《键和花键》课件.ppt

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1、6.2 6.2 6.2 6.2 键、花键键、花键键、花键键、花键连接的精度设计连接的精度设计连接的精度设计连接的精度设计平键结合的精度设计平键结合的精度设计平键结合的精度设计平键结合的精度设计1.1.1.1.概述概述概述概述 键是轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用于轴和键是轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用于轴和键是轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用于轴和键是轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用于轴和齿轮（链轮、皮带轮等）间的连接，通过键来传递扭矩、齿轮（链轮、皮带轮等）间的连接，通过键来传递扭矩、齿轮（链轮、皮带轮等）间的连接，通过键来传递扭矩、齿轮（链轮、皮带轮等）间的连接，通过键来

2、传递扭矩、传递运动和导向。传递运动和导向。传递运动和导向。传递运动和导向。2.2.2.2.键的分类：有平键（普通平键和导向平键）、半圆键、键的分类：有平键（普通平键和导向平键）、半圆键、键的分类：有平键（普通平键和导向平键）、半圆键、键的分类：有平键（普通平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键联结，平键联结应用最广。切向键和楔键联结，平键联结应用最广。切向键和楔键联结，平键联结应用最广。切向键和楔键联结，平键联结应用最广。3.3.3.3.平键结合的特点平键结合的特点平键结合的特点平键结合的特点 键侧工作，由于键侧工作，由于键侧工作，由于键侧工作，由于轴和齿轮的轴和齿轮的轴和齿轮的轴和齿轮的定心

3、精度高，故键和键槽定心精度高，故键和键槽定心精度高，故键和键槽定心精度高，故键和键槽及轮毂槽应采用小间隙或小过盈配合，键宽和键槽宽及轮及轮毂槽应采用小间隙或小过盈配合，键宽和键槽宽及轮及轮毂槽应采用小间隙或小过盈配合，键宽和键槽宽及轮及轮毂槽应采用小间隙或小过盈配合，键宽和键槽宽及轮毂槽宽是主要参数。键同时与键槽和轮毂槽配合，是典型毂槽宽是主要参数。键同时与键槽和轮毂槽配合，是典型毂槽宽是主要参数。键同时与键槽和轮毂槽配合，是典型毂槽宽是主要参数。键同时与键槽和轮毂槽配合，是典型的的的的一轴配两孔一轴配两孔一轴配两孔一轴配两孔，因此平键结合按，因此平键结合按，因此平键结合按，因此平键结合按基轴

4、制基轴制基轴制基轴制。键一般较长要考。键一般较长要考。键一般较长要考。键一般较长要考虑对称度和平行度。虑对称度和平行度。虑对称度和平行度。虑对称度和平行度。键联接的工作原理和结构键联接的工作原理和结构键联接的工作原理和结构键联接的工作原理和结构平键联接的结构平键联接的结构平键联接的结构平键联接的结构n n平平平平键键键键联联联联结结结结是是是是由由由由键键键键、轴轴轴轴键键键键槽槽槽槽、轮轮轮轮毂毂毂毂键键键键槽槽槽槽构构构构成成成成。通通通通过过过过键键键键的的的的侧侧侧侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递

5、转矩。面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。n n普通平键工作原理：靠侧面受挤压来传递载荷；工作面：普通平键工作原理：靠侧面受挤压来传递载荷；工作面：普通平键工作原理：靠侧面受挤压来传递载荷；工作面：普通平键工作原理：靠侧面受挤压来传递载荷；工作面：两侧面，上、下表面是非工作面。两侧面，上、下表面是非工作面。两侧面，上、下表面是非工作面。两侧面，上、下表面是非工作面。n n平键的平键的平键的平键的分类：分类：分类：分类：n nA A型：两端皆为圆头型：两端皆为圆头型：两端皆为圆头型：两端皆为圆头n nB B型：两端皆为方头型：两端皆为方头型：两端皆为方头型：两端皆为方头n nC C型：一端

6、方头，一端圆头，用于轴端。型：一端方头，一端圆头，用于轴端。型：一端方头，一端圆头，用于轴端。型：一端方头，一端圆头，用于轴端。n n导向平键：引导移动零件沿轴向移动；键由螺钉固定于导向平键：引导移动零件沿轴向移动；键由螺钉固定于导向平键：引导移动零件沿轴向移动；键由螺钉固定于导向平键：引导移动零件沿轴向移动；键由螺钉固定于轴上。轴上。轴上。轴上。键被剪断键被剪断平键平键平键平键失效形式：侧面压溃失效形式：侧面压溃(磨损磨损)静联接静联接(动联接动联接)主要失效形式键主要失效形式键 截面剪切。截面剪切。圆盘铣刀铣键槽圆盘铣刀铣键槽4.4.平平平平键键键键联联联联结结结结的的的的配配配配合合合合

7、尺尺尺尺寸寸寸寸：键键键键和和和和轴轴轴轴槽槽槽槽、轮轮轮轮毂毂毂毂槽槽槽槽的的的的宽宽宽宽度度度度尺尺尺尺寸是寸是寸是寸是配合尺寸配合尺寸配合尺寸配合尺寸。键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸非配合尺寸非配合尺寸非配合尺寸。5.5.5.5.平键结合的公差与配合平键结合的公差与配合平键结合的公差与配合平键结合的公差与配合国国国国家家家家标标标标准准准准对对对对轴轴轴轴槽槽槽槽宽宽宽宽和和和和轮轮轮轮毂毂毂毂槽槽槽槽宽宽宽宽各各各各规规规规定定定定了了了了三三三三种种种种公公公公

8、差差差差带带带带，构构构构成成成成三三三三种种种种配配配配合合合合形形形形式式式式，用用用用于于于于不不不不同同同同的的的的场场场场合合合合三三三三种种种种类类类类型型型型的的的的配配配配合合合合较较较较松松松松连接、一般连接、较紧连接（见连接、一般连接、较紧连接（见连接、一般连接、较紧连接（见连接、一般连接、较紧连接（见P257P257P257P257表表表表6.96.96.96.9或图或图或图或图6.86.86.86.8）：）：）：）：平键公差带图平键公差带图+0 0-b bh9h9H9H9D10D10h9h9N9N9JS9JS9h9h9P9P9P9P9键宽公差带键宽公差带键宽公差带键宽公

9、差带轴槽公差带轴槽公差带轴槽公差带轴槽公差带轮毂公差带轮毂公差带轮毂公差带轮毂公差带较松连结较松连结一般连结一般连结较紧连结较紧连结平键为标准件。平键为标准件。键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制。基轴制。国家标准对键宽只规定了一种公差带国家标准对键宽只规定了一种公差带国家标准对键宽只规定了一种公差带国家标准对键宽只规定了一种公差带h9h9h9h9。一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松，相当于松，相当于松，相当于

10、松，相当于一个轴与两个孔相配合一个轴与两个孔相配合一个轴与两个孔相配合一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。，且配合性质不同。，且配合性质不同。，且配合性质不同。键宽与键槽宽公差带图如图键宽与键槽宽公差带图如图键宽与键槽宽公差带图如图键宽与键槽宽公差带图如图6.86.86.86.8示。表示。表示。表示。表6.106.106.106.10为键配合的为键配合的为键配合的为键配合的尺寸和极限偏差，键槽的检验见尺寸和极限偏差，键槽的检验见尺寸和极限偏差，键槽的检验见尺寸和极限偏差，键槽的检验见P257P257P257P257表表表表6.116.116.116.11。形位公差确定形位公差确定形位公差确定

11、形位公差确定国标规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线国标规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线国标规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线国标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，可按对称度公差的对称度公差，可按对称度公差的对称度公差，可按对称度公差的对称度公差，可按对称度公差7 7 7 7-9-9-9-9级选取。查表时，公级选取。查表时，公级选取。查表时，公级选取。查表时，公称尺寸是指键宽。称尺寸是指键宽。称尺寸是指键宽。称尺寸是指键宽。键和键槽配合面的表面粗糙度一般取键和键槽配合面的表面粗糙度一般取键和键槽配合面的表面粗糙度一般取键和键槽配合面的表面粗

12、糙度一般取Ra1.6-6.3mRa1.6-6.3mRa1.6-6.3mRa1.6-6.3m，非配合面取非配合面取非配合面取非配合面取Ra12.5mRa12.5mRa12.5mRa12.5m。轴的标注示例轴的标注示例1、标注槽深、标注槽深d-t及公差及公差2、标注槽宽、标注槽宽b及公差及公差3、标注对称度公差、标注对称度公差4、标注表面粗糙度、标注表面粗糙度轮毂的标注示例 ：1 1、标注轮毂深、标注轮毂深d+td+t1 1及及公差公差2 2、标注槽宽、标注槽宽b b及公差及公差3 3、标注对称度公差、标注对称度公差4 4、标注表面粗糙度、标注表面粗糙度1)1)矩形花键结构示例矩形花键结构示例n花

13、键联接的特点花键联接的特点n1 1）在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿）在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故受力较为均匀；与槽，故受力较为均匀；n2 2）导向性好；导向性好；n3 3）齿数较多，总接触面积较大，可承受较大的）齿数较多，总接触面积较大，可承受较大的载荷；载荷；n4 4）轴上零件与轴的对中性好；）轴上零件与轴的对中性好；n5 5）制造工艺较复杂，需专门设备，成本较高；）制造工艺较复杂，需专门设备，成本较高；n适用于定心精度和导向精度要求高、传递转矩大适用于定心精度和导向精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接。与平键结合相比花键结合有或经常滑移的联接。与平键结合相比花键

14、结合有联结可靠、强度高，可传递较大的转矩。联结可靠、强度高，可传递较大的转矩。n n花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键联结，以矩形花键联结应用最广键和三角形花键联结，以矩形花键联结应用最广泛。三种花键泛。三种花键均已标准化。均已标准化。渐开线花键渐开线花键渐开线花键渐开线花键联接联接联接联接的齿廓为渐开线，分度圆压力角的齿廓为渐开线，分度圆压力角的齿廓为渐开线，分度圆压力角的齿廓为渐开线，分度圆压力角有有有有30303030及及及及45454545两种。齿顶高分别为两种。齿顶高分别为两种。齿顶高分别为两种。齿顶高分别为0.5m0.

15、5m0.5m0.5m和和和和0.4m0.4m0.4m0.4m（m m m m为模数）。为模数）。为模数）。为模数）。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，易获得较高的制造精度和互换性。特点：渐开线齿形自易获得较高的制造精度和互换性。特点：渐开线齿形自易获得较高的制造精度和互换性。特点：渐开线齿形自易获得较高的制造精度和互换性。特点：渐开线齿形自动定心精度高，受力均匀，承载能力高。定心方式：齿动定心精度高，受力均匀，承载能力高。定心方式

16、：齿动定心精度高，受力均匀，承载能力高。定心方式：齿动定心精度高，受力均匀，承载能力高。定心方式：齿形、外径定心，加工成本较高。用于载荷较大，定心精形、外径定心，加工成本较高。用于载荷较大，定心精形、外径定心，加工成本较高。用于载荷较大，定心精形、外径定心，加工成本较高。用于载荷较大，定心精度要求较高的联接，如航空发动机、汽车等。压力角度要求较高的联接，如航空发动机、汽车等。压力角度要求较高的联接，如航空发动机、汽车等。压力角度要求较高的联接，如航空发动机、汽车等。压力角45454545的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。的花键多用于轻载、小直径

17、和薄型零件的联接。的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。三角形花键联接三角形花键联接的特点：内花键为三角形，外花键压力的特点：内花键为三角形，外花键压力角为角为4545的渐开线；用于薄壁零件的配合，承载能力低，的渐开线；用于薄壁零件的配合，承载能力低，侧面定心。侧面定心。n花花键键分分为为内内花花键键（孔孔）和和外外花花键键（轴轴），把把键键和和轴轴或或键槽和轮毂做成一体的联结件。键槽和轮毂做成一体的联结件。n按松紧程度分为三种配合类型：滑动、紧滑动和固定。按松紧程度分为三种配合类型：滑动、紧滑动和固定。n矩形花键的基本尺寸矩形花键的基本尺寸 ：小径：小径d d、大径大径D D、键槽宽键槽

18、宽B B。n键数规定为偶数，分别为键数规定为偶数，分别为6 6、8 8、1010三种。三种。n花键结合要求保证内、外花键的同轴度，以及键侧面花键结合要求保证内、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。与键槽侧面接触均匀，保证传递一定的转矩。n定心方式有三种：定心方式有三种：小径定心、小径定心、大径定心或键宽定心。大径定心或键宽定心。n国家标准规定采用国家标准规定采用小径定心小径定心，即把小径的结合面作为，即把小径的结合面作为定心表面，规定较高的精度，其它两个尺寸精度较低。定心表面，规定较高的精度，其它两个尺寸精度较低。特殊特殊情况下，可选大径定心或键宽定心。情况下，可

19、选大径定心或键宽定心。、花键结合的精度设计、花键结合的精度设计矩形花键连接的公差与配合矩形花键矩形花键采用基孔制采用基孔制采用基孔制采用基孔制矩形花键的基本尺寸系列见矩形花键的基本尺寸系列见P260P260表表6.126.12；尺寸公差带；尺寸公差带见见P261P261表表6.136.13；对矩形花键做如下规定：对矩形花键做如下规定：对矩形花键做如下规定：对矩形花键做如下规定：小小小小径径径径是是是是花花花花键键键键联联联联结结结结的的的的定定定定心心心心尺尺尺尺寸寸寸寸，必必必必须须须须保保保保证证证证其其其其配配配配合合合合性性性性质质质质，内内内内、外外外外花花花花键键键键小小小小径径径

20、径d d d d的的的的极极极极限限限限尺尺尺尺寸寸寸寸应应应应遵遵遵遵守守守守包包包包容容容容原原原原则则则则，即即即即花花花花键键键键孔和轴的小径不能超越最大实体边界。孔和轴的小径不能超越最大实体边界。孔和轴的小径不能超越最大实体边界。孔和轴的小径不能超越最大实体边界。为为为为保保保保证证证证装装装装配配配配性性性性和和和和键键键键侧侧侧侧受受受受力力力力均均均均匀匀匀匀，规规规规定定定定花花花花键键键键的的的的位位位位置置置置度度度度公公公公差差差差应应应应遵遵遵遵守守守守最最最最大大大大实实实实体体体体原原原原则则则则，即即即即不不不不能能能能够够够够超超超超过过过过最最最最大大大大实

21、实实实体体体体实实实实效效效效边边边边界界界界。形形形形位位位位公公公公差差差差见见见见P263P263表表6.146.14、P264P264表表6.156.15；表表面面粗粗糙度糙度见见见见P264P264表表6.166.16。矩形花键的检测：单项检测：矩形花键的检测：单项检测：综合检测：综合检测：见见见见P266P266图图6.146.14花键图样标注示例花键图样标注示例关于最大实体原则的讨论关于最大实体原则的讨论关于最大实体原则的讨论关于最大实体原则的讨论1 1、键槽宽、键槽宽B=7mmB=7mm（MMSMMS），），小径小径D=28mmD=28mm（MMSMMS），），键槽中心平面的位

22、键槽中心平面的位置度为置度为0.020.02mmmm2 2、键槽宽、键槽宽B=7.09mmB=7.09mm（LMSLMS），），小径小径D=28mmD=28mm（MMSMMS），），键槽中心平面键槽中心平面的位置度为的位置度为0.02+0.09=0.110.02+0.09=0.11mmmm3 3、键槽宽键槽宽B=7.09mmB=7.09mm（LMSLMS），），基准孔基准孔D=28.021mmD=28.021mm（LMSLMS），），键槽中键槽中心平面的心平面的位置度为位置度为0.02+0.09+0.021=0.1310.02+0.09+0.021=0.131mmmm矩形花键的尺寸公差带代号标注矩形花键的尺寸公差带代号标注矩形花键的尺寸公差带代号标注矩形花键的尺寸公差带代号标注:NN d d D D B B。其含义如下：其含义如下：其含义如下：其含义如下：n n花键副配合代号标注：见花键副配合代号标注：见P265图图6.13