互換性與測試基礎,第十一章演示文稿

1、1第十一章第十一章 鍵和花鍵的互換性鍵和花鍵的互換性1、內容： 鍵聯(lián)結的作用、分類 、鍵的公差與配合。 矩形花鍵的定心方式、公差與配合、形位公差2、重點： 鍵的作用、應用、鍵的配合性質的選擇 矩形花鍵的定心方式 、形位公差標注實例 3、難點： 鍵的應用 、鍵聯(lián)結配合公差帶圖的畫法 鍵的形位公差的選擇及標注 2第一節(jié)：概述鍵聯(lián)結的作用：用于軸和軸上零件的連接。圖示工作原理：軸轉帶動鍵轉鍵側面帶動輪轉?；颍狠嗈D帶動鍵轉鍵側帶動軸轉。鍵的功能：完成傳遞扭矩和運動。 3二、鍵聯(lián)結的分類 （一）單鍵聯(lián)結 通過軸、轂上的鍵槽用鍵聯(lián)結，完成扭矩傳遞。單鍵的結構形式：（P220表11-1）平鍵、半圓鍵、揳鍵、

2、滑鍵等4種（ 如圖示）（二）花鍵的聯(lián)結在軸或輪上有6個外齒或內齒（齒就是鍵），內外齒聯(lián)結，完成扭矩傳動的功能。花鍵的結構形式：漸開線、三角、矩形齒三種。如圖示（P221圖11-1） 聯(lián)結方法：4三、鍵的應用1、單鍵（3個零件的聯(lián)結） 結構簡單、容易制造、安裝，滿足一般要求。 傳遞扭矩小，負荷分布不均勻，定心精度低。2、花鍵（2個零件聯(lián)結）優(yōu)點：傳遞扭矩大，負荷分布均勻，導向、 定心、同軸度高。 難加工，成本高。3、鍵的應用：鍵合理應用，應通過鍵與鍵孔的配合來完成。通過配合精度，實現(xiàn)互換性。 優(yōu)點：缺點：缺點：5第二節(jié)：單鍵聯(lián)結的公差與配合 一、配合尺寸的公差與配合1、配合種類1）鍵傳遞扭矩是兩

3、個側面。2）其配合尺寸應是鍵寬b。3）鍵是標準件，且同時與軸槽、輪轂槽配合， 所以配合種類應是機軸制。2、配合性質1）常用較松、一般、較緊的三種狀態(tài)。 配合性質為：間隙、過渡、過盈三種。2）如何確定配合性質：P222表11-2根據(jù)實際工作狀態(tài)。3）如何確定配合公差：P222表11-3，按國標確定 健視為軸，槽視為孔。 63、鍵與軸、轂的配合公差圖鍵是國標，用h9，改變槽的尺寸，來控制配合性質。如圖示025. 0020025. 02（1）鍵與軸槽配合2H9/h9；配合尺寸為： 2h9=2H9=Xmax=25-（-25）=50umXmin=0-0=0 ； 一般間隙配合。060. 0020. 020

4、025. 02（2）鍵與輪轂槽配合2D10/h9, 配合尺寸為： 2h9=2D10=配合示意圖第一種配合：結論：輪轂的間隙軸的間隙Xmax=60-（-25）=85Xmin=20-0=20 ；較松間隙配合。 計算間隙：計算間隙：7004. 0029. 020025. 02第二種配合：（1）鍵與軸槽配合2N9/h9；配合尺寸為： 2h9=2N9=Xmax=-4-（-25）=21umXmin=-29-0=-29=Yman ；一般過渡配合。012. 0012. 020025. 02（2）鍵與輪轂槽配合2Js9/h9, 配合尺寸為： 2h9=Xmax=12-（-25）=37umXmin=-12-0=-1

5、2=Ymax 一般過渡配合。2Js9= 計算間隙：計算間隙：配合示意圖8006. 0031. 020025. 02第三種配合：（1）鍵與軸槽、輪轂槽配合同是2P9/h9； 配合尺寸為： 2h9=計算間隙：Xmax=-6-（-25）=19um Xmin =-31-0=-31=Ymax 較緊過渡配合。選擇配合性質、配合公差均可以從P222223表11-211-6。 2P9=配合公差帶圖 配合示意圖9二、鍵的非配合尺寸公差鍵聯(lián)結除鍵寬以外，均是非配合尺寸。（槽深、長度、鍵高）用時可查表11-311-6三、鍵和鍵槽的形位公差1、鍵槽工作面對稱度與平行度公差應按國標GB/1184-1966；GB/183

6、-80選取。精度等級控制在68級例：b=8 槽IT8 求平行度與對稱度 精度等級 IT 6 7 8 9 10平行度 8 12 20 30 50um對稱度 6 10 15 30 60umRa=1.63.2um 如圖示如下圖 2、求鍵槽兩側面及底面粗糙度10例一、 有一傳動副用平鍵聯(lián)結，要求鍵在槽和輪轂槽中均固定（為一般聯(lián)結），且呈受載荷不大。軸與孔基本尺寸40，鍵公稱尺寸bh=128求：1、槽寬及槽深基本尺寸及上下偏差。2、確定相應對稱度公差及粗糙度值。3、畫出鍵與鍵槽配合公差帶圖。4、計算鍵與軸槽、輪轂槽的配合間隙。 5、指出鍵與軸槽、輪轂槽的配合種類。6、將各尺寸結果標在零件簡圖上。 解1、

7、 11解1、槽寬及槽深的基本尺寸及上下偏差。1）求槽寬由已知條件：鍵寬b=12；鍵高h=8 故：槽寬=鍵寬=b=12 2）求配合性質由已知條件知：鍵固定、載荷不大，查：P222表11-2（用一般聯(lián)結）鍵為h9；軸槽N9；轂槽Js9配合性質為：鍵與軸，12N9/h9；鍵與轂，12Js9/h93）求出上下偏差 查表11-3，11-40043. 0120043. 0120215. 00215. 01212h9=12N9=12Js9= 122 . 0052 . 003 . 34）求槽寬深度 （查表11-3）輪轂槽深t1=解2、確定相應對稱度公差及粗糙度值。(P224三段敘述，b8時)按6級，取鍵槽兩側

8、對稱度公差=0.018um （P226表11-9，用花鍵的）鍵槽兩側Ra=1.63.2，取3.2，鍵槽底取6.3解3、畫出鍵與鍵槽配合公差帶圖。軸槽深t= 13Xmax=0-（-0.043）=0.043Xnin=-0.043-0=-0.043=YmaxXmax=0.0215-（-0.043）=0.0645Xnin=-0.0215-0=-0.0215=Ymax解5、指出鍵與軸槽、輪轂槽配合種類。 鍵與軸槽：過渡配合。 鍵與轂槽：過渡配合。解6、將各尺寸結果標在軸、孔零件簡圖上。 2 . 0054002 . 035軸槽深度尺寸標注： （偏差對調變號偏差對調變號）2 . 003 . 3402 . 0

9、03 .43 （偏差不變偏差不變） 1）鍵與軸槽：2）鍵與轂槽：解4、計算鍵與軸槽、輪轂槽配合間隙。轂槽深度尺寸標注：1）2）14沒 例二、平鍵用較緊的連接，承受重載。軸與孔70，鍵2012。求：1、槽寬及槽深基本尺寸及上下偏差。2、確定各對稱度公差及粗糙度值。3、畫出鍵與鍵槽配合公差帶圖。4、計算鍵與軸槽、輪轂槽的配合間隙。 5、指出鍵與軸槽、輪轂槽的配合種類。6、將各尺寸結果標注在零件簡圖上。 150052. 020022. 0074. 020022. 0074. 020解1、槽寬及槽深基本尺寸及上下偏差。1）求槽寬由已知條件：鍵寬b=20,鍵高h=12 槽寬=鍵寬=b=20 2)求配合性

10、質由已知條件知：鍵固定、載荷大，查：P222表11-2（用較緊聯(lián)結） h9 （ 或h8） ； P9； P9配合性質為：鍵與軸20P9/h9；鍵與轂：20P9/h93）求出上下偏差 查表11-3，11-420P9=20P9=4）求槽寬深度 查表11-320h9=2 . 009 . 4軸槽深t=輪轂槽深t1=2 . 005 . 7 故：鍵為軸槽轂槽16解2、確定相應的平行度公差及粗糙度值。(P224三段敘述，b8時)按6級。取鍵槽兩側對稱度公差（P226表11-9，用花鍵的）對稱度公差=0.020um(P224三段敘述，b8時)按6級。鍵槽兩側Ra=3.26.3，鍵槽兩側取 鍵槽底取解3、畫出鍵與

11、鍵槽配合公差帶圖。 3.2，6.317解4、計算鍵與軸槽、輪轂槽的配合間隙。 1）鍵與軸槽和鍵與轂槽一樣：Xmax=-0.022-（-0.052）=0.030Xnin=-0.074-0=-0.074=Ymax解5、指出鍵與軸槽、輪轂槽的配合種類。1）鍵與軸槽、與轂槽：解6、將各尺寸結果標注在零件簡圖上。 軸槽轂槽均是過渡配合。18第三節(jié)：矩形花鍵聯(lián)結的公差與配合 一、矩形花鍵的定心方式 1、矩形花鍵聯(lián)結的主要功能保證內外花鍵的同軸度和傳遞扭矩運動。2、主要參數(shù)：大徑D、小徑d、鍵寬B。如圖示采用小徑d定心的優(yōu)點：1）花鍵孔熱處理變形可用內圓磨修正。圖示（因工件熱處理后硬度高，拉刀易磨損）2）花

12、鍵軸小徑d可用成型磨保證。如圖示 大徑D、小徑d、鍵寬B3、三種定心方式：4、國家標準定心方式：矩形花鍵采用小徑d定心。19二、矩形花鍵的公差與配合1、采用基孔制（國標定）目的：減少拉刀數(shù)目。（拉刀制造復雜，成本高）2、花鍵工作形式1）滑動、緊滑動：花鍵套可改變軸向位置（如常見的雙聯(lián)滑移齒輪）2）固定：只傳遞扭矩。（傳遞的力大，精度高）3、配合性質 通過改變花鍵軸的d 、B的公差達到滑動或固定。4、花鍵常用的配合性質 見P225表11-7不同的裝配形式，配合性質不同。例：一般用途，均是基孔制，滑動配合。如下圖根據(jù)大徑D、小徑d、鍵寬B的尺寸，查出極限偏差，可計算出配合間隙。 20三、矩形花鍵的

13、形位公差主要是小徑d形狀公差、鍵槽位置、對稱度、等分度公差。（一）小徑d的極限尺寸應 遵守包容要求圈E。如圖內徑d=28；f7；7級精度； 評定基準A圈E：d尺寸應遵守包容要求。即：1）d處于MMC（最大實體狀體）時，必須是理想形狀，即形狀誤差=0。（MMS最大實體尺寸由f7的值決定）2）只有dMMC時，才允許有形狀誤差。（即形狀誤差應包容在f7限定變化的尺寸范圍內）如下圖P225圖11-5 21（二）花鍵的位置度公差應遵守最大實體要求（見上圖6-7d10EQS）6個鍵B=7、IT10級、EQS：均勻分布。位置度允差0.02；6個鍵的角位置允差0.02；圈M：表示允差在MMC下。A圈M：基準A

14、同時也應在MMC下，即在由d10控制的最大尺寸下。 22（三）鍵和鍵槽的對稱度公差、等分度公差應遵守獨立原則。獨立原則：圖紙上給出的形位公差與尺寸公差無關。單件小批量時，可用對稱度控制。其標注方法如： P226圖11-6等分度公差EQS=對稱度的公差值 表11-9 如下圖23四、矩形花鍵的圖樣標注1、裝配圖2、零件圖1）花鍵軸如下圖1、223f7圈E：應遵守包容要求。在花鍵軸最小時dmin，允許有形狀誤差。在花鍵軸最大時dmax，形狀誤差=0。 當23-0.020時，允許形狀誤差0。 當23-0.041時，允許形狀誤差0.021。020. 0041. 023即： 23f7 =分析 圖2圖124

15、2）花鍵孔如下圖1、2注：花鍵孔d的尺寸應遵守包容要求。在d尺寸MMC，max時，形狀誤差=0，在d尺寸MMCmax時，才允許有形狀誤差。 圖1圖225舉例1：623H7/g726H10/a116H11/f9 確定矩形花鍵中內外花鍵的小徑、大徑、鍵寬、鍵槽寬的極限偏差、位置度公差。并指出各自應遵守的公差原則。解：021. 0023007. 0028. 023084. 0026300. 0430. 026130. 006013. 0049. 06解一、查表求各自尺寸的極限偏差 軸：23g7=2、26H10/a11軸：26a11=3、6H11/f9軸：6f9=1、23H7/g7；孔：23H7=孔：

16、6H11=孔：26H10= 26解二、求位置度公差 查P226表11-8；按鍵寬6選花鍵孔鍵槽寬的位置度公差0.015花鍵軸鍵槽寬的位置度公差0.0150.010 標注方法見P213 圖11-5解三、各自應遵守的公差原則1、d23應遵守包容原則要求圈E；含義：實際要素不應超出最大最小實體尺寸。本題含義：小徑d的形狀誤差應在軸23-0.00723-0.028之間?？?3+0.02123+0之間。在小徑max或min時，形狀誤差為0。下述2 272、花鍵的位置度公差應遵守最大實體要求1）以小徑d中心為基準， D孔或d軸的MMC下允許的形狀公差。2）以鍵寬B軸或B孔的MMC下允許的形狀誤差。 本質是

17、：尺寸誤差與形狀誤差有關！3、鍵與鍵槽對稱度誤差應遵守獨立原則。 含義是：尺寸與形狀、位置公差彼此無關。 本題既是：各自的鍵寬獨立評價對稱度公差。4、花鍵的大徑D應遵守獨立的原則 本題是：花鍵大徑D與形位公差無關。 28沒 舉例21、確定槽寬的配合性質。（選擇配合性質）2、確定軸槽及轂槽深度基本尺寸及其上下偏差？3、確定鍵寬、軸槽寬及轂槽寬度基本尺寸的上下偏差？4、畫出配合公差帶圖。判定配合性質。5、確定相應的形位公差（參考矩形花鍵表）6、確定表面粗糙度數(shù)值7、將所求數(shù)值及符號標在圖上。圖示 減速器中有一傳動軸與一零件孔采用平鍵平鍵聯(lián)結，要求鍵在軸槽和轂槽中均固定，且承受的載荷不大，軸與孔的直

18、徑為60mm,現(xiàn)選定鍵的公稱尺寸為18mm11mm。求： 292 . 0072 . 004 . 42 . 00702 . 0532 . 004 . 42 . 004 .64解：1、確定槽寬的配合性質。根據(jù)題意，鍵在軸槽和轂槽中均固定，且承受載荷不大，故為一般聯(lián)結。（見P222表11-2）解出鍵用國標h9, 軸槽用N9, 轂槽用Js92、確定軸槽及轂槽深度基本尺寸及其上下偏差？根據(jù)上述已知條件，查P222表11-3轂槽t1=計算標注尺寸：=（對調上下偏差）=（上下偏差不變）軸槽t=軸槽=60-轂槽=60+ 300043. 0180043. 0180215. 0183、確定鍵寬、軸槽寬及轂槽寬度基

19、本尺寸的上下偏差？ 軸槽寬18N9= 轂槽寬18Js9= 4、畫出配合公差帶圖。判定配合性質。5、確定相應的形位公差（參考矩形花鍵表）（見P226表11-9）根據(jù)鍵寬b=18,一般用途，選取對稱度公差=0.018。軸槽轂槽對稱度的基準均是中心線。用代號A、B。鍵寬18h9=屬于過渡配合。 （見表（見表11-4；11-3）317、將所求數(shù)值及符號標在圖上。6、確定表面粗糙度數(shù)值（見P227）按規(guī)定軸鍵槽、輪轂鍵槽的兩個側面Ra=1.63.2um, 軸鍵槽、輪轂鍵槽的底面Ra=6.3 um 32課上練習：花鍵標注如圖示求：1、指出該花鍵的鍵數(shù)和三個主要參數(shù)的基本尺寸。2、查表確定內外花鍵各尺寸的極

20、限偏差。3、分析各處的配合性質。（畫圖、計算X、Y） 33033. 0023052. 0026048. 006007. 0040. 023300. 0384. 026010. 0028. 06解1：（求花鍵數(shù)、小徑、大徑、鍵寬）花鍵數(shù)N=6小徑d=23大徑D=26鍵寬B=6解2、（確定內外花鍵各尺寸的極限偏差）（在p18；p2427）查表2-4，IT=? 表2-7，表2-8EI=?;es=? 因 IT=33 因 IT=52外花鍵軸： 因 IT=33 es=-7 因 IT=84 es=-300 因 IT=18 es=-106f8=26a10=23g6= 因 IT=4823H8=6H10=26H9

21、=內花鍵孔： 34解3：分析各處的配合性質 1）小徑d出的配合性質（1）小徑d 的配合公差帶圖 （2）計算配合間隙（3）結論：Xmax=33-（-40）=70 Xmin=0-（-7）=72）大徑D出的配合性質（1）大徑D 的配合公差帶圖（2）計算配合間隙（3）結論：Xmax=52-（-300）=352 Xmin=0-（-384）=384間隙配合。間隙配合 033. 0023d孔=007. 0040. 023d軸=052. 0026D孔=300. 0384. 026D軸=353）鍵寬B出的配合性質（1）鍵寬 B 的配合公差帶圖 （2）計算配合間隙Xmax=48-（-28）=76 Xmin=0-（-10）=10（3）結論：間隙配合 048. 006B孔=010. 0028. 06B軸=36 有一變速器6級精度齒輪的花鍵孔與花鍵軸的聯(lián)結采用小徑定心矩形花鍵滑動配合，要求定心精度高，設內外花鍵的公稱尺寸為832366，結合長度60mm，作用長度80mm，圖形如下。求：1、內外花鍵的公差代號。2、內外花鍵的極限尺寸。3、工作表面的形位公差。4、將各結果標注在裝配圖上和零件圖上。沒 課上測驗： 37解1：確定內外花鍵的公差代號。分析題意：要求滑動配合，所以是一般用途。定心精度要求高，應按國家標準用d定心。查P225表11-7（一般用