機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課件：鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)

鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)》

目錄平鍵連接的精度01矩形花鍵的精度02鍵和花鍵的檢測(cè)03內(nèi)容鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)鍵（單鍵）分類：平鍵、半圓鍵、切向鍵和楔形鍵鍵連接和花鍵連接廣泛用作軸和軸上傳動(dòng)件(如齒輪、皮帶輪、手輪和聯(lián)軸器等)之間的可拆連接,用以傳遞扭矩,有時(shí)也作軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向,特殊場(chǎng)合還能起到定位和過(guò)載保護(hù)的作用。內(nèi)容鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)1.平鍵連接的精度平鍵又可分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵（導(dǎo)鍵）和滑動(dòng)平鍵（滑鍵）三種（1）平鍵的參數(shù)平鍵鏈接由鍵、軸槽和輪轂槽三部分組成平鍵的兩側(cè)面是工作面，平鍵的上表面與輪轂槽底之間留有間隙。這種鍵的定心性好，裝拆方便，應(yīng)用廣泛。平鍵連接是通過(guò)鍵的側(cè)面與軸槽和輪轂槽的側(cè)面相互接觸來(lái)傳遞扭矩的。在平鍵連接的結(jié)合尺寸中，鍵和鍵槽的寬度是配合尺寸，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了較為嚴(yán)格的公差。hd+t1圖平鍵聯(lián)接內(nèi)容（1）平鍵的參數(shù)如圖所示。因此,鍵寬和鍵槽寬b是決定配合性質(zhì)的主要參數(shù),即配合尺寸應(yīng)規(guī)定較小的公差;而鍵的高度h和鍵和槽長(zhǎng)L以及軸槽深度t1和輪轂槽深度t2均為非配合尺寸,應(yīng)給予較大的公差。圖1普通平鍵鍵槽的剖面尺寸鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)平鍵連接的剖面尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化,見(jiàn)普通平鍵鍵槽的尺寸及公差(摘自GB/T1095—2003)(單位:mm)。內(nèi)容普通平鍵的尺寸與公差也已標(biāo)準(zhǔn)化,見(jiàn)表。普通平鍵的尺寸與公差(摘自GB/T1097—2003)鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容1.平鍵連接的精度(2)平鍵連接的公差配合在鍵寬與鍵槽寬的配合中，鍵寬是“軸”，鍵槽寬是“孔”，所以，鍵寬與軸鍵槽寬和輪轂鍵槽寬的配合采用基軸制。GB/T1096—2003對(duì)鍵寬規(guī)定了一種公差帶h8。對(duì)軸鍵槽寬規(guī)定了H9、N9、P9三種公差帶；對(duì)輪轂鍵槽寬規(guī)定了D10、JS9、P9三種公差帶根據(jù)平鍵的使用要求和應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)選擇鍵聯(lián)結(jié)的松緊類型圖2普通平鍵連接尺寸公差帶圖鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容1.平鍵連接的精度(2)平鍵連接的公差配合平鍵由型鋼制成,是標(biāo)準(zhǔn)件,所以鍵連接采用基軸制配合。鍵寬公差帶為h8,具體配合分為一般連接、較緊連接和較松連接三類。各種配合的配合性質(zhì)和適用場(chǎng)合見(jiàn)表。

平鍵連接的配合種類及應(yīng)用鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容1.平鍵連接的精度(3)平鍵連接的幾何公差為保證鍵與鍵槽的側(cè)面具有足夠的接觸面積和避免裝配困難,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍵和鍵槽的幾何公差作了以下規(guī)定。鍵與鍵槽配合的松緊程度不僅取決于它們的配合尺寸公差帶，還與它們配合表面的形位誤差有關(guān)，由于鍵槽的實(shí)際中心平面在徑向產(chǎn)生偏移和軸向產(chǎn)生傾斜,將造成鍵槽的對(duì)稱度誤差,因此應(yīng)分別規(guī)定軸鍵槽寬度的中心平面對(duì)軸的基準(zhǔn)軸線和輪轂鍵槽寬度的中心平面對(duì)孔的基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度公差。該對(duì)稱度公差與鍵槽寬度的尺寸公差及孔、軸尺寸公差的關(guān)系可以采用獨(dú)立原則或最大實(shí)體要求。鍵槽對(duì)稱度公差采用獨(dú)立原則時(shí)，使用普通計(jì)量器具測(cè)量；鍵槽對(duì)稱度公差采用最大實(shí)體要求時(shí)，應(yīng)使用位置量規(guī)檢驗(yàn)。對(duì)稱度公差等級(jí)可為7～9級(jí)。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容1.單鍵連接的精度(3)平鍵連接的幾何公差鍵槽配合面的表面粗糙度一Ra值一般取1.6~3.2μm,非配合面Ra值取6.3μm。(4)軸槽的剖面尺寸、幾何公差及表面粗糙度等在圖樣上的標(biāo)注在平鍵的連接工作圖中,考慮到測(cè)量的方便性,軸槽深t1用d-t1標(biāo)注,其極限偏差與t1相反,輪轂槽深t2用d+t2標(biāo)注,其極限偏差與t2相同。例

有一減速器中的軸和齒輪間采用普通平鍵聯(lián)接，已知軸和齒輪孔的配合是Φ56H7/r6，試確定軸槽和輪轂槽的剖面尺寸及其公差帶、相應(yīng)的形位公差和各個(gè)表面的粗糙度參數(shù)值，并把它們標(biāo)注在斷面圖中。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)2、確定鍵聯(lián)接：減速器中軸與齒輪承受一般載荷，故采用正常聯(lián)接。查表，則軸槽公差帶為16N9（

），輪轂槽公差帶為16JS9（±0.0215）。

輪轂槽深t1=4.3，d+t1=60.3

解1、查表，查得直徑為Φ56的軸孔用平鍵的尺寸為

b×h=16×10

3、確定鍵聯(lián)接形位公差和表面粗糙度：軸槽對(duì)軸線及輪轂槽對(duì)孔軸線的對(duì)稱度公差的IT8級(jí)選取，公差值為0.020mm。軸槽及輪轂槽側(cè)面表面粗糙度Ra值為3.2μm，底面為6.3μm。圖樣標(biāo)注如圖所示。

+0.200-0.2

+0.20

+0.200-0.043軸槽深t=6.0，d-t=50內(nèi)容1.單鍵連接的精度圖3鍵槽連接的標(biāo)注示例鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容1.單鍵連接的精度圖

鍵槽連接的標(biāo)注示例鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)項(xiàng)目五

典型零件的公差與配合內(nèi)容如圖所示的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，功率為5kw,轉(zhuǎn)速n1=960r/min。其兩端的軸承為6211深溝球軸承（d=55mm，D=100mm），輕負(fù)荷。1.根據(jù)工況條件選擇輸出軸上Φ55軸頸與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，箱體孔Φ100（外殼孔）與軸承外徑的配合、幾何公差值和表面粗糙度，并標(biāo)注在圖樣上。解：根據(jù)減速器輸出軸的使用功能，采用類比法，選用0級(jí)軸承。參考表“與向心軸承配合的軸公差帶代號(hào)”和表“與向心軸承配合的外殼孔公差帶代號(hào)”，分別選擇：軸頸公差帶Φ55k6，箱體孔公差帶Φ100H7參考表“軸和外殼孔的幾何公差值”、表“配合面的表面粗糙度”，分別選擇：軸頸圓柱度公差為0.005mm，軸肩軸向圓跳動(dòng)公差為0.015mm，箱體孔圓柱度公差0.01mm，軸頸Φ55k6表面粗糙度Ra值不允許大于0.8μm，箱體孔Φ100H7表面粗糙度Ra值不允許大于3.2μm內(nèi)容如圖所示的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，功率為5kw,轉(zhuǎn)速n1=960r/min。其兩端的軸承為6211深溝球軸承（d=55mm，D=100mm），輕負(fù)荷。1.根據(jù)工況條件選擇輸出軸上Φ55軸頸與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，箱體孔Φ100（外殼孔）與軸承外徑的配合、幾何公差值和表面粗糙度，并標(biāo)注在圖樣上。內(nèi)容如圖所示的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，功率為5kw,轉(zhuǎn)速n1=960r/min。其兩端的軸承為6211深溝球軸承（d=55mm，D=100mm），輕負(fù)荷。2.選擇齒輪軸的精度并標(biāo)注在圖樣上。解，根據(jù)減速器輸入軸的使用功能和工況條件，采用類比法，參考表“各類機(jī)械中齒輪精度等級(jí)的應(yīng)用范圍”和表“齒輪精度等級(jí)與圓周速度的應(yīng)用范圍”選擇齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。采用類比法確定檢驗(yàn)項(xiàng)目如右表。圖

齒輪零件圖內(nèi)容如圖所示的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，功率為5kw,轉(zhuǎn)速n1=960r/min。其兩端的軸承為6211深溝球軸承（d=55mm，D=100mm），輕負(fù)荷。3.選擇圖上平鍵16的精度并標(biāo)注在圖樣上。解：鍵槽的平行度主要由機(jī)床精度來(lái)保證。鍵槽（軸槽和輪轂槽）對(duì)軸線或輪轂軸線的對(duì)稱度公差一般可按7~9級(jí)選取。鍵槽配合表面的粗糙度一般取Ra≤1.6~3.2μm，非配合表面粗糙度一般取Ra≤6.3~12.5μm。內(nèi)容2.矩形花鍵的公差花鍵聯(lián)接是由多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成。花鍵齒側(cè)面為工作面——適用于動(dòng)、靜聯(lián)接?；ㄦI連接可作固定連接，也可作滑動(dòng)連接?；ㄦI連接優(yōu)點(diǎn):定心精度高、導(dǎo)向性好、承載能力強(qiáng)。與平鍵連接的比較花鍵連接強(qiáng)度更高，承載能更力強(qiáng)。花鍵分為矩形花鍵、漸開(kāi)線花鍵和三角形花鍵等幾種，其中以矩形花鍵的應(yīng)用最廣泛。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)圖

花鍵的主要尺寸內(nèi)容2.矩形花鍵的公差矩形花鍵連接由內(nèi)花鍵（花鍵孔）與外花鍵（花鍵軸）構(gòu)成，用于傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。其連接應(yīng)保證內(nèi)花鍵與外花鍵的同軸度、連接強(qiáng)度和傳遞強(qiáng)度的可靠性；對(duì)要求軸向滑動(dòng)的聯(lián)結(jié)，還應(yīng)保證導(dǎo)向精度。矩形花鍵的主要尺寸有三個(gè)，即大徑D、小徑d、鍵寬（鍵槽寬）B。圖4矩形花鍵的主要尺寸鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容2.矩形花鍵的公差（1）矩形花鍵的定心內(nèi)外花鍵有三個(gè)結(jié)合面,確定內(nèi)、外花鍵配合性質(zhì)的結(jié)合面稱為定心表面,每一個(gè)結(jié)合面都可作為定心表面。因此,花鍵連接有三種定心:小徑d定心,大徑D定心和鍵側(cè)(鍵槽側(cè))定心。小徑定心、大徑定心的定心精度比鍵側(cè)定心精度高非定心直徑表面之間應(yīng)有足夠的間隙。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1144—2001《矩形花鍵尺寸、公差和檢驗(yàn)》規(guī)定用小徑d定心。為什么用小徑d定心呢?因?yàn)槎ㄐ谋砻嬉笥休^高的硬度和尺寸精度,在加工過(guò)程中往往需要熱處理,熱處理后在花鍵孔、軸的小徑表面可以用磨削方法進(jìn)行精加工,而花鍵孔的大徑和鍵側(cè)表面則難以磨削加工。小徑較易保證較高的加工精度和表面強(qiáng)度,定心穩(wěn)定性好，從而提高耐磨性和花鍵的使用壽命。

矩形花鍵是靠鍵側(cè)傳遞扭矩的，所以鍵寬和鍵槽寬應(yīng)保證足夠的精度。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容（2）矩形花鍵的公差配合為了便于加工和測(cè)量,鍵數(shù)規(guī)定為偶數(shù),有6、8、10三種。按承載能力不同,矩形花鍵可分為中、輕兩個(gè)系列。中系列的鍵高尺寸較大,承載能力強(qiáng);輕系列的鍵高尺寸較小,承載能力較低。矩形花鍵的尺寸系列見(jiàn)表。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容表

矩形花鍵的尺寸系列(摘自GB/T1144—2001)(單位:mm)內(nèi)容（2）矩形花鍵的公差配合按精度矩形花鍵分為一般用花鍵和精密傳動(dòng)用花鍵兩種?；ㄦI尺寸公差帶選用的一般原則是:定心精度要求高或傳遞扭矩大時(shí)，應(yīng)選用精密傳動(dòng)用尺寸公差帶。反之，可選用一般用的尺寸公差帶。每種用途的連接都有三種裝配形式:滑動(dòng)、緊滑動(dòng)和固定連接。矩形花鍵聯(lián)結(jié)采用基孔制配合。為了減少加工和檢驗(yàn)內(nèi)花鍵用花鍵拉刀和花鍵量規(guī)的規(guī)格和數(shù)量。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容表

矩形內(nèi)、外花鍵的尺寸公差帶(摘自GB/T1144—2001)鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)一般傳動(dòng)用內(nèi)花鍵拉削后再進(jìn)行熱處理，鍵槽寬變形不易修正，公差由H9降為H11。精密傳動(dòng)用內(nèi)花鍵，聯(lián)結(jié)要求鍵側(cè)配合間隙較高時(shí)，槽寬公差帶選用H7，一般情況選H9。內(nèi)容尺寸d、D、B的極限偏差值,是按其公稱尺寸查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“極限與配合”的公差表格得到的。表列出了幾種配合應(yīng)用情況,可供參考。表矩形花鍵配合應(yīng)用鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容2.矩形花鍵的公差鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容2.矩形花鍵的公差(3)矩形花鍵的形狀和位置公差①形狀公差定心尺寸小徑d的極限尺寸應(yīng)遵守包容要求。即當(dāng)小徑d的實(shí)際尺寸處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，它必須具有理想形狀，只有當(dāng)小徑d的實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，才允許有形狀誤差。②位置公差為了保證定心表面的配合性質(zhì),內(nèi)、外花鍵的小徑(定心直徑)的尺寸公差和幾何公差必須采用包容原則。在大批量生產(chǎn)時(shí),采用花鍵綜合量規(guī)來(lái)檢測(cè)矩形花鍵,因此,對(duì)鍵寬需要采用最大實(shí)體原則,對(duì)鍵和鍵槽只需要規(guī)定位置度公差?；ㄦI位置度的公差值見(jiàn)表,其在圖樣上的標(biāo)注如圖所示。鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容圖5矩形花鍵的位置度標(biāo)注鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)表矩形花鍵位置度公差值t1(摘自GB/T1144—2001)(單位:mm)內(nèi)容圖6矩形花鍵的對(duì)稱度標(biāo)注鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)當(dāng)單件、小批量生產(chǎn)時(shí),應(yīng)規(guī)定鍵(鍵槽)兩側(cè)面的中心平面對(duì)定心表面軸線的對(duì)稱度和等分度?；ㄦI對(duì)稱度的公差值見(jiàn)表,其在圖樣上的標(biāo)注如圖所示。當(dāng)花鍵較長(zhǎng)時(shí),還可根據(jù)產(chǎn)品性能要求進(jìn)一步控制各個(gè)鍵或鍵槽側(cè)面對(duì)定心表面軸線的平行度。表

矩形花鍵對(duì)稱度公差值t2(摘自GB/T1144—2001)(單位:mm)內(nèi)容2.矩形花鍵的公差(4)矩形花鍵的表面粗糙度以小徑定心時(shí),有關(guān)加工表面的表面粗糙度見(jiàn)表。表

矩形花鍵表面粗糙度推薦值鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)內(nèi)容2.矩形花鍵的公差(5)矩形花鍵在圖樣上的標(biāo)注鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)花鍵規(guī)格N×d×D×B(mm)6×23×26×6花鍵副內(nèi)花鍵6×23H7×26H10×6H11外花鍵6×23f7×26a11×6d10內(nèi)容2.矩形花鍵的公差鍵的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)圖

矩形花鍵的標(biāo)注內(nèi)容3.鍵和花鍵的檢測(cè)（