键与花键的公差与配合

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,第,8,章,键与花键的公差与配合,8.1,单键连接的公差与配合,8.2,矩形花键的公差与配合,8.3,键与花键的检测方法,8.1,单键连接的公差与配合,8.1.1,概述,单键是一种常用的连接零件,用于轴和轴上的齿轮、带轮、凸轮等零件的连接。单键的作用主要是传递扭矩和动力，有时还可起导向作用。单键分为平键、半圆键、切向键和楔形键等几种形式，其中以平键的应用最广。平键又可分为普通平键和导向平键两种，前者用于固定连接，后者用于导向连接。,平键连接由平键、轴槽、轮毂槽三部分组成，三者的装配关系如,图,8-1,所示。平键连接的主要尺寸有键宽和键槽宽,b,（轴槽宽和轮毂槽宽）、键高,h,、槽深,（,轴槽深,t,1,、轮毂槽深,t,2,）,、键和键槽长,L,等参数。键和键槽的宽度,b,为配合尺寸，通过选择不同的配合性质，可分别用作固定连接和导向连接；其余尺寸为非配合尺寸，可规定较松的公差。通常情况下，键高,h,不允许与键槽底面接触，两者之间必须留有,0.2mm,左右的间隙。,返回,下一页,8.1,单键连接的公差与配合,8.1.2,平键连接的公差与配合,GB/T 1095-2003,规定了平键连接的剖面尺寸及公差，如,图,8-1,和,表,8-1,所示。其中，轴槽深,t,1,和轮毂槽深,t,2,的尺寸与极限偏差由,GB/T 1095-2003,专门规定，见,表,8-1,。键高,h,的公差带一般采用,h11,，键长的公差带采用,h14,，轴槽长度的公差带采用,H14,。,根据国标规定，平键为标准件，键宽仅采用一种公差带,h8,；轴槽宽和轮毂槽宽则采用三种公差带，分别与平键组成松连接、正常连接和紧密连接等三种性质不同的配合，以满足不同用途的需要。平键连接的公差带如,图,8-2,所示，三种配合的应用场合参见,表,8-2,。,选用平键连接的方法是：,1,）首先查,表,8-1,，根据轴的公称直径值,d,确定键的尺寸,b,，再确定槽深,t,1,、,t,2,的基本尺寸和极限偏差；,2,）然后查,表,8-2,，根据平键连接的应用场合确定连接的配合类型；,3,）查,表,8-1,，分别确定平键、轴槽宽、轮毂槽宽的极限偏差；,4,）将结果标注在图样上。,返回,上一页,下一页,8.1,单键连接的公差与配合,8.1.3,平键连接的形位公差和表面粗糙度,为了保证键宽与键槽宽之间有足够的接触面积，避免装配困难，应分别规定轴槽和轮毂槽的对称度公差。具体方法是以键宽为基本尺寸，按,GB/T 1184-1996,中规定的对称度公差,79,级选取。,当键长,L,与键宽,b,之比大于或等于,8(L/b,8,),时，还应规定键的两工作侧面在长度方向上的平行度要求，,作为主要配合表面，轴槽和轮毂槽的键槽宽度,b,两侧面的表面粗糙度,R,a,值一般取,1.63.2m,，轴槽的底面和轮毂槽底面的表面粗糙度参数,R,a,取,6.3m,。,有关标注示例见,图,8-3,所示。考虑到测量的方便性，在键连接工作图中，轴槽深,t,1,用,(d-t,1,),标注，其极限偏差的符号与,t,1,相反；轮毂槽深,t,2,用,(d+t,2,),标注，其极限偏差的符号与,t,2,相同。,返回,上一页,下一页,8.1,单键连接的公差与配合,8.1.4,新旧国标的主要区别,新国家标准,GB/T 1095-2003,与旧国标,GB/T 1095-1979,的主要区别是：,1,）标准的名称由原来的,“,平键,键和键槽的剖面尺寸,”,改为,“,平键,键槽的剖面尺寸,”,；,2,）取消了,表,8-1,栏目中的,“,轴的公称直径,d,”,这一列；,3,）将原表格第,2,列中的,“,键公称尺寸,bh,”,改为,“,键尺寸,bh,”,；,4,）将原表格第,3,列中的,“,公称尺寸,b,”,改为,“,基本尺寸,”,；,5,）将表格中的键槽宽度极限偏差由,“,较松键连接、一般键连接、较紧键连接,”,改为,“,松连接、正常连接、紧密连接,”,；,6,）将键槽深度中的,“,轴,t,”,改为,“,轴,=t,1,”,；,“毂,t,1,”,改为“毂,t,2,”,；,7,）取消了表中的注；,8,）取消了附录,“,关于键槽表面粗糙度和对称度公差,”,。,返回,上一页,8.2,矩形花键的公差与配合,8.2.1,概述,与平键连接相比，花键连接具有定心精度高、导向性能好、承载能力强、对轴的削弱较小等优点，在机械连接中得到了广泛的应用。,按花键配合的性质，花键连接分为固定连接与滑动连接两种。按花键齿的形状，有矩形花键、渐开线花键和三角形花键三种,（,参见,图,8-4,）,。在机械传动中，矩形花键的应用最广。,花键连接的配合特点是：,（,1,）较多的配合参数,：,花键相对于圆柱配合或单键连接而言，其配合参数较多，除键宽外，还有定心尺寸、非定心尺寸、齿宽尺寸、键长尺寸等，其中最关键的是定心尺寸的精度要求。,返回,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,（,2,）采用基孔制配合,：,内花键通常采用拉刀或插齿刀加工，生产效率高，较容易获得理想的精度。花键配合采用基孔制，内花键的尺寸精度保持不变，只要通过改变外花键的尺寸，即可得到不同的配合，这样做可以减少昂贵的所需拉刀的规格种类，最经济地满足不同场合的配合需要。,（,3,）必须考虑形位误差的影响,：,花键在加工过程中不可避免地存在形状位置误差，为了限制形位误差对花键配合的影响，除了规定花键的尺寸公差外，还必须规定花键的形位公差，或规定限制形位误差的花键综合公差。,本节只介绍矩形花键的公差与配合。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,8.2.2,矩形花键的主要尺寸及定心方式,1.,矩形花键的主要尺寸,矩形花键的主要尺寸有三个，即大径,D,、小径,d,和键宽,（,键槽宽,）,B,，如,图,8-5,所示。,GB/T 1144-2001,矩形花键,尺寸、公差和检验,规定，矩形花键的键数为偶数，有,6,、,8,、,10,三种。按承载能力不同，矩形花键的尺寸分为轻、中两个系列，见,表,8-3,所示。中系列的键高尺寸比轻系列的尺寸大，故承载能力较强。对于同一小径尺寸，两个系列矩形花键的键数相同，键宽（键槽宽）也相同，仅大径尺寸不同。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,2.,矩形花键的定心方式,在制造矩形花键时，如果要求小径、大径和键宽,（,键槽宽,）,三个尺寸同时都精密配合是十分困难的。为了既保证花键连接的配合精度，又降低花键的制造难度，只能在三个连接尺寸中选一个作为定心尺寸，对它提出较高的精度要求，用它来保证内、外花键的配合性质和定心精度；而其余两个尺寸则作为非定心尺寸，可以采用较低要求。因此，矩形花键可以有三种定心方式：小径定心、大径定心、键侧（键槽侧）定心，如,图,8-6,所示。,在国标,GB/T 1144-2001,中，规定矩形花键连接应采用小径定心方式。国标规定,：,对矩形花键的小径选用公差等级较高的小间隙配合，如,图,8-6(a),所示。采用小径定心时，花键的大径,D,为非定心尺寸，其公差等级较低，且有足够大的间隙，以保证内、外花键的大径表面不接触；键宽,（,键槽宽,）,尺寸虽然也是非定心尺寸，但因为内、外花键的键侧,（,键槽侧,）,用于传递扭矩和导向，所以它们的配合仍应具有较高的精度。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,国标规定的矩形花键采用小径定心有许多优点，它可以在降低制造难度的前提下确保定心精度。例如,：,内、外花键配合表面通常都淬硬至,42HRC,左右，以提高接触面的强度、硬度和耐磨性，延长使用寿命,!,但热处理后的零件有残余热变形，需采用磨削修正。如果不采用小径定心，则内花键的大径和键侧都很难进行磨削修正，无法保证花键的定心精度；如果采用小径定心，则外花键的小径可采用成形磨削修正，内花键的小径可采用内圆磨削修正，因而可使小径配合面达到极高的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度要求。可见，采用小径定心方法可使花键连接获得更高的定心精度，使定心的稳定性好，使用寿命长。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,8.2.3,矩形花键的公差与配合,在国家标准,GB/T 1144-2001,中，规定矩形花键的尺寸公差采用基孔制，以减少拉刀的种类和数目。内、外花键小径、大径和键宽,（,键槽宽,）,的尺寸公差带，分为一般用和精密传动用两大类，内,、,外矩形花键的尺寸公差带见,表,8-4,。表中列出的公差带及其极限偏差数值，与,GB/T 1800.3-1998,中规定一致。对一般用的内花键槽宽，还分别列出拉削后热处理和不热处理两种情况，规定了两种公差带。标准规定，矩形花键按装配形式分为,：,滑动,、,紧滑动和固定三种配合，前两种配合在工作过程中既可传递扭矩，还可以让花键套在轴上移动，后一种配合只能用来传递扭矩，花键套在轴上无轴向移动。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,根据规定，矩形花键选用尺寸公差带的一般原则是,#,当定心精度要求高时，应选用精密传动用尺寸公差带，反之可选用一般用尺寸公差带；当要求传递扭矩大或经常需要正反转变速时，应选择紧一些的配合，反之可选择松一些的配合；当内,、,外花键需要频繁相对滑动或配合长度较大时，可选择松一些的配合。,矩形花键各尺寸公差带的选用，可参见,表,8-4,所示。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,8.2.4,矩形花键的形位公差和表面粗糙度,1.,形状公差,矩形花键定心尺寸,（,小径,d,）,的极限尺寸应遵守包容要求。即当小径,d,的实际尺寸处于最大实体状态时，矩形花键必须具有理想形状；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。,2.,位置公差,矩形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向位置,、,各键对轴线的对称度误差和各键对轴线的平行度误差等，用综合量规,（,位置量规,）,进行检验。矩形花键的位置度公差值见,表,8-5,。花键位置度的图样标注如,图,8-7,所示。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,为了降低制造成本，当单件,、,小批量生产时可采用单项测量，规定花键的对称度公差和等分度公差。矩形花键的对称度公差值见,表,8-6,。花键的等分度公差是指花键各齿沿,360,0,圆周方向均匀分布理想位置的最大允许偏离值。国家标准规定，花键的等分度公差值等于花键的对称度公差值。花键,（,花键槽,）,的对称度公差和等分度公差遵守独立原则。花键的对称度、等分度公差在图样上的标注方法如,图,8-8,所示。,对较长的花键，还应规定花键各键齿,（,键槽,）,侧面对定心表面轴线的平行度公差，平行度公差值可根据使用要求自行规定。,3.,表面粗糙度,矩形花键各结合表面的表面粗糙度要求，参见,表,8-7,所示。,返回,上一页,下一页,8.2,矩形花键的公差与配合,8.2.5,矩形花键的标注,矩形花键连接的标记代号为,：,键数,N,小径,d,大径,D,键,（,键槽,）,宽,B,，各尺寸的公差带代号可标注在各自的基本尺寸之后。例如，,的花键副标注方法如下：,花键规格,：823266,对花键副（在装配图上），标注配合代号：,GB/T 1144-2001,对内、外花键（在零件图上），标注尺寸公差代号：,内花键,GB/T 1144-2001,外花键,GB/T 1144-2001,返回,上一页,8.3,键与花键的检测方法,8.3.1,平键的检测,1.,平键的尺寸误差检测,在单件、小批量生产中，常采用游标卡尺、千分尺等通用计量器具来测量键槽宽度和深度。在成批、大量生产中，则可采用各种极限量规来进行测量，如,图,8-9,所示。,2.,平键的对称度误差检测,在单件小批量生产时，可采用分度头、,V,形块和百分表测量平键的对称度误差；在大批量生产时，可采用综合量规,（,如对称度极限量规,）,检验，只要量规能通过即为合格，如,图,8-10,所示。,图,8-10(a),为轮毂槽对称度量规，,图