95~11028×162810.06.43．平键联接中非配合尺寸的公差

平键联接的非配合尺寸中，轴槽深

t1和轮毂槽深

t2的公差带由国家标准GB/T1095-2003规定，见表5-1-2。

为了便于测量，在图样上对轴槽深度t1和轮毂槽深度

t2分别标注尺寸“d-t1”和“d+t2”(d为孔和轴的基本尺寸)。此时应注意，当轴槽深度标注为“d-t1”时，其极限偏差值应为表5-1-2中t1尺寸极限偏差值的对称值。项目预备知识

键高

h的公差带为h11，键长

L的公差带为h14，轴槽长度的公差带为H14。4．平键联接的几何公差

为保证键和键槽侧面具有足够的接触面积和避免装配困难，国家标准对键和键槽的几何公差作了以下规定：（1）对称度公差

由于键槽的实际中心平面在径向产生偏移和轴向产生倾斜，造成了键槽的对称度误差，应分别规定轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差。对称度公差等级按国家标准GB/T1184-1996《形状和位置公差》选取（如单元二的表2-2-8），根据不同要求一般取7~9级。键槽（轴槽及轮毂槽）的对称度公差的主参数是指键宽

b

。项目预备知识（2）平行度公差

当平键的键长

L与键宽

b之比大于或等于8时，应规定键宽

b的两工作侧面在长度方向上的平行度要求。

当

b≤6mm时，公差等级取7级；当

b≥8~36mm时，公差等级取6级；当

b≥40mm时，公差等级取5级。项目预备知识5.平键联接的表面粗糙度

国家标准GB/T1095-2003规定，平键联接配合面轴槽、轮毂槽的键槽宽度b两侧面粗糙度参数

Ra

值为1.6~3.2μm；非配合面轴槽底面、轮毂底面的表面粗糙度参数

Ra

值为6.3μm。项目预备知识a）轴槽b）轮毂槽图5-1-5键槽尺寸和几何公差标注示例6.平键联接的图样标注项目预备知识1、概述

花键是把多个平键与轴及与孔制成一个整体，由内花键（花键孔）和外花键（花键轴）两个零件组成。与平键联接相比具有定心精度高、导向性能好、刚性好、承载能力强等优点。花键联接既可用于传动扭矩，也可用于轴向导向，在机床、汽车等行业中得到广泛应用。

花键的截面形状可分为矩形、渐开线形、梯形和三角形四种，以适应不同用途的需要。其中，矩形花键应用最广。项目预备知识图5-1-6矩形花键项目预备知识2、矩形花键的主要参数和定心方式（1）尺寸系列

国家标准GB/T1144-2001《矩形花键尺寸、公差和检验》规定矩形花键的主要参数为大径

D、小径

d、键宽和键槽宽

B，如图5-1-6所示。为便于加工和测量，键数N规定为偶数，有6键、8键和10键三种。

按承载能力不同，矩形花键尺寸规定了轻、中两个系列。中系列的键高尺寸较大，承载能力强；轻系列的键高尺寸较小，承载能力较低。项目预备知识

项目预备知识（2）定心方式

矩形花键联接的结合面有三个，即大径结合面、小径结合面和键侧结合面。确定配合性质的结合面称为定心表面。

国家标准GB/T1144—2001中规定采用小径结合面为定心表面，即小径定心，如图5-1-7所示。定心小径

d采用较高的公差等级；非定心大径

D采用较低的公差等级，并且非定心直径表面之间留有较大的间隙，以保证它们不接触，从而可获得更高的定心精度，保证花键的表面质量，有利于提高联接质量。项目预备知识图5-1-7小径定心方式项目预备知识3、矩形花键的公差与配合（1）内、外花键的尺寸公差带

矩形花键配合的精度，按其使用要求分为一般用和精密传动用两种。精密级用于机床变速箱中，其定心精度要求高或传递扭矩较大；一般级适用于汽车、拖拉机的变速箱中。内、外花键的尺寸公差带和装配形式见表5-1-4。项目预备知识项目预备知识（2）矩形花键的几何公差

国家标准对矩形花键的几何公差作了如下规定：

①为了保证定心表面的配合性质，内、外花键小径

d(定心表面)的尺寸公差和几何公差必须采用包容原则。

②在大批量生产时，对键和键槽只需要规定位置度公差进行综合控制，并对键宽采用最大实体要求，采用花键综合量规来检验矩形花键。位置度公差见表5-1-5。项目预备知识项目预备知识

③单件小批量生产时，对键（键槽）宽规定对称度公差和等分度公差，并遵守独立原则，两者同值，对称度公差见表5-1-6，图样标注如图5-1-9所示。

④对于较长的花键,国家标准未作规定，可根据产品性能自行规定键（键槽）侧对定心轴线的平行度公差。项目预备知识（3）矩形花键的表面粗糙度项目预备知识图5-1-10矩形花键配合及公差的图样标注a)装配图样上的标注b)内花键的标注c)外花键的标注4．花键联接的标注项目预备知识项目二

传动轴键槽对称度的测量

5-2-1所示为某企业产品齿轮变速箱的中间传动轴，其上有一键槽，并给出了键槽的对称度公差要求。本任务的要求是：

1.识读键槽的对称度公差要求；

2.测量键槽对称面相对于基准轴线的对称度误差值，并判断该键槽对称度误差是否合格。图5-2-1键槽的对称度公差要求

项目任务与要求任务分析与思考

对称度是限制被测要素相对于基准要素的偏离全量的一项指标。

本项目键槽用于安装连接齿轮和轴的平键，如果键槽出现偏离或歪斜，则会影响齿轮的运动精度或者无法安装齿轮。

键槽的中心平面，要求相对于基准轴线对称。即应使键槽的中心平面限定在两平行平面之间的区域内，且该平行平面对称于基准轴线。

项目任务实施任务实施一、识读键槽对称度公差要求本项目为对键槽对称度误差的测量，图样中对称度公差的要求为被测键槽的中心平面应限定在间距等于0.015mm的两平行平面之间的区域内，该平行平面对称于基准轴线。二、准备工具和量具准备与键槽尺寸、形状一致的定位块一只，千分表及表架一套，V形铁一块，检验平板一块。项目任务实施图5-2-2键槽的对称度误差测量示意图三、测量方法与步骤

将定位块装入键槽中，保证不松动，必要时可进行研合。如图5-2-2所示，将被测轴放置在V形铁上，用V形铁模拟基准轴线，被测键槽中心平面由定位块模拟，以检验平板作为测量基准。

项目任务实施

1.将千分表的测头与定位块的顶面接触，沿定位块的某一横截面（垂直于被测圆柱轴线的平面）移动，稍微转动被测工件以调整定位块的位置，直到使千分表在这个横截面上移动时示值不变为止，则定位块沿径向（前后方向）与平板平行。

2.用千分表测量1、2两点，测得示值M1=0，M2=+0.013mm。

3.将轴在V形架上翻转180°，调整被测零件，再次使定位块沿径向与平板平行。然后测量1、2两点的对应点1′、2′，得示值M'1=-0.009，M'2=-0.012mm。项目任务实施四、处理数据，判断零件合格性1.计算截面偏移量

两个测量截面上键槽实际被测中心相对于基准轴线的偏移量为读数差的一半∆1和∆2：项目任务实施2.对称度误差可用下式计算：

式中，f1、f2——截面