10键与花键联结的互换性解析PPT课件.ppt

第七章键与花键联结的互换性键与花键联结的互换性1 1.键联结与花键联结用于轴与齿轮、链轮、皮带轮或联轴器之间，在机械传动中应用十分广泛。用以传递扭矩，有时也用于轴上传动件的导向。2 2.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 1.概述概述 平键应用最为广泛 单键平键楔形键半圆键切向键导向平键：导向联接 普通平键：固定联接3 3.普通平键用途最广，因为其结构简单，拆装方便，对中性好，适合高速、承受变载、冲击的场合。平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙4 4.导向平键和滑键都用于动联接。按端部形状，导向平键分为圆头（A型）和方头（B型）两种。导向平键一般用螺钉固定在轴槽中，导向平键与轮毂的键槽采用间隙配合，轮毂可沿导向平键轴向移动。当轮毂轴向移动距离较大时，可用滑键固定在轮毂上，滑键随轮毂一起沿轴上的键槽移动导向平键 滑键5 5.半圆键形似半圆，俗称月牙键，制造方便,拆装容易,可以在键槽中摆动，以适应轮毂键槽底面形状，常用于锥形轴端的联接，且联接工作负荷不大的场合。如一个带锥度的轴头，通过半圆键的联接带动皮带轮转动。6 6.7 7.楔键联接用于静联接。楔键的上下面是工作面，键的上表面有楔键联接用于静联接。楔键的上下面是工作面，键的上表面有1 1100100的斜度，轮毂键槽的底面也有的斜度，轮毂键槽的底面也有1 1100100的斜度，装配时将键打入的斜度，装配时将键打入轴和毂槽内，其工作面上产生很大的预紧力轴和毂槽内，其工作面上产生很大的预紧力FnFn，工作时，主要靠摩，工作时，主要靠摩擦力擦力f Fnf Fn（f f为接触面间的摩擦系数）传递转矩为接触面间的摩擦系数）传递转矩T T，并能承受单方向，并能承受单方向的轴向力。不适合要求精度高的联接安装时轮毂变形的轴向力。不适合要求精度高的联接安装时轮毂变形8 8.9 9.切向键是由一对楔键组成的，装配时，将两键楔紧。键的两个窄切向键是由一对楔键组成的，装配时，将两键楔紧。键的两个窄面是工作面，其中一个面在通过轴心线的平面内，工作面上的压面是工作面，其中一个面在通过轴心线的平面内，工作面上的压力沿轴的切线方向作用力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，。当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成需用两对切向键并分布成1201201301301010.1111.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 1.概述概述 平键联接键：键宽、键长、键高轴槽：轴槽宽、槽深、轴槽长度轮毂槽：轮毂槽宽、槽深1212.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 1.概述概述 平 键 联 结 的 剖 面 尺 寸 均 已 标 准 化，在 GB/T 10962003 普通平键键槽的剖面尺寸及公差 中作了规定。1313.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 2.平健联结的公差与配合平健联结的公差与配合 尺寸公差配合尺寸：键和键槽的宽度（较为严格的公差h8）非配合尺寸：其余的尺寸（规定较松的公差）基准制：平键配合采用基轴制 1414.1515.平键联结有三种配合，其应用为平键联结有三种配合，其应用为 尺寸尺寸b公差公差 h8H9D10键键 轴槽轴槽 轮毂槽轮毂槽 应用应用N9P9JS9P9较松联结，导向平键较松联结，导向平键一般固定联结一般固定联结紧联结，有冲击紧联结，有冲击 （3）其它非配合尺寸）其它非配合尺寸 键高键高h：h11 键长键长L：h14 半圆键直径半圆键直径d：h12 轴槽长度轴槽长度L：H14 轴键槽深轴键槽深 t 和轮毂键槽深和轮毂键槽深 t1（书中的表（书中的表72）1616.1717.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 形位公差为保证键侧与键槽侧面之间有足够的接触面积，避免装配困难，应规定对称度公差。键槽对轴的轴线轮毂键槽对孔的轴线对称度GB/T 11841996 形状和位置公差 一般取79 级以键宽b查表 p106表3-161818.3.2对称度公差与键槽宽、轴（轮毂）尺寸公差的关系：独立原则或最大实体要求0.02 A0 16N9（）050-0.2+0.060+0.041A3.26.31.6-0.043IT6+0.030A3.23.216JS90.021 0.02 A60.300.21.6IT71919.键长L（槽）/键宽b 8 时，对键宽b的两工作侧面在长度方向上规定平行度公差。b 6mm 时，平行度公差选7级b736mm 时，平行度公差选6级b 37mm 时，平行度公差选5级平行度2020.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 2.平键联结的公差与配合平键联结的公差与配合 表面粗糙度 轴槽和轮毂槽两侧面的粗糙度参数Ra值上限推荐为1.63.2m底面的粗糙度参数Ra值的上限为6.3m。2121.4、轴的标注示例、轴的标注示例：A0.02 A50-0.2058 r6（）+0.060+0.0413.23.26.31.6 16N9（）0-0.0431、标注槽深d-t及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度2222.5、轮毂的标注示例、轮毂的标注示例：58H7（）+0.030A3.23.2 16JS9（）0.021 0.02 A60.30+0.21.61、标注轮毂槽深d+t1及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度2323.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 2.平健联结的公差与配合平健联结的公差与配合 2424.一、单键联结的互换性一、单键联结的互换性 3.单键的测量单键的测量 单件、小批生产键槽宽度和深度一般用游标卡尺，千分尺等通用测量工具来测量 2525.3.单键的测量单键的测量 成批大量生产用量块或极限量规来检测（最大实体要求）2626.成批大量生产用量块或极限量规来检测 最大实体要求（宽对称度）定位圆柱面检验基准孔是否超出最大实体边界模拟键槽二侧面的最大实体实效边界2727.对称度误差测量（与键宽采用独立原则）测量基准2828.对称度误差测量（独立原则）对称度误差测量（独立原则）2929.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 1.概述概述 花键内花键外花键主要优点：定心和导向精度高，承载能力强。作用：可用作固定联结，也可作滑动联结。花键截面形状矩形花键渐开线花键三角形花键3030.c)三角花键（浅）a)矩形花键 b)渐开线花键31.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 1.概述概述 矩形花键的主要参数 国家标准GB/T 1144-2001规定了矩形花键的基本尺寸大径D、小径d、键宽和键槽宽B 3232.矩形花键矩形花键尺寸规格尺寸规格 矩形花键的键数：一般为偶数。作为标准件，矩形花键的键数：一般为偶数。作为标准件，有有6，8，10三种，便于测量。键均布于全圆周。三种，便于测量。键均布于全圆周。轻系列：多用于机床制造业轻系列：多用于机床制造业中系列：多用于汽车、拖拉机制造业中系列：多用于汽车、拖拉机制造业 3333.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 按承载能力，矩形花键分为轻系列、中系列两个系列，中系列的大径较大。3434.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 1.概述概述 矩形花键联结的定心方式 定心方式：选择其中一个结合面作为主结合面，对其尺寸规定较高的精度，作为主要配合尺寸，以确定内、外花键的配合性质，并起定心作用。结合面 大径结合面小径结合面键侧结合面3535.1.花键定心方式花键定心方式 b)小径定心 a)大径定心c)键宽定心36.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 1.概述概述 矩形花键联结的定心方式 GB/T1144-2001中规定矩形花键以小径的结合面为定心表面，即小径定心。内圆小径好磨削。小径定心精度高，定心稳定性好，而且使用寿命长，更有利于产品质量的提高。键宽定心不可靠3737.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 2.2.矩形花键结合的尺寸公差与配合矩形花键结合的尺寸公差与配合 矩形花键的尺寸公差 为减少专用刀具和量具的数量（如拉刀和量规），花键联结采用基孔制配合。3838.由于形位误差的影响，实际配合比光滑圆柱的配合要紧。3939.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 2.2.矩形花键结合的尺寸公差与配合矩形花键结合的尺寸公差与配合 矩形花键公差与配合的选择 花键尺寸公差带选用的一般原则：定心精度要求高或传递扭矩大时，应选用精密传动用的尺寸公差带。反之，可选用一般用的尺寸公差带。4040.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 3.3.矩形花键形位公差矩形花键形位公差 国家标准对矩形花键规定了形位公差，包括小径d 的形状公差和花键的位置度公差等。当花键较长时，还可根据产品性能自行规定键侧对轴线的平行度公差。4141.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 3.3.矩形花键形位公差矩形花键形位公差小径d 的极限尺寸遵守包容要求 小径d 是花键联结中的定心尺寸，要保证花键的配合性能，其定心表面的形状公差和尺寸公差的关系遵守包容要求 4242.4343.采用包容要求的合格条件为：体外作用尺寸不得超过最大实体尺寸，局部实际尺寸不得超过最小实体尺寸。最大实体尺寸（MMS)实际要素在最大实体状态下的极限尺寸，称为最大实体尺寸。孔和轴的最大实体尺寸分别用 DM、dM表示。DM=Dmin；dM=dmax。4444.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 3.3.矩形花键形位公差矩形花键形位公差花键的位置度公差遵守最大实体要求 花键的位置度公差综合控制花键各键之间的角位移、各键对轴线的对称度误差、以及各键对轴线的平行度误差等。在大批量生产条件下，一般用花键综合量规检验。因此，位置度公差遵守最大实体要求。4545.4646.最大实体要求适用于中心要素，是控制被测要素的实际轮廓处于最大实体实效边界内的一种公差原则。当其局部实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许将偏离值补偿给形位误差。最大实体实效尺寸（MMVS)最大实体实效状态下的体外作用尺寸，称为最大实体实效尺寸极限尺寸。4747.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 3.3.矩形花键形位公差矩形花键形位公差键和键槽的对称度公差遵守独立原则 在单件、少量生产条件下，或当产品试制时，没有综合量规，这时，为了控制花键形位误差，一般在图样上分别规定花键的对称度和等分度公差（等分度公差值等于对称度公差，不标注）。4848.4949.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 4.4.矩形花键表面粗糙度矩形花键表面粗糙度内花键小径、槽侧面、大径分别不大于0.8、3.2、6.3外花键：0.8、1.6、3.25050.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 5.5.矩形花键的标注矩形花键的标注 国家标准规定，图样上矩形花键的配合代号和尺寸公差带代号应按花键规格所规定的次序标注。件数N小径d大径D键宽B以及基本尺寸的公差带代号例：矩形花键数N为10，小径d为72H7/f7,大径D78H10/a11,键宽B为12H11/d10的标记为：5151.5252.矩形花键的标记矩形花键的标记5353.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 5.5.花键的测量花键的测量 花键的测量分为单项测量和综合检验。即对定心小径、键宽、大径的三个参数检验，每个参数都有尺寸、位置、表面粗糙度的检验。5454.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 5.5.花键的测量花键的测量 对于单件小批生产，采用单项测量。测量时，花键的尺寸和位置误差使用千分尺、游标卡尺、指示表等常用计量器具分别测量。单项测量 5555.二、花键联结的互换性二、花键联结的互换性 5.5.花键的测量花键的测量 对于大批量生产，先用花键位置量规（塞规或环规）同时检验花键的小径、大径、键宽及大、小径的同轴度误差、各键（键槽）的位置度误差等。若位置量规能自由通过，说明花键是合格的。综合检测 5656.后端检验花键前端检验小径5757.用位置量规检验合格后，再用单项止端塞规或普通计量器具检验其小径、大径及键槽宽的实际尺寸是否超越其最小实体尺寸。5858.内花键：小径、大径和键宽（键槽宽）的实际尺寸是否超出各自的最小实体尺寸（最大极限尺寸）孔不要太大。用单项止端塞规外花键：小径、大径和键宽（键槽宽）的实际尺寸是否超出各自的最小实体尺寸（最小极限尺寸）不要太小。用单项止端卡规5959.6060.6161.作业81平键连接为什么只对键（键槽）宽规定较严的公差？答答：特点：依靠键的侧面与键槽的侧面的接触传递运动与动力。主要几何参数：键宽、键长、键高，槽宽、深、长。因平键连接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面互相连接来传递运动和扭矩的，因此，键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要互换性参数，是配合尺寸，应规定较严格的公差。6262.82平键连接的配合采用何种基准制？花键连接采用何种基准制？答答:平键是标准件，平键连接的配合采用基轴制配合，花键连接采用基孔制。6363.8 83 3矩形花键的主要参数有哪些？定心方式有哪矩形花键的主要参数有哪些定心方式有哪几种？哪种方式是常用的？为什么？几种？哪种方式是常用的？为什么？答：答：答：答：矩形花键的主要参数有：大径矩形花键的主要参数有：大径D D 小径小径d d 键键宽和键槽宽宽和键槽宽B B定心：选择其中一个结合面作为主结合面，对其定心：选择其中一个结合面作为主结合面，对其尺寸规定较高的精度，作为主要配合尺寸，以确尺寸规定较高的精度，作为主要配合尺寸，以确定内、外花键的配合性质，并起定心作用。精度定内、外花键的配合性质，并起定心作用。精度最高的配合面的配合。最高的配合面的配合。定心方式有三种：按大径定心方式有三种：按大径D D定心、按小径定心、按小径d d定心、定心、按键宽按键宽B B定心定心小径小径d d定心最常见，由于花键结合面的硬度要求较定心最常见，由于花键结合面的硬度要求较高，需淬火处理，为了保证定心表面的尺寸精度高，需淬火处理，为了保证定心表面的尺寸精度和形状精度，淬火后需进行磨削加工。从加工工和形状精度，淬火后需进行磨削加工。从加工工艺性看，小径便于用磨削方法进行精加工，因此，艺性看，小径便于用磨削方法进行精加工，因此，国标规定采用小径国标规定采用小径d d定心，对定心小径定心，对定心小径d d采用较小采用较小的公差等级。的公差等级。6464.8 84 4 有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。平键尺寸有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。平键尺寸b b 10mm10mm，L=28mmL=28mm。齿轮与轴的配合为。齿轮与轴的配合为35H7/h635H7/h6，平，平键采用一般连接。试查出键槽尺寸偏差、形位公差和表面键采用一般连接。试查出键槽尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度，并分别标注在轴和齿轮的横剖面上。粗糙度，并分别标注在轴和齿轮的横剖面上。解：解：解：解：（1 1）一般连接：表）一般连接：表7 71 1，轴槽宽：轴槽宽：10N9mm10N9mm；毂槽宽：；毂槽宽：10JS9mm10JS9mm查表查表7 72 2 轴槽深：轴槽深：t1=5mm t1=5mm，eiei0 0，eses0.20.2 d dt1t135355 53030，eiei0.20.2，eses0 0毂槽深：毂槽深：t2=t2=3.3mm3.3mm，EiEi0 0，ESES0.20.2d+t2=35+3.3=38.3d+t2=35+3.3=38.3，EiEi0 0，ESES0.20.2轴槽长度的公差带采用轴槽长度的公差带采用H14H14，即，即28H1428H14 轴的尺寸：轴的尺寸：35h6 35h6 包容要求包容要求 齿轮孔的尺寸：齿轮孔的尺寸：35H7 35H7 包容要求包容要求6565.（2）键槽中心面的对称度要求；79级，可以取8级；查表312，b10mm，得出对称度公差值为0.015mm 可以与宽度采用独立或最大实体要求（相对轴线）。（3）键和键槽配合面的表面粗糙度参数值Ra为1.63.2m，非配合面的Ra值取6.3m。轴和孔的Ra一般在1.6以下。（4）键槽尺寸和行为公差图样标注。6666.4、轴的标注示例、轴的标注示例：0.02 A50-0.2058r6（）+0.060+0.041A3.23.26.31.6 16N9（）0-0.0431、标注槽深d-t及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度6767.5、轮毂的标注示例、轮毂的标注示例：58H7（）+0.030A3.23.2 16JS9（）0.021 0.02 A60.30-0.21.61、标注轮毂槽深d+t1及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度6868.