课题三 典型结合和传动的精度设计（ 2）
键、花键配合的精度设计一、键和花键的作用
键与花键常用于轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结,用以 传递转矩和运动 ；当配合件之间要求作轴向移动时,
还可以起 导向作用 。
二、键和花键的分类
键的分类,常用的键联结有 平键 （ 包括普通平键和导向平键 ）,半圆键,
切向键和楔键联结,其中以平键联结应用最广泛 。
花键的分类,花键联结分为 矩形花键,
渐开线花键 和 三角形花键 联结,其中以矩形花键联结应用最广泛 。
三、平键配合的精度设计包括尺寸精度设计、形位精度设计以及表面粗糙度的精度设计
1、尺寸精度设计（ 1）：
平键联结的基本构成,平键联结是由键、
轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。
平键联结的配合尺寸,键和轴槽、轮毂槽的宽度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
平键结构示意图：
b
d-
t
t
d+
t 1
h
L
A
A
A— A
1、尺寸精度设计（ 2）：
平键联结的配合制：
由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，键与轴槽、键与轮毂槽的配合均 采用基轴制 。
国家标准对键宽只规定了一种 公差带 h9。
一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松,相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对应于较松键联结,一般键联结和较紧键联结 。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带图如图示平键公差带图：
+
0
-
b
h9
H9
D10
h9
N9
JS9
h9
P9 P9
键宽公差带轴槽公差带轮毂公差带较松键联结 一般键联结 较紧键联结
2、形位精度设计：
为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性,对键和键槽的位置误差要加以控制,应分别规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的 对称度公差,一般可按对称度公差
7~9级 选取,查表时,公称尺寸是指键宽 。
3、表面粗糙度的选择：
键和键槽配合面的表面粗糙度一般取 Ra1.6~6.3μm,非配合面取
Ra12.5μm。
4、轴的标注示例,
0.02 A
50 -0.20
Φ58r6（ ）?+0.060+0.041
A
3.2 3.2
16N9（ ）0-0.043
1、标注槽深 d-t及公差
2、标注槽宽 b及公差
3、标注对称度公差
4、标注表面粗糙度
5、轮毂的标注示例,
Φ58H7（ ）?+0.030
A
3.2 3.2
16JS9（ ）± 0.021
0.02 A
60.3 0-0.2
1、标注轮毂深 d+t1及公差
2、标注槽宽 b及公差
3、标注对称度公差
4、标注表面粗糙度四、花键配合的精度设计
花键分为 内花键 （ 花键孔 ） 和 外花键 （ 花键轴 ）,它是把键和轴,键槽和轮毂做成一整体的联结件,它既可以是固定联结,也可以是滑动联结 。 与键联结相比,花键联结有联结可靠,强度高,可以传递较大的转矩,且孔,轴定心精度高和导向精度高等优点 。
矩形花键结构示例：
1、尺寸精度设计（ 1）,
矩形花键的基本尺寸,基本尺寸有 小径 d、
大径 D,键槽宽 B。 键数规定为偶数，分别为 6,8,10三种。
尺寸精度的规定,花键联结的主要要求是保证内、外花键的同轴度，以及键侧面与键槽侧面接触均匀，保证传递一定的转矩。
为此，必须保证一定的配合性质。国家标准规定采用小径定心，即 把小径的结合面作为定心表面，规定较高的精度；其它两个尺寸规定较低的精度。
1、尺寸精度设计（ 2）,
矩形花键的分类：
按使用要求分,分为一般使用与精密传动两种。
按联结使用要求分,分为滑动、紧滑动和固定三种配合类型。
每种情况下花键配合的公差等级都不相同 。
2、形位精度设计,
对矩形花键的形位公差做如下规定：
因为小径是花键联结的定心尺寸,必须保证其配合性质,所 以内,外花键小径 d的极限尺寸应遵守包容原则,即花键孔和轴的小径不能超越最大实体边界 。
为保证装配性和键侧受力均匀,规定 花键的位置度公差应遵守最大实体原则,即不能够超过实效边界 。
花键图样标注示例：
关于图 a最大实体原则的讨论讨论：
1、键槽宽 B=7mm（ MMS）,基准孔
D=28mm（ MMS）,位 置度为 0.02mm
2、键槽宽 B=7.09mm（ LMS）,基准孔
D=28mm（ MMS）,位置度为
0.02+0.09=0.11mm
3,键槽宽 B=7.09mm（ LMS）,基准孔
D=28.021mm（ LMS）,位置度为
0.02+0.09+0.021=0.131mm
3、表面粗糙度的选择：
参照教材 P130表 8-7。
4、内、外花键标注示例：
矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按 照花键规 格规定 的次序标 注,即
N× d× D× B。 即：
内花键,6× 28H6× 32H10× 7H9
外花键,6× 28g5× 32a11× 7f7
花键副：
7
9
11
10
5
6286
f
H
a
H
g
H
键、花键配合的精度设计一、键和花键的作用
键与花键常用于轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结,用以 传递转矩和运动 ；当配合件之间要求作轴向移动时,
还可以起 导向作用 。
二、键和花键的分类
键的分类,常用的键联结有 平键 （ 包括普通平键和导向平键 ）,半圆键,
切向键和楔键联结,其中以平键联结应用最广泛 。
花键的分类,花键联结分为 矩形花键,
渐开线花键 和 三角形花键 联结,其中以矩形花键联结应用最广泛 。
三、平键配合的精度设计包括尺寸精度设计、形位精度设计以及表面粗糙度的精度设计
1、尺寸精度设计（ 1）：
平键联结的基本构成,平键联结是由键、
轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。
平键联结的配合尺寸,键和轴槽、轮毂槽的宽度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
平键结构示意图：
b
d-
t
t
d+
t 1
h
L
A
A
A— A
1、尺寸精度设计（ 2）：
平键联结的配合制：
由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，键与轴槽、键与轮毂槽的配合均 采用基轴制 。
国家标准对键宽只规定了一种 公差带 h9。
一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松,相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对应于较松键联结,一般键联结和较紧键联结 。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带图如图示平键公差带图：
+
0
-
b
h9
H9
D10
h9
N9
JS9
h9
P9 P9
键宽公差带轴槽公差带轮毂公差带较松键联结 一般键联结 较紧键联结
2、形位精度设计：
为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性,对键和键槽的位置误差要加以控制,应分别规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的 对称度公差,一般可按对称度公差
7~9级 选取,查表时,公称尺寸是指键宽 。
3、表面粗糙度的选择：
键和键槽配合面的表面粗糙度一般取 Ra1.6~6.3μm,非配合面取
Ra12.5μm。
4、轴的标注示例,
0.02 A
50 -0.20
Φ58r6（ ）?+0.060+0.041
A
3.2 3.2
16N9（ ）0-0.043
1、标注槽深 d-t及公差
2、标注槽宽 b及公差
3、标注对称度公差
4、标注表面粗糙度
5、轮毂的标注示例,
Φ58H7（ ）?+0.030
A
3.2 3.2
16JS9（ ）± 0.021
0.02 A
60.3 0-0.2
1、标注轮毂深 d+t1及公差
2、标注槽宽 b及公差
3、标注对称度公差
4、标注表面粗糙度四、花键配合的精度设计
花键分为 内花键 （ 花键孔 ） 和 外花键 （ 花键轴 ）,它是把键和轴,键槽和轮毂做成一整体的联结件,它既可以是固定联结,也可以是滑动联结 。 与键联结相比,花键联结有联结可靠,强度高,可以传递较大的转矩,且孔,轴定心精度高和导向精度高等优点 。
矩形花键结构示例：
1、尺寸精度设计（ 1）,
矩形花键的基本尺寸,基本尺寸有 小径 d、
大径 D,键槽宽 B。 键数规定为偶数，分别为 6,8,10三种。
尺寸精度的规定,花键联结的主要要求是保证内、外花键的同轴度，以及键侧面与键槽侧面接触均匀，保证传递一定的转矩。
为此，必须保证一定的配合性质。国家标准规定采用小径定心，即 把小径的结合面作为定心表面，规定较高的精度；其它两个尺寸规定较低的精度。
1、尺寸精度设计（ 2）,
矩形花键的分类：
按使用要求分,分为一般使用与精密传动两种。
按联结使用要求分,分为滑动、紧滑动和固定三种配合类型。
每种情况下花键配合的公差等级都不相同 。
2、形位精度设计,
对矩形花键的形位公差做如下规定：
因为小径是花键联结的定心尺寸,必须保证其配合性质,所 以内,外花键小径 d的极限尺寸应遵守包容原则,即花键孔和轴的小径不能超越最大实体边界 。
为保证装配性和键侧受力均匀,规定 花键的位置度公差应遵守最大实体原则,即不能够超过实效边界 。
花键图样标注示例：
关于图 a最大实体原则的讨论讨论：
1、键槽宽 B=7mm（ MMS）,基准孔
D=28mm（ MMS）,位 置度为 0.02mm
2、键槽宽 B=7.09mm（ LMS）,基准孔
D=28mm（ MMS）,位置度为
0.02+0.09=0.11mm
3,键槽宽 B=7.09mm（ LMS）,基准孔
D=28.021mm（ LMS）,位置度为
0.02+0.09+0.021=0.131mm
3、表面粗糙度的选择：
参照教材 P130表 8-7。
4、内、外花键标注示例：
矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按 照花键规 格规定 的次序标 注,即
N× d× D× B。 即：
内花键,6× 28H6× 32H10× 7H9
外花键,6× 28g5× 32a11× 7f7
花键副：
7
9
11
10
5
6286
f
H
a
H
g
H
