DIN5480花鍵標準淺析與應用

1、DIN5480 花鍵標準淺析與應用DIN5480 花鍵標準是德國于 1986 年頒布實施的米制模數變位制花鍵 標準；該標準于 2005 年及 2006 年做了修訂，標準號為 DIN5480-1 及DIN5480-2,這兩個新標準各包含不同的內容，共同構成新的標準。與舊標準相比，新標準更為簡明、實用（如取消了舊標準中內花鍵 公法線及偏差的計算），新標準還取消了 37.50及450壓力角花鍵的內容,只保留了 300壓力角的花鍵規(guī)格。自 80 年代以來，我國大規(guī)模引進了德國汽車及液壓產品技術，DIN5480 花鍵在我國已被廣泛使用，除了采用定型刀具（主要是拉刀） 大批量生產定型產品外，采用通用加工手

2、段少量配制 DIN 花鍵的情況也 日益增多。與國標 GB/T3478 花鍵標準相比， DIN 標準主要有三處差別： 其一是 模數系列較國標模數多了 m0.6 及 m0.8 兩個規(guī)格；其二是精度級別，DIIN5480 規(guī)定了 7、8、9 、10、11計 5 個級別，新標準 DIN5480-1 則 規(guī)定了 5、6、7、8、9、10、11、12 計 8 個級別，其主要差別在于 DIN 9級精度相當于 GB 的 5 級精度， DIN 10 級相當于 GB 6級，其余類推（線切割的制齒精度一般為 DIN 9 級）；其三， DIN5480 全是變位鍵，其外花 鍵大多采用正變位，相配的內花鍵為負變位，少量外

3、花鍵為負變位，與 之相配的內花鍵則為正變位， 同一規(guī)格花鍵的變位系數相同僅符號相反， 即同一花鍵副的總變位系數為 0，由此決定了一套內、 外花鍵的分度圓在 變位前、后均相同且重合；國標花鍵則全是非變位鍵。依據齒輪（含花鍵）變位加工原理可知，采用標準模數的花鍵滾刀可直接滾切出 DIN5480 的變位外花鍵，而內花鍵在小批量加工時則只能 采用插床（而不是插齒機）單刀插齒或數控線切割制齒；當采用單刀插 制內花鍵時，也要先由線切割制出刀形模板，若直接以外花鍵做母板配 磨刀具則齒形精度及側隙配合精度均無法保證。當采用線切割制齒或制刀形樣板時，則首先要在計算機上繪制全齒 花鍵圖。7個從原理上講，繪制齒形圖

4、需要輸入基圓直徑，分度圓齒槽寬（或齒 厚）、模數、齒數、齒頂圓直徑、齒根圓直徑及齒根過渡圓角半徑計 參數，或者輸入分度圓齒槽寬、分度圓壓力角、模數、齒數、齒頂圓直 徑、齒根圓直徑及齒根過渡圓角半徑 7 個參數。由于國內使用的花鍵繪圖軟件多為不可修改參數的 GB 花鍵軟件， 上述繪圖方法不易實現。另外，可以借用齒輪繪圖軟件并輸入齒數、模數、分度圓壓力角、 變位系數及齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒根過渡圓角半徑計 7 個參數也 可繪制出精準的花鍵齒形圖。理論分析表明：當齒數、模數、分度圓變位系數及分度圓壓力角四 者相同時，齒輪與花鍵具有相同的齒形曲線 ,花鍵與齒輪的區(qū)別僅在于齒高不同，齒輪的基礎齒高是

5、 2 個模數，而花鍵的基礎齒高是 1 個模數。需要注意的是：國標鍵的齒高不加修正，為 1和，其分度圓之外的齒頂高為0.5 m；而DIN5480的齒高為0.95和，其變位后分度圓之外的齒頂高為0.45和。需額外說明的是：當齒輪或花鍵的分度圓變位后，齒側漸開線形狀并未改變，但齒兩側漸開線的距離發(fā)生了變化，也即原始分度圓上的齒 厚及齒槽寬在變位后發(fā)生變化，分度圓變位后，原始分度圓上的齒厚不 再等于齒槽寬，而變位后的“分度圓”更不具有“分度圓上齒厚等于齒 槽寬”的性質，變位后的“分度圓”上的壓力角也不再是標稱壓力角, 但原始分度圓上的壓力角不變，也即變位后該齒形的標稱壓力角不變;變位后的分度圓僅保留了

6、基礎齒咼中位線的性質，并以此確定變位后的 齒頂及齒根。新標準DIN5480-2的第7頁至第39頁給出了 33個參數表，包括了模數自0.5至10,壓力角為300的全部內、外花鍵的尺寸參數及偏差系數, 表1名頭的中文內容如下:表1:齒根過渡圓角半徑和偏差系數單位：mm模數m齒根過渡圓角直徑Pmin冷軋加工的名義值 P偏差系數(公法線)A* WK0.50.080.270.866101.600.866當采用線切割加工花鍵時，齒根過渡圓角半徑可取0.15 xm，如模數2,圓角半徑為0.3mm;偏差系數0.866是計算公法線偏差的系數，且不論規(guī)格、模數，一律取0.866。使用方法后述。DIN5480-2的

7、表2至表33計32個表，分為16組，每2個表為一組,對應某個模數的內、外花鍵的全部尺寸參數，其前表為規(guī)格參數，緊接 其后的表為檢測參數；如 DIN5480-W45 2X30X21刈g，該型花鍵的標定含義是：名義大徑45,模數2,標稱壓力角300齒數21,精度9級，配 合性質g；該花鍵的尺寸參數見表18 ( P24),檢測參數見表19 (P25)，表18及表19的中文內容如下:表18:標稱尺寸，m=2mm,單位：mm基礎參數規(guī)格內花鍵外花鍵名 義 大 徑 dB齒 數z分 度 圓 直 徑 d基 圓 直 徑db變位量X1*m齒厚 及齒 槽寬e2=S1齒 根 圓 直 徑 df2偏差Adf2齒根 起始

8、圓最 小直 徑dFf2齒 頂 圓 直 徑 da2齒 頂 圓 直 徑 da1齒根 起始 圓最 大直 徑dFf1齒根 圓 直徑df1偏差Adf145214236.3730.43.60345+0.5244.674144.640.9340.60-0.83表19:檢測尺寸，m=2mm單位：mm基礎參數內花鍵外花鍵名義大徑dBJ_K 齒數z量柱直 徑Dm量柱間 距M2偏差系 數A* M2量柱直 徑Dm跨柱 距M1偏差系 數A* M1跨測齒 數k公法線長 度Wk45213.537.6031.844.048.9381.46421.400確定內、外花鍵的檢測尺寸偏差，需要查 2006版DIN5480-1的表7(

9、P24) ,Table 7: Deviations and tolerances極限偏差)，方法如下:以外花鍵 W45 2X30疋1刈g為例，由W45對應“（名義大徑）Refereneediameters下方的25所指斜線”，并與左側Madules （模數）標題下的50“1.75 to 4”對應，即與m2對應，并與“ 1.75 to 4”所指橫線相交，由該交點向下對應下表（Ae、As）中的“ 1100-110” 一列，由左側豎表的側隙代號g查得此列中的As的數值為-11;延此列表繼續(xù)向下并與“Toleraneeclass （精度級別）”中的9級斜線相交，由此交點向右查得“TG=71,Tact=

10、45,Teff=26”，三者關系為：Tg二Tact+Teff，如下表加黑線所示:懊數 ModulesReference diameters *bubef400 200100 502512bis400200 1006026120,5 to 1,5Space width175 to 4rw5 to 10Example: shaft oin suo-n 120m3罠38律9H hub DIN 580-W 12flx3x38x8f6J61呷皿跡呼 saES1lU12811210080BO7261tuo12(112n88n?06356r120108968L7566GOStL8P1009080706255

11、50巧COn80)2645650UW3632m60St厶8t2373330272右Fk4036322S2522201!16Q(2018K141211109!HhCnJA2018-16-14-1?-10-8XfLO363228a2018Ne60Std8C2-313330-27Nd80-726C56-50-it-to3632c-120-108-8i-35-6660-54C8b-IbO-144128-H2-too88-80-72a200-IM-160-UO-125-no100-90-80S（M）6,305rff=0,034九也028r“M0236,211=62*162206J80/X/7/ht/Td

12、erance dasd公差等級91011Too;h thicknessLJJ1284K951610611172412i221492516928IS11)2201；)622UAO25Ets281?SO321t5636206J嚴to?i80SOJO90S6%too63112?1IIIkflOUO90516010031801126i2001257$UOSk2501609280ITS1052001360225135Dimension tolerances in wStandard values (or indfdual deviations 1 pmfpFpFa尺 up toteng航(mni5010

13、0200羊8sSt10(955105)065tl511669115,512169126a8i91?716311013aIB10)10U92011e11Uw2212e11IS112513912161228159121713321710131815361910151917CO2111U2019CS”nIS2121so25B1622215628u17252?63)115182&3071)41$1925USOU17?fl”3i904118212743100C5192228C8IIZi9202529531255)2126)060UO5822253168160632326321517568242?33詁2

14、“l(fā)iKla払962257826293512查表結果處理如下：1、該“ W4521g外花鍵”的跨柱距上偏差為:-(As+Teff) A*M1 =-(-11+26 1.46)=21.9gm= -0.02mm,下偏差為：-(As+ Tg) A* mi=-(-11+71) 1.46=-87.6 g=-0.088mm.于是跨柱距表示為-0.02M1=48.938-00.008282、該“ W42$021g外花鍵”的公法線上偏差為:-(As+Teff) O.866=-(-11+26) 0.866=-13g,下偏差為:-(A s+T G) 0.866=-52g;于是公法線長度為:-0.013Wk=21.4-00.0051323、“N452$O219H”內花鍵H所對應的Ae=0所以其量柱距上偏差為 Tg朋*m2=71 1.84=131 g,下偏差為 TeffXA*m2=261.84=48g,于是該內花鍵量柱距為:M2=37.603+00.1043182+0.048上述 As、Ae、TG、Tact、Teff 等參數尚可用于齒厚、齒槽寬偏差的計算，本文從略。依據以上參數及前述方法，可在計算機上繪制出精準的花鍵齒形圖，并可進行量柱距及公法線的模擬檢測，針對模擬檢測結果，可通過微調 變位距使齒形符合設計精度。另外，DIN5480-1 , P24中右上方的方框內有一處錯誤:原文：“ E