鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的精度

1、第八章鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的精度8.1內(nèi)容鍵聯(lián)結(jié)和花鍵聯(lián)結(jié)廣泛用作軸和軸上傳動(dòng)件如齒輪、帶輪、鏈輪、聯(lián)軸器等之間的圓周方向的定 位，用以傳遞轉(zhuǎn)矩，有時(shí)也用作軸上傳動(dòng)件的導(dǎo)向，如變速箱中變速齒輪花鍵孔與花鍵軸的聯(lián)結(jié)。根本內(nèi)容本章的根本內(nèi)容有：1. 平鍵聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)。包括平鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)。平鍵聯(lián)結(jié)的精度設(shè)計(jì)，包括配合尺寸的公差帶 和配合種類；非配合尺寸的公差帶；平鍵聯(lián)結(jié)配合外表的幾何公差和外表粗糙度；平鍵和鍵槽的檢測。平 鍵聯(lián)結(jié)公差在圖樣上的標(biāo)注。2. 矩形花鍵聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)。包括幾何參數(shù)和定心方式。矩形花鍵聯(lián)結(jié)的精度設(shè)計(jì)，包括基準(zhǔn)制、公差帶、 幾何公差、外表粗糙度和花鍵的檢測。矩形花鍵公差在圖樣上的標(biāo)

2、注。本章的學(xué)習(xí)目的：了解普通平鍵和矩形花鍵的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)；掌握平鍵和矩形花鍵聯(lián)結(jié)公差配合的 特點(diǎn)；掌握矩形花鍵聯(lián)結(jié)的定心方式；能夠正確標(biāo)注圖樣上平鍵和矩形花鍵聯(lián)結(jié)的尺寸公差、幾何公差及 外表粗糙度。了解平鍵與矩形花鍵的公差檢測。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1. 平鍵聯(lián)結(jié)的公差設(shè)計(jì)1平鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)平鍵聯(lián)結(jié)由鍵、軸槽、輪轂槽等三局部組成。鍵和鍵槽的寬度 b為配合尺寸，通過選擇不同的配合性質(zhì)，可分別用作固定聯(lián)結(jié)和導(dǎo)向聯(lián)結(jié)；其余尺寸如:鍵的高度h和長度L以及軸鍵槽的深度 b、輪轂鍵槽的深度t2為非配合尺寸，可規(guī)定較大的公差。2平鍵聯(lián)結(jié)的精度設(shè)計(jì) 平鍵聯(lián)結(jié)配合尺寸的公差帶和配合種類根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，平鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，鍵

3、和鍵槽寬度的配合采用基軸制。鍵寬只采用一種公差帶h8 ;軸槽寬H9、N9、P9和輪轂槽寬D10、JS9、P9那么采用三種公差帶，分別與平鍵組成松聯(lián)結(jié)、正常聯(lián)結(jié)和緊 密聯(lián)結(jié)等三種性質(zhì)不同的配合，以滿足不同用途的需要。松聯(lián)結(jié)： 空與D10，主要用于導(dǎo)向平鍵，輪轂可在軸上作軸向移動(dòng)；h8 h8N9 一 JS9正常聯(lián)結(jié)：與，鍵在軸上及輪轂中均固定。用于載荷不大的場合，或經(jīng)常拆卸；h8 h8P9 P9緊密聯(lián)結(jié)：與，鍵在軸槽及輪轂槽中均固定，而比以上兩種配合更緊。主要用于載荷較大、h8 h8載荷具有沖擊性以及雙向傳遞扭矩的場合。 非配合尺寸的公差帶平鍵高度h的公差帶代號(hào)一般采用h11。平鍵長度L的公差帶代

4、號(hào)可采用h14。軸鍵槽長度L的公差帶可采用H14。 平鍵聯(lián)結(jié)配合外表的幾何公差鍵與鍵槽配合的松緊程度不僅取決于它們的配合尺寸公差帶，還與它們配合外表的幾何誤差有關(guān)，因 此應(yīng)分別規(guī)定軸鍵槽寬度的中心平面對(duì)軸的基準(zhǔn)軸線和輪轂鍵槽寬度的中心平面對(duì)孔的基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度 公差。該對(duì)稱度公差與鍵槽寬度尺寸的關(guān)系可以采用獨(dú)立原那么或最大實(shí)體要求。按GB/T 1184-1996規(guī)定，對(duì)稱度公差等級(jí)取為 79級(jí)。當(dāng)鍵長L與鍵寬b之比大于或等于 8 (L/b >8時(shí)，還應(yīng)規(guī)定鍵槽寬兩工作側(cè)面在長度方向上的平行度 公差。按GB/T 1184-1996規(guī)定，平行度公差等級(jí)取為57級(jí)。 平鍵和鍵槽的外表粗糙度要求

5、鍵和鍵槽的外表粗糙度參數(shù)Ra的上限值一般按如下范圍選?。号浜贤獗砣?.63.2 (im;非配合外表取為 6.3 m。(3) 平鍵和鍵槽的檢測 平鍵和鍵槽尺寸的檢測鍵和鍵槽尺寸的檢測，在單件、小批量生產(chǎn)中，鍵的寬度、高度和鍵槽寬度、深度等一般用游標(biāo)卡尺、 千分尺等通用計(jì)量器具來測量。大批量生產(chǎn)時(shí)也可采用專門的極限量規(guī)來檢測。 鍵槽對(duì)稱度的檢測在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，可用分度頭、V型塊和百分表測量。在大批量生產(chǎn)時(shí)一般用綜合量規(guī)檢測，如對(duì)稱度極限量規(guī)，只要量規(guī)通過即為合格。如下圖，圖8.1a為輪轂槽對(duì)稱度量規(guī)，圖 8.1b為軸槽對(duì)稱度量規(guī)。(b)圖8.1(a)2. 矩形花鍵的公差設(shè)計(jì)(1) 矩形花鍵聯(lián)

6、結(jié)的幾何參數(shù)和定心方式矩形花鍵的配合尺寸矩形花鍵的配合尺寸有三個(gè)，即大徑D、小徑d和鍵寬鍵槽寬B。 矩形花鍵的定心方式在制造矩形花鍵時(shí)， 可以有三種定心方式： 小徑定心、 大徑定心、 鍵側(cè)定心。 為便于加工， 在國標(biāo) GB/T 1144-2001 中，規(guī)定矩形花鍵聯(lián)結(jié)采用小徑定心方式。 2花鍵和鍵槽的檢測 花鍵的測量分為單項(xiàng)測量和綜合檢驗(yàn)。對(duì)于定心小徑、鍵寬、大徑的三個(gè)參數(shù)，每項(xiàng)都有尺寸、位置、 外表粗糙度的檢驗(yàn)。 單項(xiàng)測量單項(xiàng)測量就是對(duì)花鍵的單個(gè)參數(shù)小徑、鍵寬鍵槽寬 、大徑等尺寸、位置、外表粗糙度的檢驗(yàn)。在單 件、小批生產(chǎn)時(shí)，花鍵的單項(xiàng)測量通常用千分尺等通用計(jì)量器具來測量。 綜合測量 在大批

7、量生產(chǎn)時(shí)，花鍵常采用花鍵量規(guī)檢驗(yàn)。綜合檢驗(yàn)是對(duì)花鍵的尺寸、幾何誤差按控制最大實(shí)體實(shí) 效邊界要求，用花鍵量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)?；ㄦI量規(guī)內(nèi)花鍵為花鍵塞規(guī)，外花鍵為花鍵環(huán)規(guī)均為全形通規(guī)，用于檢驗(yàn)內(nèi)、外花鍵的實(shí)際尺寸和幾何誤差的綜合結(jié)果， 即同時(shí)檢驗(yàn)花鍵的小徑、 大徑、 鍵寬鍵槽寬 實(shí)際尺寸和幾何誤差以及各鍵 鍵 槽的位置誤差，大徑對(duì)小徑的同軸度誤差等綜合結(jié)果，對(duì)小徑、大徑和鍵寬鍵槽寬的實(shí)際尺寸是否 超越各自的最小實(shí)體尺寸，那么采用相應(yīng)的單項(xiàng)止端量規(guī)或其它計(jì)量器具來檢測。在綜合檢測內(nèi)、外花鍵時(shí)，假設(shè)花鍵量規(guī)通過，單項(xiàng)止端量規(guī)不通過，那么花鍵合格。當(dāng)花鍵量規(guī)不通過， 花鍵為不合格。8.1.3 學(xué)習(xí)難點(diǎn)矩形花鍵聯(lián)

8、結(jié)的精度設(shè)計(jì)為學(xué)習(xí)難點(diǎn)。1. 矩形花鍵聯(lián)結(jié)的尺寸公差國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1144-2001 規(guī)定矩形花鍵的配合采用基孔制，以減少拉刀、量具的種類和數(shù)目。 矩形花鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合選用主要是確定聯(lián)結(jié)精度和裝配型式。聯(lián)結(jié)精度主要根據(jù)定心精度的要求和傳遞轉(zhuǎn)矩的大小來確定，分為一般用途和精密傳動(dòng)兩大類型。當(dāng) 定心精度要求高，傳遞轉(zhuǎn)矩大時(shí)，應(yīng)選用精密傳動(dòng)所用的尺寸公差帶，反之可選用一般用途尺寸公差帶。矩形花鍵按裝配型式分為固定聯(lián)結(jié)、緊滑動(dòng)聯(lián)結(jié)和滑動(dòng)聯(lián)結(jié)三種，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)功能要求進(jìn)行選擇裝配 型式。矩形花鍵采用小徑定心，使難以加工的內(nèi)花鍵轉(zhuǎn)化到外花鍵上。內(nèi)、外花鍵的定心小徑d 的公差等級(jí)高，要求嚴(yán)，在一般情

9、況下，內(nèi)、外花鍵取相同的公差等級(jí)，這個(gè)規(guī)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(jí) 。但在有些情況下，內(nèi)花鍵允許與提高一級(jí)的外花鍵配合，即公差帶為H7 的內(nèi)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(nèi)花鍵可以與公差帶為 f5、g5、h5 的外花鍵配合。2. 矩形花鍵的幾何公差 由于矩形花鍵聯(lián)結(jié)外表復(fù)雜，鍵長與鍵寬比值較大，幾何誤差是影響聯(lián)結(jié)質(zhì)量的重要因素，必須對(duì)其 加以控制。鍵和鍵槽的幾何誤差包括它們的中心平面相對(duì)定心軸線的對(duì)稱度、等分度，以及鍵鍵槽側(cè)面對(duì)定 心軸線的平行度誤差，可規(guī)定位置度公差予以控制。1 內(nèi)、外花鍵定心小徑 d 外表的幾何公

10、差和尺寸公差的關(guān)系遵守包容要求。2對(duì)于大批量生產(chǎn)的花鍵，其鍵槽寬度的分度誤差采用位置度公差，且遵守最大實(shí)體要求。用綜合量 規(guī)檢測，綜合控制各項(xiàng)幾何公差。3對(duì)單件、小批量的生產(chǎn)，規(guī)定鍵鍵槽兩側(cè)面的中心平面對(duì)定心外表軸線的對(duì)稱度公差和花鍵等 分度公差，長花鍵可規(guī)定鍵鍵槽側(cè)面對(duì)小徑軸線的平行度。3、矩形花鍵聯(lián)結(jié)的外表粗糙度 矩形花鍵的外表粗糙度參數(shù)通常標(biāo)注 Ra 的上限值，按以下規(guī)律選取：內(nèi)花鍵的小徑外表不大于0.8im,鍵側(cè)面不大于 3.2卩珂大徑外表不大于 6.3卩碼外花鍵的小徑外表不大于0.8im,鍵側(cè)面不大于 0.8卩珂大徑外表不大于 3.24、矩形花鍵在圖樣上的標(biāo)注矩形花鍵的規(guī)格按以下順序

11、標(biāo)注：鍵數(shù)NX小徑dX大徑D X鍵鍵槽寬B，各尺寸的公差帶代號(hào)可標(biāo)注在各自的公稱尺寸之后。8.2 解題例如b=10mm , L=28mm。齒輪與軸的配合為例題 8.2.1 有一齒輪與軸的聯(lián)結(jié)用平鍵傳遞扭矩。平鍵尺寸0 35H7/h6，平鍵采用正常聯(lián)結(jié)。試設(shè)計(jì)鍵槽尺寸偏差、幾何公差和外表粗糙度，并分別標(biāo)注在軸和齒輪的橫剖面上。解： 1 確定軸、孔的尺寸極限偏差根據(jù)軸頸公稱尺寸 0 35，軸查附表 2-3孔查附表 2-4確定根本偏差，查附表2-2 確定標(biāo)準(zhǔn)公差，計(jì)算另一個(gè)極限偏差，得到軸的尺寸：d=0 35h6 -0.016 mm;孔的尺寸：D = 0 35H7 竽25 mm。 2確定軸、孔的鍵槽

12、尺寸極限偏差由于采用正常聯(lián)結(jié)，故鍵與軸槽寬的配合尺寸為10N9/h8 ;鍵與輪轂槽寬的配合尺寸為10JS9/h8。根據(jù)鍵槽寬的公稱尺寸10,平鍵查附表2-3 (鍵槽查附表2-4)確定根本偏差，查附表 2-2確定標(biāo)準(zhǔn)公差，再計(jì) 算另一個(gè)極限偏差，得到：鍵寬的尺寸為 10h8 ( _0.022)mm。軸槽寬的尺寸為10N9 ( _0.036 )mm。輪轂槽寬的尺寸為 10JS (± 0.018)mm。(3)確定軸、孔的鍵槽深度尺寸查普通平鍵尺寸和鍵槽的根本尺寸和極限偏差表(GB/T 1095-2003 可得:軸槽深:"5+0.2mm ;轂槽深:+0.2t2 = 3.3 0mm，

13、得軸槽深尺寸為:轂槽深尺寸為:+0 2d t2 =38.3；軸槽長度尺寸為:28H14+0.520 。原那么。(4) 確定幾何公差鍵槽中心面有對(duì)稱度要求，對(duì)稱度公差等級(jí)取8級(jí)，查表得出對(duì)稱度公差值為0.015mm，可采用獨(dú)立(5) 確定外表粗糙度鍵寬和鍵槽寬側(cè)面為配合面的外表粗糙度參數(shù)值鍵槽尺寸和幾何公差圖樣標(biāo)注如圖8-2所示。Ra取3.2肌 鍵槽底為非配合面的Ra值取6.3 m。例題8.2.2 某機(jī)床變速箱中有 6級(jí)精度齒輪的花鍵孔與花鍵軸聯(lián)結(jié)，花鍵規(guī)格6 X 26 X 30 X 6,花鍵孔長30mm，花鍵軸長75mm，齒輪花鍵孔經(jīng)常需要相對(duì)花鍵軸做軸向移動(dòng)，要求定心精度較高，試確定：齒輪花

14、鍵孔和花鍵軸的公差帶代號(hào)，計(jì)算小徑、大徑、鍵(鍵槽)寬的極限尺寸。分別寫出在裝配圖上和零件圖上的標(biāo)記。解：(1)因內(nèi)、外花鍵有相對(duì)移動(dòng)，定心精度要求較高，所以選精密傳動(dòng)用內(nèi)、外花鍵緊滑動(dòng)配合。查表得：小徑d = 26,采用H6/g6配合；大徑D = 30,采用 H10/a11配合；鍵寬B = 6，采用H7/f7配合。極限尺寸分別為：小徑孔Q26H6: dmax =26+0.013 = 26.013 mm , dmin = 26mm小徑軸426g6 : dmax = 26-0.007 = 25.993 mm , dmin = 26-0.02 = 25.98 mm大徑孔Q30H10 : Dmax

15、= 30+0.084 = 30.084 mm , Dmin = 30 mm大徑軸430a11: Dmax = 30-0.3 = 29.7 mm , D min = 30-0.43 = 29.57 mm鍵槽寬6H7 : Bmax = 6+0.012 = 6.012 mm , Bmin = 6 mm鍵寬6f7: Bmax = 6-0.01 = 5.990 mm , Bmin = 6-0.022 = 5.978 mm2裝配圖上的標(biāo)記： 6 X26 和6/g6 >30 和10/a11 BH7/f7零件圖上的標(biāo)記：內(nèi)花鍵：6 X26H6X30H10 X6H7外花鍵：6 >26g6 >0a11 >f7花鍵的標(biāo)注由大徑引出。8.3復(fù)習(xí)題8.3.1 思考題1. 平鍵聯(lián)結(jié)為什么只對(duì)鍵鍵槽寬度規(guī)定較嚴(yán)的公差？2. 在平鍵聯(lián)結(jié)中，為什么要限制鍵和鍵槽的對(duì)稱度誤差？3. 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定矩形花鍵采用什么定心方式？為什么？4. 平鍵聯(lián)結(jié)的配合采用何種基準(zhǔn)制？花鍵聯(lián)結(jié)采用何種基準(zhǔn)制？5. 在成批大量生產(chǎn)中，花鍵的尺寸位置公差是如何檢測