第八章鍵和花鍵的精度設計

1、10/22/2021110/22/20212 8.1 鍵和花鍵的基本概念鍵和花鍵的基本概念 8.2 平鍵結合的精度設計與檢測平鍵結合的精度設計與檢測8.3 矩形花鍵結合的精度設計與檢測矩形花鍵結合的精度設計與檢測 10/22/20213一、鍵和花鍵的作用一、鍵和花鍵的作用( function of key and spline)常用于軸和帶轂零件（如齒輪、渦輪等）之間的可常用于軸和帶轂零件（如齒輪、渦輪等）之間的可拆卸聯(lián)結拆卸聯(lián)結實現(xiàn)周向固定實現(xiàn)周向固定傳遞扭矩和運動傳遞扭矩和運動當配合之間要求作軸向移動時，還可以起當配合之間要求作軸向移動時，還可以起導向作用導向作用10/22/20214二、

2、鍵的分類二、鍵的分類(classification of key)以平鍵聯(lián)結應用最廣泛以平鍵聯(lián)結應用最廣泛10/22/2021510/22/20216三、花鍵的分類三、花鍵的分類 (classification of spline) 花鍵按鍵齒可分為：花鍵按鍵齒可分為：矩形花鍵聯(lián)結應用最廣泛矩形花鍵聯(lián)結應用最廣泛 花鍵的優(yōu)點：花鍵的優(yōu)點：定心精度高；導向性好；承載能力強定心精度高；導向性好；承載能力強10/22/20217aalbhd-t1d+t2t1t2aa一、一、 平鍵結合的結構和幾何參數(shù)平鍵結合的結構和幾何參數(shù)(structure & geometrical parameters for

3、 flat key connection)10/22/20218二、平鍵聯(lián)結的配合制二、平鍵聯(lián)結的配合制( fit system for flat key connection) 平鍵為標準件，鍵結合的平鍵為標準件，鍵結合的主要參數(shù)是鍵寬主要參數(shù)是鍵寬b b 鍵與軸槽、鍵與輪轂槽的鍵與軸槽、鍵與輪轂槽的配合均采用配合均采用基軸制基軸制 國家標準對鍵寬只規(guī)定了國家標準對鍵寬只規(guī)定了一種公差帶一種公差帶h8h810/22/20219平鍵與鍵槽形成三種配合，見下表平鍵與鍵槽形成三種配合，見下表配合配合種類種類尺寸尺寸b b的公差的公差配合性質及應用配合性質及應用鍵鍵鍵槽鍵槽輪轂槽輪轂槽松聯(lián)接松聯(lián)接h

4、8h8h9h9d10d10鍵在軸槽中及輪轂槽中均能滑動。主要鍵在軸槽中及輪轂槽中均能滑動。主要用于導向平鍵，輪轂可在軸上作軸向移用于導向平鍵，輪轂可在軸上作軸向移動動正常正常聯(lián)接聯(lián)接n9n9js9js9鍵在軸槽中及輪轂槽中均固定。用于載鍵在軸槽中及輪轂槽中均固定。用于載荷不大的場合荷不大的場合緊密緊密聯(lián)接聯(lián)接p9p9p9p9鍵在軸槽中和輪轂槽中均牢固地固定，鍵在軸槽中和輪轂槽中均牢固地固定，主要用于載荷較大、載荷具有沖擊性以主要用于載荷較大、載荷具有沖擊性以及雙向傳遞扭矩的場合及雙向傳遞扭矩的場合10/22/202110三、平鍵公差帶圖三、平鍵公差帶圖(tolerance zone of fl

5、at key )10/22/202111四、鍵聯(lián)結的非配合尺寸參數(shù)四、鍵聯(lián)結的非配合尺寸參數(shù)( parameters of non-fit size for flat key connection) 軸槽深軸槽深t1，輪轂槽深，輪轂槽深t2的公差見表的公差見表8.1 鍵高鍵高h的公差帶采用的公差帶采用h11（鍵為正方型時采用（鍵為正方型時采用h8） 鍵長鍵長l，孔槽長，孔槽長l的公差帶分別采用的公差帶分別采用h14，h14；五、形位公差設計五、形位公差設計 (design of geometrical tolerances) 軸槽和輪轂槽對軸線的軸槽和輪轂槽對軸線的對稱度公差對稱度公差取值取值

6、7-97-9級級六、表面粗糙度六、表面粗糙度( surtace roufness ) 鍵槽配合表面（側面）取鍵槽配合表面（側面）取ra ra 為為1.61.63.2mm 其他非配合面取其他非配合面取rara為為6.3m6.3m10/22/202112七、軸和輪轂的圖樣標注示例七、軸和輪轂的圖樣標注示例10/22/2021138.3 矩形花鍵配合的精度設計矩形花鍵配合的精度設計w 花鍵分為花鍵分為內花鍵內花鍵（花鍵孔）和（花鍵孔）和外花鍵外花鍵（花鍵軸）（花鍵軸）w 把鍵和軸、鍵槽和輪轂做成一整體的聯(lián)結件，主要把鍵和軸、鍵槽和輪轂做成一整體的聯(lián)結件，主要保證聯(lián)結件的同心度及傳遞扭矩保證聯(lián)結件的同

7、心度及傳遞扭矩w 即可以是固定聯(lián)結，也可以是滑動聯(lián)結即可以是固定聯(lián)結，也可以是滑動聯(lián)結w 與鍵聯(lián)結相比，與鍵聯(lián)結相比，花鍵聯(lián)結有聯(lián)結可靠，強度高，可花鍵聯(lián)結有聯(lián)結可靠，強度高，可以傳遞較大的扭矩，且孔、軸定心精度高和導向精以傳遞較大的扭矩，且孔、軸定心精度高和導向精度高等優(yōu)點度高等優(yōu)點10/22/202114一、矩形花鍵的幾何參數(shù)和定心方式一、矩形花鍵的幾何參數(shù)和定心方式 (geometrical parameters & types of determining centre)k 矩形花鍵主要配合尺寸為：矩形花鍵主要配合尺寸為：大徑大徑d(外徑），小徑外徑），小徑d（內（內徑）及鍵寬徑）及鍵

8、寬bk矩形花鍵根據(jù)鍵齒的承載能力分為矩形花鍵根據(jù)鍵齒的承載能力分為輕、中、重輕、中、重三個系三個系列。列。bdbd內花鍵內花鍵外花鍵外花鍵采用基孔制配合，減少拉刀的數(shù)目采用基孔制配合，減少拉刀的數(shù)目10/22/202115k矩形花鍵的定心方式矩形花鍵的定心方式a 矩形花鍵國家標準（矩形花鍵國家標準（gb/t 1144-2001)規(guī)定，規(guī)定，矩形花矩形花鍵用小徑定心鍵用小徑定心f矩形花鍵小徑定心的優(yōu)點矩形花鍵小徑定心的優(yōu)點 小徑較容易保證較高的加工精度和表面硬度小徑較容易保證較高的加工精度和表面硬度 有利于簡化加工工藝，減少成本，小徑熱處理后便于有利于簡化加工工藝，減少成本，小徑熱處理后便于加工

9、，易于保證表面質量。加工，易于保證表面質量。10/22/202116二、矩形花鍵的公差與配合二、矩形花鍵的公差與配合(tolerance & fit)v d，d，b為單一尺寸，查尺寸公差表為單一尺寸，查尺寸公差表 定心尺寸定心尺寸d d 精度要求高精度要求高 其他為非定心尺寸，精度較低其他為非定心尺寸，精度較低v 配合制度：配合制度：基孔制基孔制v 配合種類：配合種類：一般用途，精密傳動一般用途，精密傳動10/22/20211710/22/20211810/22/202119三、形位公差設計三、形位公差設計 (design of geometrcal tolerance) 內、外花鍵小徑內、外

10、花鍵小徑d d的極限尺寸應遵守的極限尺寸應遵守包容要求包容要求 位置度公差（鍵、槽的等分度、對稱度等）按位置度公差（鍵、槽的等分度、對稱度等）按gb/t 1144-2001選取，選取，p172p172表表8.58.510/22/20212010/22/202121四、表面粗糙度四、表面粗糙度(surface roughness)表表8-68-6 花鍵表面粗糙度推薦值花鍵表面粗糙度推薦值(m)(m)加工表面加工表面內花鍵內花鍵外花鍵外花鍵r ra a不大于不大于小小 徑徑0.80.80.80.8大大 徑徑6.36.33.23.2鍵鍵 側側3.23.20.80.810/22/20212267h11

11、 eqse34h106.328h73.20.02m a ma34a11矩形花鍵的位置度公差標注矩形花鍵的位置度公差標注0.83.267d10 eqs0.02m a mea28f710/22/20212367h11 eqse34h106.3a28h73.2a0.01528h734a110.83.2e67d10 eqsa0.015a矩形花鍵的對稱度公差標注矩形花鍵的對稱度公差標注10/22/202124k 矩形花鍵的尺寸公差帶代號和配合代號按照花鍵規(guī)格規(guī)矩形花鍵的尺寸公差帶代號和配合代號按照花鍵規(guī)格規(guī)定的次序標注，即定的次序標注，即 nddb 其中其中 n n：鍵數(shù)，：鍵數(shù)，d d：小徑，：小徑，

12、d d：大徑，：大徑，b b：鍵寬：鍵寬5. 矩形花鍵聯(lián)接在圖紙上的標注矩形花鍵聯(lián)接在圖紙上的標注 (notation)6 286 3210 79hhh 內花鍵：內花鍵： 外花鍵：外花鍵： 花鍵副：花鍵副：6 28 5 32 11 7 7gaf61096 283275117hhhgaf10/22/202125 小小 結結1 1 平鍵、半圓鍵聯(lián)接的公差與配合平鍵、半圓鍵聯(lián)接的公差與配合 鍵寬與鍵槽寬鍵寬與鍵槽寬b b是決定配合性質和配合精度的是決定配合性質和配合精度的主要參數(shù)主要參數(shù)。鍵聯(lián)接采用鍵聯(lián)接采用基軸制基軸制配合。配合。 國標對國標對鍵寬鍵寬規(guī)定了一種公差帶（規(guī)定了一種公差帶（h8h8）

13、，對軸和輪轂的鍵），對軸和輪轂的鍵槽寬各規(guī)定了槽寬各規(guī)定了三種三種公差帶。公差帶。 分別構成三種聯(lián)接類型，即分別構成三種聯(lián)接類型，即較松較松、一般一般和和較緊較緊聯(lián)接。聯(lián)接。 非配合尺寸精度要求較低，公差分別見表非配合尺寸精度要求較低，公差分別見表8-3、表、表8-5。2 矩形花鍵聯(lián)接的定心方式及極限與配合矩形花鍵聯(lián)接的定心方式及極限與配合 花鍵有矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵，其中花鍵有矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵，其中矩形矩形花鍵應用最廣花鍵應用最廣。國標規(guī)定了矩形花鍵聯(lián)接的。國標規(guī)定了矩形花鍵聯(lián)接的尺寸系列尺寸系列、定心定心方式方式及及極限與配合極限與配合。10/22/202126

14、 (1）矩形花鍵聯(lián)接定心方式）矩形花鍵聯(lián)接定心方式 矩形花鍵有大徑矩形花鍵有大徑d d定心、小徑定心、小徑d d定心、和鍵（槽）寬定心、和鍵（槽）寬b b定心三種定心方式，定心三種定心方式， 國標規(guī)定國標規(guī)定矩形花鍵采用矩形花鍵采用小徑定心小徑定心。 （2）矩形花鍵的極限與配合）矩形花鍵的極限與配合 矩形花鍵的極限與配合分為矩形花鍵的極限與配合分為一般用途一般用途和和精密傳動精密傳動兩兩種類型種類型, ,公差帶見表公差帶見表8-78-7。 矩形花鍵的配合采用矩形花鍵的配合采用基孔制基孔制，即內花鍵的，即內花鍵的d、d、和、和b的基本偏差不變，依靠改變外花鍵的的基本偏差不變，依靠改變外花鍵的d、d和和b的的基本偏差，基本偏差，以獲得不同松緊的配合。以獲得不同松緊的配合。 分別構成分別構成三種聯(lián)接三種聯(lián)接形式，即形式，即滑動滑動聯(lián)接、聯(lián)接、緊滑動緊滑動聯(lián)接和聯(lián)接和固定固定聯(lián)接。聯(lián)接。 配合的選擇主要根據(jù)配合的選擇主要根據(jù)定心精度定心精度要求、要求、傳遞轉矩傳遞轉矩的大小的大小以及是否有以及是否有軸向移動軸向移動來選擇來選擇. .10/22/2021273 鍵槽和花鍵的形位公差和表面粗糙度鍵槽和花鍵的形位公差和表面粗糙度 鍵槽的形位公差有鍵槽對軸線的鍵槽的形位公差有鍵槽對軸線的對稱度對稱度, ,鍵槽兩工作鍵槽兩工作側面的側面的平行度平行度 鍵槽兩工作側面為配合面，其表面粗糙度鍵槽