第十章 键和花键结合的公差与配合基本要求,了解键,花键结合的种类,特点及形位公差掌握键,花键结合的精度设计重点难点,键,花键结合的精度设计第十章键和花键结合的公差与配合机器中键和花键的结合主要用来联结轴和轴上的齿轮,皮带轮等以传递扭矩,当轴与传动件之间有轴向相对运动要求时,键还能起导向作用 。 例如变速箱中的齿轮可以沿花键轴移动以达到变换速度的目的,
键的种类 很多,主要可分为平键,半圆键和楔键等几种,统称为单键,其中平键应用最广 。
平键又可分为普通平键和导向平键 。 普通平键一般用于固定联结,而导向平键用于可移动的联结 。
渐开线花键 按键廓的形状不同分为矩形花键、
渐开线花键和三角形花键等，其中矩形花键应用最多。本节主要讨论平键和矩形花键结合的精度设计。
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合 返回优点：对中性好；制造简单；便于装拆第十章键和花键结合的公差与配合返回花键联结优点：
1）,键与轴或孔为一整体,强度高,负荷分布均匀,可传递较大扭矩 ;
2).联结可靠,导向精度高,定心性好,易达到较高的同轴度要求 ;
10.1 键联结一,键连接的公差与配合
(一 ) 平键联接的几何参数主参数（ b）,键；轴槽；轮毂槽平键联结的特点是通过健的侧面与轮毂槽和轴槽的侧面相接触来传递扭矩，键的上表面与轮毂槽间留有一定的间隙（ 0.2～ 0.5mm）。
键和槽 侧面的配合性质决定键联结的可靠性。
所以键侧精度要求高。
第十章键和花键结合的公差与配合在平键联结中键宽、轴槽宽和轮毂槽宽 b为配合尺寸
，其它为非配合尺寸。平键联结的主要尺寸如图，其中
t 与 t1分别为轴槽和轮毂槽的深度,h为键高,d为轴和轮毂槽直径。考虑到在键联结中，键是标准件，键的侧面同时与轮毂槽及轴槽联结，
且往往要求不同的配合性质。
为便于对它进行专门化生产
，所以键结合采用基轴制配合，即规定键宽的公差带不变，通过改变轴槽宽，轮毂槽宽的公差带达到不同的配合要求。
第十章键和花键结合的公差与配合
(二 )、尺寸公差带 GB1095-79
1,键宽公差带 GB/T 1801-1999
由于配合性质往往不同，此外，平键一般用精拔钢
（它有较高的尺寸，形位，表面粗糙度精度）制造，
所以它是一个标准件，故在单键联结中采用了 基轴制配合，并且在标准件中对于 键宽仅仅规定了一种基准件的公差带 h9.
如图 10-1
2、轴键槽轮毂槽的公差带要改变配合的性质，往往通过改变轴键槽和轮毂槽的公差带来实现，根据要求各规定了三种公差带,{轴键槽 H9 N9 P9； 轮毂键槽 D10 JS9 P9}
如图 10-2
3,配合种类：较松；一般；较紧第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合 返回第十章键和花键结合的公差与配合 返回第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合
1.键槽 (轴槽及毂槽 )对轴及轮毂轴线的对称度,根据不同的功能要求和键宽公称尺寸 b,一般可按照 GB/T1184-1996,形状及位置公差》对称度公差 7-9级选取；
2.党键长 L与键宽 b之比大于或等于 8时,键宽 b的两侧面在长度方向的平行度应符合 GB/T1184-1996,形状及位置公差》的规定,当 b≤6mm
时按 7级；当 b≥8至 36mm按 6级；当 b≥40 mm时按 5级；
10.2 花键联结一,矩形花键结合的特点与要求花键联结与键联结相比,其定心精度高,导向性好,承载能力强,
因而在机械生产中获得了广泛地应用 。 花键联结的种类也很多,
但应用最广的是矩形花键 。 使用时具有联结强度高,传递扭矩大,
定心精度和滑动联结的导向精度高和移动的灵活性,以及固定联结的可装配性等特点 。 其键数通常为偶数,按传递扭矩的大小,
可分为轻系列,中系列和重系列 。
轻系列：键数最少,键齿高度最小,主要用于机床制造工业 。
中系列：在拖拉机,汽车工业中主要采用 。
重系列：键数最多，键齿高度最大，主要用于重型机械。
轻、中系列分 6,8,10个键，小径,B都相同，仅大径不同
（中系列大径大一些）
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合矩形花键联结由多表面构成,主要结构尺寸有大径
（ D）,小径 （ d） 和键宽 （ B）,这些参数中同样有配合尺寸和非配合尺寸 。 从标准化角度,无论是哪一类尺寸,其公差同样都可采用,公差与配合,国家标准 。 在矩形花键结合中,要使内,外花键的大径 D,小径 d,键宽 B相应的结合面都同时耦合得很好是相当困难的 。 因为这 3个尺寸都会有制造误差,而且即使这 3
个尺寸都做得很准,但其相应的表面之间还会有位置误差,为了保证使用性能,改善加工工艺,只选择一个结合面作为主要配合面,对其规定较高的精度,以保证配合性质和定心精度,该表面称为定心表面 。 由于花键结合面的硬度通常要求较高,在加工过程中往往需要热处理 。 为保证定心表面的尺寸精度和形状精度,热处理后需进行磨削加工 。 从加工工艺性来看,
小径便于磨削,较易保证较高的加工精度和表面硬度,
能提高花键的耐磨性和使用寿命 。 因此,矩形花键标准规定采用小径定心 。 花键孔的大径和键槽侧面难于进行磨削加工,对这几个非定心尺寸都可规定较低的公差等级,但由于靠键侧传递扭矩,故对键侧尺寸要求的公差等级较高 。
第十章键和花键结合的公差与配合二、矩形花键精度的确定为了确保定心结合面的配合性质和配合精度，
GB1144— 1987对矩形花键的尺寸系列、定心方式、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度均作了规定。
1） 尺寸系列标准中规定的矩形花键尺寸包括小径 d,大径 D和键宽（键槽宽） b。 键数 N取偶数，分 6,8,10共 3种。
按承载能力分为轻系列、中系列和重系列 3种,3种系列的区别仅在于大径不同。花键规格按 N× d× D× B
的方法表示，如 8× 52× 58× 10依次表示为键数为 8，
小径为 52 mm,大径为 58 mm,键宽（键槽宽）为 10
mm。
第十章键和花键结合的公差与配合
2） 配合精度为保证较高的定心精度和导向精度,标准将矩形花键配合形式分为滑动,紧滑动和固定 3种,按精度高低分为一般用途和精密传动两种 。
配合的选择主要依据内,外花键相对运动要求的情况而定：
相对运动要求频繁的,应用滑动配合；无相对运动要求的,应用固定配合；定心精度要求高的,亦应用固定配合；要求低的,可用滑动配合 。 对滑动配合,轴向滑动距离长,滑动频率高,则间隙应大,以保证配合表面间有足够的润滑油层,例如,汽车拖拉机等变速箱中的滑动齿轮与花键轴的联结 。 有反向转动要求,或传递较大扭矩时,为使键侧表面应力分布均匀,间隙均应适当减小 。
内外花键小径,大径,键与键槽宽度相应结合面的配合均采用基孔制 。 即内花键 d,D和 B的基本偏差不变,依靠改变外花键 d，
D和 B的基本偏差,以获得不同松紧的配合 。 这样可减少定值刀具,
量具的规格,以利于刀具,量具的专业化生产 。 大径为非定心直径,内,外花键 D的相应结合面应有较大的间隙,因此标准规定采用 H10／ a11配合,无论是一般用途还是精密传动用的花键,
都只用这一种配合 。
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合三、矩形花键的形位公差
（一）小径 d的极限尺寸应遵守包容原则小径 d是花键联结中定心配合尺寸，
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应该遵守包容原则。即当小径 d的实际尺寸处于最大实体状态时，它必须具有理想形状，只有当小径 d的实际尺寸偏离最大实体状态时，
才允许有形状误差存在。
第十章键和花键结合的公差与配合
（二）花键的位置度公差遵守最大实体要求第十章键和花键结合的公差与配合花键的位置度公差综合控制花键各键之间的角位置，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，位置度公差遵守最大实体要求，如图所示。
国家标准对键和键槽规定的位置度公差见下表：
第十章键和花键结合的公差与配合
（三）、键和键槽的对称度公差和等分度公差遵守独立原则为保证装配，并能传递转矩运动，一般应使用综合量规检验，
控制其形位误差，但当在单件、小批量生产时没有综合量规，这时，为控制花键的形位误差，一般在图样上规定花键的对称度公差和等分度公差。花键的对称度公差、等分度公差均应遵守独立原则，其对称度公差在图样上标明。 国标规定：花键的等分度公差等于对称度公差。
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合
0.8
四,矩形花键的图样标注用数字与符号依次表示：键数 N,小径 d,大径 D和键宽 B,中间均用乘号相连,即 N× d× D× B。 小径,大径和键宽的配合代号和公差代号在各自的基本尺寸之后 。 如图 （ a） 为一花键副,其标注代号表示为：键数为 6,小径配合为 28H7／ f7,大径配合为
34H10／ all,键宽配合为 7H11／ dl0。 在零件图上,花键公差仍按花键规格顺序注出,如图 （ b） （ c） 。
第十章键和花键结合的公差与配合 花键配合及公差带的图样标注（ a） 装配图 （ b） 内花键 （ c） 外花键
键的种类 很多,主要可分为平键,半圆键和楔键等几种,统称为单键,其中平键应用最广 。
平键又可分为普通平键和导向平键 。 普通平键一般用于固定联结,而导向平键用于可移动的联结 。
渐开线花键 按键廓的形状不同分为矩形花键、
渐开线花键和三角形花键等，其中矩形花键应用最多。本节主要讨论平键和矩形花键结合的精度设计。
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合 返回优点：对中性好；制造简单；便于装拆第十章键和花键结合的公差与配合返回花键联结优点：
1）,键与轴或孔为一整体,强度高,负荷分布均匀,可传递较大扭矩 ;
2).联结可靠,导向精度高,定心性好,易达到较高的同轴度要求 ;
10.1 键联结一,键连接的公差与配合
(一 ) 平键联接的几何参数主参数（ b）,键；轴槽；轮毂槽平键联结的特点是通过健的侧面与轮毂槽和轴槽的侧面相接触来传递扭矩，键的上表面与轮毂槽间留有一定的间隙（ 0.2～ 0.5mm）。
键和槽 侧面的配合性质决定键联结的可靠性。
所以键侧精度要求高。
第十章键和花键结合的公差与配合在平键联结中键宽、轴槽宽和轮毂槽宽 b为配合尺寸
，其它为非配合尺寸。平键联结的主要尺寸如图，其中
t 与 t1分别为轴槽和轮毂槽的深度,h为键高,d为轴和轮毂槽直径。考虑到在键联结中，键是标准件，键的侧面同时与轮毂槽及轴槽联结，
且往往要求不同的配合性质。
为便于对它进行专门化生产
，所以键结合采用基轴制配合，即规定键宽的公差带不变，通过改变轴槽宽，轮毂槽宽的公差带达到不同的配合要求。
第十章键和花键结合的公差与配合
(二 )、尺寸公差带 GB1095-79
1,键宽公差带 GB/T 1801-1999
由于配合性质往往不同，此外，平键一般用精拔钢
（它有较高的尺寸，形位，表面粗糙度精度）制造，
所以它是一个标准件，故在单键联结中采用了 基轴制配合，并且在标准件中对于 键宽仅仅规定了一种基准件的公差带 h9.
如图 10-1
2、轴键槽轮毂槽的公差带要改变配合的性质，往往通过改变轴键槽和轮毂槽的公差带来实现，根据要求各规定了三种公差带,{轴键槽 H9 N9 P9； 轮毂键槽 D10 JS9 P9}
如图 10-2
3,配合种类：较松；一般；较紧第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合 返回第十章键和花键结合的公差与配合 返回第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合
1.键槽 (轴槽及毂槽 )对轴及轮毂轴线的对称度,根据不同的功能要求和键宽公称尺寸 b,一般可按照 GB/T1184-1996,形状及位置公差》对称度公差 7-9级选取；
2.党键长 L与键宽 b之比大于或等于 8时,键宽 b的两侧面在长度方向的平行度应符合 GB/T1184-1996,形状及位置公差》的规定,当 b≤6mm
时按 7级；当 b≥8至 36mm按 6级；当 b≥40 mm时按 5级；
10.2 花键联结一,矩形花键结合的特点与要求花键联结与键联结相比,其定心精度高,导向性好,承载能力强,
因而在机械生产中获得了广泛地应用 。 花键联结的种类也很多,
但应用最广的是矩形花键 。 使用时具有联结强度高,传递扭矩大,
定心精度和滑动联结的导向精度高和移动的灵活性,以及固定联结的可装配性等特点 。 其键数通常为偶数,按传递扭矩的大小,
可分为轻系列,中系列和重系列 。
轻系列：键数最少,键齿高度最小,主要用于机床制造工业 。
中系列：在拖拉机,汽车工业中主要采用 。
重系列：键数最多，键齿高度最大，主要用于重型机械。
轻、中系列分 6,8,10个键，小径,B都相同，仅大径不同
（中系列大径大一些）
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合矩形花键联结由多表面构成,主要结构尺寸有大径
（ D）,小径 （ d） 和键宽 （ B）,这些参数中同样有配合尺寸和非配合尺寸 。 从标准化角度,无论是哪一类尺寸,其公差同样都可采用,公差与配合,国家标准 。 在矩形花键结合中,要使内,外花键的大径 D,小径 d,键宽 B相应的结合面都同时耦合得很好是相当困难的 。 因为这 3个尺寸都会有制造误差,而且即使这 3
个尺寸都做得很准,但其相应的表面之间还会有位置误差,为了保证使用性能,改善加工工艺,只选择一个结合面作为主要配合面,对其规定较高的精度,以保证配合性质和定心精度,该表面称为定心表面 。 由于花键结合面的硬度通常要求较高,在加工过程中往往需要热处理 。 为保证定心表面的尺寸精度和形状精度,热处理后需进行磨削加工 。 从加工工艺性来看,
小径便于磨削,较易保证较高的加工精度和表面硬度,
能提高花键的耐磨性和使用寿命 。 因此,矩形花键标准规定采用小径定心 。 花键孔的大径和键槽侧面难于进行磨削加工,对这几个非定心尺寸都可规定较低的公差等级,但由于靠键侧传递扭矩,故对键侧尺寸要求的公差等级较高 。
第十章键和花键结合的公差与配合二、矩形花键精度的确定为了确保定心结合面的配合性质和配合精度，
GB1144— 1987对矩形花键的尺寸系列、定心方式、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度均作了规定。
1） 尺寸系列标准中规定的矩形花键尺寸包括小径 d,大径 D和键宽（键槽宽） b。 键数 N取偶数，分 6,8,10共 3种。
按承载能力分为轻系列、中系列和重系列 3种,3种系列的区别仅在于大径不同。花键规格按 N× d× D× B
的方法表示，如 8× 52× 58× 10依次表示为键数为 8，
小径为 52 mm,大径为 58 mm,键宽（键槽宽）为 10
mm。
第十章键和花键结合的公差与配合
2） 配合精度为保证较高的定心精度和导向精度,标准将矩形花键配合形式分为滑动,紧滑动和固定 3种,按精度高低分为一般用途和精密传动两种 。
配合的选择主要依据内,外花键相对运动要求的情况而定：
相对运动要求频繁的,应用滑动配合；无相对运动要求的,应用固定配合；定心精度要求高的,亦应用固定配合；要求低的,可用滑动配合 。 对滑动配合,轴向滑动距离长,滑动频率高,则间隙应大,以保证配合表面间有足够的润滑油层,例如,汽车拖拉机等变速箱中的滑动齿轮与花键轴的联结 。 有反向转动要求,或传递较大扭矩时,为使键侧表面应力分布均匀,间隙均应适当减小 。
内外花键小径,大径,键与键槽宽度相应结合面的配合均采用基孔制 。 即内花键 d,D和 B的基本偏差不变,依靠改变外花键 d，
D和 B的基本偏差,以获得不同松紧的配合 。 这样可减少定值刀具,
量具的规格,以利于刀具,量具的专业化生产 。 大径为非定心直径,内,外花键 D的相应结合面应有较大的间隙,因此标准规定采用 H10／ a11配合,无论是一般用途还是精密传动用的花键,
都只用这一种配合 。
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合三、矩形花键的形位公差
（一）小径 d的极限尺寸应遵守包容原则小径 d是花键联结中定心配合尺寸，
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应该遵守包容原则。即当小径 d的实际尺寸处于最大实体状态时，它必须具有理想形状，只有当小径 d的实际尺寸偏离最大实体状态时，
才允许有形状误差存在。
第十章键和花键结合的公差与配合
（二）花键的位置度公差遵守最大实体要求第十章键和花键结合的公差与配合花键的位置度公差综合控制花键各键之间的角位置，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，位置度公差遵守最大实体要求，如图所示。
国家标准对键和键槽规定的位置度公差见下表：
第十章键和花键结合的公差与配合
（三）、键和键槽的对称度公差和等分度公差遵守独立原则为保证装配，并能传递转矩运动，一般应使用综合量规检验，
控制其形位误差，但当在单件、小批量生产时没有综合量规，这时，为控制花键的形位误差，一般在图样上规定花键的对称度公差和等分度公差。花键的对称度公差、等分度公差均应遵守独立原则，其对称度公差在图样上标明。 国标规定：花键的等分度公差等于对称度公差。
第十章键和花键结合的公差与配合第十章键和花键结合的公差与配合
0.8
四,矩形花键的图样标注用数字与符号依次表示：键数 N,小径 d,大径 D和键宽 B,中间均用乘号相连,即 N× d× D× B。 小径,大径和键宽的配合代号和公差代号在各自的基本尺寸之后 。 如图 （ a） 为一花键副,其标注代号表示为：键数为 6,小径配合为 28H7／ f7,大径配合为
34H10／ all,键宽配合为 7H11／ dl0。 在零件图上,花键公差仍按花键规格顺序注出,如图 （ b） （ c） 。
第十章键和花键结合的公差与配合 花键配合及公差带的图样标注（ a） 装配图 （ b） 内花键 （ c） 外花键
