键联结精度与检测

1、键联结精度与检测第1页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三单键与花键都是机械传动中的标准件，广泛应用于轴与齿轮、链轮、皮带轮或连轴器等可拆卸传动件之间的联接，以传递扭矩、运动兼作导向。例如，变速箱中变速齿轮与轴之间通过平键联接，如图7-1（a）所示，通过花键孔与花键轴的联接如图7-1（b）所示。平键对中性好，可用于较高精度的联接，具有制造、装拆简便、成本低廉等优点。第2页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-1键联接示意图第3页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-2单键单键：单键的类型有平键、半圆键、钩头楔键和切向键，如图7

2、-2所示。 第4页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-3 平键联接平键分为普通平键和导向平键，前者用于固定联接，后者用于移动联接（如双联齿轮），如图7-3所示。第5页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-4 普通平键普通平键根据其两端形状又有A型（两端圆）、B型（两端平）、C型（一端圆、一端平）之分，如图7-4所示。第6页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三花键：当需要传递较大扭矩时，单键联接已不能满足要求，因而键联接发展为花键联接。花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），如图7-1（b）所示。按截面形状又有矩形花键、渐

3、开线花键、梯形花键、三角形花键之分，其中矩形花键应用最广泛。第7页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三花键联接中键的数目增加，接触面比平键多，且联接键与轴为一体，使轴和轮毂上承受负荷分布比较均匀。而且花键联接可作固定联接，也可作滑动联接。因此，与平键联接相比，花键联接具有定心精度高、导向性好、承载能力强等优点。故在汽车、机床等机械行业中广泛应用。但其加工需用专用设备和刃具、量具，制造成本较高。第8页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三本章主要讨论普通平键和矩形花键的公差配合及精度检测。第9页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三7.1

4、平键的公差配合与精度检测 1.平键的几何参量及标记 平键联接由键、轴上键槽和轮毂上键槽3部分组成，通过键的侧面与轴上键槽、轮毂上键槽侧面之间的相互接触来实现扭矩传递。联接时，键的上表面与轮毂键槽底面间要留有一定的间隙。其结构及其主要尺寸如图7-3（a）所示（图示为减速器的输出轴与带轮之间的联接，输出的动力及转矩通过平键来传递）。 第10页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三键为标准件（由型钢制成），其基本尺寸是键宽（b）、键高（h）和键长（L）。标记为：GB/T 1099.1键bhL 如：键61025其他尺寸包括：轴槽深（t）和轮毂槽深（t1），轴和轮毂直径（d）（为了便于

5、测量，在图样上分别标注尺寸“d-t”和“d-t1”）。设计键联接时，平键的规格参数根据d查表确定，如表7-1和表7-2所示。第11页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三2.平键联接的公差配合及选用（1）尺寸公差单键是标准件，故单键联接通常采用基轴制配合。键与键槽宽（b）是主要配合尺寸，其他尺寸为非配合尺寸。一般来说对配合尺寸给予较严格的公差，对非配合尺寸给出较宽松的公差。第12页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 配合尺寸键与键槽宽（b）由于键是标准件，因此对误差的主要控制对象是键槽宽。国家标准GB/T 1095-2003规定，键宽公差带为h9，对键槽

6、宽和轮毂槽宽分别规定3种公差带：H9、N9、P9和D10、Js9、P9，共同组成3种配合类型，如图7-5所示，其应用如表7-3所示。第13页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-5平键联接的配合类型第14页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 非配合尺寸轴槽深（t）和轮毂槽深（t1）的公差带如表7-1所示。键高（h）、键长（L）和轴槽长的公差带如表7-4所示。第15页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三（2）形位公差和表面粗糙度键槽的形位公差主要是指键槽的实际中心平面对基准轴线的对称度公差。键槽的对称度误差使键与键槽间不能保证面接

7、触，致使传递扭矩时键工作表面负荷不均匀，从而影响键联接的配合性质。同时对称度误差还会影响键联接的自由装配。第16页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 为了保证键联接正常工作，国家标准对键和键槽的形位公差作出以下规定。 对称度公差等级按GB/T 1184-1996形状和位置公差选取（以键宽b为主参数），一般取79级。 对长键（L/b8），规定键的两工作侧面在长度方向上的平行度，平行度公差也按GB/T 1184-1996选取：当b6mm时取7级，b836mm时取6级，b40mm 时取5级。第17页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三键和键槽配合面的表面粗糙

8、度Ra值一般取1.6m6.3m，非配合面的Ra值取12.5m。键槽尺寸和形位公差图样标注如图7-6所示。第18页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-6平键的键槽尺寸和公差标注示例第19页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三3平键的精度检测对于平键联接，需要检测的项目有键槽宽、轴槽深、轮毂槽深以及槽对轴线的对称度。第20页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三（1）单件小批量平键的检测单件小批生产时，采用通用量具（如千分尺、游标卡尺等）测量键槽的尺寸。键槽对其轴线的对称度误差可采用如图7-7所示方法进行检测。第21页，共49页，20

9、22年，5月20日，23点51分，星期三图7-7轴槽对称度误差测量第22页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 将与键槽宽度相等的定位块（模拟体现键槽中心平面）插入轴槽，与轴同置在V形铁（模拟体现基准轴线）上。先用指示表对定位块上表面进行校平（即定位块上表面沿径向与平板平行）。第23页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 测量定位块与平板间距离，记下指示表读数1；然后将工件旋转180重复上述操作，再次记下指示表读数2。该截面上、下两对应点的读数差为a，则该截面的对称度误差为f截=ah/(dh)式中：d轴的直径，h槽深。第24页，共49页，2022年，5月

10、20日，23点51分，星期三 沿键槽长度方向测量，取长向两点的最大读数差为长向对称度误差：f长=a高a低 取以上两个方向测得的误差最大值，为该工件键槽的对称度误差。第25页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三（2）大批量平键的检测大批量生产时，用综合量规进行检验，如用尺寸量规检测键槽宽及键槽对称度量规检测键槽对称度，如图7-8所示；用轴槽深度量规和轮毂槽深度量规检测轴槽和轮毂槽深，如图7-9所示。第26页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三当量规能插入轮毂槽中或伸入轴槽底，通端能通过而止端不能通过时，键槽合格。 图7-8键槽对称度量规 图7-9 键槽深度

11、量规 第27页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三7.2 矩形花键的公差配合 1.花键的几何参量及标记 花键联接由内花键（花键孔）和外花键（花键轴）组成，将轴与轴上零件联为一体共同传递扭距。其规格尺寸在国标GB 1144-2001矩形花键尺寸公差和检验中规定。矩形花键的基本尺寸是键数（N）、小径（d）、大径（D）、键宽和键槽宽（B），如图7-10所示。第28页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-10矩形花键的主要尺寸第29页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 为了便于加工和测量，规定矩形花键的键数为偶数，有6、8、10三种。据

12、承载能力不同，按键高分为中、轻两个系列，中系列比轻系列的键高尺寸大（大径大）承载能力强。矩形花键的尺寸系列如表7-5所示。花键的标记为：键数小径大径键宽，即NdDB，如623266。需要标注公差时，各自公差带代号紧跟其后。第30页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三例如：某花键副N6，d= ，D= ，B= ，标记如下（见图7-11）：零件图上标注外花键623f726a116d10 GB/T 1144-2001零件图上标注内花键623H726H106H11 GB/T 1144-2001装配图上标注6 GB/T 1144-2001第31页，共49页，2022年，5月20日，23

13、点51分，星期三图7-11矩形花键在图样中的标注第32页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三2.花键联接的公差配合及选用 （1）尺寸公差 基准制：由于内花键比外花键加工复杂，为了减少内花键用花键拉刀加工、花键量规检验用的刀、量具的规格及数量，故花键联接通常采用基孔制配合。第33页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 主要配合尺寸：小径（d）是花键的主要配合尺寸也称为定心尺寸，其他为次要配合尺寸。一般来说对定心尺寸给予较严格的公差，对其他尺寸给出较宽松的公差。第34页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 配合精度：花键的配合精度也即联接

14、精度分为两种，一般传动和精密传动。根据定心精度要求和传递扭距大小选用。第35页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三精密传动多用于定心精度高、传递扭距大且要求平稳的精密传动机械，如精密机床主轴变速箱。一般传动用于定心精度要求不太高但传递扭矩较大的重载减速器，如重载汽车、拖拉机的变速器。矩形花键的尺寸公差带如表7-6所示。第36页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三 配合类型：即花键的联接类型分为3种，即固定联接、紧滑动联接和滑动联接。其选用范围如表7-7所示。第37页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三（2）形位公差及表面粗糙度 形位公

15、差：由于矩形花键联接表面复杂，键长与键宽比值较大，因此形位误差是影响联接质量的重要因素，因此必须加以控制。单件小批生产多采用单项控制法，为保证定心表面的配合性质，给出键宽对称度，并规定小径处的尺寸公差与形位公差的关系必须采用包容要求，图样标注如图7-12所示。第38页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-12 矩形花键对称度公差标注示例第39页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三大批量生产时，对如键宽对定心轴线的对称度、键等分度及键侧对定心轴线的平行度等位置误差，规定位置度公差加以综合控制，并采用最大实体要求。位置度公差如表7-8所示。对称度公差如表

16、7-9所示。 表面粗糙度：花键各结合表面的表面粗糙度值如表7-10所示。第40页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三7.3矩形花键的精度检测 矩形花键的检测包括尺寸检测和形位误差检测。在单件小批量生产时，花键的尺寸和位置度误差使用千分尺、游标卡尺、指示表等通用量具分别检测。大批量生产时，用花键综合量规综合检验内、外花键的大径、小径、键宽的尺寸误差，以及大、小径的同轴度误差、各键（键槽）的位置度误差等项目，判断花键加工的合格性。第41页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三图7-13矩形花键综合量规矩形花键综合量规如图7-13所示。第42页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三表7-1 普通平键键槽的尺寸与公差（摘自GB/T 1095-2003） （单位：mm）第43页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三表7-2 普通平键的尺寸与公差（摘自 GB/T 1096-2003） 单位：mm第44页，共49页，2022年，5月20日，23点51分，星期三表7-3平键联接中键宽b的3种配合类型及其应用表7-4 平键联接中非配合尺寸的公差带第45页，共49页