鍵和花鍵聯結的精度設計與檢測第8章《機械精度設計與檢測》課程組制作中南林業科技大學精品課程本章重點矩形花鍵的定心方式及其主要尺寸的公差配合。本章內容

8.1鍵聯結的應用與種類

8.2平鍵聯結的精度設計

8.3花鍵聯結的種類和特點

8.4矩形花鍵聯結的精度設計與標注8.1鍵聯結的應用與種類鍵和花鍵通常用于軸與軸上的傳動件之間的可拆卸聯結，用以傳遞扭矩和運動；當聯結件間有軸向相對移動時，還可以起導向作用。有些還能實現軸向固定以傳遞軸向力。8.1鍵聯結的應用與種類平鍵的分類：常用的鍵聯結有平鍵（包括普通平鍵、導向平鍵和滑鍵）、半圓鍵、切向鍵和楔鍵聯結，其中以平鍵聯結應用最廣泛。8.1鍵聯結的應用與種類A型平鍵B型平鍵A型導向平鍵半圓鍵C型楔鍵B型楔鍵鉤頭楔鍵切向鍵C型平鍵8.1鍵聯結的應用與種類普通平鍵用于靜聯接，即輪轂與軸之間無相對移動的聯接。導向平鍵和滑鍵用于動聯接，即輪轂與軸之間有軸向相對移動的聯接。花鍵的分類：花鍵聯結分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵聯結，其中以矩形花鍵聯結應用最廣泛。8.1鍵聯結的應用與種類外花鍵內花鍵齒輪與內花鍵齒輪與外花鍵8.1鍵聯結的應用與種類花鍵聯結與平鍵聯結相比，花鍵聯結具有定心精度和導向精度高、承載能力強的優點。但花鍵的制造工藝比單鍵復雜，制造成本相對較高。8.2平鍵聯結的精度設計8.2.1平鍵聯結的公差與配合

8.2.2平鍵聯結的形位公差

8.2.3平鍵聯結的表面粗糙度

8.2.4平鍵聯結的檢測8.2平鍵聯結的精度設計LAAA—Abd-ttd+t1hd8.2.1平鍵聯結的形位公差平鍵聯結是應用最廣的單鍵聯結，主要分為普通平鍵和導向平鍵。平鍵聯結是由鍵、軸鍵槽、輪轂鍵槽構成。在工作時，通過鍵的側面與軸槽和輪轂槽的側面相互接觸來傳遞轉矩。輪轂槽鍵軸鍵槽平鍵聯結中有鍵（槽）的長度、寬度、深度及高度等參數。其幾何參數圖樣標注如圖。8.2.1平鍵聯結的形位公差由于扭矩的傳遞是通過鍵和鍵槽側面來實現的，因此國標（GB/T1096－2003《平鍵、鍵和鍵槽的剖面尺寸》）把鍵（槽）的寬度b作為配合尺寸，其公差帶見圖。8.2.1平鍵聯結的形位公差+0-bh9H9D10h9N9JS9h9P9鍵寬公差帶軸槽公差帶輪轂公差帶較松鍵聯結一般鍵聯結較緊鍵聯結P98.2.1平鍵聯結的形位公差平鍵聯結采用基軸制，國家標準對鍵寬只規定了一種公差帶h9。通過改變軸槽寬和輪轂槽寬的公差帶來實現不同配合，便于鍵作為標準件集中生產。國家標準對平鍵聯結規定了三種聯結類型，即較松鍵聯結、一般鍵聯結和較緊鍵聯結，三種配合的性質與主要應用場合參見表。由于鍵槽形位誤差的影響，鍵聯結配合的實際松緊程度比理論上要緊。8.2.1平鍵聯結的形位公差標準還規定了平鍵聯結中的鍵長和軸槽長度的公差帶分別采用h14和H14

。8.2.1平鍵聯結的形位公差8.2.2平鍵聯結的形位公差在鍵聯結中除了對有關尺寸有公差要求外，對有關表面的形狀和位置也有公差要求。為了保證鍵側與鍵槽之間有足夠的接觸面積，避免工作面負荷不均勻，對中性不好，影響聯結的松緊程度和裝配，國家標準對鍵和鍵槽的形位公差作了如下規定：（1）軸槽對軸、輪轂槽對孔軸線的對稱度，根據不同要求和寬度b，按GB/T1184－2001中的對稱度公差7～9級選取。8.2.2平鍵聯結的形位公差（2）當鍵長L與鍵寬b之比大于或等于8時，鍵槽兩側面對軸線的平行度要求，應符合GB/T1184－2001的規定：當b≤6mm時，公差等級取7級；當b≥8～36mm時，公差等級取6級；當b≥40mm時，公差等級取5級。8.2.2平鍵聯結的形位公差8.2.3平鍵聯結的表面粗糙度平鍵和鍵槽表面粗糙度Ra的選用，對于配合面一般取（1.6～6.3）μm；其它非配合面取6.3μm。8.2.4平鍵聯結的檢測平鍵和鍵槽的尺寸檢測相對比較簡單，檢測的項目主要有鍵和鍵槽寬度、鍵槽深度及鍵槽對稱度等。單件、小批生產常用用游標卡、千分尺等一些通用計量器具測量其寬度和深度，成批生產時可采用的極限量規來檢驗鍵槽寬度及對稱度誤差，當對稱度量規能插入輪轂或伸入軸槽底，則為合格。對稱度誤差是位置誤差，故其量規只有通規沒有止規。8.2.4平鍵聯結的檢測8.2.5應用實例8.2.5應用實例8.3花鍵聯結的種類和特點花鍵聯結由內花鍵（孔）與外花鍵（軸）構成，用以傳遞扭矩和軸向運動。花鍵聯結可作固定聯結，也可作滑動聯結。按鍵齒形狀的不同，花鍵主要分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵三種。其中矩形花鍵聯結應用廣泛。內花鍵外花鍵三角形花鍵8.3花鍵聯結的種類和特點8.3花鍵聯結的種類和特點特點：1、對中、導向性好、定心精度高；2、各鍵齒承載均勻，承載力大；3、鍵槽淺，對軸損傷較小；4、加工要用專用設備，成本高。8.4.1矩形花鍵的主要尺寸及定心方式8.4.2矩形花鍵的公差與配合

8.4.3矩形花鍵的形位公差

8.4.4矩形花鍵的表面粗糙度

8.4.5矩形花鍵的檢測8.4矩形花鍵聯結的精度設計與標注

GB/T1144-2001《矩形花鍵尺寸、公差和檢驗》規定了矩形花鍵的剖面形式、定心形式、尺寸要素、公差等內容。矩形花鍵的主要尺寸：小徑d、大徑D、鍵槽寬B。鍵數規定為偶數，分別為6、8、10三種。按承載能力的不同，矩形花鍵可分為中、輕兩個系列。8.4.1矩形花鍵的主要尺寸及定心方式8.4.1矩形花鍵的主要尺寸及定心方式1.矩形花鍵的主要尺寸矩形花鍵的主要尺寸有大徑D、小徑d、鍵和鍵槽的寬度B，如圖所示。其中(a)為內花鍵，（b）為外花鍵。（2）矩形花鍵的定心方式在矩形花鍵聯結中，主要要求是保證內、外花鍵的同軸度，以及鍵側面與鍵槽側面接觸均勻，保證傳遞一定的轉矩。為此，必須保證一定的配合性質。國家標準規定采用小徑定心，即把小徑的結合面作為定心表面，規定較高的精度；其它兩個尺寸規定較低的精度。

8.4.1矩形花鍵的主要尺寸及定心方式按GB1144—2001中的規定，矩形花鍵以小徑結合面作為定心表面，即采用小徑定心。8.4.1矩形花鍵的主要尺寸及定心方式矩形花鍵聯結以小徑定心有以下優點：①小徑容易保證較高的加工精度和表面硬度，因此能提高耐磨性和花鍵的使用壽命，定心穩定性好。②有利于簡化加工工藝，降低生產成本，能減少成本較高的拉刀規格，也易于保證表面質量。③與國際標準規定相一致，便于技術引進，有利于機械產品的進出口貿易和技術交流。④有利于齒輪精度標準貫徹配套。8.4.1矩形花鍵的主要尺寸及定心方式一般用途矩形花鍵聯結精密傳動用矩形花鍵結合矩形花鍵結合按其使用要求分類適用于普通機械，一般可作為7～8級精度齒輪的基準孔如用于定心精度要求不高的普通機床變速箱以及各種減速器中軸與齒輪花鍵孔（內花鍵）的聯結。適用于精密傳動機械，常用作精密齒輪傳動基準孔，如精密機床主軸變速箱或6級以上齒輪用花鍵副等8.4.2矩形花鍵的公差與配合矩形花鍵的公差與配合采用基孔制，目的是減少花鍵拉刀和花鍵塞規的規格。定心直徑d的公差等級高，要求嚴格，且一般情況下，定心直徑d的公差帶，內、外花鍵取相同的公差等級。8.4.2矩形花鍵的公差與配合8.4.2矩形花鍵的公差與配合滑動聯結緊滑動聯結固定聯結矩形花鍵按配合類型分類移動時定心精度要求高，傳遞扭矩大或經常有反向轉動或移動距離較長、移動頻率高時時選用內、外花鍵之間要求有軸向相對移動時選用當內、外花鍵之間無軸向相對移動要求時8.4.3矩形花鍵的形位公差由于矩形花鍵的形位誤差會影響可裝配性、定心精度和承載的不均勻性，因此國家標準GB1144—2001對矩形花鍵的形位公差按照公差原則作了如下規定：（1）小徑d的極限尺寸遵守包容原則。因為矩形花鍵的小徑既是配合尺寸，又是聯結的定心尺寸，必須保證其配合性質。（2）因為花鍵的鍵槽寬和鍵寬是花鍵聯結的非定心尺寸，在工作中起傳動扭矩作用。因此為保證內、外花鍵的互換裝配，花鍵的位置度公差應遵守最大實體原則。此時，位置度公差綜合控制各鍵之間的角度位置，并包括各鍵對軸線的對稱度誤差以及鍵側對軸線的平行度誤差。檢驗方法采用花鍵綜合量規檢驗。它適用于大批量生產的情況。8.4.3矩形花鍵的形位公差8.4.3矩形花鍵的形位公差8.4.3矩形花鍵的形位公差（3）當花鍵采用單項檢驗法時，在圖樣上對鍵（槽）寬規定對稱度公差和等分度公差。此時，花鍵的對稱度和等分度公差遵守獨立原則。它適用于單件、小批生產的情況。

(4)對于較長的花鍵，可以根據產品的性能，自行規定鍵（槽）側對小徑d軸線的平行度公差。8.4.3矩形花鍵的形位公差8.4.3矩形花鍵的形位公差8.4.3矩形花鍵的形位公差另外，在分析花鍵的加工質量、產生廢品的原因、制造花鍵刀具、量具以及首件檢查和抽樣中也可能進行對稱度檢查。由于形位誤差的影響，矩形花鍵各結合面的配合均比預定的要緊。8.4.3矩形花鍵的形位公差8.4.4矩形花鍵的表面粗糙度注：在新標準中，鍵側的數值都擴大一倍8.4.4矩形花鍵的標注方式矩形花鍵的標記代號，依次包括以下項目：鍵數N、小徑d、大徑D、鍵（槽）寬B，其各自的公差帶代號或配合代號標注于各基本尺寸之后。花鍵副：GB/T1144－2001內花鍵：6×28H7×34H10×7H11GB/T1144－2001外花鍵：6×28f7×34a11×7d10GB/T1144－20018.4.4矩形花鍵的標注方式8.4.5花鍵聯結的檢測花鍵檢測分為單項檢測和綜合檢測。在單件小批量生產