第九章键和花键的公差配合及测量

第九章键和花键的公差配合及测量键和花键联接广泛用于轴与齿轮、皮带轮、飞轮、联轴器、手轮等旋转零件的联接，以传递扭矩、和运动，实现轴上零件的周向固定。有时也用作轴上传动件的导向，如变速箱中的变速齿轮。第一节平键联接的公差及测量一、概述键又称为单键，可分为平键、半圆键、和楔形键等几种，其中平键又可分为普通平键和导向平键两种。平键联接中由键、轴键槽和轮毂键槽等三部分组成，通过键的侧面与轴键槽、轮毂键槽的侧面相互接触来传递扭矩。平键和键槽的断面尺寸如图9—1所示。图9－1键和键槽的断面尺寸b为键和键槽的宽度，是配合尺寸，t和t1分别为轴键槽和轮毂键槽的深度，h为键的高度，它们为非配合尺寸，d为轴和轮毂的直径。键的上表面和轮毂键槽间留有一定的间隙，以避免影响轴径与轮毂孔径所确定的配合性质。二、平键联接的公差带与配合1、平键和键槽配合尺寸的公差带和配合种类平键联接中，键是标准件，因此键与键槽宽度的配合采用基轴制，GB1095—79《平键键和键槽的剖面尺寸》规定按轴径确定键和键槽尺寸，平键和键槽剖面尺寸及键槽极限偏差见表9—1。它们的公差带则从GB/T1801—1999《极限与配合公差带与配合选择》中选取，对键的宽度规定一种公差带h9，对轴键槽和轮毂键槽的宽度各规定三种公差带，以满足各种用途的需要。如图9—2所示，键宽公差带分别与三种键槽宽度公差带形成三组配合。它们的应用场合见表9—2。表9－1平键和键槽剖面尺寸及键槽极限偏差（摘自GB1095—1979）mm轴键键槽公称尺寸d公称尺寸宽度b深度半径r公极限偏差轴t毂t1d+t11t1hbdd-ttdbbdd-tb×h称尺寸b较松键联接一般键联接较紧键联接轴H9毂D10轴N9毂JS9轴和毂P9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最大最小＞22～308×78+0.3600+0.098+0.0400－0.036±0.018－0.015－0.0514.0+0..203.3+0..200.160.25＞30～3810×8105.03.30.250.40＞38～4412×812+0.0430+0.012+0.0500－0.043±0.021－0.018－0.0615.03.3＞44～5014×9145.53.8＞50～5816×10166.04.3＞58～6518×11187.04.4＞65～7520×1220+0.0520+0.149+0.0650－0.052±0.026－0.022－0.0747.54.90.400.60＞75～8522×14229.05.4＞85～9525×14259.05.4＞95～11028×162810.06.4表9－2平键联接的三组配合及其应用配合种类尺寸b的公差带应用键轴键槽轮毂键槽较松联接h9H9D10用于导向平键，轮毂在轴上移动。一般联接N9JS9键在轴键槽中和轮毂键槽中均固定，用于载荷不大的场合。较紧联接P9P9键轴键槽中和轮毂键槽中均固定，主要用于载荷较大，载荷具有冲击，以及双向传递转矩的场合。2、平键和键槽非配合尺寸的公差带平键高度h的公差带一般采用h11，平键长度L的公差带采用h14。轴键槽长度L的公差带采用H14。轴键槽深度t和轮毂键槽深度t1的极限偏差由GB/T1095—1979专门规定，见表9—3，为了便于测量，在图样上对轴键槽深度和轮毂键槽深度分别标注“d-t”和“d+t1”，它们的极限偏差从表9—3中查取。图9－2键宽度和键槽宽度b的公差带示意图P9P9h9JS9h9N9D10h9H9+0-b键宽公差带轴键槽公差带轮毂键槽公差带表9－3平键联接非配合尺寸的公差带或极限偏差mm轴槽深轮毂槽深键高h平键长度l轴槽长度Ltd-tt1d+t1h11h14h14公称尺寸极限偏差极限偏差公称尺寸极限偏差极限偏差1．2～3.5+0.100-0.11～2.8+0.10+0.104～11+0.200-0.23.3～7.4+0.20+0.2012～31+0.300-0.38.4～19.6+0.30+0.303、键槽的位置公差和表面粗糙度为保证键的侧面与键槽之间有中够的接触面积和避免装配困难，应分别规定轴键槽和轮毂键槽的对称度公差。对称度公差的公称尺寸是指键宽b。根据不同要求和键宽b，按ＧＢ／Ｔ１１８４—１９９６中的对称度公差的７～９级选取。键槽配合面的表面粗糙度Ｒa值一般取１.6～6.3um，非配合表面取６.３～12.5um。三、平键的测量键和键槽尺寸可以用千分尺、游标卡尺等通用长度计量器具来测量。键槽宽度可以用量块或极限量规检验。如图9—3（a）所示，轴键槽对称度公差与键槽宽度的尺寸公差的关系采用最大实体要求，而该对称度公差与轴径的尺寸公差的关系采用独立原则。这时键槽对称误差可用图9—3（b）所示的量规检验。该量规以其V形表面作为定心表面来体现基准轴线（不受轴实际尺寸变化的影响），来检验键槽对称度误差，若V形表面与轴表面接触且量杆能够进入被测键槽，则表示合格。如图9—4（a）所示，轮毂键槽对称度公差与键槽宽度的尺寸公差及基准孔孔径的尺寸公差的关系皆采用最大实体要求。这时，键槽对称度误差可用图9—4（b）所示的键槽对称度量规检验该量规以圆柱面作为定位表面模拟体现基准轴线，来检验键槽对称度误差，若它能够同时自由通过轮毂的基准孔和被测键槽，则表示合格。tAbN9Adr6E（a）轴键槽（b）对称度量规图9－3轴键槽对称度量规EtAbJs9（a）轮毂键槽（b）对称度量规图9－4轮毂键槽对称度量规