公差配合与测量技术（9/10）键和花键的公差与配合

键联结和花键联结广泛用于轴和轴上传动件之间的可拆卸联结，用以传递转矩和运动，有时也作轴向滑动的导向，特殊场合还能起到定位和保证安全的作用。不同的应用场合，对键联结的要求不同，本课主要介绍平键和花键联结公差与配合。

键 联 结

概述

平键的公差与配合

平键是标准件，平键联结是键与轴及轮毂三个零件的配合。国家标准规定键联结采用基轴制配合。

为满足不同的使用要求，国家标准对平键与键槽和轮毂槽规定了正常联结、紧密联结和松动联结三种联结类型，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，对键宽规定了h9一种公差带（下图），因此构成了三组配合，其配合性质及应用。

h9公差带

h9键和键槽的配合

平键的形位公差和表面粗糙度

为保证键与键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难，应分别规定轴槽对轴线和轮毂槽对孔的轴线的对称度公差。对称度公差等级按GB／T1184—1996，一般取7～9级。

轴槽与轮毂槽的两个工作侧面为配合表面，表面粗超度Ra值取1.6～6.3µm。槽底面等为非配合表面，表面粗超度Ra值取6.3µm。

平键联结的公差与配合的选用

根据轴径确定平键的规格参数 。

根据平键的使用要求和应用场合来选择键连接的松紧类型 。

确定键槽、轮毂槽的宽度、深度尺寸和公差 。

确定键槽的形位公差和各表面的粗糙度要求。

图样标注

图样标注

花键联结

与平键联结相比花键联结具有 定心精度高、导向性好、轴和轮毂上承受的负荷分布比较均匀、传递的转矩较大，而且强度高，联结更可靠等特点。

花键按其键齿形状分为矩形花键，渐开线花键两种，下文以应用最广的矩形花键为例。

矩形花键联结的特点

形花键联结由内花键（花键孔）与外花键（花键轴）构成，用于传递转矩和运动。其联结应保证内花键与外花键的同轴度、联结强度和传递强度的可靠性，对要求轴向滑动的联结，还应保证导向精度。

矩形花键的配合尺寸及定心方式

按承载能力，矩形花键分为中、轻两个系列。对同一小径，两个系列的键数相同；键(槽)宽相同，仅大径不相同。

矩形花键主要尺寸有小径d、大径D、键(槽)宽B，如下图所示：

标注

矩形花键联结的结合面有三个，即大径结合面、小径结合面和键侧结合面。每个结合面都可作为定心表面，所以花键联结有三种定心方式：小径d定心、大径D定心和键(槽)宽B定心，如下图所示。 国家标准规定矩形花健采用小径定心。

标注

矩形花键的公差与配合

为了减少制造内花键用的拉刀和量具的品种规格，有利于拉刀和量具的专业化生产，矩形花键配合应采用基孔制。

矩形花键配合精度的选择，主要考虑定心精度要求和传递转矩的大小。

精密传动用花键联结定心精度高，传递转矩大而且平稳，多用于精密机床主轴变速箱与齿轮孔的联结。

一般用花键联结则常用于定心精度要求不高的卧式车床变速箱及各种减速器中轴与齿轮的联结。

配合种类的选择，首先应根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定是固定联结还是非固定联结。

对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长，移动频率高的情况，应选择配合间隙较大的滑动联结，使配合面间有足够的润滑油层，以保证运动灵活。

对于内、外花键之间有相对移动、定心精度要求高、传递转矩大，或经常有反向转动的情况，则应选择配合间隙较小的紧滑动联结。

对于内、外花键之间相对固定，无轴向滑动要求时，则选择固定联结。

矩形花键小径d、大径D和键宽B的公差与配合的选择。

矩形花键的形位公差和表面粗糙度

为保证定心表面的配合性质，应对矩形花键规定如下要求：

1） 内、外花键定心直径d的尺寸公差与形位公差的关系，必须采用包容要求 。

2） 内（外）花键应规定键槽（键）侧面对定心轴线的位置度公差，如下图所示，并采用最大实体要求，用综合量规检验。

位置度公差

矩形花键位置度公差

3） 单件小批生产，采用单项测量时，应规定键槽（键）的中心平面对定心轴线的对称度和等分度，并采用独立原则，如下图：

示例

矩形花键对称度公差

4） 对较长的花键可根据性能自行规定键侧对轴线的平行度公差 。

5）矩形花键的表面粗糙度Ra允许值 ：

对于内花键，小径表面≤1.6µm，大径表面6.3µm，键槽侧面3.2µm 。

对于外花键，小径表面≤0.8µm，大径表面3.2µm，键槽侧面1.6µm 。

图样标注

矩形花键规格按N×d×D×B的方法表示，矩形花键的标记按花键规格所规定的顺序书写，另需加上配合或公差带代号。其在图样上标注如下图所示 ：

图样标注

平键联接是通过键的侧面分别与轴槽、轮毂槽的侧面接触来传递的运动和转矩的，键的上表面和轮毂槽底面留有一定的间隙。键宽和键槽宽b是决定配合性质和配合精度的主要参数。

平键是标准件，所以键联结采用基轴制配合。键宽只规定一种公差带，而键槽宽采用不同的公差带，形成松、正常和紧密三种连接类型。

矩形花键联结由内花键和外花键构成。矩形花键主要尺寸有小径d、大径D、键(槽)宽B。GB／Tll44—2001规定矩形花健以小径结合面作为定心表面，即采用小径定心 。

矩形花键配合应采用基孔制。配合精度的选择，主要考虑定心精度要求和传递转矩的大小。

矩形花键规格按N×d×D×B的方法表示，标记按花键规格所规定的顺序书写，另需加上配合或公差带代号 。

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