当前课程知识点:机械精度设计基础 > 考试 > 期末考试 > 8.3 矩形花键联结的精度
矩形花键联结是应用最为广泛的花键联结
比如航空发动机 汽车
燃气轮机 机床 工程机械
拖拉机 农业机械
以及一般的机械传动装置等等
图中所示为外花键和内花键
矩形花键联结的强度呢是比较高的
它可以传递比较大的转矩
而且孔轴定心精度和导向精度都很高
先来了解一下矩形花键的尺寸
国标中规定矩形花键的主要尺寸呢
有小径小d 大径大D
键宽还有键槽宽
我们都用B来进行表示
键数是N
N呢通常规定为偶数
有6,8,10三种
只用这三种呢
是方便大家进行加工和检测的
按照承载能力的不同
对公称尺寸分为轻系列和
中系列两种规格
同一个小径的轻系列
和中系列的键数相同
键宽或者是键槽宽也相同的时候
只有大径是不同的
图中我标出来的这个
两个竖线的位置就是大径
大径是不相同的
矩形花键联结由内花键和外花键构成
它靠内外花键的这个大径D小径d
或者是键槽宽键宽B
同时来参与配合
它们的配合呢
能够用于保证内外花键的定心精度
联结强度和传递转矩的可靠性
对要求有轴向滑动的这种联结
应该保证它的导向精度
因此矩形花键可以有三种定心方式
小径定心、大径定心和键侧
或者我们叫键槽侧定心
在矩形花键联结中
要想保证三个配合面
同时达到很高的精度的配合
这是很困难的
而且也没有必要
随着科技的发展呢
现代工业对于机械零件的质量
要求不断提高
对花键联结的机械强度啊
硬度啊 耐磨性啊和精度呢
这些要求也都提高了
所以为了保证定心表面的精度要求
通常我们把它粘硬之后呢
表面进行磨削加工
从加工工艺性来看
小径呢便于磨削
可以通过磨削可以达到
比较高的精度
因此国标中规定
矩形花键联结采用的是小径定心
矩形花键联结采用小径定心呢
可以获得很高的定心精度
并且能够保证和提高花键的表面质量
而内外花键非定心的这个大径表面之间呢
要有相当大的这个间隙
以保证它们不接触
键或者是键槽两个侧面一个宽度
B应该具有足够的强度
因为它们要传递转矩
还有起到导向的这个作用
要想设计矩形花键
还要知道它的尺寸公差带和装配形式
为了减少花键拉刀和花键塞规的品种规格
花键联结呢要求采用的是基孔制配合
按照装配形式的不同
可以分为滑动 紧滑动 固定三种
按照精度的高低和使用要求
那么三种装配形式呢
各分为一般用和精密传动用两种
不同的分类呢
分别采用不同的公差带代号
对于花键几何误差的这个影响啊
三种装配形式的配合性质
都比各自的配合代号所代表的这个配合
相对来说紧一些
因此大径为非定心直径
所以内外花键大径表面的配合
采用的是间隙比较大的间隙
配合。矩形花键的几何误差
对于花键联结的质量
也是有很大的影响
来看一下这张图
前面讲到过
花键联结采用的是小径定心
我们用粗实线呢代表内花键
用细实线代表外花键
先假设一下内外花键呢
各部分的实际尺寸都是合格的
那内花键的定心表面呢
和键槽侧面的形状位置啊
也都是正确的
而外花键的定心表面个部分呢
不同轴线各键不等分或者是不对衬
这样呢就相当于
外花键的轮廓尺寸呢增大了
造成了它与内花键
在装配的时候会发生干涉
就像图中我们看到的这个样子
从而使两个花键装配之后
不能够获得预期的配合性质
甚至呢还有可能无法装配
而且呢使键或者是键槽侧面
承受的这个载荷啊也不够均匀
同样的如果是内花键的位置
要是也存在误差的话
那也会造成它与外花键干涉
或者是不能装配啊
或者是不能保证预期的配合性质
因此对于内外花键呢
我们必须规定几何公差
用来保证花键的联结强度和精度要求
为了保证内外花键小径定心
表面的配合性质
国标中规定该表面的
形状公差与尺寸公差的关系
采用的是包容要求
我们用圈E来表示
除了小径定心表面的形状误差以外
呢内外花键的方向啊
位置误差也会影响装配和精度
这其中包括键或者是
键槽两侧面的中心平面
对于小径定心表面轴线的对称度误差
键或是键槽还有可能存在等分度误差
还有啊键或者是键槽侧面
对于小径定心表面轴线的平行度误差
以及大径表面轴线
对于小径定心表面轴线的同轴度误差
其中啊以花键的对称度误差
和分度误差影响最大
因此花键的对称度误差和分度误差
我们通常采用的是位置度来控制
位置度公差与键宽公差以及
小径定心表面尺寸公差的关系呢
都采用的是最大实体要求
通常这种标注呢
被使用到大批量的生产中
在单件小批量生产时
采用单项检测
此时规定的是键
或是键槽两侧面的中心平面
对小径定心表面轴线的对称度公差
和等分度公差
对称度公差与键或者是键槽宽度公差呢
以及小径定心表面的尺寸公差
它们之间的关系都采用的是独立原则
等分度的公差值与对称度的公差值相同
所以一般情况下是不标的
对于比较长的花键
可以根据产品性能自行的
规定键或者是键槽侧面
对于小径定心表面轴线的平行度公差
由于内外花键大径表面
分别是按照H10和a11进行加工的
它们的大径表面之间的间隙很大
因此大径表面轴线
对于小径定心表面轴线的同轴度误差
可以用这个间隙来补偿
矩形花键的精度设计
还包括表面粗糙度的这个设计
对于内花键而言
国标规定
小径表面的Ra值
应该不大于0.8μm
键槽侧面的Ra值
不大于3.2μm
大径表面的Ra值呢
不大于6.3μm
对于外花键国标也有规定
小径表面的Ra值不大于0.8μm
键槽侧面的Ra值不大于0.8μm
大径表面的Ra值不大于3.2μm
知道了尺寸公差几何公差
还有表面粗糙度之后
我们就要把相应的参数标到图上
矩形花键的配合
按花键规格所规定的顺序进行标注
在装配图上标注花键的配合代号
在零键图上呢要标注
花键的公差带代号
花键副的标注
顺序是什么呢
是键数 然后是小径
再呢 是小径的配合代号
大径 大径的配合代号
键宽或者是键槽宽
以及键宽的配合代号
图中的花键副有六个键
小径是28mm
大径是34mm
键宽是7mm
每个数字后面呢
都对应着相应的配合代号
若是把装配图拆分成零件图
标注的顺序仍然是不变的
依然是键数 小径 大径
键宽或者是键槽宽
只不过呢花键尺寸后标注的
都是各自的公差带代号
当然除了这些标注之外呢
还应该标注几何公差
和公差原则的要求
矩形花键的检测需要按照批量的不同进行
在单件小批量生产中
没有现成的花键量规可以使用
这个时候呢我们采用的
都是普通的计量器具
分别对各个尺寸进行单项检测
并且测量键槽或者是键它的对称度误差
对于大批量生产
一般都采用花键量规进行
为了保证花键装配形式的这个要求
验收内外花键应该首先
使用花键塞规和花键环规
分别检验内外花键的实际尺寸
和几何误差综合作用的结果
图中所示是花键塞规
它前端的圆柱面呢是用来
引导塞规进入到内花键的
后端的花键则是用来检测
内花键的各个部位的
下图显示的是花键环规
它前端的圆柱孔呢
是用来引导环规进入外花键的
后端的花键呢用来检验
外花键的各个部位是否合格的
花键量规能自由通过
被测花键就表示合格
被测花键用量规检验合格之后
还要分别检验它的小径大径和键宽
实际尺寸是否超出了各自的最小实体尺寸
最小实体尺寸对于内花键来说
就是小径大径以及键槽宽的上极限尺寸
对于外花键而言
就是小径大径以及键槽宽的下极限尺寸
这些尺寸的合格与否
分别用单向止端塞规
和单向止端卡规来进行检验
单向止端量规呢不能通过就表示合格了
或者也可以用普通的计量器具
来测量他们的实际尺寸
以上就是有关矩形花键联结的
配合尺寸 定心方式
精度检测以及图样标注
-1.2 机械精度设计的研究对象
-1.3 标准化与优先数系
-1.4 几何量测量的基本知识
-讨论题1
-讨论题2
-讨论题3
-第一章 作业
-2.1 基本术语及其定义
-2.2 极限与配合国家标准的构成
-2.3 尺寸精度设计
-讨论题4
-讨论题5
-讨论题6
-第二章作业
-3.1 概述
--3.1.1 概述
-3.2 几何公差的标注方法及公差带
-3.3 公差原则
-3.5 几何精度的检测与评定
-讨论题7
-讨论题8
-讨论题9
-第三章作业
-4.4 表面微观轮廓精度的设计
-第四章作业
-第五章作业
-第六章作业
-第七章作业
-第八章作业
-9.3 圆锥要素的精度设计
-第九章作业
-10.1 尺寸链的基本概念
-10.2 用完全互换法计算尺寸链
-第十章作业
-11.1 典型零件精度设计
-第十一章作业
-期末考试