鍵和花鍵聯(lián)結(jié)的公差與檢測

1、第十一章 鍵和花鍵聯(lián)結(jié)的公差與檢測 鍵聯(lián)結(jié)和花鍵聯(lián)結(jié)廣泛用作軸與軸上傳動(dòng)件(如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等)之間的可拆聯(lián)結(jié)，用以傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)軸與傳動(dòng)件之間有軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，鍵聯(lián)結(jié)和花鍵聯(lián)結(jié)還能起導(dǎo)向作用，如變速箱中變速齒輪花鍵孔與花鍵軸的聯(lián)結(jié)。 鍵又稱單鍵，可分為平鍵、半圓鍵、切向鍵和楔形鍵等幾種，其中平鍵又分為普通平鍵和導(dǎo)向平鍵兩種。平鍵聯(lián)結(jié)制造簡單，裝拆方便，因此應(yīng)用頗廣。 花鍵分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩種。與平鍵聯(lián)結(jié)相比較，花鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度高，承載能力強(qiáng)。矩形花鍵聯(lián)結(jié)在機(jī)床和一般機(jī)械中應(yīng)用較廣。漸開線花鍵聯(lián)結(jié)與矩形花鍵聯(lián)結(jié)相比較，前者的強(qiáng)度更高，承載能力更強(qiáng)，且具有精度高、齒面接觸良好、能自動(dòng)

2、定心、加工方便等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、拖拉機(jī)制造業(yè)中已被廣泛采用。 為了滿足普通平鍵聯(lián)結(jié)、矩形花鍵聯(lián)結(jié)和圓柱直齒漸開線花鍵聯(lián)結(jié)的使用要求，并保證其互換性，我國發(fā)布了gbt10952003平鍵 鍵槽的剖面尺寸、gbt11442001矩形花鍵 尺寸、公差和檢測和gbt 34781995圓柱直齒漸開線花鍵等國家標(biāo)準(zhǔn)。1 普通平鍵聯(lián)結(jié)的公差、配合與檢測 一、普通平鍵和鍵槽的尺寸普通平鍵聯(lián)結(jié)見圖11-1所示，由鍵、軸鍵槽和輪轂鍵槽(孔鍵槽)等三部分組成，通過鍵的側(cè)面和軸鍵槽及輪轂鍵槽的側(cè)面相互接觸來傳遞轉(zhuǎn)矩。因此在普通平鍵聯(lián)結(jié)中，鍵和軸鍵槽、輪轂鍵槽的寬度b是配合尺寸，應(yīng)規(guī)定較嚴(yán)格的公差；而鍵的高度h和長度l以

3、及軸鍵槽的深度t1和長度l、輪轂鍵槽的深度t2皆是非配合尺寸，應(yīng)給予較松的公差。二、普通平鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合 1普通平鍵和鍵槽配合尺寸的公差帶和配合種類 普通平鍵聯(lián)結(jié)中，鍵由型鋼制成，是標(biāo)準(zhǔn)件。因此，鍵和鍵槽寬度b的配合采用基軸制。gbt10952003規(guī)定的鍵和鍵槽寬度公差帶均從gbt18011999極限與配合 公差帶和配合的選擇中選取，見圖11-2，對(duì)鍵的寬度規(guī)定一種公差帶h8，對(duì)軸和輪轂鍵槽的寬度各規(guī)定三種公差帶，以滿足不同用途的需要。鍵和鍵槽寬度公差帶形成了三類配合，即松聯(lián)結(jié)、正常聯(lián)結(jié)和緊密聯(lián)結(jié)，它們的應(yīng)用可參考表11-1。 2普通平鍵和鍵槽非配合尺寸的公差帶普通平鍵高度的公差帶一般采

4、用h11；平鍵長度l的公差帶采用h14；軸鍵槽長度l的公差帶采用h14。gbt10952003對(duì)軸鍵槽深度t1和輪轂鍵槽深度t2的極限偏差作了專門規(guī)定(見附表11-1)。為了便于測量，在圖樣上對(duì)軸鍵槽深度和輪轂鍵槽深度分別標(biāo)注“d-t1”和“d+t2”(此處d為孔、軸的基本尺寸)，它們的極限偏差見附表11-1。 3鍵槽的形位公差 鍵與鍵槽配合的松緊程度不僅取決于它們的配合尺寸的公差帶，而且還與它們的配合表面的形位誤差有關(guān)，因此還需規(guī)定軸鍵槽兩側(cè)面的中心平面對(duì)軸的基準(zhǔn)軸線和輪轂鍵槽兩側(cè)面的中心平面對(duì)孔的基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度公差。根據(jù)不同的功能要求，該對(duì)稱度公差與鍵槽寬度公差的關(guān)系以及與孔、軸尺寸公差

5、的關(guān)系可以采用獨(dú)立原則(見圖11-3)，或者采用最大實(shí)體要求(見圖11-4)。對(duì)稱度公差等級(jí)可按gbt 11841996形狀和位置公差未注公差值取為79級(jí)。 4鍵槽的表面粗糙度輪廓要求鍵槽的寬度6兩側(cè)面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)ra的上限值一般取為1.63.2m，鍵槽底面的ra的上限值取為6.3m。 三、普通平鍵鍵槽尺寸和公差在圖樣上的標(biāo)注軸鍵槽和輪轂鍵槽的剖面尺寸及其公差帶、鍵槽的形位公差和表面粗糙度輪廓要求、所采用的公差原則在圖樣上的標(biāo)注示例分別見圖11-3和圖11-4。 四、普通平鍵鍵槽的檢測 1鍵槽尺寸的檢測 鍵槽尺寸的檢測比較簡單，可用千分尺、游標(biāo)尺等普通計(jì)量器具來測量。大批大量生產(chǎn)時(shí)

6、鍵槽寬度可以用量塊或光滑極限量規(guī)來檢驗(yàn)。 2軸鍵槽對(duì)稱度誤差的測量 參看圖11-5a，軸鍵槽中心平面對(duì)基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度公差采用獨(dú)立原則。這時(shí)鍵槽對(duì)稱度誤差可按圖11-5b所示的方法來測量。該方法是以平板4作為測量基準(zhǔn)，用v形支承座1體現(xiàn)被測軸2的基準(zhǔn)軸線，它平行于平板。用定位塊3(或量塊)模擬體現(xiàn)鍵槽中心平面。將置于平板4上的指示器的測頭與定位塊3的頂面接觸，沿定位塊的一個(gè)橫截面移動(dòng)，并稍微轉(zhuǎn)動(dòng)被測軸來調(diào)整定位塊的位置，使指示器沿定位塊這個(gè)橫截面移動(dòng)時(shí)示值始終不變?yōu)橹?，從而確定定位塊的這個(gè)橫截面的素線平行于平板。然后用指示器對(duì)定位塊長度兩端的和部位的測點(diǎn)分別進(jìn)行測量，測得的示值分別為m和m。將

7、被測軸2在v形支承座1上翻轉(zhuǎn)180，然后按上述方法進(jìn)行調(diào)整并測量定位塊另一頂面(前一輪測量時(shí)的底面)長度兩端的和部位的測點(diǎn)，測得示值分別為m和m。 圖11-5b所示的直角坐標(biāo)系中，。坐標(biāo)軸為被測軸的基準(zhǔn)軸線，y坐標(biāo)軸平行于平板，z坐標(biāo)軸為指示器的測量方向。因此鍵槽實(shí)際被測中心平面的兩端相對(duì)于通過基準(zhǔn)軸線且平行于平板的平面oxy的偏離量1和2分別為：1=( m-m)22=( m-m)2軸鍵槽對(duì)稱度誤差值f由2和2值以及被測軸的直徑d和鍵槽深度t1按下式計(jì)算： 3用量規(guī)檢驗(yàn)鍵槽對(duì)稱度誤差 (1)軸鍵槽對(duì)稱度誤差的檢驗(yàn)參看圖11-6a，當(dāng)軸鍵槽對(duì)稱度公差與鍵槽寬度公差的關(guān)系采用最大實(shí)體要求，與軸尺

8、寸公差的關(guān)系采用獨(dú)立原則時(shí)，該鍵槽的對(duì)稱度誤差可用圖11-6b所示的量規(guī)來檢驗(yàn)。它是按依次檢驗(yàn)方式設(shè)計(jì)的功能量規(guī)，檢驗(yàn)實(shí)際被測鍵槽的輪廓是否超出其最大實(shí)體實(shí)效邊界。該量規(guī)以其v形表面作為定位表面來體現(xiàn)基準(zhǔn)軸線(不受軸實(shí)際尺寸變化的影響)，用檢驗(yàn)鍵兩側(cè)面模擬體現(xiàn)被測鍵槽的最大實(shí)體實(shí)效邊界。若量規(guī)的v形定位表面與軸表面接觸且檢驗(yàn)鍵能夠自由進(jìn)入實(shí)際被測鍵槽，則表示對(duì)稱度誤差合格。鍵槽實(shí)際尺寸用兩點(diǎn)法測量。 (2)孔鍵槽對(duì)稱度誤差的檢驗(yàn)圖11-4所示輪轂鍵槽對(duì)稱度公差與鍵槽寬度公差及基準(zhǔn)孔尺寸公差的關(guān)系皆采用最大實(shí)體要求，該鍵槽的對(duì)稱度誤差可用圖11-7所示的量規(guī)來檢驗(yàn)(詳見第七章3第四節(jié)例7的敘述)

9、。它是按共同檢驗(yàn)方式設(shè)計(jì)的功能量規(guī)。它的定位圓柱面既模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)孔，又能夠檢驗(yàn)實(shí)際基準(zhǔn)孔的輪廓是否超出其最大實(shí)體邊界；它的檢驗(yàn)鍵i模擬體現(xiàn)被測鍵槽兩側(cè)面的最大實(shí)體實(shí)效邊界，檢驗(yàn)實(shí)際被測鍵槽的輪廓是否超出該邊界。如果它的定位圓柱和檢驗(yàn)鍵i能夠同時(shí)自由通過輪轂的實(shí)際基準(zhǔn)孔和實(shí)際被測鍵槽，則表示對(duì)稱度誤差合格?；鶞?zhǔn)孔和鍵槽寬度的實(shí)際尺寸用兩點(diǎn)法測量。2 矩形花鍵聯(lián)結(jié)的公差、配合與檢測 一、矩形花鍵的主要尺寸cbt11442001規(guī)定矩形花鍵的主要尺寸有小徑d、大徑d、鍵寬和鍵槽寬b，見圖11-8。鍵數(shù)n規(guī)定為偶數(shù)，有6、8、10三種，以便于加工和檢測。按承載能力，對(duì)基本尺寸分為輕系列和中系列兩種規(guī)格

10、，同一小徑的輕系列和中系列的鍵數(shù)相同，鍵寬(鍵槽寬)也相同，僅大徑不相同，見附表11-2。 二、矩形花鍵聯(lián)結(jié)的定心方式矩形花鍵聯(lián)結(jié)(見圖11-9)由內(nèi)花鍵和外花鍵構(gòu)成，它是靠內(nèi)、外花鍵的大徑d、小徑d和鍵槽寬、鍵寬b同時(shí)參與配合，來保證內(nèi)、外花鍵的同軸度(定心精度)、聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和傳遞轉(zhuǎn)矩的可靠性；對(duì)要求軸向滑動(dòng)的聯(lián)結(jié)，還應(yīng)保證導(dǎo)向精度。因此，矩形花鍵可以有三種定心方式：小徑d定心、大徑d定心和鍵側(cè)(鍵槽側(cè))b定心。在矩形花鍵聯(lián)結(jié)中，要保證三個(gè)配合面同時(shí)達(dá)到高精度的配合是很困難的，也沒有必要。因此，gbt11442001規(guī)定矩形花鍵聯(lián)結(jié)采用小徑定心。這是因?yàn)殡S著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械零件的

11、質(zhì)量要求不斷提高，對(duì)花鍵聯(lián)結(jié)的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、耐磨性和精度的要求都提高了。例如，工作時(shí)每小時(shí)相對(duì)滑動(dòng)15次以上的內(nèi)、外花鍵，要求硬度在40hrc以上；相對(duì)滑動(dòng)頻繁的內(nèi)、外花鍵，則要求硬度為5660hrc，這樣在內(nèi)、外花鍵制造時(shí)需熱處理(淬火)來提高硬度和耐磨性。為保證定心表面的精度要求，淬硬后需進(jìn)行磨削加工。從加工工藝性看，小徑便于磨削(內(nèi)花鍵小徑表面可在內(nèi)圓磨床上磨削，外花鍵小徑表面可用成形砂輪磨削)，通過磨削可達(dá)到高精度要求。所以矩形花鍵聯(lián)結(jié)采用小徑定心可以獲得更高的定心精度，并能保證和提高花鍵的表面質(zhì)量。而非定心直徑表面之間有相當(dāng)大的間隙，以保證它們不接觸。鍵和鍵槽兩側(cè)面的寬度月應(yīng)具有足

12、夠的精度，因?yàn)樗鼈円獋鬟f轉(zhuǎn)矩和導(dǎo)向。 三、矩形花鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合 1尺寸公差帶與裝配型式gbt11442001規(guī)定的矩形花鍵裝配型式分為滑動(dòng)、緊滑動(dòng)、固定三種。按精度高低，這三種裝配型式各分為一般用途和精密傳動(dòng)使用兩種。內(nèi)、外花鍵的定心小徑、非定心大徑和鍵寬(鍵槽寬)的尺寸公差帶與裝配型式見表11-2，這些尺寸公差帶均取自gbt18011999。為了減少花鍵拉刀和花鍵塞規(guī)的品種、規(guī)格，花鍵聯(lián)結(jié)采用基孔制配合。由于花鍵形位誤差的影響，三種裝配型式指明的配合皆分別比各自的配合代號(hào)所表示的配合緊些。此外，大徑為非定心直徑，所以內(nèi)、外花鍵大徑表面的配合采用較大間隙的配合。 2形位公差矩形花鍵的形位誤

13、差對(duì)花鍵聯(lián)結(jié)有很大影響，如圖11-10所示，花鍵聯(lián)結(jié)采用小徑定 心，假設(shè)內(nèi)、外花鍵各部分的實(shí)際尺寸合格，內(nèi)花鍵(粗實(shí)線)定心表面和鍵槽側(cè)面的形狀和位置都正確，而外花鍵(細(xì)實(shí)線)定心表面各部分不同軸線，各鍵不等分或不對(duì)稱，這相當(dāng)于外花鍵輪廓尺寸增大，造成它與內(nèi)花鍵干涉，從而使該內(nèi)花鍵與外花鍵裝配后不能獲得配合代號(hào)表示的配合性質(zhì)，甚至可能無法裝配，并且使鍵(鍵槽)側(cè)面受載不均勻。同樣地，內(nèi)花鍵位置誤差的存在相當(dāng)于內(nèi)花鍵輪廓尺寸減少，也會(huì)造成它與外花鍵干涉。因此，對(duì)內(nèi)、外花鍵必須分別規(guī)定形位公差，以保證花鍵聯(lián)結(jié)精度和強(qiáng)度的要求。 為了保證內(nèi)、外花鍵小徑定心表面裝配后的配合性質(zhì)，gbt11442001

14、規(guī)定該表面的形狀公差與尺寸公差的關(guān)系采用包容要求。除了小徑定心表面的形狀誤差以外，還有內(nèi)、外花鍵的位置誤差影響裝配和精度，包括鍵(鍵槽)兩側(cè)面的中心平面對(duì)小徑定心表面軸線的對(duì)稱度誤差、鍵(鍵槽)的等分度誤差及鍵(鍵槽)側(cè)面對(duì)小徑定心表面軸線的平行度誤差和大徑表面軸線對(duì)小徑定心表面軸線的同軸度誤差。其中，以花鍵的對(duì)稱度誤差和分度誤差的影響最大。因此，花鍵的對(duì)稱度誤差和分度誤差通常用位置度公差予以綜合控制，位置度公差值見附表11-3。該位置度公差與鍵(鍵槽)寬度公差及小徑定心表面尺寸公差的關(guān)系皆采用最大實(shí)體要求，如圖11-11所示，用花鍵量規(guī)檢驗(yàn)。在單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用單項(xiàng)測量，則規(guī)定鍵(鍵槽)兩

15、側(cè)面的中心平面對(duì)小徑定心表面軸線的對(duì)稱度公差和等分度公差，對(duì)稱度公差值見附表11-4，該對(duì)稱度公差與鍵(鍵槽)寬度公差及小徑定心表面尺寸公差的關(guān)系皆采用獨(dú)立原則，如圖11-12所示?；ㄦI等分度公差如下確定：花鍵各鍵(鍵槽)沿360圓周均勻分布為它們的理想位置，允許它們偏離理想位置的最大值的兩倍為花鍵均勻分布公差值，其數(shù)值與花鍵對(duì)稱度公差值相同，故花鍵等分度公差在圖樣上不必注出。 對(duì)于較長的花鍵，可根據(jù)產(chǎn)品性能自行規(guī)定鍵(鍵槽)側(cè)面對(duì)小徑定心表面軸線的平行 度公差。 由于內(nèi)、外花鍵大徑表面分別按h10和a11加工，它們的大徑表面之間的間隙很大，因 此大徑表面軸線對(duì)小徑定心表面軸線的同軸度誤差可以

16、用此間隙來補(bǔ)償。 3表面粗糙度輪廓要求 矩形花鍵的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)ra的上限值推薦如下。 內(nèi)花鍵：小徑表面不大于0.8m，鍵槽側(cè)面不大于3.2m，大徑表面不大于6.3m。外花鍵：小徑表面不大于0.8m，鍵側(cè)面不大于0.8m，大徑表面不大于3.2m。 四、矩形花鍵的圖樣標(biāo)注 矩形花鍵的規(guī)格按下列順序表示：鍵數(shù)n小徑d大徑d鍵寬(鍵槽寬)b。按這順序在裝配圖上標(biāo)注花鍵的配合代號(hào)和在零件圖上標(biāo)注花鍵的尺寸公差帶代號(hào)。例如，花鍵鍵數(shù)n為6、小徑d的配合為28h7f7、大徑d，的配合為34h10a11、鍵槽寬與鍵寬b的配合為7h11d10的標(biāo)注方法如下： 花鍵副，在裝配圖上標(biāo)注配合代號(hào)：。 內(nèi)花鍵

17、，在零件圖上標(biāo)注尺寸公差帶代號(hào)：628h734h107h11。 外花鍵，在零件圖上標(biāo)注尺寸公差帶代號(hào)：628t734all7d10。此外，在零件圖上，對(duì)內(nèi)、外花鍵除了標(biāo)注尺寸公差帶代號(hào)(或極限偏差)以外，還應(yīng)標(biāo)注形位公差和公差原則的要求，標(biāo)注示例見圖11-11和圖11-12。 五、矩形花鍵的檢測 如圖11-11所示，當(dāng)花鍵小徑定心表面采用包容要求，各鍵(鍵槽)位置度公差與鍵寬度(鍵槽寬度)公差的關(guān)系采用最大實(shí)體要求，且該位置度公差與小徑定心表面尺寸公差的關(guān)系也采用最大實(shí)體要求時(shí)，為了保證花鍵裝配型式的要求，驗(yàn)收內(nèi)、外花鍵應(yīng)該首先使 用花鍵塞規(guī)和花鍵環(huán)規(guī)(均系全形通規(guī))分別檢驗(yàn)內(nèi)、外花鍵的實(shí)際尺

18、寸和形位誤差的綜合結(jié)果，即同時(shí)檢驗(yàn)花鍵的小徑、大徑、鍵寬(鍵槽寬)表面的實(shí)際尺寸和形狀誤差以及各鍵(鍵槽)的位置度誤差，大徑表面軸線的同軸度誤差等的綜合結(jié)果?；ㄦI量規(guī)應(yīng)能自由通過實(shí)際被測花鍵，這樣才表示小徑表面和鍵(鍵槽)兩側(cè)的實(shí)際輪廓皆在各自應(yīng)遵守的邊界的范圍內(nèi)，位置度誤差和大徑同軸度誤差合格。 實(shí)際被測花鍵用花鍵量規(guī)檢驗(yàn)合格后，還要分別檢驗(yàn)其小徑、大徑和鍵寬(鍵槽寬)的實(shí)際尺寸是否超出各自的最小實(shí)體尺寸，即按內(nèi)花鍵小徑、大徑及鍵槽寬最大極限尺寸和外花鍵小徑、大徑及鍵寬的最小極限尺寸分別用單項(xiàng)止端塞規(guī)和單項(xiàng)止端卡規(guī)檢驗(yàn)它們的實(shí)際尺寸，或者使用普通計(jì)量器具測量它們的實(shí)際尺寸。單項(xiàng)止端量規(guī)不能通

19、過，則表示合格。 如果實(shí)際被測花鍵不能被花鍵量規(guī)通過，或者能夠被單項(xiàng)止端量規(guī)通過，則表示該實(shí)際被測花鍵不合格。圖11-11a所示的內(nèi)花鍵可用圖11-13所示的花鍵塞規(guī)來檢驗(yàn)。該塞規(guī)是按共同檢驗(yàn)方式設(shè)計(jì)的功能量規(guī)，由引導(dǎo)圓柱面、小徑定位表面、檢驗(yàn)鍵(6個(gè))和大徑檢驗(yàn)表面組成。其前端的圓柱面用來引導(dǎo)塞規(guī)進(jìn)入內(nèi)花鍵，其后端的花鍵則用來檢驗(yàn)內(nèi)花鍵各部位。圖11-14為花鍵環(huán)規(guī)，它用于檢驗(yàn)按圖11-11占標(biāo)注的外花鍵，其前端的圓柱形孔用來引導(dǎo)環(huán)規(guī)進(jìn)入外花鍵，其后端的花鍵則用來檢驗(yàn)外花鍵各部位。 如圖11-12所示，當(dāng)花鍵小徑定心表面采用包容要求，各鍵(鍵槽)的對(duì)稱度公差以及花鍵各部位的公差皆遵守獨(dú)立原則

20、時(shí)，花鍵小徑、大徑和各鍵(鍵槽)應(yīng)分別測量或檢驗(yàn)。小徑定心表面應(yīng)該用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)，大徑和鍵寬(鍵槽寬)用兩點(diǎn)法測量，各鍵(鍵槽)的對(duì)稱度誤差和大徑表面軸線對(duì)小徑表面軸線的同軸度誤差都使用普通計(jì)量器具測量。3 圓柱直齒漸開線花鍵聯(lián)結(jié)的公差、配合與檢測 一、漸開線花鍵的基本參數(shù)和幾何尺寸 漸開線花鍵聯(lián)結(jié)相當(dāng)于模數(shù)、齒數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角分別相同且變位系數(shù)為零的內(nèi)、外直齒漸開線圓柱齒輪嚙合。兩者有關(guān)模數(shù)和壓力角的基本概念相同，分度圓直徑，基圓直徑，分度圓齒距、齒厚、齒槽寬和公法線長度公稱值等的計(jì)算公式分別相同，相互聯(lián)結(jié)的內(nèi)、外花鍵齒頂圓與齒根圓之間也有足夠的徑向間隙。差異僅在于花鍵的齒頂高和齒根高分別

21、比齒輪的短，因此花鍵齒頂圓和齒根圓直徑的計(jì)算公式分別與齒輪有所不同。此外，漸開線花鍵的齒厚偏差(齒槽寬偏差)、齒形誤差、齒向誤差、齒距累積誤差的概念也分別與漸開線齒輪的齒厚偏差(齒槽寬偏差)、齒廓總偏差、螺旋線總偏差、齒距累積總偏差一致。這樣，漸開線花鍵可以采用加工漸開線齒輪的方法來加工，也可以使用測量漸開線齒輪的儀器來進(jìn)行單項(xiàng)測量。 漸開線花鍵的標(biāo)準(zhǔn)壓力角有30和37.5(模數(shù)0.5lomm)以及45(模數(shù)0.252.5mm，代替三角形花鍵)等三種。其中，對(duì)于30標(biāo)準(zhǔn)壓力角，可以采用平齒根或圓齒根齒形；對(duì)于375和45壓力角，通常只采用圓齒根齒形。gbt 3478.11995模數(shù) 基本齒廓

22、公差還按上述三種標(biāo)準(zhǔn)壓力角和兩種齒根規(guī)定了四種基本齒廓。內(nèi)、外漸開線花鍵的幾何尺寸如圖11-15所示，由模數(shù)、齒數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角確定。它們的計(jì)算公式見gbt 3478.11995，它們的數(shù)值見gbt 3478.23478.41995尺寸表。 下面闡述漸開線花鍵的幾個(gè)重要幾何尺寸的計(jì)算公式。 1外花鍵的三個(gè)幾何尺寸的計(jì)算公式 (1)大徑基本尺寸 大徑基本尺寸(齒頂圓直徑)dee由模數(shù)m、齒數(shù)z及相應(yīng)的常數(shù)c確定，其計(jì)算公式為：dee=m(z+c) (112) 對(duì)于三種標(biāo)準(zhǔn)壓力角d(30、37.5、45)，c分別取為1、0.9、0.8。 (2)漸開線起始圓直徑最大值 漸開線起始圓直徑最大值dfema

23、x的計(jì)算公式為：式中db、d、d基圓直徑、分度圓直徑、標(biāo)準(zhǔn)壓力角； hs外花鍵漸開線起始圓至齒根圓的徑向距離，d為30、37.5、45時(shí)hs分別取為0.6m、0.55m、0.5m； esv作用齒厚的上偏差(數(shù)值見附表11-7)。 (3)小徑基本尺寸 小徑基本尺寸(齒根圓直徑)die由模數(shù)m、齒數(shù)z及相應(yīng)的常數(shù)k確定，計(jì)算公式為：die=m(z-k) (114) 標(biāo)準(zhǔn)壓力角d為30時(shí)平齒根k=1.5，圓齒根k=1.8；d為37.5和45時(shí)k分別取為1.4和1.2。 2 內(nèi)花鍵的三個(gè)幾何尺寸的計(jì)算公式 (1)大徑基本尺寸 大徑基本尺寸(齒根圓直徑)dei由模數(shù)m、齒數(shù)z及相應(yīng)的常數(shù)k確定，計(jì)算公式

24、為：dei=m(z+k) (115) 標(biāo)準(zhǔn)壓力角d為30時(shí)平齒根k=1.5，圓齒根k=1.8；d為37.5和45時(shí)k分別取為1.4和1.2。 (2)漸開線終止圓直徑最小值 漸開線終止圓直徑最小值dfimin由模數(shù)m、齒數(shù)z及相應(yīng)的常數(shù)c、齒形裕度cf確定， 計(jì)算公式為：dfimin=dee+2cf=m(z+c)+2cf (116) 對(duì)于三種標(biāo)準(zhǔn)壓力角d(30、37.5、45)，c分別取為1、0.9、0.8。cf=0.1m，為內(nèi)花鍵漸開線終止圓至外花鍵齒頂圓的徑向距離。 (3)小徑基本尺寸 小徑基本尺寸(齒頂圓直徑)dii由外花鍵漸開線起始圓直徑最大值dfemax和相應(yīng)的齒形裕度cf確定，計(jì)算公

25、式為：dii=dfemax+2cf (117)cf=0.1m，為外花鍵漸開線起始圓至內(nèi)花鍵齒頂圓的徑向距離。 二、漸開線花鍵聯(lián)結(jié)的定心方式和配合尺寸 漸開線花鍵聯(lián)結(jié)采用花鍵齒側(cè)面(齒形表面)作為定心表面，即采用齒側(cè)定心。因此，內(nèi)、外花鍵齒的側(cè)面是配合表面，內(nèi)花鍵齒槽寬和外花鍵齒厚是配合尺寸，內(nèi)、外花鍵的配合是齒側(cè)配合。 內(nèi)、外花鍵的大徑表面之間和小徑表面之間(即內(nèi)花鍵齒頂圓與外花鍵齒根圓之間、內(nèi)花鍵齒根圓與外花鍵齒頂圓之間)都有較大的間隙，這兩個(gè)表面屬于非配合表面，都不起定心作用，大徑和小徑皆為非配合尺寸。漸開線花鍵聯(lián)結(jié)采用了齒側(cè)定心，則花鍵齒的側(cè)面既起驅(qū)動(dòng)作用，又起自動(dòng)定心的作用。由于漸開線

26、花鍵鍵齒受力后會(huì)產(chǎn)生徑向分力，使鍵齒沿齒面滑動(dòng)，當(dāng)相對(duì)鍵齒產(chǎn)生的徑向分力相等(徑向力平衡，合力為零)時(shí)，內(nèi)、外花鍵的分度圓就會(huì)自動(dòng)重合。這時(shí)，各齒側(cè)可以較好地貼合在一起，各鍵齒受力比較均勻。 三、內(nèi)花鍵的作用齒槽寬、外花鍵的作用齒厚和作用側(cè)隙 內(nèi)、外漸開線花鍵鍵齒加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生齒槽寬偏差、齒厚偏差和齒側(cè)形位誤差(齒形誤差ff、齒向誤差f和齒距累積誤差fp)。ff、f和fp的影響與2第三節(jié)所述矩形花鍵形位誤差的影響(圖11-10)類似，會(huì)使內(nèi)、外漸開線花鍵裝配時(shí)在鍵齒的側(cè)面產(chǎn)生干涉。內(nèi)花鍵的實(shí)際齒槽寬和齒側(cè)形位誤差的綜合結(jié)果可以用作用齒槽寬來表示。參看圖11-16a，內(nèi)花鍵的作用齒槽寬月，是指在內(nèi)

27、花鍵鍵齒全長上，與實(shí)際內(nèi)花鍵齒側(cè)體外相接的最大理想外花鍵(雙點(diǎn)劃線)的分度圓上的弧齒厚。 外花鍵的實(shí)際齒厚和齒側(cè)形位誤差綜合結(jié)果可以用作用齒厚來表示。參看圖11-16b，外花鍵的作用齒厚s，是指在外花鍵鍵齒全長上，與實(shí)際外花鍵齒側(cè)體外相接的最小理想內(nèi)花鍵(雙點(diǎn)劃線)的分度圓上的弧齒槽寬。 由此可見，相互配合的內(nèi)、外漸開線花鍵的實(shí)際齒槽寬ea、實(shí)際齒厚sa和齒側(cè)形位誤差(ff、f、fp)會(huì)綜合影響它們的齒側(cè)配合性質(zhì)。內(nèi)、外花鍵的ff、f和fp可以分別折算成齒槽寬當(dāng)量和齒厚當(dāng)量(與普通螺紋中徑當(dāng)量類似)，這兩個(gè)當(dāng)量分別與ea和sa綜合為分度圓上的圓弧尺寸即作用齒槽寬ev和作用齒厚sv來表示它們影響

28、齒側(cè)配合性質(zhì)的程度。上述ev與sv之差稱為作用側(cè)隙，用代號(hào)cv表示，即cv=ev-sv這差值為正值時(shí)，cv為作用間隙；這差值為負(fù)值時(shí)，cv為作用過盈。 四、內(nèi)、外漸開線花鍵的配合尺寸公差帶和配合類別 與孔、軸的尺寸公差帶類似，gbt 3478.11995所規(guī)定的內(nèi)、外漸開線花鍵配合尺寸(齒槽寬、齒厚)公差帶由“公差帶大小”和“公差帶位置”兩個(gè)要素組成，見圖11-17，這兩個(gè)要素分別用公差等級(jí)和基本偏差表示。 1公差等級(jí)內(nèi)花鍵齒槽寬和外花鍵齒厚各分為四個(gè)公差等級(jí)，分別用阿拉伯?dāng)?shù)字4、5、6、7表示。其中，4級(jí)最高，等級(jí)依次降低，7級(jí)最低。 齒槽寬和齒厚的公差各由兩部分組成：限制實(shí)際齒槽寬或?qū)嶋H齒

29、厚變動(dòng)量的加工公差t與限制齒側(cè)形位誤差的齒槽寬當(dāng)量或齒厚當(dāng)量的綜合公差。加工公差與綜合公差之和 (t+)稱為總公差。內(nèi)、外花鍵配合尺寸公差帶的大小由總公差決定。(t+)和的數(shù)值由相應(yīng)的公差等級(jí)和模數(shù)、齒數(shù)確定，見附表11-5。 根據(jù)功能要求，內(nèi)、外花鍵加工后可以檢測其齒側(cè)實(shí)際尺寸與形位誤差的綜合結(jié)果(類似于用圖11-13、圖11-14所示的矩形花鍵量規(guī)進(jìn)行的檢測)；也可以單項(xiàng)測量其齒側(cè)形位誤差ff、f、fp (如同齒輪測量一樣)，這就需要規(guī)定ff、的齒形公差ff、f的齒向公差f和fp的齒距累積公差fp。fp和ff的數(shù)值由相應(yīng)的公差等級(jí)和模數(shù)、齒數(shù)確定，見附表11-5。f的數(shù)值由相應(yīng)的公差等級(jí)和

30、花鍵長度確定，見附表11-6。 公差等級(jí)決定了側(cè)隙變化范圍、齒面接觸好壞(取決于ff和f的大小)和同時(shí)接觸齒數(shù)多少(取決于fp的大小)。因此，在選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)根據(jù)花鍵的工作條件考慮以上情況進(jìn)行選擇。通常，4級(jí)、5級(jí)花鍵用于精密傳動(dòng)的聯(lián)結(jié)；6級(jí)花鍵用于一般精度的聯(lián)結(jié)；7級(jí)花鍵用于精度要求不高的聯(lián)結(jié)。根據(jù)需要，可以采用不同公差等級(jí)的內(nèi)、外花鍵相互配合。 2基本偏差 內(nèi)、外漸開線花鍵聯(lián)結(jié)的齒側(cè)配合采用基孔制配合，以基本偏差為一定的齒槽寬公差帶與不同基本偏差的齒厚公差帶組成各類配合。內(nèi)、外花鍵配合尺寸公差帶的位置分別由作用齒槽寬、作用齒厚的基本偏差決定。內(nèi)、外漸開線花鍵配合尺寸基本偏差的代號(hào)與gbt

31、1800.2-1998中的基本偏差代號(hào)一致。參看表11-3，基準(zhǔn)作用齒槽寬的基本偏差代號(hào)為h，基本偏差為下偏差，其數(shù)值為零。非基準(zhǔn)作用齒厚的基本偏差代號(hào)分別為k、js、h、f、e和d六種。代號(hào)k的基本偏差為下偏差，其數(shù)值為零；js為公差帶相對(duì)于零線對(duì)稱分布的基本偏差代號(hào)，它為上偏差，其數(shù)值為(t+)2；代號(hào)h的基本偏差為上偏差，其數(shù)值為零；代號(hào)f、e和d的基本偏差皆為上偏差，它們的數(shù)值見附表11-7。 將花鍵的公差等級(jí)代號(hào)和基本偏差代號(hào)組合，就組成它們的公差帶代號(hào)，標(biāo)注時(shí)公差等級(jí)代號(hào)在前而基本偏差代號(hào)在后。例如內(nèi)花鍵公差帶代號(hào)5h、6h等，外花鍵公差代號(hào)5h、6f等。將內(nèi)、外花鍵的公差帶代號(hào)以

32、分?jǐn)?shù)形式組合，就組成它們的配合代號(hào)，分子為內(nèi)花鍵公差帶代號(hào)，分母為外花鍵公差帶代號(hào)，例如5h5h、6h6f等。 3配合種類 基本偏差代號(hào)為h的作用齒槽寬分別與基本偏差代號(hào)為k、js、h、d、e、f的作用齒厚組合，就組成六類配合hk、his、hh、hd、he、hf。這些配合中，作用齒厚的基本偏差代號(hào)反映出內(nèi)、外花鍵裝配后的配合性質(zhì)。hk、h/js、hh用于固定聯(lián)結(jié)，hd、he、hf用于滑動(dòng)聯(lián)結(jié)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)壓力角為45的花鍵優(yōu)先選用hk、hh、hf。除了上述6類齒側(cè)配合外，當(dāng)產(chǎn)品需要間隙較大的配合時(shí)，可以從gbt1800中選擇合適的基本偏差。應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)、外漸開線花鍵的配合尺寸的基本偏差是作用齒槽寬

33、和作用齒厚的基本偏差，而不是實(shí)際齒槽寬和實(shí)際齒厚的基本偏差，這與矩形花鍵不相同。 五、內(nèi)花鍵齒槽寬、外花鍵齒厚及作用側(cè)隙的極限值 參看圖11-17和表11-3，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)齒槽寬e和齒厚s分別規(guī)定極限值，作用側(cè)隙cv也應(yīng)控制在允許的極限值范圍內(nèi)。 1齒槽寬的極限值 (1)實(shí)際齒槽寬ea的最小極限值emin和最大極限值emaxemin=0.5m+， emax=emin+t=0.5m+(t+) ea應(yīng)限制在eminemax范圍內(nèi)。 (2)作用齒槽寬ev的最小極限值evmin和最大極限值evmax evmin=0.5m。它相當(dāng)于形位公差概念中實(shí)際齒槽寬為最小極限值emin(孔的最大實(shí)體尺寸)而齒側(cè)形位

34、誤差的齒槽寬當(dāng)量達(dá)到允許值(孔的形位誤差值等于形位公差值)時(shí)的某種邊界尺寸(孔的最大實(shí)體實(shí)效邊界尺寸)。 內(nèi)花鍵的實(shí)際齒槽寬與齒側(cè)形位誤差的綜合結(jié)果不允許超出該邊界。 evmax=emax-=evmin+t。它相當(dāng)于形位公差概念中實(shí)際齒槽寬為最大極限值emax(孔的最小實(shí)體尺寸)而齒側(cè)形位誤差的齒槽寬當(dāng)量達(dá)到允許值時(shí)的極限尺寸。 ev應(yīng)限制在evminevmax范圍內(nèi)。 2齒厚的極限值 (1)實(shí)際齒厚sa的最大極限值smax和最小極限值smin smax=0.5m+esv-， smin=smax-t=0.5m+esv-(t+)式中，esv值見附表11-7。 sa應(yīng)限制在sminsmax范圍內(nèi)。

35、 (2)作用齒厚sv的最大極限值svmax和最小極限值svmin。 svmax=0.5m+esv它相當(dāng)于形位公差概念中實(shí)際齒厚為最大極限值smax(軸的最大實(shí)體尺寸)而齒側(cè)形位誤差的齒厚當(dāng)量達(dá)到允許值(軸的形位誤差值等于形位公差值)時(shí)的某種邊界尺寸(軸的最大實(shí)體實(shí)效邊界尺寸)。 外花鍵實(shí)際齒厚與齒側(cè)形位誤差的綜合結(jié)果不允許超出該邊界。 svmin=smin+=svmax-t它相當(dāng)于形位公差概念中實(shí)際齒厚為最小極限值smin(軸的最小實(shí)體尺寸)而齒側(cè)形位誤差的齒厚當(dāng)量達(dá)到允許值時(shí)的極限尺寸。 sv應(yīng)限制在svmaxsvmin范圍內(nèi)。 3作用側(cè)隙的最小極限值cvmin和最大極限值cvmax 由作用

36、齒槽寬和作用齒厚的極限值可以計(jì)算出作用側(cè)隙的最小極限值cvmin和最大極限值cvmax cvmin=evmin-svmax，作用側(cè)隙cv不允許小于cvmin。 cvmax=evmax-svmin，作用側(cè)隙cv不允許大于cvmax。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，作用齒槽寬和作用齒厚的極限值可以從附表11-7(ev的下偏差，sv的上偏差)和gbt 3478.23478.41995尺寸表中查取。 六、漸開線花鍵非配合尺寸的極限偏差、齒根圓弧曲率半徑極限值和表面粗糙度輪廓要求 1內(nèi)花鍵大徑和小徑公差帶 內(nèi)花鍵大徑dei的公差帶可以采用h12、h13或h14。小徑dii的公差帶按模數(shù)m的大小而分別采用h10、h11或h

37、12，見附表11-8。 2外花鍵大徑和小徑極限偏差 外花鍵大徑dee的極限偏差按模數(shù)m的大小和作用齒厚的基本偏差代號(hào)確定，見附表11-9。小徑dii的極限偏差按作用齒厚的基本偏差代號(hào)確定，見附表11-10。 3齒根圓弧曲率半徑極限值 內(nèi)、外花鍵齒根圓弧曲率半徑最小值rimin和remin按標(biāo)準(zhǔn)壓力角d確定，見附表11-11。最大值分別由內(nèi)花鍵漸開線終止圓直徑最小值dfimin和外花鍵漸開線起始圓直徑 最大值dfemax控制。 4漸開線花鍵的表面粗糙度輪廓要求內(nèi)、外花鍵漸開線齒面(配合表面)和非配合表面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)ra的上限值可按附表11-12選取。 七、漸開線花鍵鍵齒的檢測方法 漸

38、開線花鍵鍵齒配合部位公差項(xiàng)目的確定與其檢測方法密切相關(guān)。gbt 3478.51995檢驗(yàn)方法對(duì)鍵齒規(guī)定了四種檢測方法，通常采用其中的基本方法和單項(xiàng)測量。 1基本方法 對(duì)于漸開線花鍵配合，通常要求內(nèi)、外花鍵齒側(cè)實(shí)際尺寸與形位誤差的綜合結(jié)果(作用齒槽寬、作用齒厚)不得超出某種邊界，且實(shí)際尺寸不得超出最小實(shí)體尺寸。這如同孔、軸配合中孔和軸的形位公差與尺寸公差的關(guān)系采用最大實(shí)體要求一樣，實(shí)際尺寸與形位誤差的綜合結(jié)果不允許超出最大實(shí)體實(shí)效邊界，且實(shí)際尺寸不允許超出最小實(shí)體尺寸。 (1)采用基本方法檢測內(nèi)花鍵時(shí)的特點(diǎn) 使用按作用齒槽寬最小極限值evmin設(shè)計(jì)的全齒花鍵塞規(guī)(通規(guī))檢驗(yàn)作用齒槽寬ev是否不小

39、于evmin，使用按實(shí)際齒槽寬最大極限值emax設(shè)計(jì)的短齒花鍵塞規(guī)(止規(guī))檢驗(yàn)實(shí)際齒槽寬ea是否不大于emax或者用量棒(或鋼球)和指示式量儀測量棒間距(或球間距)mri，以間接測量ea，如圖11-18所示。 用量棒間接測量實(shí)際齒槽寬ea時(shí)，將兩個(gè)直徑相同的量棒分別放置在被測內(nèi)花鍵直徑方向的兩邊齒槽內(nèi)(圖11-18a)，或最靠近直徑方向的兩邊齒槽內(nèi)(圖11-18b)，要求量棒在齒槽中部與其兩側(cè)齒面接觸，且量棒表面超過齒頂，來測量這兩個(gè)量棒最外側(cè)素線間的距離即棒間距mri。 (2)采用基本方法檢測外花鍵時(shí)的特點(diǎn) 使用按作用齒厚最大極限值svmax設(shè)計(jì)的全齒花鍵環(huán)規(guī)(通規(guī))檢驗(yàn)作用齒厚sv是否不大

40、于svmax，使用按實(shí)際齒厚最小極限值smin設(shè)計(jì)的短齒花鍵環(huán)規(guī)(止規(guī))檢驗(yàn)實(shí)際齒厚sa是否不小于smin，或者用量棒(或鋼球)和指示式量儀測量跨棒距(或跨球距)ma，以間接測量sa，如圖11-19所示。用量棒間接測量實(shí)際齒厚sa時(shí)，將兩個(gè)直徑相同的量棒分別放置在被測外花鍵直徑方向的兩邊齒槽內(nèi)(圖11-19a)，或最靠近直徑方向的兩邊齒槽內(nèi)(圖11-19b)，要求量棒在齒槽中部與其兩側(cè)齒面接觸，且量棒表面超過齒頂，來測量這兩個(gè)量棒最外側(cè)素線間的距離即跨棒距mre。 此外，還可以測量外花鍵實(shí)際公法線長度(如圖10-23所示)來評(píng)定sa。 棒間距mri、跨棒距mre或?qū)嶋H公法線長度的測量結(jié)果合格范圍的計(jì)算公式和具體數(shù)值見gbt 3478.63478.81995m值和w值。 用上述花鍵量規(guī)(通規(guī)和止規(guī))檢驗(yàn)內(nèi)花鍵或外花鍵時(shí)，如果全齒通規(guī)能夠自由通過，且短齒止規(guī)不能通過，則表示被測花鍵合格。 相互配合的被測內(nèi)、外花鍵用基本方法檢測合格，則表示它們裝配后作用側(cè)隙cv不小于作用側(cè)隙最小極限值cv