渐开线花键
出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1045页（6438字）
1．3．1 圆柱直齿渐开线花键的基本参数
标准压力角为30°、37．5°和45°、模数从0．25至10mm，齿侧配合的圆柱直齿渐开线花键(GB／T3478．1—1995)．其基本参数见表4．5-11．30°花键适用于固定联接、滑动联接和浮动联接，如汽车、拖拉机变速箱、汽车传动轴．航空减速器轴、螺旋桨轴；45°花键的齿矮，对零件削弱小，弯曲强度高，适于薄壁零件且适用冷成型加工，通常用于传动精度要求不太高的结构，取代原三角形花键，如传动轴、操纵轴。37．5°花键也适于冷成型加工。
表4．5-11 渐开线花键的基本参数(摘自GB／T3478．1—1995) mm
渐开线花键规定的四种基本齿形及其中三种的联接如图4．6-1所示．30°花键有圆齿根和平齿根两种；圆齿根应力集中小，承载能力高．平齿根对零件削弱少，适于薄壁零件；平齿根的刀具设计和制造较方便．允许平齿根和圆齿根的基本齿形在内、外花键上混合使用。
图4．5-1 渐开线花键基本齿形及联接
渐开线花键尺寸的计算公式见表4．5-12．标准压力角为30°、37．5°或45°时，外花键大径基本尺寸系列分别见表4．5-13、4．5-14、4．5-15。
表4．5-12 渐开线花键尺寸计算公式(摘自GB／T3478．1—1995)
注：① 37．5°和45°圆齿根内花键允许选用平齿根，此时，内花键大径基本尺寸
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 对基本齿形，齿形裕度CF均等于0．1m；对花键，除H／h配合类别外，其它各种配合类别的齿形裕度均有变化。
表4．5-13 30°渐开线外花键大径基本尺寸系列表(摘自GB／T3478．1—1995)
D．．=m(z+1) mm
注：① 括号内的模数为第2系列；注有▲的尺寸为优先选用尺寸。
② 原标准(GB／T3478．1—1995)中规定常用齿数为10～100的所有整数，并允许向两头延伸。当本表尺寸不能满足产品结构需要时，允许齿数不按本表，但必须保持标准中规定的几何参数关系及公差配合，以便采用标准滚刀和插刀。
表4．5-14 37．5°渐开线外花键大径基本尺寸系列表(摘自GB／T3478．1—1995)
D．．=m(z+0．9) mm
注：① 括号内的模数为第2系列。
② 原标准(GB／T3478．1—1995)中规定常用齿数为10～100的所有整数，并允许向两头延伸．当本表尺寸不能满足产品结构需要时，允许齿数不按本表．但必须保持标准中规定的几何参数关系及公差配合，以便采用标准滚刀和插刀。
表4．5-15 45°渐开线外花键大径基本尺寸系列表(摘自GB／T3478．1—1995)
D．．=m(z+0．8) mm
注：① 括号内的模数为第2系列；框内尺寸为常用尺寸。
② 原标准(GB／T3478．1—1995)中规定齿数为10～100的所有整数，并允许向两头延伸．当本表不能满足产品结构需要时，允许齿数不按本表，但应尽量按(100+4n)或(13+4n)选取(n为正整数)，并保持标准中规定的几何参数关系及公差配合，以便采用标准滚刀和插刀。
1．3．2 齿侧配合及公差
对圆柱直齿渐开线花键规定有4、5、6和7四个公差等级，并规定H／k、H／js．H／h、H／f、H／e和H／d六种齿侧配合类别，对标准压力角为45°的渐开线花键，联接应优先选用H／k、H／h和H／f．见图4．5-2；由图可见，齿侧配合采用基孔制．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。在渐开线花键联接中，键齿侧面即起驱动作用，又有自动定中心作用，在结构设计时应考虑到此特点．当内、外花键对其安装基准有同轴度误差时，将影响花键齿侧的最小作用间隙，因此应当调整齿侧配合类别予以补偿．另外，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．允许不同公差等级的内、外花键相配合的各公差值见表4．5-16～4．5-22。
图4．5-2 渐开线花键齿侧配合的公差带分布
图中T为加工公差；λ为综合公差：T十λ为总公差；esV为作用齿厚SV上偏差；CV为作用侧隙，亦称全齿侧隙．即内花键作用齿槽宽减去与之相配的外花键作用齿厚．其正值为间隙．负值为过盈；CVmax、CVmin为CV的最大值和最小值。
表4．5-16 渐开线花键公差的计算式(摘自GB／T3478．1—1995) μm
表4．5-17 渐开线花键齿向公差Fβ(摘自GB／T3478．1—1995) μm
注：当花键长度g(单位：mm)不为表中数值时，可按表4．6-16给出的计算式计算。
表4．5-18 渐开线花键作用齿槽宽EV下偏差和作用齿厚SV上偏差(摘自GB／T3478．1—1995)
注：① 为满足大侧隙产品(如行星减速器中的浮动齿套)，当表中的作用齿厚上偏差esV值不能满足需要时，允许采用GB1800《公差与配合总论标准公差与基本偏差》中合适的基本偏差(例如b、c、d或e)。
表4．5-19 渐开线外花键小径
和大径
的上偏差esV／tgaD(摘自GB／T3478．1—1995)
注：① 对于大径，取值为零。
表4．5-20 渐开线内花键小径
极限偏差和外花键大径
公差(摘自GB／T3478．1—1995) μm
注：若花键尺寸超出表中数值时，按GB1800—79《公差与配合总论标准公差与基本偏差》取值。
表4．5-21 渐开线花键齿根圆弧最小曲率半径R1min和R2min(摘自GB／T3478．1—1995) mm
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4．5-22 渐开线花键齿图径向跳动公差Fr
注：表中A、B．C．D为公差系列，根据需要由各公差系列中选择齿圈跳动公差值。
1．3．3 标注示例
零件图所需标注的尺寸、公差和参数的列表，参见表4．5-23。表中项目应给出齿数、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／T3478．5与选用的检验方法有关的相应项目，也可以按需要列出其它项目，如大径．小径及其偏差，量棒棒间距M、公法线长度W等项目．必要时可画出齿形放大图。
表4．5-23 渐开线花键参数表示例①
注：①本表示例中所列与检验方法有关的项目较全，如按GB／T3478．5选定检验方法的则不需列所有项目。如选定按该标准的基本方法时列EVmin、Emax，．SVmax、Smin；选定按该标准的方法A时列EVmin、Emax．EVmax，SVmax、Smin、SVmin；选定按该标准的方法B时列EVmin、EVmay、Emax(工艺保证)，SVmax、SVmin、Smin(工艺保证)；选用单项检验法时对内花键列Emax．Emin、Fp、ff、Fβ，对外花键列Smin、Smax、Fp、ff、Fβ(或用M、W值控制Emax、Emin、Smax、Smin)。综合检验基本方法适于综合公差λ和加工公差T允许相互补偿的花键副。综合检验方法A适于作用侧隙有公差要求的花键副。综合检验方法B适于工艺稳定、能保证综合公差λ和作用侧隙有公差要求的花键副。单项检验法既用于零件的验收，又可用于分析性检验。②尺寸计算式见表4．5-12。③见表4．5-21。④见表4．5-16。⑤见表4．5-17。
在有关图样和技术文件中的标记，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°圆齿根：30R 37．5°圆齿根：37．5
30°平齿根：30P 45°圆齿根；45
公差等级：4、5、6或7(当内、外花键公差等级不同时，见示例2)
配合类别：H(内花键)
k、js、h、f、e或d(外花键)
标准号：GB／T 3478．1—1995
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—1995
内花键：INT 24z×2．5m×30R×5H
GB／T 3478．1—1995
外花键：EXT 24z×2．5m×30RX5h
GB／T 3478．1—1995
示例2：花键副，齿数24，模数2．5，内花键为30°平齿根，其公差等级为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—1995
内花键：INT 24z×2．5m×30PX6H
GB／T 3478．1—1995
外花键：EXT 24z×2．5m×30R×5h
GB／T 3478．1—1995
示例3：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级，配合类别为H／h。
花键副：INT／EXT 24z×2．5m×45×6H／7h
sGB／T 3478．1—1995
内花键：INT 24zX2．5m×45×6H
GB／T 3478．1—1995
外花键：EXT 
GB／T 3478．1—1995
1．3．4 内花键齿形为直线的渐开线花键
在允许的情况下，对45°标准压力角内花键，可以用直线齿形代替渐开线齿形，如图4．5-3所示。其齿槽角
为
图4．5-3 内花键齿形为直线的渐开线花键联接
式中z为齿数，D为分度圆直径(mm)，E为基本齿槽宽。βs的极限偏差为±30′。
此时，在外花键大径Dea和内花键小径
处的直线与渐开线的差值为△1和△2。其算式如下：
计算表明，差值△1和△2随齿数增加而减小，随模数增大而增大；差值△1大于差值△2。例如，z=24，m=1时△1=0．019mm，m=2时△1=0．038mm；z=48，m=2时△1=0．019mm。设计时，应校核△1值，一般不应大于0．04mm，才允许用直线齿形代替渐开线齿形。采用直线齿形对其花键拉刀制造有利。