鍵聯(lián)結(jié)精度與檢測(cè)

1、鍵聯(lián)結(jié)精度與檢測(cè)第1頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三單鍵與花鍵都是機(jī)械傳動(dòng)中的標(biāo)準(zhǔn)件，廣泛應(yīng)用于軸與齒輪、鏈輪、皮帶輪或連軸器等可拆卸傳動(dòng)件之間的聯(lián)接，以傳遞扭矩、運(yùn)動(dòng)兼作導(dǎo)向。例如，變速箱中變速齒輪與軸之間通過(guò)平鍵聯(lián)接，如圖7-1（a）所示，通過(guò)花鍵孔與花鍵軸的聯(lián)接如圖7-1（b）所示。平鍵對(duì)中性好，可用于較高精度的聯(lián)接，具有制造、裝拆簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。第2頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-1鍵聯(lián)接示意圖第3頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-2單鍵單鍵：?jiǎn)捂I的類型有平鍵、半圓鍵、鉤頭楔鍵和切向鍵，如圖7

2、-2所示。 第4頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-3 平鍵聯(lián)接平鍵分為普通平鍵和導(dǎo)向平鍵，前者用于固定聯(lián)接，后者用于移動(dòng)聯(lián)接（如雙聯(lián)齒輪），如圖7-3所示。第5頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-4 普通平鍵普通平鍵根據(jù)其兩端形狀又有A型（兩端圓）、B型（兩端平）、C型（一端圓、一端平）之分，如圖7-4所示。第6頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三花鍵：當(dāng)需要傳遞較大扭矩時(shí)，單鍵聯(lián)接已不能滿足要求，因而鍵聯(lián)接發(fā)展為花鍵聯(lián)接?；ㄦI分為內(nèi)花鍵（花鍵孔）和外花鍵（花鍵軸），如圖7-1（b）所示。按截面形狀又有矩形花鍵、漸

3、開(kāi)線花鍵、梯形花鍵、三角形花鍵之分，其中矩形花鍵應(yīng)用最廣泛。第7頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三花鍵聯(lián)接中鍵的數(shù)目增加，接觸面比平鍵多，且聯(lián)接鍵與軸為一體，使軸和輪轂上承受負(fù)荷分布比較均勻。而且花鍵聯(lián)接可作固定聯(lián)接，也可作滑動(dòng)聯(lián)接。因此，與平鍵聯(lián)接相比，花鍵聯(lián)接具有定心精度高、導(dǎo)向性好、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。故在汽車、機(jī)床等機(jī)械行業(yè)中廣泛應(yīng)用。但其加工需用專用設(shè)備和刃具、量具，制造成本較高。第8頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三本章主要討論普通平鍵和矩形花鍵的公差配合及精度檢測(cè)。第9頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三7.1

4、平鍵的公差配合與精度檢測(cè) 1.平鍵的幾何參量及標(biāo)記 平鍵聯(lián)接由鍵、軸上鍵槽和輪轂上鍵槽3部分組成，通過(guò)鍵的側(cè)面與軸上鍵槽、輪轂上鍵槽側(cè)面之間的相互接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞。聯(lián)接時(shí)，鍵的上表面與輪轂鍵槽底面間要留有一定的間隙。其結(jié)構(gòu)及其主要尺寸如圖7-3（a）所示（圖示為減速器的輸出軸與帶輪之間的聯(lián)接，輸出的動(dòng)力及轉(zhuǎn)矩通過(guò)平鍵來(lái)傳遞）。 第10頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三鍵為標(biāo)準(zhǔn)件（由型鋼制成），其基本尺寸是鍵寬（b）、鍵高（h）和鍵長(zhǎng)（L）。標(biāo)記為：GB/T 1099.1鍵bhL 如：鍵61025其他尺寸包括：軸槽深（t）和輪轂槽深（t1），軸和輪轂直徑（d）（為了便于

5、測(cè)量，在圖樣上分別標(biāo)注尺寸“d-t”和“d-t1”）。設(shè)計(jì)鍵聯(lián)接時(shí)，平鍵的規(guī)格參數(shù)根據(jù)d查表確定，如表7-1和表7-2所示。第11頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三2.平鍵聯(lián)接的公差配合及選用（1）尺寸公差單鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，故單鍵聯(lián)接通常采用基軸制配合。鍵與鍵槽寬（b）是主要配合尺寸，其他尺寸為非配合尺寸。一般來(lái)說(shuō)對(duì)配合尺寸給予較嚴(yán)格的公差，對(duì)非配合尺寸給出較寬松的公差。第12頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 配合尺寸鍵與鍵槽寬（b）由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，因此對(duì)誤差的主要控制對(duì)象是鍵槽寬。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1095-2003規(guī)定，鍵寬公差帶為h9，對(duì)鍵槽

6、寬和輪轂槽寬分別規(guī)定3種公差帶：H9、N9、P9和D10、Js9、P9，共同組成3種配合類型，如圖7-5所示，其應(yīng)用如表7-3所示。第13頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-5平鍵聯(lián)接的配合類型第14頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 非配合尺寸軸槽深（t）和輪轂槽深（t1）的公差帶如表7-1所示。鍵高（h）、鍵長(zhǎng)（L）和軸槽長(zhǎng)的公差帶如表7-4所示。第15頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三（2）形位公差和表面粗糙度鍵槽的形位公差主要是指鍵槽的實(shí)際中心平面對(duì)基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度公差。鍵槽的對(duì)稱度誤差使鍵與鍵槽間不能保證面接

7、觸，致使傳遞扭矩時(shí)鍵工作表面負(fù)荷不均勻，從而影響鍵聯(lián)接的配合性質(zhì)。同時(shí)對(duì)稱度誤差還會(huì)影響鍵聯(lián)接的自由裝配。第16頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 為了保證鍵聯(lián)接正常工作，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍵和鍵槽的形位公差作出以下規(guī)定。 對(duì)稱度公差等級(jí)按GB/T 1184-1996形狀和位置公差選?。ㄒ枣I寬b為主參數(shù)），一般取79級(jí)。 對(duì)長(zhǎng)鍵（L/b8），規(guī)定鍵的兩工作側(cè)面在長(zhǎng)度方向上的平行度，平行度公差也按GB/T 1184-1996選?。寒?dāng)b6mm時(shí)取7級(jí)，b836mm時(shí)取6級(jí)，b40mm 時(shí)取5級(jí)。第17頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三鍵和鍵槽配合面的表面粗糙

8、度Ra值一般取1.6m6.3m，非配合面的Ra值取12.5m。鍵槽尺寸和形位公差圖樣標(biāo)注如圖7-6所示。第18頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-6平鍵的鍵槽尺寸和公差標(biāo)注示例第19頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三3平鍵的精度檢測(cè)對(duì)于平鍵聯(lián)接，需要檢測(cè)的項(xiàng)目有鍵槽寬、軸槽深、輪轂槽深以及槽對(duì)軸線的對(duì)稱度。第20頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三（1）單件小批量平鍵的檢測(cè)單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用通用量具（如千分尺、游標(biāo)卡尺等）測(cè)量鍵槽的尺寸。鍵槽對(duì)其軸線的對(duì)稱度誤差可采用如圖7-7所示方法進(jìn)行檢測(cè)。第21頁(yè)，共49頁(yè)，20

9、22年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-7軸槽對(duì)稱度誤差測(cè)量第22頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 將與鍵槽寬度相等的定位塊（模擬體現(xiàn)鍵槽中心平面）插入軸槽，與軸同置在V形鐵（模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)軸線）上。先用指示表對(duì)定位塊上表面進(jìn)行校平（即定位塊上表面沿徑向與平板平行）。第23頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 測(cè)量定位塊與平板間距離，記下指示表讀數(shù)1；然后將工件旋轉(zhuǎn)180重復(fù)上述操作，再次記下指示表讀數(shù)2。該截面上、下兩對(duì)應(yīng)點(diǎn)的讀數(shù)差為a，則該截面的對(duì)稱度誤差為f截=ah/(dh)式中：d軸的直徑，h槽深。第24頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月

10、20日，23點(diǎn)51分，星期三 沿鍵槽長(zhǎng)度方向測(cè)量，取長(zhǎng)向兩點(diǎn)的最大讀數(shù)差為長(zhǎng)向?qū)ΨQ度誤差：f長(zhǎng)=a高a低 取以上兩個(gè)方向測(cè)得的誤差最大值，為該工件鍵槽的對(duì)稱度誤差。第25頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三（2）大批量平鍵的檢測(cè)大批量生產(chǎn)時(shí)，用綜合量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)，如用尺寸量規(guī)檢測(cè)鍵槽寬及鍵槽對(duì)稱度量規(guī)檢測(cè)鍵槽對(duì)稱度，如圖7-8所示；用軸槽深度量規(guī)和輪轂槽深度量規(guī)檢測(cè)軸槽和輪轂槽深，如圖7-9所示。第26頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三當(dāng)量規(guī)能插入輪轂槽中或伸入軸槽底，通端能通過(guò)而止端不能通過(guò)時(shí)，鍵槽合格。 圖7-8鍵槽對(duì)稱度量規(guī) 圖7-9 鍵槽深度

11、量規(guī) 第27頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三7.2 矩形花鍵的公差配合 1.花鍵的幾何參量及標(biāo)記 花鍵聯(lián)接由內(nèi)花鍵（花鍵孔）和外花鍵（花鍵軸）組成，將軸與軸上零件聯(lián)為一體共同傳遞扭距。其規(guī)格尺寸在國(guó)標(biāo)GB 1144-2001矩形花鍵尺寸公差和檢驗(yàn)中規(guī)定。矩形花鍵的基本尺寸是鍵數(shù)（N）、小徑（d）、大徑（D）、鍵寬和鍵槽寬（B），如圖7-10所示。第28頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-10矩形花鍵的主要尺寸第29頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 為了便于加工和測(cè)量，規(guī)定矩形花鍵的鍵數(shù)為偶數(shù)，有6、8、10三種。據(jù)

12、承載能力不同，按鍵高分為中、輕兩個(gè)系列，中系列比輕系列的鍵高尺寸大（大徑大）承載能力強(qiáng)。矩形花鍵的尺寸系列如表7-5所示?；ㄦI的標(biāo)記為：鍵數(shù)小徑大徑鍵寬，即NdDB，如623266。需要標(biāo)注公差時(shí)，各自公差帶代號(hào)緊跟其后。第30頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三例如：某花鍵副N6，d= ，D= ，B= ，標(biāo)記如下（見(jiàn)圖7-11）：零件圖上標(biāo)注外花鍵623f726a116d10 GB/T 1144-2001零件圖上標(biāo)注內(nèi)花鍵623H726H106H11 GB/T 1144-2001裝配圖上標(biāo)注6 GB/T 1144-2001第31頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23

13、點(diǎn)51分，星期三圖7-11矩形花鍵在圖樣中的標(biāo)注第32頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三2.花鍵聯(lián)接的公差配合及選用 （1）尺寸公差 基準(zhǔn)制：由于內(nèi)花鍵比外花鍵加工復(fù)雜，為了減少內(nèi)花鍵用花鍵拉刀加工、花鍵量規(guī)檢驗(yàn)用的刀、量具的規(guī)格及數(shù)量，故花鍵聯(lián)接通常采用基孔制配合。第33頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 主要配合尺寸：小徑（d）是花鍵的主要配合尺寸也稱為定心尺寸，其他為次要配合尺寸。一般來(lái)說(shuō)對(duì)定心尺寸給予較嚴(yán)格的公差，對(duì)其他尺寸給出較寬松的公差。第34頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 配合精度：花鍵的配合精度也即聯(lián)接

14、精度分為兩種，一般傳動(dòng)和精密傳動(dòng)。根據(jù)定心精度要求和傳遞扭距大小選用。第35頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三精密傳動(dòng)多用于定心精度高、傳遞扭距大且要求平穩(wěn)的精密傳動(dòng)機(jī)械，如精密機(jī)床主軸變速箱。一般傳動(dòng)用于定心精度要求不太高但傳遞扭矩較大的重載減速器，如重載汽車、拖拉機(jī)的變速器。矩形花鍵的尺寸公差帶如表7-6所示。第36頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三 配合類型：即花鍵的聯(lián)接類型分為3種，即固定聯(lián)接、緊滑動(dòng)聯(lián)接和滑動(dòng)聯(lián)接。其選用范圍如表7-7所示。第37頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三（2）形位公差及表面粗糙度 形位公

15、差：由于矩形花鍵聯(lián)接表面復(fù)雜，鍵長(zhǎng)與鍵寬比值較大，因此形位誤差是影響聯(lián)接質(zhì)量的重要因素，因此必須加以控制。單件小批生產(chǎn)多采用單項(xiàng)控制法，為保證定心表面的配合性質(zhì)，給出鍵寬對(duì)稱度，并規(guī)定小徑處的尺寸公差與形位公差的關(guān)系必須采用包容要求，圖樣標(biāo)注如圖7-12所示。第38頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-12 矩形花鍵對(duì)稱度公差標(biāo)注示例第39頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三大批量生產(chǎn)時(shí)，對(duì)如鍵寬對(duì)定心軸線的對(duì)稱度、鍵等分度及鍵側(cè)對(duì)定心軸線的平行度等位置誤差，規(guī)定位置度公差加以綜合控制，并采用最大實(shí)體要求。位置度公差如表7-8所示。對(duì)稱度公差如表

16、7-9所示。 表面粗糙度：花鍵各結(jié)合表面的表面粗糙度值如表7-10所示。第40頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三7.3矩形花鍵的精度檢測(cè) 矩形花鍵的檢測(cè)包括尺寸檢測(cè)和形位誤差檢測(cè)。在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，花鍵的尺寸和位置度誤差使用千分尺、游標(biāo)卡尺、指示表等通用量具分別檢測(cè)。大批量生產(chǎn)時(shí)，用花鍵綜合量規(guī)綜合檢驗(yàn)內(nèi)、外花鍵的大徑、小徑、鍵寬的尺寸誤差，以及大、小徑的同軸度誤差、各鍵（鍵槽）的位置度誤差等項(xiàng)目，判斷花鍵加工的合格性。第41頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三圖7-13矩形花鍵綜合量規(guī)矩形花鍵綜合量規(guī)如圖7-13所示。第42頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三表7-1 普通平鍵鍵槽的尺寸與公差（摘自GB/T 1095-2003） （單位：mm）第43頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三表7-2 普通平鍵的尺寸與公差（摘自 GB/T 1096-2003） 單位：mm第44頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)51分，星期三表7-3平鍵聯(lián)接中鍵寬b的3種配合類型及其應(yīng)用表7-4 平鍵聯(lián)接中非配合尺寸的公差帶第45頁(yè)，共49頁(yè)