DIN5480花鍵標(biāo)準(zhǔn)淺析與應(yīng)用

1、DIN5480 花鍵標(biāo)準(zhǔn)淺析與應(yīng)用DIN5480 花鍵標(biāo)準(zhǔn)是德國(guó)于 1986 年頒布實(shí)施的米制模數(shù)變位制花鍵 標(biāo)準(zhǔn)；該標(biāo)準(zhǔn)于 2005 年及 2006 年做了修訂，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為 DIN5480-1 及DIN5480-2,這兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)各包含不同的內(nèi)容，共同構(gòu)成新的標(biāo)準(zhǔn)。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)更為簡(jiǎn)明、實(shí)用（如取消了舊標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)花鍵 公法線及偏差的計(jì)算），新標(biāo)準(zhǔn)還取消了 37.50及450壓力角花鍵的內(nèi)容,只保留了 300壓力角的花鍵規(guī)格。自 80 年代以來(lái)，我國(guó)大規(guī)模引進(jìn)了德國(guó)汽車及液壓產(chǎn)品技術(shù)，DIN5480 花鍵在我國(guó)已被廣泛使用，除了采用定型刀具（主要是拉刀） 大批量生產(chǎn)定型產(chǎn)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(guó)標(biāo) GB/T3478 花鍵標(biāo)準(zhǔn)相比， DIN 標(biāo)準(zhǔn)主要有三處差別： 其一是 模數(shù)系列較國(guó)標(biāo)模數(shù)多了 m0.6 及 m0.8 兩個(gè)規(guī)格；其二是精度級(jí)別，DIIN5480 規(guī)定了 7、8、9 、10、11計(jì) 5 個(gè)級(jí)別，新標(biāo)準(zhǔn) DIN5480-1 則 規(guī)定了 5、6、7、8、9、10、11、12 計(jì) 8 個(gè)級(jí)別，其主要差別在于 DIN 9級(jí)精度相當(dāng)于 GB 的 5 級(jí)精度， DIN 10 級(jí)相當(dāng)于 GB 6級(jí)，其余類推（線切割的制齒精度一般為 DIN 9 級(jí)）；其三， DIN5480 全是變位鍵，其外花 鍵大多采用正變位，相配的內(nèi)花鍵為負(fù)變位，少量外

3、花鍵為負(fù)變位，與 之相配的內(nèi)花鍵則為正變位， 同一規(guī)格花鍵的變位系數(shù)相同僅符號(hào)相反， 即同一花鍵副的總變位系數(shù)為 0，由此決定了一套內(nèi)、 外花鍵的分度圓在 變位前、后均相同且重合；國(guó)標(biāo)花鍵則全是非變位鍵。依據(jù)齒輪（含花鍵）變位加工原理可知，采用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的花鍵滾刀可直接滾切出 DIN5480 的變位外花鍵，而內(nèi)花鍵在小批量加工時(shí)則只能 采用插床（而不是插齒機(jī)）單刀插齒或數(shù)控線切割制齒；當(dāng)采用單刀插 制內(nèi)花鍵時(shí)，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(cè)隙配合精度均無(wú)法保證。當(dāng)采用線切割制齒或制刀形樣板時(shí)，則首先要在計(jì)算機(jī)上繪制全齒 花鍵圖。7個(gè)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(shù)、齒數(shù)、齒頂圓直徑、齒根圓直徑及齒根過(guò)渡圓角半徑計(jì) 參數(shù)，或者輸入分度圓齒槽寬、分度圓壓力角、模數(shù)、齒數(shù)、齒頂圓直 徑、齒根圓直徑及齒根過(guò)渡圓角半徑 7 個(gè)參數(shù)。由于國(guó)內(nèi)使用的花鍵繪圖軟件多為不可修改參數(shù)的 GB 花鍵軟件， 上述繪圖方法不易實(shí)現(xiàn)。另外，可以借用齒輪繪圖軟件并輸入齒數(shù)、模數(shù)、分度圓壓力角、 變位系數(shù)及齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒根過(guò)渡圓角半徑計(jì) 7 個(gè)參數(shù)也 可繪制出精準(zhǔn)的花鍵齒形圖。理論分析表明：當(dāng)齒數(shù)、模數(shù)、分度圓變位系數(shù)及分度圓壓力角四 者相同時(shí)，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(chǔ)齒高是

5、 2 個(gè)模數(shù)，而花鍵的基礎(chǔ)齒高是 1 個(gè)模數(shù)。需要注意的是：國(guó)標(biāo)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(shuō)明的是：當(dāng)齒輪或花鍵的分度圓變位后，齒側(cè)漸開(kāi)線形狀并未改變，但齒兩側(cè)漸開(kāi)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(zhì)，變位后的“分度圓”上的壓力角也不再是標(biāo)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(biāo)稱壓力角不變;變位后的分度圓僅保留了

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

7、表2至表33計(jì)32個(gè)表，分為16組，每2個(gè)表為一組,對(duì)應(yīng)某個(gè)模數(shù)的內(nèi)、外花鍵的全部尺寸參數(shù)，其前表為規(guī)格參數(shù)，緊接 其后的表為檢測(cè)參數(shù)；如 DIN5480-W45 2X30X21刈g，該型花鍵的標(biāo)定含義是：名義大徑45,模數(shù)2,標(biāo)稱壓力角300齒數(shù)21,精度9級(jí)，配 合性質(zhì)g；該花鍵的尺寸參數(shù)見(jiàn)表18 ( P24),檢測(cè)參數(shù)見(jiàn)表19 (P25)，表18及表19的中文內(nèi)容如下:表18:標(biāo)稱尺寸，m=2mm,單位：mm基礎(chǔ)參數(shù)規(guī)格內(nèi)花鍵外花鍵名 義 大 徑 dB齒 數(shù)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A(yù)df2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A(yù)df145214236.3730.43.60345+0.5244.674144.640.9340.60-0.83表19:檢測(cè)尺寸，m=2mm單位：mm基礎(chǔ)參數(shù)內(nèi)花鍵外花鍵名義大徑dBJ_K 齒數(shù)z量柱直 徑Dm量柱間 距M2偏差系 數(shù)A* M2量柱直 徑Dm跨柱 距M1偏差系 數(shù)A* M1跨測(cè)齒 數(shù)k公法線長(zhǎng) 度Wk45213.537.6031.844.048.9381.46421.400確定內(nèi)、外花鍵的檢測(cè)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(duì)應(yīng)“（名義大徑）Refereneediameters下方的25所指斜線”，并與左側(cè)Madules （模數(shù)）標(biāo)題下的50“1.75 to 4”對(duì)應(yīng)，即與m2對(duì)應(yīng)，并與“ 1.75 to 4”所指橫線相交，由該交點(diǎn)向下對(duì)應(yīng)下表（Ae、As）中的“ 1100-110” 一列，由左側(cè)豎表的側(cè)隙代號(hào)g查得此列中的As的數(shù)值為-11;延此列表繼續(xù)向下并與“Toleraneeclass （精度級(jí)別）”中的9級(jí)斜線相交，由此交點(diǎn)向右查得“TG=71,Tact=

10、45,Teff=26”，三者關(guān)系為：Tg二Tact+Teff，如下表加黑線所示:懊數(shù) 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(jí)91011Too;h thicknessLJJ1284K951610611172412i221492516928IS11)2201；)622UAO25Ets281?SO321t5636206J嚴(yán)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(jié)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$021g外花鍵”的公法線上偏差為:-(As+Teff) O.866=-(-11+26) 0.866=-13g,下偏差為:-(A s+T G) 0.866=-52g;于是公法線長(zhǎng)度為:-0.013Wk=21.4-00.0051323、“N452$O219H”內(nèi)花鍵H所對(duì)應(yīng)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(nèi)花鍵量柱距為:M2=37.603+00.1043182+0.048上述 As、Ae、TG、Tact、Teff 等參數(shù)尚可用于齒厚、齒槽寬偏差的計(jì)算，本文從略。依據(jù)以上參數(shù)及前述方法，可在計(jì)算機(jī)上繪制出精準(zhǔn)的花鍵齒形圖，并可進(jìn)行量柱距及公法線的模擬檢測(cè)，針對(duì)模擬檢測(cè)結(jié)果，可通過(guò)微調(diào) 變位距使齒形符合設(shè)計(jì)精度。另外，DIN5480-1 , P24中右上方的方框內(nèi)有一處錯(cuò)誤:原文：“ E