圆柱直齿渐开线花键制作方法

GB/T 3478.1—2008规定了圆柱直齿渐开线花键的模数系列、基本齿廓、公差和齿侧配合类别等内容。本标准用于压力角为30°和37.5°（模数为0.5～10mm）以及45°（模数为0.25～2.5mm）齿侧配合的圆柱直齿渐开线花键。

1.术语、代号和定义

该标准采用的术语、代号和定义见表15-23并如图15-26（30°压力角平齿根，以下简称30°平齿根；30°压力角圆齿根，以下简称30°圆齿根；37.5°压力角圆齿根，以下简称37.5°圆齿根；45°压力角圆齿根，以下简称45°圆齿根）所示。

表15-23 术语、代号和定义

（续）

（续）

注：ΔF_p和ΔF_β允许在分度圆附近测量。

图15-26 渐开线花键连接

a）30°平齿根 b）30°圆齿根 c）37.5°圆齿根 d）45°圆齿根

2.基本参数

1）基本参数见表15-24。

2）标准压力角α_D是基本齿廓的齿形角。压力角适用范围见表15-25。

3）模数m分为两个系列，共15种。优先采用第1系列。

花键的压力角大，则键齿强度大，在传递的圆周力相同时，大压力角花键的正压力也大，故摩擦力大。选择压力角时，主要应从构件的工作特点即有无滑动、浮动以及配合性质和工艺方法等方面考虑。

3.基本齿廓

1）本标准按三种齿形角和两种齿根规定了四种基本齿廓，如图15-27所示。

表15-24 基本参数 （单位：mm）

表15-25 压力角适用范围

2）渐开线花键的基本齿廓是指基本齿条的法向齿廓，基本齿条是指直径无穷大的无误差的理想花键。

3）基本齿廓是决定渐开线花键尺寸的依据。

4）基准线是贯穿基本齿廓的一条直线，以此线为基准，确定基本齿廓的尺寸。

5）允许平齿根和圆齿根的基本齿廓在内、外花键上混合使用。

6）基本齿廓的应用：基本齿廓的选择主要取决于花键的用途。

花键的用途大致如下：

1）30°平齿根。适用于零件的壁厚较薄，不能采用圆齿根的场合，或强度足够的花键，或花键的工作长度紧靠轴肩。从刀具制造看，加工平齿根花键的刀具由于切削深度较小，因而拉刀全长较短，较经济，易制造。这种齿形应用广泛。

2）30°圆齿根。比平齿根花键弯曲强度大（齿根应力集中较小），承载能力较高，通常用于大载荷的传动轴上。

3）37.5°圆齿根。花键的压力角和齿形参数恰好是30°和45°压力角花键的折中，常用于联轴器。它的外花键用冷成形工艺，特别是45°压力角的花键不能满足功能需要，以及轴材料硬度超过30°压力角冷成形刀具所允许的硬度极限时。

4）45°圆齿根。齿矮、压力角大，故弯曲强度好，适用于壁较厚足以防止破裂的零件。适用于冷成形工艺。

4.尺寸系列

花键尺寸计算公式见表15-26，尺寸系列见该标准或参考文献[6]。

图15-27 基本齿廓

a）30°平齿根 b）30°圆齿根 c）37.5°圆齿根 d）45°圆齿根

表15-26 花键尺寸计算公式

（续）

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D_ei应大于内花键渐开线终止圆直径最小值D_Fimin。

2.对所有花键齿侧配合类别，均按H/h配合类别取D_Femax值。

3.D_Femax的计算公式是按齿条形刀具加工原理推导的。式中h_s=0.6m（30°平齿根、圆齿根）；h_s=0.55m（37.5°圆齿根）；h_s=0.5m（45°圆齿根）。

4.除H/h配合类别C_F均等于0.1m外，其他各种配合类别的齿形裕度均有变化。

表15-27 渐开线花键齿侧配合

注：1.花键齿侧配合的性质取决于最小作用侧隙。本标准规定花键连接有6种齿侧配合类别（见：H/k、H/js、H/h、H/f、H/e和H/d）。对45°标准压力角的花键连接，应优先选用H/k、H/h和H/f。

2.渐开线花键连接的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。

3.在渐开线花键连接中，键齿侧面既起驱动作用，又有自动定心作用，在结构设计时应考虑到这一特点。

4.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，因此应适当调整齿侧配合类别予以补偿。(www.xing528.com)

5.允许不同精度等级的内、外花键相互配合。

6.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。

5.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、精度等级和配合类别、渐开线终止圆直径最小值或渐开线起始圆直径最大值、齿跟圆弧最小径及其偏差、M值和W值等项目。必要时画出齿形放大图。

2）花键的检验方法见GB/T 3478.5—2008。其中对花键的齿槽宽和齿厚规定了三种综合检验法和一种单项检验法（详见GB/T 3478.5—2008），花键的参数标注与采取检验方法有关。

3）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

45°直线齿形圆齿根：45ST

精度等级：4、5、6或7

配合类别：H（内花键）；k、js、h、f、e或d（外花键）

标准号：GB/T 3478.1—2008

标记示例：

花键副，齿数24，模数2.5，30°圆齿根，精度等级为5级，配合类别为H/h，标记为：

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/T3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×30R×5h GB/T3478.1—2008

花键副，齿数24，模数2.5，内花键为30°平齿根，精度等级为6级，外花键为30°圆齿根，精度等级为5级，配合类别为H/h，标记为：

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

内花键：INT 24z×2.5m×30P×6H GB/T3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×30R×5h GB/T3478.1—2008

花键副，齿数24，模数2.5，37.5°圆齿根，精度等级6级，配合类别为H/h，标记为：

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/T3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×37.5×6h GB/T3478.1—2008

花键副，齿数24，模数2.5，45°圆齿根，内花键精度等级为6级，外花键精度等级为7级，配合类别为H/h，标记为

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/T3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×45×7h GB/T3478.1—2008

花键副，齿数24，模数2.5，内花键为45°直线齿形圆齿根，精度等级为6级，外花键为45°渐开线齿形圆齿根，精度等级为7级，配合类别为H/h，标记为

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

内花键：INT 24z×2.5m×45ST×6H GB/T3478.1—2008

外花键：EXT 24z×2.5m×45×7h GB/T3478.1—2008

4）表15-28和表15-29列出齿数为24，模数为2.5，精度等级为5级，配合类别为H/h，选用基本方法时的参数表。

表15-28 内花键参数

注：当用非全齿止端量规检验时，D_Ri和M_Rimax可不列出。

表15-29 外花键参数

注：1.根据产品要求，可增加齿形公差，齿向公差和齿距累积公差的要求。

2.也可选用跨棒距代替公法线平均长度测量。

3.当用非全齿止端量规检验时，k和W_min可不列出。

6.各国圆柱直齿渐开线花键

见表15-30和表15-31。