第10章键和花键的公差与配合.ppt

互换性与技术测量互换性与技术测量四川大学制造学院四川大学制造学院 朱鲁闯朱鲁闯第十章第十章 键和花键公差与配合键和花键公差与配合本章内容本章内容第十章第十章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合 1 1．．单单键键联联结结的的种种类类和和用用途途、、公公差差与与配配合合的的特特点点及及 其在图样上的标注；其在图样上的标注； 2 2．．花花键键联联结结的的种种类类和和用用途途、、定定心心方方式式，，矩矩形形花花键键 公差与配合特点及其在图样上的标注公差与配合特点及其在图样上的标注第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1 键联结键联结§键键联联结结常常用用于于轴轴与与轴轴上上的的传传动动件件（（齿齿轮轮、、皮皮带带轮轮、、联联轴轴器器等等））之之间间的的可可拆拆卸卸联联结结，，用用以以传传递递转转矩矩和和运运动动；；当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.1 10.1.1 概述概述ALAbhd-t1D+t2t1t2AA普通平键的联接结构普通平键的联接结构b---b---键和键槽宽度键和键槽宽度（轴槽和轮毂槽）（轴槽和轮毂槽）t---t---轴槽深度轴槽深度t t1 1------轮毂槽深度轮毂槽深度h---h---键的高度键的高度t+t1-h=0.2-0.5mmt+t1-h=0.2-0.5mmL---L---键的长度键的长度d---d---轴和轮毂孔直径轴和轮毂孔直径10.1 键联结键联结§根据键联结的功能，其使用要求如下：根据键联结的功能，其使用要求如下：1.键键和和键键槽槽侧侧面面应应有有足足够够的的接接触触面面积积，，以以承承受受负负载载，，保证键联结的可靠性和寿命；保证键联结的可靠性和寿命；2.键键嵌嵌入入轴轴槽槽要要牢牢固固可可靠靠，，以以防防止止松松动动脱脱落落，，又又要要便于拆装；便于拆装；3.对对导导向向键键，，键键与与键键槽槽间间应应有有一一定定的的间间隙隙，，以以保保证证相对运动和导向精度要求。

相对运动和导向精度要求§键键联联结结是是通通过过键键的的侧侧面面与与轴轴键键槽槽和和轮轮毂毂键键槽槽的的侧侧面面相相互互接接触触来来传传递递扭扭矩矩键键的的上上表表面面与与轮毂键槽间要留有一定的间隙轮毂键槽间要留有一定的间隙第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.1 10.1.1 概述概述10.1 键联结键联结§键的分类：键和花键两大类键的分类：键和花键两大类Ø键键的的分分类类：：常常用用的的键键联联结结有有平平键键（（包包括括普普通通平平键键和和导导向向平平键键））、、半半圆圆键键、、切切向向键键和和楔楔键键联联结结，，其其中中以以平键联结应用最广泛平键联结应用最广泛Ø花花键键的的分分类类：：花花键键联联结结分分为为矩矩形形花花键键、、渐渐开开线线花花键键和和三三角角形形花花键键联联结结，，其其中中以以矩矩形形花花键键联联结结应应用用最最广广泛第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.1 10.1.1 概述概述c) 三角花键三角花键a) 矩形花键矩形花键 b) 渐开线花键渐开线花键单单键结构键结构第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1 键联结键联结§单单键键联联结结中中平平键键的的应应用用最最为为广广泛泛，，在在设设计计平平键键联联结结时时，，轴径轴径d的尺寸确定后，平键的规格参数也就确定。

的尺寸确定后，平键的规格参数也就确定第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.1 10.1.1 概述概述轴径轴径键键轴槽轴槽轮毂槽轮毂槽基本尺寸基本尺寸d公称尺寸公称尺寸b htd-tt1d-t1公称尺寸公称尺寸极限偏差极限偏差公称尺寸公称尺寸极限偏差极限偏差6 82 21.2  1  >8 103 31.81.4>10 124 42.51.8>12 175 53.02.3>17 226 63.52.8>22 308 74.0  3.3  >30 3810 85.03.3>38 4412 85.03.3>44 5014 95.53.8>50 5816 106.04.3平键的平键的公称尺寸和槽深的尺寸及极限偏差（公称尺寸和槽深的尺寸及极限偏差（摘自摘自GB/T 1095--2003）） （（mm）） >+0.10>+0.2>-0.1>-0.2>+0.1>+0.1>+0.2>+0.2000000010.1 键联结键联结§在在平平键键联联结结中中，，键键宽宽和和槽槽宽宽b是是配配合合尺尺寸寸，，所所以以需需要要研究键宽和槽宽的公差和配合。

研究键宽和槽宽的公差和配合§键键由由型型钢钢制制成成，，是是标标准准件件，，是是平平键键结结合合中中的的“轴轴”，，所以键宽与槽宽的配合采用基轴制配合所以键宽与槽宽的配合采用基轴制配合§国国标标GB/T 1095—2003《《平平键键 键键槽槽的的剖剖面面尺尺寸寸》》从从GB/T1801—1999中中选选取取公公差差带带，，对对键键宽宽规规定定一一种种公公差差带带h9；；对对轴轴和和轮轮毂毂的的键键槽槽宽宽各各规规定定三三种种公公差差带带，，构构成三种不同性质的配合，以满足各种不同用途的需要成三种不同性质的配合，以满足各种不同用途的需要§非非配配合合尺尺寸寸中中，，键键高高h的的极极限限偏偏差差为为h11，，键键长长L的的极极限偏差为限偏差为h14；；轴槽长的极限偏差为轴槽长的极限偏差为H14第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.2 10.1.2 键联结的公差与配合键联结的公差与配合平键配合公差带图平键配合公差带图第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量+0-bh9H9D10键宽公差带键宽公差带轴槽公差带轴槽公差带轮毂公差带轮毂公差带较松键联结较松键联结一般键联结一般键联结较紧键联结较紧键联结h9N9JS9h9P9P910.1 键联结键联结三种键联结配合的配合性质及应用表三种键联结配合的配合性质及应用表三种键联结配合的配合性质及应用表三种键联结配合的配合性质及应用表第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.2 10.1.2 键联结的公差与配合键联结的公差与配合配合配合种种类类尺寸尺寸b的公差的公差配　合　性　配　合　性　质质　及　　及　应应　用　用键键键键槽槽轮毂轮毂槽槽较较松松联联接接h9H9D10键键在在轴轴上及上及轮毂轮毂上均能滑上均能滑动动。

主要用于主要用于导导向平向平键键，，轮毂轮毂可在可在轴轴上作上作轴轴向移向移动动正常正常联联接接N9Js9键键在在轴轴上及上及轮毂轮毂中均固定用于中均固定用于载载荷不大荷不大的的场场合合紧紧密密联联接接P9P9键键在在轴轴上及上及轮毂轮毂上均固定，而比上种配合上均固定，而比上种配合更更紧紧主要用于主要用于载载荷荷较较大、大、载载荷具有冲荷具有冲击击性以及双向性以及双向传递传递扭矩的扭矩的场场合合10.1 键联结键联结§由由于于键键和和键键槽槽的的形形位位误误差差不不仅仅造造成成装装配配困困难难，，影影响响联联结结的的松松紧紧程程度度，，而而且且使使键键的的工工作作面面负负荷荷不不均均，，使使联联结结性性质质变变坏坏，，对对中中性性不不好好所所以以在在键键联联结结中中，，除除了了对对有有关关尺尺寸寸有有公公差差要要求求外外，，对对有有关关表表面面的的形形状状和和位位置置也也有有公差要求公差要求§为为保保证证键键侧侧与与键键槽槽之之间间有有足足够够的的接接触触面面积积和和避避免免装装配配困困难难，，应应分分别别规规定定轴轴槽槽和和轮轮毂毂槽槽的的对对称称度度公公差差，，按按GB/T 1184-1996 《《形形状状和和位位置置公公差差 未未注注公公差差值值》》确确定，一般取定，一般取7~9级。

以键宽级以键宽b为公称尺寸为公称尺寸第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.2 10.1.2 键联结的公差与配合键联结的公差与配合10.1 键联结键联结§当平键的键长当平键的键长L L与键宽与键宽b b之比大于或等于之比大于或等于8 8时时( (L/b≥8)L/b≥8)，，应规定键的两工作侧面在长度方向上的平行度要求，应规定键的两工作侧面在长度方向上的平行度要求，此时平行度公差也按此时平行度公差也按GB/T 1184-1996的规定选取：的规定选取： 当键宽当键宽b ≤6mm≤6mm时，公差等级取时，公差等级取7 7级；级； 当键宽当键宽b ≤8≤8~36mm36mm时，公差等级取时，公差等级取6 6级；级； 当键宽当键宽b ≥40mm≥40mm时，公差等级取时，公差等级取5 5级§键槽配合面的表面粗糙度键槽配合面的表面粗糙度R Ra a值一般取值一般取1.61.6~6.36.3 m m；； 非配合面取非配合面取6.36.3~1010 m m第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.2 10.1.2 键联结的公差与配合键联结的公差与配合10.1 键联结键联结第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.1.3 10.1.3 平键联结的标注平键联结的标注10.2 花键联结花键联结§花键联结与普通平键联结相比，更具优点：花键联结与普通平键联结相比，更具优点：1.1.载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩；载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩； 2.2.导向性好；导向性好；3.3.定心精度高，满足了高精度场合的使用要求。

定心精度高，满足了高精度场合的使用要求§花花键键联联结结可可作作固固定定连连结结和和滑滑动动联联结结；；类类型型有有矩矩形形花花键、渐开线花键和三角形花键矩形花键最常用键、渐开线花键和三角形花键矩形花键最常用第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.1 10.2.1 概述概述c) 三角花键三角花键a) 矩形花键矩形花键 b) 渐开线花键渐开线花键10.1 键联结键联结§国国家家标标准准规规定定花花键键的的主主要要尺尺寸寸有有小小径径d d、、大大径径D D、、键键宽宽和和键键槽槽宽宽B B花花键键键键数数规规定定为为偶偶数数，，有有6 6、、8 8、、1010三三种种，，以以便便加加工工和和检检测测按按承承载载能能力力，，对对基基本本尺尺寸寸规规定定了了轻轻、、中中两两个个系系列列，，同同一一小小径径的的轻轻系系列列和和中中系系列列的的键键数数相相同同，，键宽（键槽宽）也相同，仅大径不相同键宽（键槽宽）也相同，仅大径不相同第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量BDdBDd内花键的主要尺寸参数内花键的主要尺寸参数外花键的主要尺寸参数外花键的主要尺寸参数10.2.1 10.2.1 概述概述 矩形花键基本尺寸系列（节选矩形花键基本尺寸系列（节选矩形花键基本尺寸系列（节选矩形花键基本尺寸系列（节选GB/T 1144-2003GB/T 1144-2003）））） (mm)(mm)第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量小径小径d轻系列轻系列中系列中系列规格规格N d D B键数键数N大径大径D键宽键宽B规格规格N d D B键数键数N大径大径D键宽键宽B11    6 11 14 3614321    6 21 25 56255236 23 26 662666 23 28 66286266 26 30 663066 26 32 66326286 28 32 763276 28 34 76347326 32 36 663668 32 38 68386368 36 40 784078 36 42 78427628 62 68 12868128 62 72 12872127210 72 78 1210781210 72 82 1210821211210 112 120 18101201810 112 125 18101251810.2 花键联结花键联结1. 1. 1. 1. 花键定心方式花键定心方式花键定心方式花键定心方式Ø矩形花键的联结可以有三种定心方式：矩形花键的联结可以有三种定心方式：①①小径小径d定定心、心、 ②②大径大径D定心和定心和③③键宽键宽B定心，前两种定心方定心，前两种定心方式的定心精度比后一种方式的高。

式的定心精度比后一种方式的高Ø国家标准规定矩形花键联结采用小径定心国家标准规定矩形花键联结采用小径定心采用小径定心，磨削内花键小径表面就很容易，磨削外花径定心，磨削内花键小径表面就很容易，磨削外花键表面也比较方便采用小径定心就可以通过磨削键表面也比较方便采用小径定心就可以通过磨削达到高精度小径要求所以，矩形花键采用小径定达到高精度小径要求所以，矩形花键采用小径定心可以获得更高的定心精度，并能保证和提高花键心可以获得更高的定心精度，并能保证和提高花键的表面质量花键结合面硬度要求：淬火热处理）的表面质量花键结合面硬度要求：淬火热处理）第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键10.2 花键联结花键联结 (a) 小小径径定定心心 (b) 小小径径定定心心 (c) 键键宽宽定定心心第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键矩形花键联结定心方式图示矩形花键联结定心方式图示10.2 花键联结花键联结2. 2. 矩形花键的公差与配合矩形花键的公差与配合Ø矩矩形形花花键键的的公公差差与与配配合合分分两两种种情情况况：： ①①一一般般用用途途矩形花键，矩形花键，②②精密传动用矩形花键。

精密传动用矩形花键Ø为为了了减减少少加加工工内内花花键键的的拉拉刀刀的的品品种种、、规规格格，，花花键键联联结采用基孔制配合结采用基孔制配合Ø内内 、、 外外 花花 键键 尺尺 寸寸 公公 差差 带带 及及 其其 极极 限限 偏偏 差差 数数 值值（（GB/T1144-2001））与与GB/T 1801-1999《《极极限限与与配配合》规定一致合》规定一致Ø定定心心直直径径d的的公公差差带带在在一一般般情情况况下下，，内内、、外外花花键键取取相同的公差等级相同的公差等级第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键矩形内、外花键尺寸公差带（摘自矩形内、外花键尺寸公差带（摘自矩形内、外花键尺寸公差带（摘自矩形内、外花键尺寸公差带（摘自GB/T 1144-2001GB/T 1144-2001））））第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量注：注：1. 1. 精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽可选精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽可选H7H7，，一般情况下选一般情况下选H9H9。

2. 2. d d为为H6H6、、H7H7的内花键，允许与提高一级的外花键配合的内花键，允许与提高一级的外花键配合10.2 花键联结花键联结3. 3. 矩形花键联接公差与配合的选用矩形花键联接公差与配合的选用Ø矩形花键公差配合选用的关键是确定联结精度和配矩形花键公差配合选用的关键是确定联结精度和配合松紧程度合松紧程度Ø根据定心精度要求和传递转矩大小选用联结精度，根据定心精度要求和传递转矩大小选用联结精度，精密传动因花键联结定心精度高、传递转矩大而平精密传动因花键联结定心精度高、传递转矩大而平稳，多用于精密机床主轴变速箱，以及重载减速器稳，多用于精密机床主轴变速箱，以及重载减速器中轴与齿轮花键孔的联结中轴与齿轮花键孔的联结Ø配合松紧程度的选用首先要根据内、外花键之间是配合松紧程度的选用首先要根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定固定联接还是滑动联接否有轴向移动，确定固定联接还是滑动联接第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键10.2 花键联结花键联结3. 3. 矩形花键联接公差与配合的选用矩形花键联接公差与配合的选用Ø对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距对于内、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，应选用配合间隙较大的离长、移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动联接，以保证运动灵活性及配合面间有足够的滑动联接，以保证运动灵活性及配合面间有足够的润滑层。

润滑层Ø对于内、外花键之间定心精度要求高，传递扭矩大对于内、外花键之间定心精度要求高，传递扭矩大或经常有反向转动的情况，则选用配合间隙较小的或经常有反向转动的情况，则选用配合间隙较小的紧滑动联接紧滑动联接 Ø对于内、外花键间无需在轴向移动，只用来传递扭对于内、外花键间无需在轴向移动，只用来传递扭矩，则选用固定联接矩，则选用固定联接第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键10.2 花键联结花键联结4. 4. 矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求Ø由由于于矩矩形形花花键键联联结结表表面面复复杂杂，，键键长长与与键键宽宽比比值值较较大大，，形形位位误误差差是是影影响响联联结结质质量量的的重重要要因因素素，，必必须须对对其其加加以控制Ø为为了了保保证证内内、、外外花花键键小小径径定定心心表表面面的的配配合合性性质质，，国国家家标标准准GB/T 4249-1996规规定定该该表表面面的的形形状状公公差差与与尺尺寸公差的关系采用包容要求寸公差的关系采用包容要求。

Ø键键和和键键槽槽的的位位置置度度误误差差包包括括它它们们的的中中心心平平面面相相对对定定心心轴轴线线的的对对称称度度、、等等分分度度，，以以及及键键（（键键槽槽））侧侧面面对对定定心心轴轴线线的的平平行行度度误误差差，，可可规规定定位位置置度度公公差差予予以以控控制并采用最大实体要求，用综合量规检验并采用最大实体要求，用综合量规检验第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键10.2 花键联结花键联结第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键6×7H11 EQSE34H106.328H73.20.02MA MA34a110.83.26×7d10 EQS0.02M A MEA矩形花键的位置度公差标注矩形花键的位置度公差标注10.2 花键联结花键联结第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键6×7H11 EQSE34H106.3A28H73.2A0.01528h734a110.83.2E6×7d10 EQSA0.015A矩形花键的对称度公差标注矩形花键的对称度公差标注10.2 花键联结花键联结4. 4. 矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求Ø以以矩矩形形花花键键小小径径定定心心时时，，花花键键各各表表面面的的粗粗糙糙度度如如下下表所示进行规定。

表所示进行规定第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键加工加工表面表面内内花花键键外外花花键键Ra不大不大于于小径小径1.60.8大径大径6.33.2键侧键侧6.31.6花键表面粗糙度推荐值花键表面粗糙度推荐值( (μmμm) )10.2 花键联结花键联结5. 5. 矩形花键联结的标注代号矩形花键联结的标注代号第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合互换性与技术测量互换性与技术测量10.2.2 10.2.2 矩形花键矩形花键本本 章章 小小 结结1.1.平键联接的公差与配合平键联接的公差与配合 平键联接的公差与配合是从《极限与配合》标准中选出的平键联接的公差与配合是从《极限与配合》标准中选出的平键联接的键宽与键槽宽平键联接的键宽与键槽宽b b是决定配合性质和配合精度的主要是决定配合性质和配合精度的主要参数平键联接采用基轴制配合国标对键宽规定了一种公参数平键联接采用基轴制配合国标对键宽规定了一种公差带（差带（h9h9），），对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带由对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。

由这些公差带构成三组配合，分别得到规定的三种联接类型，这些公差带构成三组配合，分别得到规定的三种联接类型，即较松联接、一般联接和较紧联接应根据使用要求和应用即较松联接、一般联接和较紧联接应根据使用要求和应用场合确定其配合类别场合确定其配合类别2.2.矩形花键联接的种类与定心方式矩形花键联接的种类与定心方式 花键有矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中矩形花键花键有矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中矩形花键应用最广国标规定了矩形花键联接的尺寸系列、定心方式应用最广国标规定了矩形花键联接的尺寸系列、定心方式及极限与配合及极限与配合 矩形花键有大径矩形花键有大径D D定心、小径定心、小径d d定心、和键（槽）宽定心、和键（槽）宽B B定心三种定心三种定心方式，国标规定矩形花键采用小径定心定心方式，国标规定矩形花键采用小径定心 互换性与技术测量互换性与技术测量第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合本本 章章 小小 结结3.3.矩形花键的极限与配合矩形花键的极限与配合 矩形花键的极限与配合分为一般用途的矩形花键和精密传动矩形花键的极限与配合分为一般用途的矩形花键和精密传动的矩形花键；矩形花键的配合采用基孔制，即内花键的的矩形花键；矩形花键的配合采用基孔制，即内花键的D D、、d d、、和和B B的基本偏差不变，依靠改变外花键的的基本偏差不变，依靠改变外花键的D D、、d d和和B B的基本偏差，的基本偏差，以获得不同松紧的配合。

由这些公差带构成内、外花键的各以获得不同松紧的配合由这些公差带构成内、外花键的各种配合，分别得到三种联接形式，即滑动联接、紧滑动联接种配合，分别得到三种联接形式，即滑动联接、紧滑动联接和固定联接配合的选择主要根据联结精度和配合松紧程度和固定联接配合的选择主要根据联结精度和配合松紧程度来选择4.4.花键和键槽的形位公差和表面粗糙度花键和键槽的形位公差和表面粗糙度 键和键槽的位置度误差包括它们的中心平面相对定心轴线的键和键槽的位置度误差包括它们的中心平面相对定心轴线的对称度、等分度，以及键（键槽）侧面对定心轴线的平行度对称度、等分度，以及键（键槽）侧面对定心轴线的平行度误差，可规定位置度公差予以控制误差，可规定位置度公差予以控制 键槽的两工作侧面为配键槽的两工作侧面为配合面，花键和键槽表面粗糙度合面，花键和键槽表面粗糙度RaRa值要进行规定值要进行规定5.5.键和键和花键的标注花键的标注互换性与技术测量互换性与技术测量第第10章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合。