机械精度设计与检测课件：键的精度设计及检测

键的精度设计及检测《机械精度设计与检测》

目录平键连接的精度01矩形花键的精度02键和花键的检测03内容键的精度设计及检测键（单键）分类：平键、半圆键、切向键和楔形键键连接和花键连接广泛用作轴和轴上传动件(如齿轮、皮带轮、手轮和联轴器等)之间的可拆连接,用以传递扭矩,有时也作轴向滑动的导向,特殊场合还能起到定位和过载保护的作用。内容键的精度设计及检测1.平键连接的精度平键又可分为普通平键、导向平键（导键）和滑动平键（滑键）三种（1）平键的参数平键链接由键、轴槽和轮毂槽三部分组成平键的两侧面是工作面，平键的上表面与轮毂槽底之间留有间隙。这种键的定心性好，装拆方便，应用广泛。平键连接是通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递扭矩的。在平键连接的结合尺寸中，键和键槽的宽度是配合尺寸，国家标准规定了较为严格的公差。hd+t1图平键联接内容（1）平键的参数如图所示。因此,键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要参数,即配合尺寸应规定较小的公差;而键的高度h和键和槽长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。图1普通平键键槽的剖面尺寸键的精度设计及检测平键连接的剖面尺寸已标准化,见普通平键键槽的尺寸及公差(摘自GB/T1095—2003)(单位:mm)。内容普通平键的尺寸与公差也已标准化,见表。普通平键的尺寸与公差(摘自GB/T1097—2003)键的精度设计及检测内容1.平键连接的精度(2)平键连接的公差配合在键宽与键槽宽的配合中，键宽是“轴”，键槽宽是“孔”，所以，键宽与轴键槽宽和轮毂键槽宽的配合采用基轴制。GB/T1096—2003对键宽规定了一种公差带h8。对轴键槽宽规定了H9、N9、P9三种公差带；对轮毂键槽宽规定了D10、JS9、P9三种公差带根据平键的使用要求和应用场合来选择键联结的松紧类型图2普通平键连接尺寸公差带图键的精度设计及检测内容1.平键连接的精度(2)平键连接的公差配合平键由型钢制成,是标准件,所以键连接采用基轴制配合。键宽公差带为h8,具体配合分为一般连接、较紧连接和较松连接三类。各种配合的配合性质和适用场合见表。

平键连接的配合种类及应用键的精度设计及检测内容1.平键连接的精度(3)平键连接的几何公差为保证键与键槽的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。键与键槽配合的松紧程度不仅取决于它们的配合尺寸公差带，还与它们配合表面的形位误差有关，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,将造成键槽的对称度误差,因此应分别规定轴键槽宽度的中心平面对轴的基准轴线和轮毂键槽宽度的中心平面对孔的基准轴线的对称度公差。该对称度公差与键槽宽度的尺寸公差及孔、轴尺寸公差的关系可以采用独立原则或最大实体要求。键槽对称度公差采用独立原则时，使用普通计量器具测量；键槽对称度公差采用最大实体要求时，应使用位置量规检验。对称度公差等级可为7～9级。键的精度设计及检测内容1.单键连接的精度(3)平键连接的几何公差键槽配合面的表面粗糙度一Ra值一般取1.6~3.2μm,非配合面Ra值取6.3μm。(4)轴槽的剖面尺寸、几何公差及表面粗糙度等在图样上的标注在平键的连接工作图中,考虑到测量的方便性,轴槽深t1用d-t1标注,其极限偏差与t1相反,轮毂槽深t2用d+t2标注,其极限偏差与t2相同。例

有一减速器中的轴和齿轮间采用普通平键联接，已知轴和齿轮孔的配合是Φ56H7/r6，试确定轴槽和轮毂槽的剖面尺寸及其公差带、相应的形位公差和各个表面的粗糙度参数值，并把它们标注在断面图中。键的精度设计及检测内容键的精度设计及检测2、确定键联接：减速器中轴与齿轮承受一般载荷，故采用正常联接。查表，则轴槽公差带为16N9（

），轮毂槽公差带为16JS9（±0.0215）。

轮毂槽深t1=4.3，d+t1=60.3

解1、查表，查得直径为Φ56的轴孔用平键的尺寸为

b×h=16×10

3、确定键联接形位公差和表面粗糙度：轴槽对轴线及轮毂槽对孔轴线的对称度公差的IT8级选取，公差值为0.020mm。轴槽及轮毂槽侧面表面粗糙度Ra值为3.2μm，底面为6.3μm。图样标注如图所示。

+0.200-0.2

+0.20

+0.200-0.043轴槽深t=6.0，d-t=50内容1.单键连接的精度图3键槽连接的标注示例键的精度设计及检测内容1.单键连接的精度图

键槽连接的标注示例键的精度设计及检测项目五

典型零件的公差与配合内容如图所示的一级直齿圆柱齿轮减速器，功率为5kw,转速n1=960r/min。其两端的轴承为6211深沟球轴承（d=55mm，D=100mm），轻负荷。1.根据工况条件选择输出轴上Φ55轴颈与滚动轴承内径，箱体孔Φ100（外壳孔）与轴承外径的配合、几何公差值和表面粗糙度，并标注在图样上。解：根据减速器输出轴的使用功能，采用类比法，选用0级轴承。参考表“与向心轴承配合的轴公差带代号”和表“与向心轴承配合的外壳孔公差带代号”，分别选择：轴颈公差带Φ55k6，箱体孔公差带Φ100H7参考表“轴和外壳孔的几何公差值”、表“配合面的表面粗糙度”，分别选择：轴颈圆柱度公差为0.005mm，轴肩轴向圆跳动公差为0.015mm，箱体孔圆柱度公差0.01mm，轴颈Φ55k6表面粗糙度Ra值不允许大于0.8μm，箱体孔Φ100H7表面粗糙度Ra值不允许大于3.2μm内容如图所示的一级直齿圆柱齿轮减速器，功率为5kw,转速n1=960r/min。其两端的轴承为6211深沟球轴承（d=55mm，D=100mm），轻负荷。1.根据工况条件选择输出轴上Φ55轴颈与滚动轴承内径，箱体孔Φ100（外壳孔）与轴承外径的配合、几何公差值和表面粗糙度，并标注在图样上。内容如图所示的一级直齿圆柱齿轮减速器，功率为5kw,转速n1=960r/min。其两端的轴承为6211深沟球轴承（d=55mm，D=100mm），轻负荷。2.选择齿轮轴的精度并标注在图样上。解，根据减速器输入轴的使用功能和工况条件，采用类比法，参考表“各类机械中齿轮精度等级的应用范围”和表“齿轮精度等级与圆周速度的应用范围”选择齿轮精度等级为8级。采用类比法确定检验项目如右表。图

齿轮零件图内容如图所示的一级直齿圆柱齿轮减速器，功率为5kw,转速n1=960r/min。其两端的轴承为6211深沟球轴承（d=55mm，D=100mm），轻负荷。3.选择图上平键16的精度并标注在图样上。解：键槽的平行度主要由机床精度来保证。键槽（轴槽和轮毂槽）对轴线或轮毂轴线的对称度公差一般可按7~9级选取。键槽配合表面的粗糙度一般取Ra≤1.6~3.2μm，非配合表面粗糙度一般取Ra≤6.3~12.5μm。内容2.矩形花键的公差花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成。花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接。花键连接可作固定连接，也可作滑动连接。花键连接优点:定心精度高、导向性好、承载能力强。与平键连接的比较花键连接强度更高，承载能更力强。花键分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键等几种，其中以矩形花键的应用最广泛。键的精度设计及检测图

花键的主要尺寸内容2.矩形花键的公差矩形花键连接由内花键（花键孔）与外花键（花键轴）构成，用于传递转矩和运动。其连接应保证内花键与外花键的同轴度、连接强度和传递强度的可靠性；对要求轴向滑动的联结，还应保证导向精度。矩形花键的主要尺寸有三个，即大径D、小径d、键宽（键槽宽）B。图4矩形花键的主要尺寸键的精度设计及检测内容2.矩形花键的公差（1）矩形花键的定心内外花键有三个结合面,确定内、外花键配合性质的结合面称为定心表面,每一个结合面都可作为定心表面。因此,花键连接有三种定心:小径d定心,大径D定心和键侧(键槽侧)定心。小径定心、大径定心的定心精度比键侧定心精度高非定心直径表面之间应有足够的间隙。国家标准GB/T1144—2001《矩形花键尺寸、公差和检验》规定用小径d定心。为什么用小径d定心呢?因为定心表面要求有较高的硬度和尺寸精度,在加工过程中往往需要热处理,热处理后在花键孔、轴的小径表面可以用磨削方法进行精加工,而花键孔的大径和键侧表面则难以磨削加工。小径较易保证较高的加工精度和表面强度,定心稳定性好，从而提高耐磨性和花键的使用寿命。

矩形花键是靠键侧传递扭矩的，所以键宽和键槽宽应保证足够的精度。键的精度设计及检测内容（2）矩形花键的公差配合为了便于加工和测量,键数规定为偶数,有6、8、10三种。按承载能力不同,矩形花键可分为中、轻两个系列。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。矩形花键的尺寸系列见表。键的精度设计及检测内容表

矩形花键的尺寸系列(摘自GB/T1144—2001)(单位:mm)内容（2）矩形花键的公差配合按精度矩形花键分为一般用花键和精密传动用花键两种。花键尺寸公差带选用的一般原则是:定心精度要求高或传递扭矩大时，应选用精密传动用尺寸公差带。反之，可选用一般用的尺寸公差带。每种用途的连接都有三种装配形式:滑动、紧滑动和固定连接。矩形花键联结采用基孔制配合。为了减少加工和检验内花键用花键拉刀和花键量规的规格和数量。键的精度设计及检测内容表

矩形内、外花键的尺寸公差带(摘自GB/T1144—2001)键的精度设计及检测一般传动用内花键拉削后再进行热处理，键槽宽变形不易修正，公差由H9降为H11。精密传动用内花键，联结要求键侧配合间隙较高时，槽宽公差带选用H7，一般情况选H9。内容尺寸d、D、B的极限偏差值,是按其公称尺寸查国家标准“极限与配合”的公差表格得到的。表列出了几种配合应用情况,可供参考。表矩形花键配合应用键的精度设计及检测内容2.矩形花键的公差键的精度设计及检测内容2.矩形花键的公差(3)矩形花键的形状和位置公差①形状公差定心尺寸小径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，它必须具有理想形状，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位置公差为了保证定心表面的配合性质,内、外花键的小径(定心直径)的尺寸公差和几何公差必须采用包容原则。在大批量生产时,采用花键综合量规来检测矩形花键,因此,对键宽需要采用最大实体原则,对键和键槽只需要规定位置度公差。花键位置度的公差值见表,其在图样上的标注如图所示。键的精度设计及检测内容图5矩形花键的位置度标注键的精度设计及检测表矩形花键位置度公差值t1(摘自GB/T1144—2001)(单位:mm)内容图6矩形花键的对称度标注键的精度设计及检测当单件、小批量生产时,应规定键(键槽)两侧面的中心平面对定心表面轴线的对称度和等分度。花键对称度的公差值见表,其在图样上的标注如图所示。当花键较长时,还可根据产品性能要求进一步控制各个键或键槽侧面对定心表面轴线的平行度。表

矩形花键对称度公差值t2(摘自GB/T1144—2001)(单位:mm)内容2.矩形花键的公差(4)矩形花键的表面粗糙度以小径定心时,有关加工表面的表面粗糙度见表。表

矩形花键表面粗糙度推荐值键的精度设计及检测内容2.矩形花键的公差(5)矩形花键在图样上的标注键的精度设计及检测花键规格N×d×D×B(mm)6×23×26×6花键副内花键6×23H7×26H10×6H11外花键6×23f7×26a11×6d10内容2.矩形花键的公差键的精度设计及检测图

矩形花键的标注内容3.键和花键的检测（