11章键和花键的互换性解析

1第十一章

键和花键的互换性1、内容：键联结的作用、分类、键的公差与配合。矩形花键的定心方式、公差与配合、形位公差2、重点：键的作用、应用、键的配合性质的选择矩形花键的定心方式、形位公差标注实例3、难点：键的应用、键联结配合公差带图的画法键的形位公差的选择及标注

2第一节：概述键联结的作用：用于轴和轴上零件的连接。图示作用：传递扭矩、导向工作原理：→轴转→带动键转→键侧面带动轮转。或：轮转→带动键转→键侧带动轴转。键的功能：完成传递扭矩和运动。

3二、键联结的分类（一）单键联结通过轴、毂上的键槽用键联结，完成扭矩传递。单键的结构形式：（P220表11-1）平键、半圆键、揳键、滑键等4种（如图示）（二）花键的联结在轴或轮上有6个外齿或内齿（齿就是键），内外齿联结，完成扭矩传动的功能。花键的结构形式：渐开线、三角、矩形齿三种。如图示（P221图11-1）

联结方法：4三、键的应用1、单键（3个零件的联结）结构简单、容易制造、安装，满足一般要求。传递扭矩小，负荷分布不均匀，定心精度低。2、花键（2个零件联结）优点：传递扭矩大，负荷分布均匀，导向、定心、同轴度高。难加工，成本高。3、键的应用：键合理应用，应通过键与键孔的配合来完成。通过配合精度，实现互换性。

优点：缺点：缺点：5第二节：单键联结的公差与配合一、配合尺寸的公差与配合1、配合种类1）键传递扭矩是两个侧面。2）其配合尺寸应是键宽b。3）键是标准件，且同时与轴槽、轮毂槽配合，所以配合种类应是基轴制。

62、配合性质1）常用较松、一般、较紧的三种状态。配合性质为：间隙、松过渡、紧过渡三种。2）如何确定配合性质：P222表11-2根据实际工作状态。3）如何确定配合公差：P222表11-3，按国标确定键视为轴，槽视为孔。

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101112第三节：矩形花键联结的公差与配合

一、矩形花键的定心方式1、矩形花键联结的主要功能保证内外花键的同轴度和传递扭矩运动。2、主要参数：大径D、小径d、键宽B。如图示采用小径d定心的优点：1）花键孔热处理变形可用内圆磨修正。图示（因工件热处理后硬度高，拉刀易磨损）2）花键轴小径d可用成型磨保证。如图示

大径D、小径d、键宽B3、三种定心方式：4、国家标准定心方式：矩形花键采用小径d定心。13二、矩形花键的公差与配合1、采用基孔制（国标定）目的：减少拉刀数目。（拉刀制造复杂，成本高）2、花键工作形式1）滑动、紧滑动：花键套可改变轴向位置（如常见的双联滑移齿轮）2）固定：只传递扭矩。（传递的力大，精度高）3、配合性质通过改变花键轴的d、B的公差达到滑动或固定。4、花键常用的配合性质见P225表11-7不同的装配形式，配合性质不同。例：一般用途，均是基孔制，滑动配合。如下图根据大径D、小径d、键宽B的尺寸，查出极限偏差，可计算出配合间隙。

14三、矩形花键的形位公差主要是小径d形状公差、键槽位置、对称度、等分度公差。（一）小径d的极限尺寸应遵守包容要求圈E。如图内径d=28；f7；7级精度；评定基准A圈E：d尺寸应遵守包容要求。即：1）d处于MMC（最大实体状体）时，必须是理想形状，即形状误差=0。（MMS最大实体尺寸由f7的值决定）2）只有d＜MMC时，才允许有形状误差。（即形状误差应包容在f7限定变化的尺寸范围内）如下图P225图11-5

15（二）花键的位置度公差应遵守最大实体要求（见上图6-7d28EQS）6个键B=7、IT10级、EQS：均匀分布。位置度允差0.02；6个键的角位置允差0.02；圈M：表示允差在MMVC下。A圈M：基准A同时也应在MMC下，即在由d28控制的最大尺寸下。

16（三）键和键槽的对称度公差、等分度公差应遵守独立原则。独立原则：图纸上给出的形位公差与尺寸公差无关。单件小批量时，可用对称度控制。其标注方法如：P226图11-6等分度公差EQS=对称度的公差值表11-9

如下图1717矩形花键的标注方式矩形花键的标注代号按顺序表示为键数N、小径d、大径D、键（键槽）宽B，其各自的公差带代号或配合代号标注于各基本尺寸之后。1818矩形花键的检测矩形花键的检测包括：尺寸检验和形位误差检验。在单件小批量生产中，花键的尺寸和位置误差用千分尺、游标卡尺、指示表等通用计量器具分别测量。矩形花键综合量规

1919矩形花键的检测大批量生产中，内（外）花键用花键综合塞（环）规同时检验内（外）花键的小径、大径、各键槽宽（键宽）、大径对小径的同轴度和键（键宽）的位置度等项目。还要用单项止端塞（卡）规或不同计量器具检测其小径、大径、各键槽宽（键宽）的实际尺寸是否超越其最小实体尺寸。检测内、外花键时，如果花键综合量规能通过，而单项止端量规不能通过，则表示被测内、外花键合格。反之，即为不合格

20第十一章课上思考题一、填空题：1、键传递扭矩是两个（），所以其配合尺寸应是（）尺寸。键的其余尺寸均是（）尺寸。2、键是标准件，而且同时与（）和（）配合，所以配合的种类应采用（）。3、矩形花键的三种定心方式是用（）、（）和键宽B。国家标准规定，矩形花键用（）定心。4、矩形花键的三种（）方式是用大径D、小径d和键宽B。（）规定，矩形花键用小径d（）。侧面键宽b非配合尺寸轴槽轮毂槽基轴制小径d大径D小径d定心国家标准定心21举例1：6×23H7/g7×26H10/a11×6H11/f9

确定矩形花键中内外花键的小径、大径、键宽、键槽宽的极限偏差、位置度公差。并指出各自应遵守的公差原则。解：解一、查表求各自尺寸的极限偏差

轴：23g7=2、26H10/a11轴：26a11=3、6H11/f9轴：6f9=1、23H7/g7；孔：23H7=孔：6H11=孔：26H10=

22解二、求位置度公差查P226表11-8；按键宽6选花键孔键槽宽的位置度公差0.015花键轴键槽宽的位置度公差0.015~0.010

标注方法见P213图11-5解三、各自应遵守的公差原则1、d23应遵守包容原则要求圈E；含义：实际要素不应超出最大最小实体尺寸。本题含义：小径d的形状误差应在轴23-0.007~23-0.028之间。孔23+0.021~23+0之间。在小径max或min时，形状误差为0。下述2

232、花键的位置度公差应遵守最大实体要求1）以小径d中心为基准，D孔或d轴的MMC下允许的形状公差。2）以键宽B轴或B孔的MMC下允许的形状误差。本质是：尺寸误差与形状误差有关！3、键与键槽对称度误差应遵守独立原则。含义是：尺寸与形状、位置公差彼此无关。本题既是：各自的键宽独立评价对称度公差。4、花键的大径D应遵守独立的原则本题是：花键大径D与形位公差无关。

24上节课讲到：1、键的功能：完成传递扭矩和运动。2、键传递扭矩是两个侧面；其配合尺寸应是键宽b。3、键是标准件，且同时与轴槽、轮毂槽配合，所以配合种类应是机轴制。4、花键国家标准定心方式：矩形花键采用小径d定心。5、矩形花键装配图图样标注。6、实例分析下述平键实例分析25举例2

1、确定槽宽的配合性质。（选择配合性质）2、确定轴槽及毂槽深度基本尺寸及其上下偏差？3、确定键宽、轴槽宽及毂槽宽度基本尺寸的上下偏差？4、画出配合公差带图。判定配合性质。5、确定相应的形位公差（参考矩形花键表）6、确定表面粗糙度数值7、将所求数值及符号标在图上。图示

减速器中有一传动轴与一零件孔采用平键联结，要求键在轴槽和毂槽中均固定，且承受的载荷不大，轴与孔的直径为60mm,现选定键的公称尺寸为18mm×11mm。求：

26解：1、确定槽宽的配合性质。根据题意，键在轴槽和毂槽中均固定，且承受载荷不大，故为一般联结。（见P222表11-2）解出键用国标h9,轴槽用N9,毂槽用Js92、确定轴槽及毂槽深度基本尺寸及其上下偏差？根据上述已知条件，查P222表11-3毂槽t1=计算标注尺寸：=（对调上下偏差）=（上下偏差不变）轴槽t=轴槽=60-毂槽=60+

273、确定键宽、轴槽宽及毂槽宽度基本尺寸的上下偏差？

轴槽宽18N9=

毂槽宽18Js9=

4、画出配合公差带图。判定配合性质。5、确定相应的形位公差（参考矩形花键表）（见P226表11-9）根据键宽b=18,一般用途，选取对称度公差=0.018。轴槽毂槽对称度的基准均是中心线。用代号A、B。键宽18h9=属于过渡配合。

（见表11-4；11-3）287、将所求数值及符号标在图上。6、确定表面粗糙度数值（见P227）按规定轴键槽、轮毂键槽的两个侧面Ra=1.6~3.2um,

轴键槽、轮毂键槽的底面Ra=6.3um

29课上练习：花键标注如图示求：1、指出该花键的键数和三个主要参数的基本尺寸。2、查表确定内外花键各尺寸的极限偏差。3、分析各处的配合性质。（画图、计算X、Y）

30解1：（求花键数、小径、大径、键宽）花键数N=6小径d=23大径D=26键宽B=6解2、（确定内外花键各尺寸的极限偏差）（在p18；p24~27）查表2-4，IT=?表2-7，表2-8EI=?;es=?

因IT=33

因IT=52外花键轴：

因IT=33es=-7

因IT=84es=-300

因IT=18es=-106f8=26a10=23g6=

因IT=4823H8=6H10=26H9=内花键孔：

31解3：分析各处的配合性质1）小径d出的配合性质（1）小径d的配合公差带图（2）计算配合间隙（3）结论：Xmax=33-（-40）=70Xmin=0-（-7）=72）大径D出的配合性质（1）大径D的配合公差带图（2）计算配合间隙（3）结论：Xmax=52-（-300）=352Xmin=0-（-384）=384间隙配合。间隙配合

d孔=d轴=D孔=D轴=323）键宽B出的配合性质（1）键宽B的配合公差带图（2）计算配合间隙Xmax=48-（-28）=76Xmin=0-（-10）=10（3）结论：间隙配合

B孔=B轴=33

有一变速器6级精度齿轮的花键孔与花键轴的联结采用小径定心矩形花键滑动配合，要求定心精度高，设内外花键的公称尺寸为8×32×36×6，结合长度60mm，作用长度80mm，图形如下。求：1、内外花键的公差代号。2、内外花键的极限尺寸。3、工作表面的形位公差。4、将各结果标注在装配图上和零件图上。课上测验：

34解1：确定内外花键的公差代号。分析题意：要求滑动配合，所以是一般用途。定心精度要求高，应按国家标准用d定心。查P225表11-7（一般用途）采用H7

采用g7（选用紧滑动，根据定心精度要求高）采用H10