第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
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。
公差配合与测量技术（910）键和花键的公差与配合
公差配合与测量技术（910）键和花键的公差与配合键联结和花键联结广泛用于轴和轴上传动件之间的可拆卸联结，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。
不同的应用场合，对键联结的要求不同，本课主要介绍平键和花键联结公差与配合。
键联结概述平键的公差与配合平键是标准件，平键联结是键与轴及轮毂三个零件的配合。
国家标准规定键联结采用基轴制配合。
为满足不同的使用要求，国家标准对平键与键槽和轮毂槽规定了正常联结、紧密联结和松动联结三种联结类型，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，对键宽规定了h9一种公差带（下图），因此构成了三组配合，其配合性质及应用。
h9公差带h9键和键槽的配合平键的形位公差和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／T1184—1996，一般取7～9级。
轴槽与轮毂槽的两个工作侧面为配合表面，表面粗超度Ra值取1.6～6.3µm。
槽底面等为非配合表面，表面粗超度Ra值取6.3µm。
平键联结的公差与配合的选用根据轴径确定平键的规格参数。
根据平键的使用要求和应用场合来选择键连接的松紧类型。
确定键槽、轮毂槽的宽度、深度尺寸和公差。
确定键槽的形位公差和各表面的粗糙度要求。
图样标注图样标注花键联结与平键联结相比花键联结具有定心精度高、导向性好、轴和轮毂上承受的负荷分布比较均匀、传递的转矩较大，而且强度高，联结更可靠等特点。
花键按其键齿形状分为矩形花键，渐开线花键两种，下文以应用最广的矩形花键为例。
矩形花键联结的特点形花键联结由内花键（花键孔）与外花键（花键轴）构成，用于传递转矩和运动。
其联结应保证内花键与外花键的同轴度、联结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。
矩形花键的配合尺寸及定心方式按承载能力，矩形花键分为中、轻两个系列。
第六章 键、花键的公差及测量
第6章键、花键的公差及测量学习目标：通过本章的学习能掌握普通平键和花键的几何参数及其公差配合，重点掌握平键联接公差配合的选用，会正确标注图样上平键联接的公差及表面粗糙度。
6．1 概述键和花键都是机械传动中的标准件，广泛应用于轴与齿轮、链轮、皮带轮或联轴器等可拆卸传动件之间的连接，以传递扭矩、运动兼作导向。
例如变速箱中变速齿轮与轴之间通过平键联接，如图6-1（a）所示，通过花键孔与花键轴的联接如图6-1（b）所示。
（a）平键联接(b) 花键联接图6-1 键联接示意图6．1．1 单键联接单键按其结构形状不同分为四种：平键、半圆键、楔键、切向键。
如图6-2所示。
（a）平键（b）半圆键（c）钩头锲键图6-2 单键四种单键连接中，以普通平键和半圆键应用最为广泛。
平键又分为分为普通平键和导向平键，如图6-3所示，普通平键一般用于固定联接，导向平键用于可移动的联接。
普通平键对中性好，制造、装配均较方便；如图6-4所示，半圆平键用于传递较小转矩的轻载联接，常用于圆锥配合。
（a）普通平键（b）导向平键图6-3 平键联接图6-4 半圆键联接如图6-5所示，普通平键根据其两端形状又有A型（两端圆）、B型（两端平）、C型（一端圆、一端平）之分。
(a) 普通A型平键(b) 普通B型平键(c) 普通C型平键图6-5 普通平键6．1．2 花键联接当需要传递较大扭矩时,单键联接已不能满足要求,因而单键联接发展为花键联接。
与单键联接相比较具有许多优点，定心精度高、导向性好、承载能力强。
花键联接可固定联接也可滑动联接，在机床、汽车等机械行业中得到广泛运用。
花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），按截面形状又有矩形花键、渐开线花键、梯形花键三角形花键等，（如图6-6所示）。
其中矩形花键应用最广。
（a ）矩形花键联接 （b ）渐开线花键联接 （c ）渐开线花键图 6-6 花键联接本章主要讨论普通平键和矩形花键的公差配合及精度检测。
键联接配合公差及齿轮精度与互换性
（一）概 述
1、定心方式及特点 、
主要保证内、 主要保证内、外花键有较高的同轴 并能传递扭矩。 度，并能传递扭矩。 尺寸有：大径D、小径d和键 和键（ 尺寸有：大径 、小径 和键（槽） 宽B。 。 定心方式只有一种： 定心方式只有一种：小径定心
与平键相比， 与平键相比，其优点
定心精度高 导向性能好 承载能力强
1）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 ）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 差的关系必须采用包容要求 采用包容要求。 差的关系必须采用包容要求。 2）花键的位置度公差采用 ）花键的位置度公差采用MMR（值见表 （ 见表6-24）。用综合量规检验。 ）。用综合量规检验。 3）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 ）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 平行度。 4）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度。 ）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度
产生：切向、 产生：切向、长周期误差 （3）机床传动链的高频误差 ） （4）滚刀的加工误差和安装误差 ） 产生： 产生：短周期误差
三、齿轮精度和侧隙的评定指标
GB10095-88规定： 规定： 规定 影响运动准确性的误差及第I 影响运动准确性的误差及第I公差组 影响运动平稳性的误差及第II II公差组 影响运动平稳性的误差及第II公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III III公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III公差组 侧隙的评定指标。 侧隙的评定指标。 影响运动准确性的误差及第I公差组 （一）影响运动准确性的误差及第 公差组 1、切向综合误差（∆F i′） 、切向综合误差（ ） 2、齿距累积误差（∆Fp） 、齿距累积误差（ ） 3、齿圈径向跳动（∆Fr） 、齿圈径向跳动（ ） 4、径向综合误差（∆Fi〞） 、径向综合误差（ 5、公法线长度变动（∆Fw） 、公法线长度变动（ ）
公差
第七章平键、花键联结的公差与检测键联结和花键联结应用广泛，以传递扭矩，键和花键联结属于可拆卸联结，常用于需要经常拆卸和便于装配之处。
键(单键)分为平键、半圆键、切向键和楔形键等几种。
花键分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键等几种，其中以矩形花健的应用最广泛。
第一节平键联结的公差与检测平键分为普通平键和导向平键两种，前者用于固定联结，后者用于导向联结。
一、平键联结的公差与配合1、平键联结的几何参数键宽、键槽宽：b键高：h轴槽深：t轮毂槽深：t1键长：L2．尺寸公差带⑴基准制基轴制键是用标准的精拔钢制造的，是标准件。
在键宽与键槽宽的配合中，键宽相当于“轴”，键槽宽相当于“孔”。
由于键宽同时要与轴槽宽和轮毂槽宽配合，而且配合性质往往又不同，因此键宽与键槽宽的配合均采用基轴制。
⑵公差带键宽——一种公差带：h9轴槽——三种公差带：H9、N9、P9轮毂槽——三种公差带：D10、Js9、P9t、t1的公差由GB1095——79专门规定键高h ——一般采用 h11键长L ——一般采用 h14轴槽长L——一般采用 H143．键槽的位置公差与表面粗糙度⑴位置公差：规定了轴槽对轴的轴线和轮毂槽对孔的轴线的对称度公差。
根据不同的使用要求，按GBll84—80中对称度公差的7—9级选取。
⑵表面粗糙度：轴槽和轮毂槽两侧面的粗糙度参数推荐为Ra1.6~3.2um；底面的粗糙度为6.3um。
例题：某机构轴与齿轮（φ56H7/r6）采用平键固定联结，选择键联结的公差与配合并标注在图上。
解：1、查表7-1 键的公称尺寸 b×h=16×10 2、选择配合采用一般键联结轴槽：16N9 轮毂槽：16Js93、位置公差对称度按8级查公差为：20um4、表面粗糙度轴槽、轮毂槽侧面：Ra为3.2um底面6.3um5、查表7-1 得各尺寸偏差标于图上第二节矩形花键联结的公差与检测一、概述花键联结用于传递扭矩，配合件之间还可以做轴向相对运动。
第6章 键和花键
平键、花键的公差及检测教案学时：2学时键、花键的公差及检测授课课题：键、花键的公差及检测目的要求：1、掌握键的分类和用途。
2、掌握平键连接、矩形花键连接的公差配合的选用。
3、会正确标注平键连接的公差配合及表面粗糙度。
重点：掌握平键连接、矩形花键连接公差配合的选用。
难点：平键连接和花键连接的公差与配合、形位公差的选用。
练习题：6-1，6-2，6-4。
6.1 平键1.1 概述1、键连接作用键和花键主要用于轴和轴上零件之间的连接，传递转矩和运动，还可以起导向作用。
2、键的分类单键：平键、半圆键、楔形键、切向键。
平键又分为：导向平键、普通平键、滑键。
1.2 平键平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。
1、平键尺寸键宽 b 键高h 键长L2、平键连接的公差配合配合制——基轴制键宽是轴，键槽宽是孔。
平键连接的配合类型松连接：用于导向平键，轮毂可在轴上移动。
正常连接：键固定在轴槽和轮毂槽中，用于载荷不大的场合。
紧密连接：键牢固地固定在轴槽和轮毂槽中，用于载荷较大、有冲击和双向扭矩的场合平键连接中各尺寸的极限偏差平键尺寸用图具体说明。
复习基准制选择原则提问：为什么选基轴制？因为键是标准件。
结合公差带图具体说明。
有时间可以动画演示。
b、t1、t2的极限偏差由GB/T 1095-2003规定L 的极限偏差：轴槽长为H14；键长为h14h 的极限偏差：矩形普通平键为h11；方形普通平键为h8 *注意：在键连接工作中考虑到测量方便，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。
3、平键连接的形位公差及表面粗糙度形位公差（1）对称度：键槽两侧面的中心面对基准中心面轮毂槽两侧面的中心面对基准中心面*注意：GB/T 1184―1996《形状和位置公差》一般取7～9 级查表时公称尺寸是键宽b（2）平行度键长L /键宽b ≥8 时，对键宽b的两工作侧面在长度方向上规定平行度公差。
公差配合与技术测量第六章 常用标准件的公差配合及检测
１．配合尺寸的公差与配合
• 键标准件，所以键宽和键槽宽的配合采用基轴制配合。 • 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，构成三种不同性
质的配合：较松联结、一般联结、较紧联结。 • 键宽与键槽宽b的公差带如图所示。
3
２．非配合尺寸的公差
• 非配合尺寸中，键高h的极限偏差为h11，键长L的极限偏 差为h14，轴槽长的极限偏差为H14，其他如t1、t2的极限 偏差见表6-1。
16
2、几何参数误差对互换性的影响
影响互换性的参数： 大径、小径、中径, 螺距、牙型半角。
1）中径误差对互换性的影响： 当外螺纹的中径大于内螺纹的中径时，会影
响旋合性。反之，若外螺纹中径过小，则配合太 松，难以使牙侧间接触良好，影响连接可靠性。
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2）螺距误差对互换性的影响： 螺距误差包括局部误差和累积误差。局部误 差与旋合长度无关。螺距误差使内外螺纹无 法旋合。 方法：将外螺纹的中径减小一个数值，或将 内螺纹的中径加大一个数值。
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5）、螺距P和导程Ph 螺距：指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴 向距离。 导程：指一条螺旋线上，相邻两牙在中径线对 应两点间的轴向距离。
6）、牙型角和牙型半角 /2 在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。
普通螺纹其＝600 在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线垂线间的夹角。
7）、螺纹旋合长度L 两相配螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。
宽定心。
9
二、矩形花键的公差与配合
• 矩形花键的公差带按表6-4选取。 • 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，矩形花键联结采用基孔制配合。 • 定心直径d的公差带在一般情况下，内外花键取相同的公
第6章键和花键公差与检测
保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性 To guarantee that there are enough contact area and
assemblability between key width and keyway width. 轴键槽对轴的基准轴线和轮毂槽对孔的基准轴线的对称
）Ⓔ
A
四、花键配合的精度设计
designs of spline fits 种类 Types
Precision
Rectangular key
Involute spline
Serration spline
特点 Features
1. 可靠，强度高，可以传递较大的转 矩。Independent, high strength and
Including: Size precision designs Form and position designs
The precision designs of surface roughnesses
The types of keys
Flat key
Round key
Taper key
The label of keys
AB B C
L
L
1、尺寸精度设计（2）：
Size precision design(2)
平键联结的配合制 The fit systems of
flat key connections
Wheel hubs
The side faces of keys
Shaft-basis system of fits
一般键联结
Common key connections
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1.平键联接的基本构成及尺寸分类
平键联结的基本构成 ：平键联结是由键、轴键槽、 轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽 和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。
平键联结的配合尺寸：键和轴槽、轮毂槽的宽度 尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴 槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
键宽公差带
D10
轴槽公差带
轮毂槽公差带
b
H9
h8
JS9
N9 h8
h8
P9
P9
+0
松联结
正常联结
紧密联结
3.几何公差要求
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，应分别规定轴键槽对轴的基准线和轮毂 槽对孔的基准轴线的对称度公差，一般可按 GB/T 1184－1996对称度公差7～9级选取。 查表时，公称尺寸是指键宽尺寸b。
矩形花键结构示例-图6.4
1.矩形花键主要尺寸--参见表6.4
矩形花键的3个主要尺寸（GB/T 1144-2001） ：小径d，大 径D，键宽、键槽宽B。键数N规定为偶数，分别为6、8、10
三种。 尺寸公差的规定：花键联结的主要要求是保证内、外花键的同
轴度，以及键侧面与键槽侧面接触均匀，保证传递一定的转矩。 为此，必须保证一定的配合性质。国家标准规定采用小径定心， 即把小径的结合面作为定心表面，规定较严的尺寸公差；其余 两个主要尺寸规定较松的尺寸公差。
键与轮毂槽配合要求较松，相当于一个轴与两个孔相 配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽 宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对 应于松联结、正常联结和紧密联结。用于不同的场合。 键宽与键槽宽公差带如图6.2所示。 （教材出错！）
表6.3列出了键槽公差及三种联接配合公差带，可参照查表
平键配合公差带图：图6.2改动如下
6.3.2 矩形花键联接的精度设计
1.矩形花键联接的公差与配合
小结一下：
一般用途
按联接精度高低分 精密传动
为减少花键拉刀和花键塞规品种、规格，国 标规定矩形花键采用基孔制 ，小径定心，公
差配合选择可参照P170 表6.5矩形花键的尺寸 公差带 --分内、外矩形花键尺寸公差带。
2.矩形花键联接的几何公差和表面 粗糙度轮廓幅度参数Ra
第6章 平键、矩形花键联结 的公差与配合
6.1 概述 6.2普通平键联结的公差与配合 6.3 矩形花键联结的公差与配合
键和花键的作用
1.联结轴和轴上零件来传递转矩和运动； 2.当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向
作用。 有关国标：GB/T1095—2003«平键 键槽的剖面尺寸» GB/T1144-2001 «矩形花键 尺寸、公差和检测»
6.3.3 矩形花键联接的图样标 注（示例）--位置度标注
图6.6 矩形内（外）花键位置度公差图样标注示例
6.3.3 矩形花键联接的图样标 注（示例）--对称度标注
2.平键联接结构示意图 图6.1改动如下
பைடு நூலகம்A—A
A
b
L
h
d-t1 t1 t2 d+t2
A
6.2.2 普通平键联接的精度设计
1.平键联结的公差与配合
由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而， 键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制。国家标 准对键宽只规定了一种公差带h8。
2.三种公差带配合：一般键与轴键槽配合要求较紧，
（3） 标注轮毂键槽对称度公差 （4） 标注有关表面粗糙度
图6.3（b） 轮毂键槽尺寸和公差标注示例（Ra 少标注了） 现场提问：该图尺寸及几何公差标注分别采用什么公差原则？为什么？
6.3 矩形花键联结的公差与配合
6.3.1 矩形花键的几何参数和定心方式
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、孔、轴定心精度高和导向精度高等优 点。
2.矩形花键联接的定心方式
矩形花键配合采用基孔制。国家标准规定采用小径定心。 矩形花键装配型式的分类：
按使用要求分：分为一般使用与精密传动两种。 按联结使用要求分：分为滑动、紧滑动和固定三种
配合类型。 矩形花键联接的定心方式有三种：小径定心、大径定心、
键侧（键槽侧）定心。参见教材P169 图6.5 所示。为 何国家标准规定采用小径定心呢？参见教材P170 部分 解答。（从制造工艺、加工难易程度、加工刀具使用、配合精度等级、
4.表面粗糙度轮廓要求
（1）键槽宽度b两侧面为 配合面，其表面粗糙度Ra 的上限值一般取： Ra 1.6～3.2μ m。
（2）非配合面Ra的上限 值一般取： Ra 6.3μ m（如键槽底 面）。
6.2.3 普通平键键槽尺寸和公差在图样 上正 确标注示例
1.轴上键槽部分标注内容
（1）标注槽深d-t及公差
6.1 概述--键和花键的分类
参见P164表6.1所列 键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和
导向平键）、半圆键、切向键和楔形键联结，其中 以平键联结应用最广泛。 花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键 和三角形花键等联结，其中以矩形花键联结应用最 广泛。
6.2 普通平键联结的公差与配合
（2）标注槽宽b及公差
（3）标注轴键槽对称度公差 （4）标注有关表面粗糙度
图6.3（a） 键槽尺寸和公差标注示例（Ra 少标注了） 现场提问：该图尺寸及几何公差标注分别采用什么公差原则？为什么？
6.2.3 普通平键键槽尺寸和公差在图样上正 确标注示例
2.轮毂键槽标注内容
（1）标注轮毂槽深d+t1及公差 （2） 标注槽宽b 及公差
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d 表面的形状公差应
遵守包容要求，即花键孔和轴的小径表面实际轮廓不 能超出最大实体边界。 （2）为保证可装配性和键侧受力均匀，规定花键的 位置度公差应遵守最大实体原则，即键、键槽实际轮 廓不允许超出最大实体实效边界。