› 理论教育 ›圆往直齿渐开线花键公差与配合优化

圆往直齿渐开线花键公差与配合优化

时间：2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】：6.2.2.4 圆往直齿渐开线花键公差表6-22 渐开线花键配合尺寸公差等级及其计算式①式中，第1项为以分度圆直径D为基础的公差，其公差单位为：当D≤500mm时，当D＞500mm时，i=0.004D+2.1②式中，第2项为以基本齿槽宽E或基本齿厚S为基础的公差，其公差单位i为：或式中，D、E和S的单位为mm。

圆往直齿渐开线花键公差与配合优化

渐开线花键具有较高的定心精度，承载能力强，抗弯强度和抗挤压强度均高，采用通常的加工工艺易于得到较高精度的内、外花键，便于满足不同配合要求。在汽车、拖拉机、工程机械、矿山机械等各种传动机构中广泛采用渐开线花键连接。

6.2.2.1 圆往直齿渐开线花键的术语、代号和定义

GB/T 3478.1—2008《圆柱直齿渐开线花键（米制模数齿侧配合）第1部分：总论》规定的齿侧配合的圆柱直齿渐开线花键分为30°压力角平齿根，30°、37.5°、45°压力角圆齿根，如图6-1所示。上述压力角均指标准压力角αD。渐开线花键的术语、代号和定义见表6-19。

表6-19 渐开线花键术语、代号和定义（摘自GB/T 3478.1—2008）

978-7-111-41024-9-Chapter06-37.jpg

（续）

978-7-111-41024-9-Chapter06-38.jpg

（续）

978-7-111-41024-9-Chapter06-39.jpg

978-7-111-41024-9-Chapter06-40.jpg

图6-1 圆柱直齿渐开线花键连接

a）30°压力角平齿根 b）30°压力角圆齿根

978-7-111-41024-9-Chapter06-41.jpg

图6-1（续）

c）37.5°压力角圆齿根 d）45°压力角圆齿根

6.2.2.2 圆往直齿渐开线花键基本参数（见表6-20）

表6-20 渐开线花键基本参数（摘自GB/T 3478.1—2008） （单位：mm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-42.jpg

6.2.2.3 圆往直齿渐开线花键尺寸

渐开线花键尺寸计算公式见表6-21。

表6-21 圆往直齿渐开线花键计算公式（摘自GB/T 3478.1—2008）

978-7-111-41024-9-Chapter06-43.jpg

（续）

978-7-111-41024-9-Chapter06-44.jpg

①37.5°和45°圆齿根内花键允许选用平齿根，此时，内花键大径公称尺寸Dei应大于内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin。

②对所有花键齿侧配合类别，均按H/h配合类别取DFemax值。

③本公式是按齿条形刀具加工原理推导的。

④除H/h配合类别CF等于0.1m外，其他各种配合类别的齿形裕度均有变化。

6.2.2.4 圆往直齿渐开线花键公差（见表6-22～表6-33）

表6-22 渐开线花键配合尺寸公差等级及其计算式（摘自GB/T 3478.1—2008）

978-7-111-41024-9-Chapter06-45.jpg

①式中，第1项为以分度圆直径D为基础的公差，其公差单位为：

当D≤500mm时，978-7-111-41024-9-Chapter06-46.jpg

当D＞500mm时，i=0.004D+2.1

②式中，第2项为以基本齿槽宽E或基本齿厚S为基础的公差，其公差单位i为：

978-7-111-41024-9-Chapter06-47.jpg或978-7-111-41024-9-Chapter06-48.jpg

式中，D、E和S的单位为mm。

③综合公差是根据齿距累积公差Fp、齿形公差fα和齿向公差Fβ对花键配合的综合影响给定的。

④L——分度圆周长的一半（mm），L=πmz/2

⑤ψf——公差因数（mm），ψf=m+0.0125D，D为分度圆直径（mm）

⑥g——花键配合长度（mm）

表6-23 总公差（T+λ）、综合公差λ、齿距累积公差Fp和齿形公差Fαm=1mm （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-49.jpg

（续）

978-7-111-41024-9-Chapter06-50.jpg

表6-24 总公差（T+λ）、综合公差λ、齿距累积公差Fp和齿形公差Fαm=2mm （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-51.jpg

（续）

978-7-111-41024-9-Chapter06-52.jpg

表6-25 总公差（T+λ）、综合公差λ、齿距累积公差Fp和齿形公差Fαm=3mm （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-53.jpg

表6-26 总公差（T+λ）、综合公差λ、齿距累积公差Fp和齿形公差Fαm=5mm （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-54.jpg

表6-27 总公差（T+λ）、综合公差λ、齿距累积公差Fp和齿形公差Fαm=10mm （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-55.jpg

表6-28 齿向公差Fβ （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-56.jpg

注：当花键配合长度不为表中数值时，可按表6-22给出的计算式计算。

表6-29 作用齿槽宽Ev下偏差和作用齿厚Sv上偏差 （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-57.jpg

注：1.当表中的作用齿厚上偏差esv值不能满足需要时，可从GB/T 1800.1中选择合适的基本偏差。

2.总公差（T+λ）的数值见表6-23～表6-27。

表6-30 外花键小径Die和大径Dee的上偏差esv/tanαD （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-58.jpg

（续）

978-7-111-41024-9-Chapter06-59.jpg

①对于大径，取值为零。

表6-31 内花键小径Dii极限偏差和外花键大径Dee公差 （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-60.jpg

注：若花键尺寸超出表中数值时，按GB/T 1800.1—2009取值。

表6-32 齿根圆弧最小曲率半径Rimin和Remin （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-61.jpg

注：在产品设计允许的情况下，对平齿根花键，齿根圆弧曲率半径可小于表中数值。

表6-33 齿圈径向跳动公差Fr （单位：μm）

978-7-111-41024-9-Chapter06-62.jpg

注：1.花键在一转范围内，测头在齿槽内或键齿上于分度圆附近双面接触，测头相对于回转轴线的允许变动量根据需要，从本表的公差系列A、B、C、D中选择齿圈径向跳动公差值。

2.本表为GB/T 3478.1—2008资料性附录。

6.2.2.5 圆往直齿渐开线花键的配合

渐开线花键连接采用基孔制的齿侧配合，即仅用改变外花键作用齿厚上偏差的方法实现不同的配合。花键齿侧配合的性质取决于最小作用侧隙，GB/T 3478.1—2008规定花键连接有六种齿侧配合类别：H/k、H/js、H/h、H/f、H/e和H/d。对于45°标准压力角的花键连接，应优先选用H/k、H/h和H/f，如图6-2所示。

在渐开线花键连接中，键齿侧面既起驱动作用，又具有自动定心作用，这是渐开线花键连接的重要特点。当内、外花键对其安装基准有同轴度误差时，将减小花键副的作用间隙或增大作用过盈，必要时，应采用调整齿侧配合类别等方法予以补偿。齿距累积误差、齿形误差和齿向误差都会减小作用间隙或增大作用过盈。因此，国标中给出了综合公差λ予以补偿。内、外花键齿侧配合的精度取决于总公差（T+λ），在生产中，根据设计要求和制造工艺的综合分析，内、外花键可以采用不同的公差等级相互配合，以获取较佳经济效果。

978-7-111-41024-9-Chapter06-63.jpg

图6-2 齿侧配合的公差带分布图

6.2.2.6 圆往直齿渐开线花键的参数标注

1）在零件图样上，应给出制造花键时所需的全部尺寸、公差和参数，列出参数表，表中应给出齿数、模数、压力角、公差等级和配合类别、渐开线终止圆直径最小值或渐开线起始圆直径最大值、齿根圆弧最小曲率半径，以及按GB/T 3478.5与选用的检验方法有关的相应项目。也可列出其他项目，如大径、小径及其偏差、M值或W值等项目。必要时画出齿形放大图。

参数表中的项目可根据检验方法按需要注明，有关检验方法的规定参见GB/T 3478.1—2008。参数表的示例见表6-34～表6-39。(www.daowen.com)

2）在有关图样和技术文件中，需要标记时，应符合如下规定：

内花键：INT

外花键：EXT

花键副：INT/EXT

齿数：z（前面加齿数值）

模数：m（前面加模数值）

30°平齿根：30P

30°圆齿根：30R

37.5°圆齿根：37.5

45°圆齿根：45

公差等级：4、5、6或7

配合类别：H（内花键）

k、js、h、f、e或d（外花键）

标准编号：GB/T 3478.1—2008

3）标记示例：

示例1：花键副，齿数24、模数2.5、30°圆齿根、公差等级为5级、配合类别为H/h。

花键副：INT/EXT 24z×2.5m×30R×5H/5h GB/T 3478.1—2008

内花键：INT 24z×2.5m×30R×5H GB/T 3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×30R×5h GB/T 3478.1—2008

示例2：花键副，齿数24、模数2.5、内花键为30°平齿根、公差等级为6级；外花键为30°圆齿根、其公差等级为5级、配合类别为H/h。

花键副：INT/EXT 24z×2.5m×30P/R×6H/5h GB/T 3478.1—2008

内花键：INT 24z×2.5m×30P×6H GB/T 3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×30R×5h GB/T 3478.1—2008

示例3：花键副，齿数24、模数2.5、37.5°圆齿根、公差等级为6级、配合类别为H/h。

花键副：INT/EXT 24z×2.5m×37.5×6H/6h GB/T 3478.1—2008

内花键：INT 24z×2.5m×37.5×6H GB/T 3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×37.5×6h GB/T 3478.1—2008

示例4：花键副，齿数24、模数2.5、45°圆齿根、内花键公差等级为6级、外花键公差等级为7、配合类别为H/h。

花键副：INT/EXT 24z×2.5m×45×6H/7h GB/T 3478.1—2008

内花键：INT 24z×2.5m×45×6H GB/T 3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×45×7h GB/T 3478.1—2008

表6-34 内花键参数表示例（基本方法检验）

978-7-111-41024-9-Chapter06-64.jpg

表6-35 外花键参数表示例（基本方法检验）

978-7-111-41024-9-Chapter06-65.jpg

表6-36 内花键参数表示例（方法A、方法B检验）

978-7-111-41024-9-Chapter06-66.jpg

注：采用方法B时，Emax应由工艺保证。

表6-37 外花键参数表示例（方法A、方法B检验）

978-7-111-41024-9-Chapter06-67.jpg

注：采用方法B时，Smin应由工艺保证。

表6-38 内花键参数表示例（单项检验法检验）

978-7-111-41024-9-Chapter06-68.jpg

表6-39 外花键参数表示例（单项检验法检验）

978-7-111-41024-9-Chapter06-69.jpg

6.2.2.7 圆往直齿渐开线花键计算示例

计算示例：INT 25z×1.0m×30P×5H GB/T 3478.1—2008

z=25

m=1.0

αD=30°

1）分度圆直径：D=m×z=1.0×25=25.00mm

2）基圆直径：Db=m×z×cosαD=1.0mm×25×cos30°=21.65064mm

3）大径最小值：Deimin=m×（z+1.5）=1.0mm×（25+1.5）=26.50mm

4）大径最大值：Deimax=Deimin+IT12=26.50mm+0.21mm=26.71mm（见表6-21）

5）渐开线终止圆直径最小值：DFimin=m×（z+1）+2×CF=1.0mm×（25+1）+2×0.1mm=26.20mm

其中，CF=0.1×m=0.1×1.0mm=0.1mm

6）小径最小值：Diimin=DFemax+2×CF=23.89mm+2×0.1mm=24.09mm

其中，978-7-111-41024-9-Chapter06-70.jpg

hs=0.6m=0.6×1.0mm=0.6mm（见表6-21）

esv=0（见表6-29）

7）小径最大值：Diimax=Diimin+H11=24.09mm+0.13mm=24.22mm（H11值见表6-31）

8）作用齿槽宽最小值：Evmin=0.5×π×m=0.5×1.0mm×π=1.571mm

9）实际齿槽宽最大值：Emax=Evmin+（T+λ）=1.571mm+0.055mm=1.626mm

由表6-22可知，5级时：978-7-111-41024-9-Chapter06-71.jpg

10）实际齿槽宽最小值：Emin=Evmin+λ=1.571mm+0.023mm=1.594mm

其中，由表6-22可知：978-7-111-41024-9-Chapter06-72.jpg

11）作用齿槽宽最大值：Evmax=Emax-λ=1.626mm-0.023mm=1.603mm

12）量棒直径：

D′Ri=Db[tanαci-tan（αci-Emax/D+invαci-invαD）]

978-7-111-41024-9-Chapter06-73.jpg

取DRi=1.80mm

其中：978-7-111-41024-9-Chapter06-74.jpg

Dci=（Deemax+Diimin）/2=[1.0×（25.00+1）+24.09]mm/2=25.045mm

Deemax=m×（z+1）=1.0mm×（25.00+1）=26.00mm

13）棒间距：

当E=Emax=1.626时：

最大值：978-7-111-41024-9-Chapter06-75.jpg

其中，978-7-111-41024-9-Chapter06-76.jpg

αimax=26.40330°

当E=Emin=1.594时：

最小值：978-7-111-41024-9-Chapter06-77.jpg

其中，978-7-111-41024-9-Chapter06-78.jpg

14）齿根圆弧最小曲率半径（平齿根时）：Rimin=0.2m=0.2×1.0mm=0.2mm（见表6-32）

免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。

我要反馈

有关公差与配合速查手册的文章