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1、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,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、
2、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
3、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， 所以配合种类应是机轴制。,2、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、过渡、过盈三种。 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 健视为轴，槽视为孔。,6,3、键与轴、毂的配合公差图 键是国标，用h9，改变槽的尺寸， 来控制配合性质。如图示,（1）键与轴槽配合2H9/h9；配合尺寸为：,2h9=,2H9=,Xmax=25-（-25）=50um Xmin=0-0=0 ； 一
4、般间隙配合。,（2）键与轮毂槽配合2D10/h9, 配合尺寸为：,2h9=,2D10=,配合示意图,第一种配合：,结论： 轮毂的间隙轴的间隙,Xmax=60-（-25）=85 Xmin=20-0=20 ；较松间隙配合。,计算间隙：,计算间隙：,7,第二种配合： （1）键与轴槽配合2N9/h9；配合尺寸为：,2h9=,2N9=,Xmax=-4-（-25）=21um Xmin=-29-0=-29=Yman ；一般过渡配合。,（2）键与轮毂槽配合2Js9/h9, 配合尺寸为：,2h9=,Xmax=12-（-25）=37um Xmin=-12-0=-12=Ymax 一般过渡配合。,2Js9=,计算间隙
5、：,计算间隙：,配合示意图,8,第三种配合： （1）键与轴槽、轮毂槽配合同是2P9/h9； 配合尺寸为：,2h9=,计算间隙： Xmax=-6-（-25）=19um Xmin =-31-0=-31=Ymax 较紧过渡配合。 选择配合性质、配合公差均可以从P222223表11-211-6。,2P9=,配合 公差 带图,配合示意图,9,二、键的非配合尺寸公差 键联结除键宽以外，均是非配合尺寸。 （槽深、长度、键高）用时可查表11-311-6,三、键和键槽的形位公差 1、键槽工作面对称度与平行度公差 应按国标GB/1184-1966；GB/183-80选取。 精度等级控制在68级,例：b=8 槽IT
6、8 求平行度与对称度 精度等级 IT 6 7 8 9 10 平行度 8 12 20 30 50um 对称度 6 10 15 30 60um,Ra=1.63.2um 如图示,如下图,2、求键槽两侧面及底面粗糙度,10,例一、 有一传动副用平键联结，要求键在槽和轮毂槽中均 固定（为一般联结），且呈受载荷不大。轴与孔基本尺 寸40，键公称尺寸bh=128 求： 1、槽宽及槽深基本尺寸及上下偏差。 2、确定相应对称度公差及粗糙度值。 3、画出键与键槽配合公差带图。 4、计算键与轴槽、轮毂槽的配合间隙。 5、指出键与轴槽、轮毂槽的配合种类。 6、将各尺寸结果标在零件简图上。 解1、,11,解1、槽宽及槽
7、深的基本尺寸及上下偏差。 1）求槽宽 由已知条件：键宽b=12；键高h=8 故：槽宽=键宽=b=12 2）求配合性质 由已知条件知：键固定、载荷不大， 查：P222表11-2（用一般联结） 键为h9；轴槽N9；毂槽Js9 配合性质为： 键与轴，12N9/h9；键与毂，12Js9/h9 3）求出上下偏差 查表11-3，11-4,12h9=,12N9=,12Js9=,12,4）求槽宽深度 （查表11-3）,轮毂槽深t1=,解2、确定相应对称度公差及粗糙度值。 (P224三段叙述，b8时)按6级，取键槽两侧对 称度公差=0.018um （P226表11-9，用花键的） 键槽两侧Ra=1.63.2，取
8、3.2，键槽底取6.3 解3、画出键与键槽配合公差带图。,轴槽深t=,13,Xmax=0-（-0.043）=0.043 Xnin=-0.043-0=-0.043=Ymax Xmax=0.0215-（-0.043）=0.0645 Xnin=-0.0215-0=-0.0215=Ymax,解5、指出键与轴槽、轮毂槽配合种类。 键与轴槽：过渡配合。 键与毂槽：过渡配合。 解6、将各尺寸结果标在轴、孔零件简图上。,轴槽深度尺寸标注：,（偏差对调变号）,（偏差不变）,1）键与轴槽：,2）键与毂槽：,解4、计算键与轴槽、轮毂槽配合间隙。,毂槽深度尺寸标注：,1）,2）,14,没 例二、 平键用较紧的连接，承
9、受重载。 轴与孔70，键2012。 求： 1、槽宽及槽深基本尺寸及上下偏差。 2、确定各对称度公差及粗糙度值。 3、画出键与键槽配合公差带图。 4、计算键与轴槽、轮毂槽的配合间隙。 5、指出键与轴槽、轮毂槽的配合种类。 6、将各尺寸结果标注在零件简图上。,15,解1、槽宽及槽深基本尺寸及上下偏差。 1）求槽宽由已知条件：键宽b=20,键高h=12 槽宽=键宽=b=20 2)求配合性质由已知条件知：键固定、载荷大， 查：P222表11-2（用较紧联结） h9 （ 或h8） ； P9； P9 配合性质为： 键与轴20P9/h9；键与毂：20P9/h9 3）求出上下偏差 查表11-3，11-4,20
10、P9=,20P9=,4）求槽宽深度 查表11-3,20h9=,轴槽深t=,轮毂槽深t1=,故：,键为,轴槽,毂槽,16,解2、确定相应的平行度公差及粗糙度值。 (P224三段叙述，b8时)按6级。 取键槽两侧对称度公差（P226表11-9，用花键的） 对称度公差=0.020um (P224三段叙述，b8时)按6级。键槽两侧Ra=3.26.3， 键槽两侧取 键槽底取 解3、画出键与键槽配合公差带图。,3.2，,6.3,17,解4、计算键与轴槽、轮毂槽的配合间隙。 1）键与轴槽和键与毂槽一样： Xmax=-0.022-（-0.052）=0.030 Xnin=-0.074-0=-0.074=Ymax
11、 解5、指出键与轴槽、轮毂槽的配合种类。 1）键与轴槽、与毂槽： 解6、将各尺寸结果标注在零件简图上。,轴槽,毂槽,均是过渡配合。,18,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B,3、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。,19,二、矩形花键的公差与配合 1、采用基孔制（国标
12、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。,20,三、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
13、；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dMMC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11-5,21,（二）花键的位置度公差应遵守最大实体要求 （见上图6-7d10EQS） 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MMC下。 A圈M：基准A同时也应在MMC下， 即在由d10控制的最大尺寸下。,22,（三）键和键槽的对称度公差、等分度公差应
14、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,23,四、矩形花键的图样标注 1、装配图,2、零件图 1）花键轴如下图1、2,23f7圈E：应遵守包容要求。 在花键轴最小时dmin，允许有形状误差。 在花键轴最大时dmax，形状误差=0。 当23-0.020时，允许形状误差0。 当23-0.041时，允许形状误差0.021。,即： 23f7 =,分析,图2,图1,24,2）花键孔如下图1、2,注：花键孔d的尺寸应遵守包容要求。 在d尺寸MMC，max时，形状误
15、差=0， 在d尺寸MMCmax时，才允许有形状误差。,图1,图2,25,举例1： 623H7/g726H10/a116H11/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=,26,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0.0150.010 标注方法见P213
16、 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23-0.00723-0.028之间。 孔23+0.02123+0之间。 在小径max或min时，形状误差为0。下述2,27,2、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。,28,没 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
