键与花键的互换性与检测
(互换性与测量技术基础)11键和花键的互换性
的平行度公差。 (4) 表面粗糙度有推荐值
花键在图面上的标注(大批量生产)
花键在图面上的标注(大批量生产)
图中最大实体原则的讨论
1、键槽宽B=7mm（MMS），基准 孔D=28mm（MMS），位置度为 0.02mm，作基准的孔的轴线不允 许浮动；
图面标注(单件小批量生产)
矩形花键的图样标注
• 矩形花键联结在图样上的标注，按顺序包括以下项目：键数 N，小径d，大径D，键宽B，花键的公差带代号以及标准代号
• 对N＝6，d＝23H7/f7，D＝26H10/a11，B＝6H11/d10的花键 标记如下：
花键规格：N×d×D×B 6×23×26×6
键和花键 的互换 性
1
键 国家标准
• GB/T 1095－2003《平键 键槽的剖面尺寸》 • GB/T 1096－2003《普通型 平键》 • GB/T 1144－2001《矩形花键尺寸、公差和检验
》
1. 键与花键的用途和种类 2. 单键联结的公差与配合 3. 矩形花键联结的公差与配合 4. 键和花键的检测
2、键槽宽B=7.09mm（LMS），基 准孔D=28mm（MMS），位置度为 0.02+0.09=0.11mm，作基准的孔 的轴线不允许浮动；
3、键槽宽B=7.09mm（LMS），基 准孔D=28.021mm（LMS），位置 度为0.02+0.09=0.11mm ，作基 准的孔的轴线允许浮动，最大浮 动量是0.021，即基准孔的直线 度公差为0.021
综合检验 适用于大批量生产，用量规检验。
6第六章 键和花键参考答案
第六章键和花键的互换性及其检测一．判断题（正确的打√，错误的打×）1．平键联接中，键宽与轴槽宽的配合采用基轴制。
（√）2．矩形花键的定心尺寸应按较高精度等级制造，非定心尺寸则可按粗糙精度级制造。
（√）3．矩形花键定心方式，按国家标准只规定大径定心一种方式。
（×）二．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）1．花键的分度误差，一般用（ B ）公差来控制。
A．平行度；B．位置度；C．对称度；D．同轴度。
2.对键槽应提出 C 形位公差要求A.平面度；B.位置度；C.对称度；D.平行度三．填空题1．单键分为平键半圆键楔键三种，其中以平键应用最广。
2．花键按键廓形状的不同可分为矩形花键渐开线花键三角形花键。
其中应用最广的是矩形花键。
3．花键联结与单键联结相比，其主要优点是定心精度高，导向性好，承载能力强四、问答题1平键连接为什么只对键（键槽）宽规定较严的公差？答：特点：依靠键的侧面与键槽的侧面的接触传递运动与动力。
主要几何参数：键宽、键长、键高，槽宽、深、长。
因平键连接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面互相连接来传递运动和扭矩的，因此，键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要互换性参数，是配合尺寸，应规定较严格的公差。
2平键连接的配合采用何种基准制？花键连接采用何种基准制？答:平键是标准件，平键连接的配合采用基轴制配合，花键连接采用基孔制。
3矩形花键的主要参数有哪些？定心方式有哪几种？哪种方式是常用的？为什么？答：矩形花键的主要参数有：大径D 小径d 键宽和键槽宽B定心：确定配合轴线。
定心方式有三种：按大径D定心、按小径d定心、按键宽B定心小径d定心最常见，由于花键结合面的硬度要求较高，需淬火处理，为了保证定心表面的尺寸精度和形状精度，淬火后需进行磨削加工。
从加工工艺性看，小径便于用磨削方法进行精加工，因此，国标规定采用小径d定心，对定心小径d采用较小的公差等级。
(2)装配图上的标记： 6×26×H6/g6×30×H10/a11×6×H7/f7零件图上的标记：内花键：6 ×26H6× 30H10× 6H7外花键：：6× 26g6× 30a11× 6f74 有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。
键和花键
2）当L/b≥8时，应规定键的两工作侧面在长度方向 上的平行度要求，这时平行度公差按国标《形状和 位置公差》的规定选取；
当b≤6mm时，公差等级取7级； 当b≥8~36mm时，公差等级取6级； 当b≥40mm时，公差等级取5级。
3、表面粗糙度
键和键槽配合面的表面粗糙度一般取 Ra1.6~6.3μm；
花键分为内花键（花键孔）和外花键 （花键轴），它是把键和轴、键槽和轮 毂做成一整体的联结件，它既可以是固 定联结，也可以是滑动联结。与键联结 相比，花键联结有联结可靠，强度高， 可以传递较大的转矩，且孔、轴定心精 度高和导向精度高等优点。
矩形花键结构示例：
a)内花键
b)外花键
1、尺寸精度
矩形花键的基本尺寸：基本尺寸有小径d、大径D、键槽 宽B。键数规定为偶数，分别为6、8、10三种。按承载能 力分为轻系列、中系列和重系列3种，3种系列的区别仅在 于 大 径 不 同 。 花 键 规 格 按 N×d×D×B 的 方 法 表 示 ， 如 8×52×58×10依次表示为键数为8，小径为52mm，大径为 58mm，键宽（键槽宽）为10mm。
2、几何精度
对矩形花键的几何公差做如下规定： 1)因为小径是花键联结的定心尺寸，必须保证其配合 性质，所以内、外花键小径定心表面的形状公差和尺 寸公差应遵守包容要求，即花键孔和轴的小径不能超 越最大实体边界。 2)为保证装配性和键侧受力均匀，规定花键的位置度 公差应遵守相关要求，即不能够超过实效边界。 3)在单件小批量生产时，一般规定键或键槽两侧面的 中心平面对定心表面轴线的对称度公差。 4)对于较长的花键，可以根据要求自行规定键侧面对 花键轴线的平行度公差。
互换性与技术测量-第8章 键与花键连接的互换性
三、矩形花键的形位公差
为了保证定心表面的配合性质，内、外花键小径 （定心直径）的尺寸公差和形位公差的关系必须采 用包容要求。
三、矩形花键的形位公差
在大批量生产时，采用花键综合量规来检 验矩形花键，因此对键宽需要遵守最大实体要求， 对键和键槽只需要规定位置度公差。
823f26a116d10GB/T 11442001
（a）
（b）
（c）
花键各表面的表面粗糙度（Ra）
五、矩形花键的检测
1. 单项检测
五、矩形花键的检测
2. 综合检测
思考题
1.平键和花键连接分别采用何种基准制？ 2.平键连接的配合尺寸是什么？配合分为哪三类？ 3.矩形花键连接的定心方式有哪三种，国标规定采 用哪一种定心方式？ 4.矩形花键的精度分哪两种？配合分哪三种？ 5.花键规格：N×d×D×B 分别代表什么？
1.矩形花键的尺寸公差带
2.矩形花键的三种配合方式
三种配合方式：最松的滑动配合、略松的紧滑 动配合和较紧的固定配合。
对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长、 移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动连接，以保 证运动灵活性并使配合面间有足够的润滑油层，如汽车、拖 拉机等变速箱中的变速齿轮与轴的连接。
8.1 单键连接的互换性
键又称单键，可分为平键、半圆键、切向键 和楔形键等几种，其中平键应用最为广泛。
一、配合尺寸的公差与配合
平键联结包括键、轴和轮毂三个零件，有键与轴 键槽、键与轮毂键槽两个配合，其中键为标准件，配 合采用基轴制。
1.普通平键联接配合公差带图
键宽b是配合尺寸，公差带代号h9； 配合分为较松联结、一般联结和较紧联结三类。
11章 键和花键的互换性
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 如下图 表11-9
16
④
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。
17 17
4.
矩形花键的检测
如下图P225图11-5
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）
如图示（P221图11-1）
3
三、键的应用 1、单键（3个零件的联结） 优点： 结构简单、容易制造、安装，满足一般要求。 缺点： 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。 缺点： 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。
22
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。
（因B是滑动表面，须热处理，以提高硬度，提高抵抗磨损的能力）
公差配合与测量技术 第19讲 键和花键的互换性及其检测
认识国家标准规定的键的标注与代号。 认识国家标准规定的花键的标注与代号。 理解常用键与花键联结特性。
第19讲 键和花键的互换性及其检测 键联结：键联结是机械产品中应用广泛的结合方式，通常用于轴和轴上零件
（如齿轮、皮带轮、联轴器等）之间的联结，用来传递扭矩和运动。
二、花键联结
图7.9 矩形花键对称度公差标注
二、花键联结 花键副在装配图上标注配合代号为：
二、花键联结
图7.10 矩形花键位置量规
矩形花键的检测分为单项检测和综合检测（花键塞规和花键环规(见图7.10)）。 在单件小批生产中，用普通计量器具如千分尺、游标卡尺、指示表等对花键小径d、 大径D和键宽B以及几何误差分别测量或检验。
键联结分为单键联结和花键联结。
01
单键联结
》 02
花键联结
1
单键联结
一、单键联结
键可分为平键、半圆键、切向键和楔形键等多种。其中平键的 应用最广泛，它又可分为普通平键和导向平键两种。
平键联结由键、轴键槽和轮毂槽三部分组成，键和轴键槽、轮毂槽的 宽度b是配合尺寸，见图7.1。
键由型钢制成，是标准件，因此键与键槽宽度的配合采用基轴制。键 宽度公差带分别与三种键槽宽度公差带形成三组配合，如图7.2所示 。
一、单键联结
图7.5 键槽检验用量规
在批量生产中，键槽尺寸及其对轴线的对称度误差可用量规检验，见图7.5。
2
花键联结
二、花键联结
花键的使用要求
具有足够的联结 强度、能可靠地 传递转距。
01
满足定心精度 要求。
保证滑动联结 的导向精度和 移动的灵活性 。
对
单键以键寛b主参数。 花键以小径d定心。 有单项检测和综合检测。
公差与互换性课程(7-键与花键的公差与配合)
7.3.3 矩形花键连接的公差与配合
1.矩形花键的尺寸公差 内、外花键定心小径、非定心大径和键宽（键槽
宽）的尺寸公差带按使用要求分为一般使用与精密传 动两种。其内、外花键的尺寸公差带见下表：
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矩形花键的尺寸公差带（摘自GB/T 1144-2001）
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从上表中可以看出： 对一般用的内花键槽宽规定了两种公差带，加工 后不再热处理的，公差带为H9；加工后需要进行热处 理，为修正热处理变形，公差带为H11； 对于精密传动用内花键，当连接要求键侧配合间 隙较小时，槽宽公差带选用H7，一般情况需用H9.
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2.矩形花键的配合及其选择
定心直径d的公差带，在一般情况下，内、外花 键取相同的公差等级，且比相应的大径D和键宽B的公 差等级都高。但在有些情况下，内花键允许与高一级 的外花键配合。而大径只有一种配合，为H10/a11。
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7.2.4 键槽的形位公差
键与键槽配合的松紧程度不仅取决于其配合尺寸 的公差带，还与配合表面的形位公差有关。
为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积 和可装配性，对键和键槽的位置误差要加以控制，应 分别规定轴键槽两侧面的中心平面对轴的基准轴线和 轮毂键槽两侧面的中心平面对孔的基准轴线的对称度 公差，一般可按对称度公差7~9级选取。
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平键
（1）圆头（A型） （2）平头（B型） （3）单圆头（C型）
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平键图片
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花键联接
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花键联接
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7.2 普通平键联结的公差与配合
20第十九键、花键的互换性
第十九章键、花键的互换性第一节单键联接的公差与配合单键中普通平键和半圆键应用最广，故本节仅介绍平键和半圆键的公差与配合。
其结构尺寸见图19.1所示。
一、配合尺寸的公差与配合键联接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运动和扭矩的。
因此它们的宽度b是主要配合尺寸。
键是标准件，键联接采用基轴制配合。
国标GB/T1095－1979《平键键和键槽的剖面尺寸》对键宽规定了一种公差带h9，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，从而构成了三种不同性质的配合。
按照配合的松紧不同，普通平键联接分为较松联接、一般联接和较紧联接；半圆键分为一般联接和较紧联接。
各种配合的配合性质及应用见表19.1。
键宽与键槽宽的公差带见图19.2。
表19.1 键与键槽的配合表19.2和表19.4分别为平键、半圆键与键槽的剖面尺寸及键槽的极限偏差；表19.3和表19.5分别为平键、半圆键的极限偏差。
平键联接的非配合尺寸中，轴槽深t和轮毂槽深t1的公差带由国家标准GB/Tl095—1979规定，见表19.2。
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，半圆键直径d1的公差带为h12。
为了便于测量，在图样上对轴槽深t和轮毂槽深t1分别标注尺寸“d−t”和“d+t1”（d为孔和轴的基本尺寸）。
二、形位公差和表面粗糙度的选用为了保证键和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形位公差作了以下规定：（1）键槽的实际中心平面会在径向产生偏移和在轴向产生倾斜，造成键槽的对称度误差。
于是，国家标准分别规定了轴键槽和轮毂键槽对孔的轴线的对称度公差。
对称度公差等级按国标GB/T I184一1996，一般取7～9级。
（2）对于键长L 与键宽b 之比大于或等于8的平键，国标规定了键的两个侧面的平行度公差。
当b ≤6mm 时，公差等级取7级；当b ≥8～36mm 时，公差等级取6级；当b ≥40 mm 时，公差等级取5级。
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• 第一节 普通平键连接的公差与检测 • 第二节 矩形花键连接的公差与检测
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第一节 普通平键连接的公差与检测
• 一、普通平键连接的几何参数 • 普通平键连接是通过键和键槽的侧面来传递扭矩. 键的上表面和轮毂
键槽间留有一定的间隙. 结构如图８ －１ 所示. 因此. 键和键槽宽度 ｂ 是平键连接的主要配合尺寸. 在设计平键连接时. 轴径ｄ 确定后. 平键的规格参数根据轴径ｄ 而确定. • 键和键槽的断面尺寸及普通平键的型式尺寸在ＧＢ/ Ｔ１０９５ －２ ００３ 及ＧＢ/ Ｔ１０９６ －２００３ 中了规定.
• (２) 键槽和轮毂槽两侧面即键槽配合表面的表面粗糙度参数Ｒａ 值 一般取１. ６ ~３.２ μｍ.底面即非配合表面的粗糙度参数Ｒａ 取６. ３ μｍ.
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第一节 普通平键连接的公差与检测
• 四、键槽的检测 • 单件、小批量生产时. 键槽深度和宽度一般用游标卡尺、千分尺等通
用量具测量. 大批大量生产时. 则用如图８ －４ 所示专用量具检验.
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第二节 矩形花键连接的公差与检测
• 四、矩形花键连接的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ注 • 矩形花键在图样上标注的内容有键数Ｎ、小径ｄ、键宽Ｂ. 其各自的
公差带代号和精度等级可根据需要标注在各自的基本尺寸之后. 并注 明矩形花键标准号ＧＢ１１４４ －２００１. 示例:
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第二节 矩形花键连接的公差与检测
• 二、矩形花键的尺寸公差与配合 • 矩形花键的极限与配合分为一般用途和精密传动两种.标准公差和基
本偏差数值表»的规定一致. 而且采用基孔制配合.
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第二节 矩形花键连接的公差与检测
• 三、矩形花键的形位公差与粗糙度 • 矩形花键连接表面复杂. 键的长宽比值较大. 几何误差对装配性能、传
递扭矩以及运动性能影响很大. 是影响花键连接质量的重要因素. 因而 对其几何误差要加以控制. 选用时考虑以下五点: • (１) 矩形内、外花键小径定心表面的形状公差和尺寸公差的关系遵守 包容要求. • (２) 对于花键的分度误差. 一般用位置度公差来控制. 并采用最大实体 原则. • (３) 在单件小批生产时. 一般规定键或键槽两侧面的中心平面对定心 表面轴线的对称度公差和花键等分度公差. 并遵守独立原则. 此时. 应 将图８ －７ 中的位置度公差改成对称度公差.
• 五、矩形花键的检测 • 对单件小批生产的内、外花键. 可用通用量具按独立原则对尺寸ｄ、
Ｄ、Ｂ 进行尺寸误差单项测量. 对键及键槽的对称度及等分度分别进 行几何误差测量. 对大批量生产的内、外花键可采用综合量规测量. 如 图８ －９ 所示.
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图８ －１ 普通平键连接
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表８ － １平键连接的三种配合及应用
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第一节 普通平键连接的公差与检测
• 二、普通平键连接的尺寸公差与配合 • 键是标准件. 相当于极限配合中的轴. 因此. 键宽和键槽宽采用基轴制
配合. 国家标准对键宽规定一种公差带. 对轴和轮毂的键槽宽各规定三 种公差带. 构成三组配合. 以满足各种不同用途的需要. 平键连接的三 种配合及应用见表８ －１. • 三、平键连接的几何公差与表面粗糙度 • 选用平键连接时. 还应考虑其配合表面的几何公差和表面粗糙度的影 响.
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第二节 矩形花键连接的公差与检测
• 可提高定心直径的制造精度. ＧＢ/ Ｔ１１４４ －２００１ 中规定普 通机械中矩形花键以小径的结合面为定心表面. 对小径ｄ 有较高的精 度要求. 对大径Ｄ的精度要求较低. 且有较大的间隙. 对非定心的键和 键槽侧面也要求有足够的精度. 以传递扭矩和起导向作用.
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第一节 普通平键连接的公差与检测
• (１) 为保证键侧与键槽侧面之间有足够的接触面积和避免装配困难. 应分别规定轴槽和轮毂槽的对称度公差. 对称度公差按ＧＢ/ Ｔ１１８ ４ － １９９６ «形状和位置公差 未注公差值»确定. 一般取７ ~９ 级. 键槽的对称度公差的公称尺寸是指键宽ｂ.当键长Ｌ 与键宽ｂ 之 比大于或等于８ 时. 应对键宽ｂ 的两工作侧面在长度方向上规定平行 度公差. 平行度公差按ＧＢ/ Ｔ１１８４ －１９９６ «形状和位置公 差 未注公差值»选取. 当ｂ≤６ 时.平行度公差选７ 级. 当ｂ≥６ ~３ ６ 时. 平行度公差选６ 级. 当ｂ≥３７ 时. 平行度公差选５ 级.
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第二节 矩形花键连接的公差与检测
• 一、矩形花键连接的几何参数和定心方式 • (１) 矩形花键连接的几何参数有大径Ｄ、小径ｄ、键数Ｎ、键槽宽Ｂ.
如图８ －５ 所示.为了便于加工和测量. 矩形花键的键数Ｎ 为偶数. 有６、８、１０ 三种. 按承载能力的大小. 矩形花键分为中、轻两个 系列 • (２) 花键连接的主要使用要求是保证内、外花键的同轴度及键侧面与 键槽侧面接触均匀性. 保证传递一定的扭矩. 花键连接有三个结合面. 即大径、小径和键侧面. 要保证三个结合面同时达到高精度的配合是 很困难的. 也缺乏必要性. 确定配合性质的结合面称为定心表面.因为 小径能用磨削的方法消除热处理变形.
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图８ －４ 检验键槽的量规
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图８ －５ 矩形花键的主要参数
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图８ －７ 矩形花键位置度公差标注
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图８ －９ 花键综合量规
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