目录

  • 1 全课教学简介
    • 1.1 课程介绍
    • 1.2 教学大纲
    • 1.3 考试大纲
    • 1.4 教学日历
    • 1.5 学习指导(含重点难点)
  • 2 绪论
    • 2.1 学习提案
    • 2.2 互换性概述
    • 2.3 互换性在机械工程中的意义
    • 2.4 标准与标准化
    • 2.5 优先数系
    • 2.6 习题
    • 2.7 教案
  • 3 测量技术基础
    • 3.1 学习提案
    • 3.2 概述
    • 3.3 测量方法和测量器具
    • 3.4 测量误差和数据处理
    • 3.5 习题
    • 3.6 教案
  • 4 圆柱体结合的互换性及标准化
    • 4.1 学习提案
    • 4.2 概述
    • 4.3 基本术语与定义
    • 4.4 公差带大小的标准化
    • 4.5 公差带位置的标准化
    • 4.6 公差带与配合的优化
    • 4.7 圆柱结合的精度设计
    • 4.8 线性尺寸的未注公差
    • 4.9 习题
    • 4.10 教案
  • 5 几何公差及检测
    • 5.1 学习提案
    • 5.2 基本术语及定义
    • 5.3 形位公差的标注
    • 5.4 形位公差及公差带
    • 5.5 误差评定与公差原则
    • 5.6 形位公差的选择
    • 5.7 形位误差的检测
    • 5.8 习题
    • 5.9 教案
  • 6 表面粗糙度及检测
    • 6.1 学习提案
    • 6.2 概述
    • 6.3 表面粗糙度的评定及代号
    • 6.4 表面粗糙度的选用
    • 6.5 表面粗糙度的测量
    • 6.6 习题
    • 6.7 教案
  • 7 光滑工件尺寸的检测
    • 7.1 学习提案
    • 7.2 通用计量器具的检测
    • 7.3 光滑极限量规
    • 7.4 习题
    • 7.5 教案
  • 8 典型结合的互换性
    • 8.1 学习提案
    • 8.2 滚动轴承
    • 8.3 键与花键
    • 8.4 螺纹联结
    • 8.5 习题
    • 8.6 教案
  • 9 齿轮传动的互换性
    • 9.1 学习提案
    • 9.2 齿轮传动要求
    • 9.3 齿轮加工误差
    • 9.4 圆柱齿轮精度
    • 9.5 渐开线圆柱齿轮精度设计方法
    • 9.6 渐开线圆柱齿轮精度的检测
    • 9.7 习题
    • 9.8 教案
  • 10 机械精度设计实例
    • 10.1 齿轮减速器精度设计要求
    • 10.2 装配图精度设计
    • 10.3 齿轮精度设计
    • 10.4 输出轴精度设计
    • 10.5 机座精度设计
    • 10.6 轴承端盖精度设计
    • 10.7 总结
  • 11 互换性实验指导
    • 11.1 互换性实验1-4
键与花键

键(单键)和花键通常用于轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结,用以传递扭矩和运动;当联结件间有轴向相对移动时,还可以起导向作用。

单键的分类: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。花键联结与平键联结相比,花键联结具有定心精度和导向精度高、承载能力强的优点。但花键的制造工艺比单键复杂,制造成本相对较高。

平键联结是应用最广的单键联结,主要分为普通平键和导向平键。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。

平键联结中有键(槽)的长度、宽度、深度及高度等参数。由于扭矩的传递是通过键和键槽侧面来实现的,因此国标(GB 1095—2003《平键键槽的剖面尺寸》)把键(槽)的宽度b作为配合尺寸。

平键联结采用基轴制,国家标准对键宽只规定了一种公差带h9。通过改变轴槽宽和轮毂槽宽的公差带来实现不同配合,便于键作为标准件集中生产。

国家标准对平键联结规定了三种联结类型,即正常联结、紧密联结和松联结,三种配合的性质与主要应用场合参见表8-1。由于键槽形位误差的影响,键联结配合的实际松紧程度比理论上要紧。

为保证键与键槽的配合要求,需规定键槽两侧面的中心平面对其轴线的对称度公差。其公差值按GB/T 1184-2001取7~9级。
配合表面:表面粗糙度Ra上限值一般取1.6~3.2 μm ;
非配合表面:取6.3 μm 。
 
平键和键槽的尺寸检测相对比较简单,检测的项目主要有键和键槽宽度、键槽深度及键槽对称度等。单件、小批生产常用游标卡尺、千分尺等一些通用计量器具测量其宽度和深度,成批生产时可采用极限量规来检验键槽宽度及对称度误差。

花键联结由内花键(孔)与外花键(轴)构成,用以传递扭矩和轴向运动。花键联结可作固定联结,也可作滑动联结。按键齿形状的不同,花键主要分为矩形花键和渐开线花键两种。其中矩形花键联结应用广泛。与单键联结相比,花键联结具有承载能力强(可传递较大的扭矩)、定心精度高和导向性好等优点,在机械工业中被广泛应用。但花键的制造工艺比单键复杂,成本也较高。

    GB/T 1144-2001《矩形花键尺寸、公差和检验》规定了矩形花键的剖面形式、定心形式、尺寸要素、公差等内容。矩形花键的主要尺寸 :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。按承载能力的不同,矩形花键可分为中、轻两个系列。

花键联结的形位公差
(1)小径d的极限尺寸遵守包容原则。因为矩形花键的小径既是配合尺寸,又是联结的定心尺寸,必须保证其配合性质。
(2)因为花键的键槽宽和键宽是花键联结的非定心尺寸,在工作中起传动扭矩作用。因此为保证内、外花键的互换装配,花键的位置度公差应遵守最大实体原则。此时,位置度公差综合控制各键之间的角度位置,并包括各键对轴线的对称度误差以及键侧对轴线的平行度误差。检验方法采用花键综合量规检验。它适用于大批量生产的情况。
(3)当花键采用单项检验法时,在图样上对键(槽)宽规定对称度公差。此时,花键的对称度和等分度公差遵守独立原则。它适用于单件、小批生产的情况。
(4) 对于较长的花键,可以根据产品的性能,自行规定键(槽)侧对小径d轴线的平行度公差。

花键联结的检测

1.单项检验用量规
    单项检验用的量规,主要用于分别控制花键的内径d、外径D及键或键槽宽b的实际尺寸。花键在加工时和加工完毕后验收时,都要使用这些量规进行检验。
    单项检验所用的量规结构形式与检验圆术形零件所用的光滑极限量规基本类似,也有通规和止规。

2.综合检验用量规
    综合检验用的量规能够同时控制花键的小径、大径、键或键槽宽三项尺寸偏差及其形位误差。综合量规有两种形式,检验内花键时采用花键综合塞规;检验外花键时采用花键综合环规,它们均具有完整的花键轮廓。
    花键综合量规只有通规,用于控制形位误差的最大值。使用量规检验花键时,综合量规通过而单项止端量不通过,则花键合格。


键标注实例:


相关国家标准: