1、第八章鍵和花鍵的公差與檢測授課課題:鍵和花鍵的公差與檢測目的要求:1、了解平鍵、矩形花鍵結合的種類與特點;2、掌握平鍵和矩形花鍵連接的公差與配合的特點;掌握矩形花鍵連接的定心方式;3、了解漸開線花鍵的公差與配合的特點;4、了解平鍵與矩形花鍵的標注。重點:1、平鍵連接的公差與配合的選用與標注;2、矩形花鍵連接的公差與配合的選用與標注。難點:矩形花鍵連接的公差與配合的選用學時:1學時作業:9-2,9-4;9-5,9-6,9-7,9-8。 概述鍵連接和花鍵連接是一種可拆連接,廣泛用于軸和軸上傳動(如齒輪、帶輪、鏈輪、聯軸器等之間的連接,以傳遞扭矩,也可用作軸上傳動件的導向,如變速箱中變速齒輪花鍵孔與

2、花鍵軸的連接。鍵又稱單鍵,可分為平鍵、半圓鍵和楔形鍵等。鍵結合緊湊、簡單、可靠、裝卸方便,容易加工,在機械中 應用廣泛。花鍵可分為矩形花鍵和漸開花鍵等,本章只討論平鍵和矩形花鍵。一、單鍵1、單鍵聯結的結構和主要的幾何參數 平鍵連接是通過鍵的側面分別與軸槽和輪轂槽的側面相互接觸來傳遞運動和扭矩的。因此,鍵寬和鍵槽寬b是決定配合性質的主要互換性參數,是配合尺寸,應規定較小的公差;而鍵的高度h和長度L及軸槽深度t和輪轂槽深度t1均為非配合尺寸,應給予較大的公差。2、單鍵聯結的極限與配合鍵結合的性質表現為與鍵槽寬的配合,因為鍵由型鋼制成,是標準件,因此鍵連接采用基軸制配合。通過規定不同的鍵槽寬公差帶來

3、滿足不同鍵聯接的配合性能要求。按照配合的松緊不同,普通單鍵聯接分為較松聯接、一般聯接和較緊聯接;半圓鍵只有一般聯接和較緊聯接。鍵與鍵槽的配合尺寸的公差帶配合 鍵 軸槽 轂槽配合性質及適用場合輕松 h9H9D10用于導向平鍵,導向平鍵裝在軸上,借螺釘固定,輪轂可在軸上滑動,也用于薄型平鍵。一般 h9N9J S9普通平鍵或半圓鍵壓在軸槽中固定,輪轂順著鍵側套到軸上用于傳D I遞 遞一般載荷,也用于薄型平鍵、楔鍵的軸槽和輪較緊 h9P9P9普通平鍵或半圓鍵壓在軸槽和輪轂中,均固定。用于傳遞重載荷和沖擊載荷或雙向傳遞扭矩,也用于薄型平鍵。3、平鍵連接的形位公差為了保證鍵和鍵槽的側面具有足夠的接觸面積和

4、避免裝配困難,國家標準對鍵和鍵槽的形位公差作了以下規定:(1由于鍵槽的實際中心平面在徑向產生偏移和軸向產生傾斜,造成了鍵槽的對稱度誤差,應分別規定軸槽和輪轂槽對軸線的對稱度公差。對稱度公差等級按國家標準G B/T11841996選取,一般取79級。(2當平鍵的鍵長L與鍵寬b之比大于或等于8時,應規定鍵寬b的兩工作側面在長度上的平行度要求。當b6m m時,公差等級取7級;當b836m m時,公差等級取6級;當b40m m時,公差等級取5級。鍵和鍵槽配合面的表面粗糙度參數值R a一般取1.66.3m,非配合面的R a值取12.5m。二、矩形花鍵1、矩形花鍵結合主要參數和定心方式花鍵連接是通過花鍵孔

5、和花鍵軸作為連接件以傳遞扭矩和軸向移動的,與平鍵連接相比,具有定心精度高、導向性好等優點。同時,由于鍵數目的增加,鍵與軸連接成一體,軸和輪轂上承受的載荷分布比較均勻,因此可以傳遞較大的扭矩,連接強度高,連接也更可靠。花鍵可用作固定連接,也可用作滑動連接,在機械結構中應用較多。國家標準G B/T11442001矩形花鍵尺寸、公差 和檢驗規定矩形花鍵的主要參數為大徑D、小徑d、鍵寬和鍵槽寬B。為了便于加工和測量,鍵數規定為偶數,有6、8、10三種。按承載能力不同,矩形花鍵可分為中、輕兩個系列。中系列的鍵高尺寸較大,承載能力強;輕系列的鍵高尺寸較小,承載能力較低。矩形花鍵連接的結合面有三個,即大徑結

6、合面、小徑結合面和鍵側結合面。要保證三個結合面同時達到高精度的配合是很困難的,也無此必要。因此,為了保證使用性質和改善加工工藝,只要選擇其中一個結合面作為主要配合面,對其尺寸規定較高的精度,作為只要配合尺寸,以確定內、外花鍵的配合性質,并起定心作用。該表面稱為定心表面。矩形花鍵的定心方式有三種:按大徑D定心、 按小徑d定心和按鍵寬B定心。對于起定心作用的尺寸應要求較高的配合精度,非定心尺寸要求可低一些,但對鍵寬這一配合尺寸,無論是否起定心作用,都應要求較高的配合精度,因為扭矩是通過鍵和鍵槽的側面傳遞的。2、矩形花鍵聯接極限與配合的選用矩形花鍵配合的精度,按其使用要求分為一般用和精密傳動兩種。精

7、密級用于機床變速箱中,其定心精度要求高或傳遞扭矩較大;一般級適用于汽車、拖拉機的變速箱中。內、外花鍵的尺寸公差帶和裝配形式見表95。定心直徑d的公差等級高,要求嚴。D的公差帶在一般情況下,內、外花鍵取相同的公差等級,這個規定不同于普通光滑孔、軸配合(一般精度較高的情況下,孔比軸低一級。主要是考慮到矩形花鍵采用小徑定心,使加工難度由內花鍵轉為外花鍵。但在有些情況下,內花鍵允許與提高一級的為花鍵配合,公差帶為H7的內花鍵可以與公差帶為f6、g6、h6的外花鍵配合;公差帶為H6的內花鍵可以與公差帶為f5、g5、h5的外花鍵配合。這主要是考慮矩形花鍵常用來作為齒輪的基準孔,有可能出現外花鍵的定心直徑公

8、差等級的情況。矩形花鍵連接采用基孔制,可以減少加工和檢測內花鍵用花鍵拉刀和花鍵量規的規格和數量,并規定了最松的滑動配合、略松的緊滑動配合和較緊的固定配合。此固定配合仍屬于光滑圓柱體配合的間隙配合,但由于形位誤差的影響,故配合變緊。對于內、外花鍵之間要求有相對移動,而且移動距離長、移動頻率高的情況,應選用配合間隙較大的滑動連接,以保證運動靈活性并使配合面間有足夠的潤滑油層,如汽車、拖拉機等變速箱中的變速齒輪與軸的連接。對與內、外花鍵之間雖有相對滑動,但定心精度要求高,傳遞扭矩大或經常有反向轉動的情況,則應選用固定配合。3、 矩形花鍵的形位公差和表面粗糙度由于矩形花鍵連接表面復雜,鍵長與鍵寬比值較

9、大,形位誤差對花鍵連接的裝配性能和傳遞扭矩與運動的性能影響很大,是影響連接質量的重要因素,因此必須對其加以控制。國家標準對矩形花鍵的形位公差作了以下規定:(1為了保證定心表面的配合性質,內、外花鍵小徑(定心直徑的尺寸公差和形位公差的關系必須采用包容要求。(2在大批量生產時,采用花鍵綜合量規來檢驗矩形花鍵,因此對鍵寬需要遵守最大實體要求。對鍵和鍵槽只需要規定位置度公差,位置度公差見表86,圖樣標注如圖89所示。4、矩形花鍵的標注方式矩形花鍵的標注代號按順序表示為鍵數N、小徑d、大徑D、鍵(鍵槽寬B,其各自的公差帶代號或配合代號標注于各基本尺寸之后。某矩形花鍵連接,鍵數N =8,小徑d =40m m ,配合為H 6/f 6;大徑D =54m m ,配合為H 10/a 11;鍵(鍵槽寬B =9m m ,配合為H 9/d 8。其標注如下:花鍵規格: N ×d ×D ×B 8×40×54×9花鍵副:在裝配圖上標注花鍵規格和配合代號8×40