公差第7章键与花键的公差与配合

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1、第 7 章 键与花键的公差与配合学习目的和要求1掌握平键联接的公差与配合。能够根据轴颈和使用要求，选用平键联接的规格参数 和联接类型，确定键槽尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，并能够在图样上正确标注。2熟悉矩形花键联接采用小径定心的优点。3掌握花键联接的公差与配合。能够根据标准规定选用花键联接的配合形式，确定配 合精度和配合种类，熟悉花键副和内外花键在图样上的标注。键联接和花键联接广泛用于轴和轴上传动件（如齿轮、皮带轮、手轮和联轴器等）之间的 可拆卸联接，用以传递转矩和运动，有时也作轴向滑动的导向，特殊场合还能起到定位和保 证安全的作用。71平键联接的公差与配合711 概述键又称单键，按其结构形

2、式不同，分为平键、半圆键、切向键和楔键等四种。其中平键 又分为普通型平键和导向型平键两种。本节主要讨论平键联接。平键联接是由键、轴、轮毂三个零件结合，通过键的侧面分别与轴槽、轮毂槽的侧面 接触来传递运动和转矩，键的上表面和轮毂槽底面留有一定的间隙。因此，键和轴槽的侧面 应有足够大的实际有效面积来承受负荷，并且键嵌入轴槽要牢固可靠，防止松动脱落。所以， 键宽和键槽宽 6 是决定配合性质和配合精度的主要参数，为主要配合尺寸，应规定较严的公 差；而键长L、键高h、轴槽深t1和轮毂槽深t2为非配合尺寸，其精度要求较低。平键联接 方式及主要参数如图7-1 所示。图 7-1 平键联接方式及主要结构参数71

3、2 平键联接的公差与配合平键是标准件，平键联接是键与轴及轮毂三个零件的配合，考虑工艺上的特点，为使不 同的配合所用键的规格统一，利于采用精拔型钢来制作，国家标准规定键联接采用基轴制配 合。为保证键在轴槽上紧固，同时又便于拆装，轴槽和轮毂槽可以采用不同的公差带，使其 配合的松紧不同，国家标准GB / T10952003平键 键槽的剖面尺寸对平键与键槽和 轮毂槽的宽度规定了三种联接类型，即正常联接、紧密联接和松联接，对轴和轮毂的键槽宽 各规定了三种公差带。而国家标准GB / T10962003普通型 平键对键宽规定了一种 公差带h8,这样就构成了三组配合。其配合尺寸（键与键槽宽）的公差带均从GB/

4、T1801 1999标准中选取，键宽与键槽宽6的公差带如图7-2所示。具体的公差带和各种联接的配合性质及应用见表 7-1。平键与键槽的剖面尺寸及键槽的 公差与极限偏差见表 7-2。平键联接的非配合尺寸中，轴槽深t1和轮毂槽深t2的公差带见表7-2；矩形普通平键键 高h的公差带为h11；键长L的公差带为h14；轴槽长度的公差带为H14。图 7-2键宽和键槽宽 b 的公差带表 7-1 平键联接的三组配合及应用配合种类尺寸b的公差带配合性质及应用场合松联接键轴键槽轮毂键槽h8H9D10用于导向平键，轮毂可在轴上移动正常联接N9JS9键在轴键槽中和轮毂键槽中均固 定，用干载荷不大的场合紧密联接P9P9

5、键在轴键槽中和轮毂键槽中均牢 固地固定，用于载荷较大、有冲击和双向扭矩的场合713 平键联接的形位公差及表面粗糙度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，应分别规定轴槽对轴线和轮毂槽对孔的轴线的对称度公差。对称度公差等级按GB/T11841996, 般取79级。 轴槽与轮毂槽的两个工作侧面为配合表面，表面粗糙度R值取1. 63. 2um。槽底面 a 等为非配合表面，表面粗糙度 Ra 值取 6. 3um。7.1.4 平键联接的公差与配合的选用 参见表 7-2，根据轴径确定平键的规格参数。参见表 7-1，根据平键的使用要求和应用场合来选择键联接的松紧类型。参见表 7-2，确定键槽、轮

6、毂槽的宽度、深度尺寸和公差。 根据国标推荐，确定键槽的形位公差和各表面的粗糙度要求。7.1.5 图样标注 键槽的图样标注如图 7-3 所示。图 7-3键槽尺寸和公差的图样标注a）轴键槽b）轮毂键槽表 7-2 普通平键键槽的剖面尺寸与公差（摘自 GB/T10952003）（mm）键轴公称 直径d键键尺寸 bXh匪审口半径r基本尺宀皿 加/巨 辛.轴t毂t1基松联接正常联接紧密键接轴H9毂D10轴N9毂JS9键接轴和nn基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差最大最小自6-82X2O1+0.0253 0+0.060+0.020-0.004-0.0290.0125毂19-0.006-0.031尺寸1.2偏差

7、+0.10尺寸1. 0偏差+0.100. 080. 168-103X32O1.81.410-124X43/I45+0.03006+0.078+0.0300-0.0300.015-0.012-0.0422.51.812-175X54L3.02.30. 160. 2517-226X653.52.822-308X76C8+0.0361 0+0.098+0.0400-0.0360.018-0.015-0.0514.0+0.203.3+0.2030-3810X881 r5.03.30.250.4038-4412X8101 C11+0.0431 01+0.120+0.0500-0.0430.0215-0.

8、018-0.0615.03.344-5014X9121 /I5.53.850-5816X10146.04.358-6518X11161 C7.04.465-7520X1218CC2+0.0522 0+0.149+0.0650-0.0520.026-0.022-0.0747.54.90.400.6075-8522X1420229.05.4注：1。（d-t）和（d-q）两组合尺寸的极限偏差按相应的t和一的极限偏差选取，但（d-t）的极限偏差应取负号（-）。、2在GB/T10962003没有给出相应轴径的公差直径，此表为根据一般受力情况推荐的轴的公称直径值、7.2矩形花键联接的公差与配合当传递较大的

9、转矩，定心精度又要求较高时，单键联接满足不了要求，需采用花键联接、花键联接是花键轴、花键孔两个零件的结合、花键可用作固定联接，也可用作滑动联接、花键联接与平键联接相比具有明显的优势：孔、轴的轴线对准精度（定心精度）高，导向性好，轴和轮毂上承受的负荷分布比较均匀，因而可以传递较大的转矩，而且强度高，联接 更可靠。花键按其键齿形状分为矩形花键，渐开线花键两种，本节讨论应用最广的矩形花键。 721 矩形花键联结的特点 矩形花键联接由内花键（花键孔）与外花键（花键轴）构成，用于传递转矩和运动。其联接 应保证内花键与外花键的同轴度、联接强度和传递强度的可靠性，对要求轴向滑动的联接 还应保证导向精度。72

10、2 矩形花键的配合尺寸及定心方式为了便于加工和检测，键数 N 规定为偶数（有 6、8、10），键齿均布于全圆周。按承载 能力，矩形花键分为中、轻两个系列。对同一小径，两个系列的键数相同，键（槽）宽相同， 仅大径不相同。中系列的承载能力强，多用于汽车、拖拉机等制造业；轻系列的承载能力相 对低，多用于机床制造业。矩形花键的尺寸系列见表 7-3。矩形花键主要尺寸有小径d、大径D、键（槽）宽B,如图7-4所示。矩形花键联接的结合面有三个，即大径结合面、小径结合面和键侧结合面。要保证三个 结合面同时达到高精度的定心作用很困难，也没有必要。实用中，只需以其中之一为主要结 合面，确定内、外花键的配合性质。确

11、定配合性质的结合面称为定心表面。每个结合面都可作为定心表面，所以花键联结有三种定心方式：小径 d 定心、大径 D定心和键（槽）宽日定心，如图 7-5 所示。表7-3矩形花键基本尺寸系列（摘自GB / T11442001）（mm）小径d轻系列中系列规格 NxdxDxB键数N大径D键宽B规格 NxdxDxB键数N大径D键宽B236X23X26 x 662666X23X28 x 66286266X26X30 x 663066X26X32 x 66326286X28X32 x763276X28X34 x76347328X32X36 x683668X32X38 x 68386368X36X40 x784

12、078X36X42 x 78427428X42X46 x884688X42X48 x88488468X46X50 x985098X46X54x98549526X52X58 x 10858108X52X60 x 1086010568X56X62 x 10862108X56X65 x 1086510628X62X68 x 12868128X62X72 x 12872127210X72X78 x 1210781210X72X82 x 12108212GB/T11442001规定矩形花健以小径结合面作为定心表面，即采用小径定心。定心图 7-4 矩形花键直径d的公差等级较高，非定心直径D的公差等级较 低

13、，并且非定心直径D表面之间有相当大的间隙，以 保证它们不接触。键齿侧面是传递转矩及导向的主要 1 表面，故键（槽）宽B应具有足够的精度，一般要求比 非定心直径D要严格。723 矩形花键的公差与配合恳为了减少制造内花键用的拉刀和量具的品种规格，有利于拉刀和量具的专业化生产，矩形花键配合 _ 应采用基孔制，即内花键d、D和B的基本偏差不变，上 依靠改变外花键d、D和B的基本偏差，获得不同松紧的配合。矩形花键配合精度的选择，主要考虑定心精度要求和传递转矩的大小。精密传动用花 键联结定心精度高，传递转矩大而且平稳，多用于精密机床主轴变速箱与齿轮孔的联接。一 般用花键联接则常用于定心精度要求不高的卧式车床变速箱及各种减速器中轴与齿轮的联 接。图 7-5 矩形花键联结的定心方式a）小径定心b）大径定心c）键侧（键槽侧）定心矩形花键配合精度的选择，主要考虑定心精度要求和传递转矩的大小。精密传动用花 键联结定心精度高，传递转矩大而且平稳，多用于精密机床主轴变速箱与齿轮孔的联接。一 般用花键联接则常用于定心精度要求不高的卧式车床变速箱及各种减速器中轴与齿轮的联 接。配合种类的选择，首先应根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定是固定联接还是 非固定联接。对于内、外花键之问要求有相对移动，而且移动距离长、移动频率高的情况， 应选择配合间隙较大的滑动联接，使配合面间有足够