JIS D 2001-1959 汽车用渐开线花键(中文版)

日产汽车类渐开线花键的计算

1985年以来我港从日本引进了多种类型的高效流动机械，在进口机械的维修和配件制造工作中，经常遇到渐开线花键的测绘工作。由于缺乏这方面的技术标准和资料，给测绘工作造

成很大困难。为了解决这一难题，下面扼要介绍JISD2001日本汽车工业用渐开线标准的内容，供从事这一领域工作的技术人员参考。

一、基本参数和计算方法

1.基本参数

(1)模数m:采用以下三个系列共15种模数(单位:毫米)

(2)齿数Z:从6到40个

(3)位移量x 和压力角α:位移量X 一般为0.8m ，极少采用0.6m ，0.633m ，0.9m ，0.967m 。分度圆上的压力角α通常为20°。 (4)基本齿形:图1所示为花键轴的基本齿形

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2.基本计算公式

(1)公称直径:当x=0.8时， d=(Z+2)m

当x ≠0.8时，d=(Z+2x+0.4)m

(2)孔的外径:①齿形定心和插孔时， D 1=d+0.3m

②齿形定心拉孔和外径定心时D 2=d

(3)轴的外径:①齿形定心时，d 1=d-0.2m ②外径定心时，d 2=d (4)孔的内径:D k =d-2m ，

(5)轴的内径:dr=d-2.4m ， (6)分度圆直径:d o =zm ，

(7)分度圆上的压力角:αo =20° (8)基圆直径:d j =d o cos α。

(9)周节:t o =πm. (10)基节:t j =t o cos α。

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式中:α′1——轴用量棒中心压力角。

U——测轴跨棒距用量棒直径。

见图2

②孔的跨棒距尺寸

a 1——孔用量棒中心压力角。

式中:V——测孔跨棒距用量棒直径，见图2，u 和V 数值从表

1可查得。

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图2中:V 1——量棒削去后的尺寸，V 1可从表1中查出。 当m=1时的跨棒距可从表1中直接查得，将该数值乘以模数即是量值的公称尺寸。

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(16)当x ≠0.8时的跨棒距及有关数值从表2中查得。

表2代号M ′2，M ′1，dP 2，dV 2和dP 1见图3

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注:带*者量棒直径用1.8667mm 。n ，K 1与K 2与模数无关。 3.定心方式、公差与配合

(1)定心方式有齿形定心和外径定心两种。 (2)配合种类分以下四种配合 ①自由配合，即有间隙配合。

②滑动配合，一般为有较小间隙配合，也可能有较小过盈出现。

③固定配合，一般有较小过盈，也可能有较小间隙。

④压入配合:必有过盈，但外径定心不采用此种配合。以上四种配合是通过改变花键轴的尺寸实现的。配合级别根据定心方式和配合种类可从表3中查得。

(3)公差 公差是借用日本圆柱齿轮公差标准(JISBO401)的符号及数值，直径公差见表4

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基园齿厚(或齿槽宽)公差值见表5

对花键轴

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的下差×δM 1B(或k 1) 对花键孔:

上偏差△M 2上=S j 的H9级精度的上差×δM 2B (或K 2)

下偏差△M 2F =S j 的H9级精度的下差×δM 2B (或k 2)

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表4和表5中的d7，f6，R7，H7和H9可从国标GB1801-79查得，而上式中Sjclo ，S j f10，S j J10和S j x10的上差和下差的含义是以基圆弧齿厚S j 之值作为公称尺寸，查JISB0401标准中的C10，f10，j10或X10的上差和下差。常用公差值也可从表6中查得。δM 1B 和δM 2B 的数值可从表1中查出，K 1和K 2的数值可从表2中查得。 4.标注方法

花键联结的标注方法是:花键孔或花键轴的公称直径(单位

为毫米)×齿数×模数表示。齿形定心孔无附注，外径定心用R 标注，对花键轴还要标注精度等级。例如: 齿形定心:孔35×12×2.5，

轴35×12×2.5(b 级) 外径定心:孔35×12×2.5(R)，

轴35×12×2.5(2-a 级)

我们已运用上述资料，解决了不少日产车的花键联接的测绘问题。

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渐开线花键计算公式

30°平齿根花键计算书第1页 模数 m = 3 齿数 z = 15 标准压力角αD = 30° 配合代号：H7/h7 分度圆直径 D = m×z = 45 基圆直径 Db = m×z×cos(αD) = 38.9711 周节 p = π×m = 9.42477796076937 内花键大径 Dei = m×(z+1.5) = 49.5 外花键作用齿厚上偏差 esv = 0 (根据<<机械传动设计手册>>1463页表9-1-49或由公差代号计算) 外花键渐开线起始圆直径最大值： DFemax = 2×((0.5Db)^2+(0.5Dsin(αD)-(hs-0.5esv/tan(αD))/sin(αD))^2)^0.5 = 41.8669 (其中hs = 0.6m = 1.8) 内花键小径 Dii = DFemax+2CF) = 42.47 (其中CF = 0.1m = .3) 内花键基本齿槽宽 E = 0.5πm = 4.71238898 外花键基本齿厚 S = 0.5πm = 4.71238898 内花键： 内花键总公差 T+λ = 40i*+160i** = 179 其中i* = 0.45(D)^(1/3) + 0.001D (D = (30×50)^0.5 = 38.7298334620742) i** = 0.45(E)^(1/3) + 0.001E (E = (3×6)^0.5 = 4.24264068711928) 周节累积公差 Fp = 7.1(L)^0.5 + 18 = .078 其中分度圆周长之半 L = πmz/2 = 70.6858347057703 齿形公差 ff = 6.3ψf + 40 = .062 其中公差因数ψf = m + 0.0125D = 3.48412291827593 齿向公差 Fβ = 2.0×(g)^0.5 + 10 = .023 其中花键长度 g = 40 综合公差λ= 0.6((Fp)^2 + (ff)^2 + (Fβ)^2)^0.5 = .061 作用齿槽宽最小值 Evmin = 0.5πm = 4.712 实际齿槽宽最大值 Emax = Evmin + (T+λ) = 4.891 实际齿槽宽最小值 Emin = Evmin + λ =4.773 作用齿槽宽最大值 Evmax = Emax - λ = 4.83 外花键： 外花键大径 Dee = m×(z + 1) = 48 外花键小径 Die = m×(z - 1.5) = 40.5 外花键总公差 T+λ = 40i*+160i** = 179 其中i* = 0.45(D)^(1/3) + 0.001D (D = (30×50)^0.5 = 38.7298334620742) i** = 0.45(E)^(1/3) + 0.001E (E = (3×6)^0.5 = 4.24264068711928) 周节累积公差 Fp = 7.1(L)^0.5 + 18 = .078

花键标准

花键和轮齿 花键轴是一种具有一系列与轴成一体的平行键并和相应的切在轮毂或装配件上的键槽相配合的轴；这种分布与一根轴上装有一系列键槽或楔形键槽与开有很多槽的轴相配合的情形形成对比。后一种结构会在相当程度上减弱轴的强度，因为在轴上开很多槽会降低其传递扭矩的能力。 花键轴最常用的三种场合：1)用于无滑移地传递相对比较重的负荷的联轴器轴；2）用于传递动力的齿轮、滑轮和其它旋转设备，安装方式可以为滑移安装或固定式安装；3）对于要求在角度位置上要求有位移以计数或改变的附件。 具有直齿的花键应用于很多场合（见SAE装置中软拉削的平行花键）；不过，渐开线花键的使用正得到稳步的推广，原因有：1）渐开线花键比其它花键具有更大的传递扭矩的能力，2）它们可以用生产齿轮的相同技术和设备加工，3）尽管啮合件之间存在间隙，它们在负载状态下可以自动对中。 渐开线花键 美国国家标准渐开线花键＊_这些花键或多键与渐开线内齿或外齿在成形方法上很相似。通常方法是通过滚削、轧制或成形加工方法来加工外花键，用拉削或成形方法来加工内花键。内花键作为基准尺寸，外花键根据配合的需要而采取不同的公差。基本渐开线花键具有最大的强度，可以被准确地分开和自定心，这样可以高速轴承和应力，并且它们可以被准确测量和装配。 在美国国家标准ANSI B92.1-1970 (R1993)，保留了许多1960版标准中的特征，加上增加的三个精度等级，总计有4个精度等级。“渐开线轮齿”这一术语，以前应用于45度压力角，已被删除，本标准现在共有30度、37.5度、45度压力角的渐开线花键。这些渐开线花键的有关表格已作相应的排列。“轮齿”这一术语不再应用本标准覆盖的花键中。 对于所有齿侧配合形式，本标准只有一种配合等级，就是以前的等级2。等级1配合由于不常使用已被删除。平齿根齿侧配合花键的大径已修改，并应用了一种覆盖了1950年和1960年版标准的公差。以往标准中制定的互换性公差在后面“互换性“一节中给出。 对于大径配合一节，没有公差或本配合的修改。 本标准承认了相配合花键的正确装配是仅仅依赖于花键从齿顶到渐开线基园的所有尺寸都在有效规范内。因此，对于齿侧配合花键，现在内花键的大径作为最大极限尺寸，外花键的小径丙在作为最小极限尺寸，最小内花键大径和最大外花键小径必须明确指定的基园直径，这样就不需要附加的控制了。 现有的花键规范表包括了更多的公差等级的选择。这些公差分级为适应最终产品需要而增加了更多的选择。这些选择仅仅在齿厚和齿侧间隙上有区别。 使用于ASA B5.15-1960的公差等级作为基础，现在被指定为等级5。新公差等级以下列公式为基础： 等级4＝等级5*0.71 等级6＝等级5*1.40 等级7＝等级5*2.00 本标准上所有列出的尺寸都是用于完工零件。在选择制造精度时，必须考虑热处理等工序的补偿量。 本标准对于所有公差等级，内花键的最小作用齿槽厚和外花键的最大作用齿厚相同。本标准有两种配合形式。对于齿侧配合，最小作用齿槽尺寸和最大作用齿厚值相同。使得花键在装配时具有互换性的根本原因是它们在制造时不考虑单个花键的公差等级。这样，就允许将不同公差等级的内外花键相配合，这样的优点在于一个配合件的制造难度将明显地小于另一个相配件，两件的平均公差就是设计需要的公差。例如，一个配合件的公差为5级而其相配件

渐开线花键完整计算

渐开线花键完整计算 渐开线齿轮具有传动的准确性与平稳性，渐开线花键具有自动定心好与传动扭矩大等优点，因此被广泛应用在机械传动、连接零件及其成形加工刀具的设计与制造。渐开线花键拉刀结构见图1，其每一部分的结构参数计算都需要进行复杂的刀具设计以及相关标准和工艺知识库查询、结构参数计算以及手工绘制AutoCAD图纸等工作。传统的手工渐开线花键拉刀设计过程繁琐，需查找大量数据，一项渐开线花键拉刀的设计工作至少需要4-5个工作日，设计效率低且容易出错。因此，需要使用新的设计方法来提升设计效率。 1 软件设计 (1)设计方案 采用相应设计软件，设计人员只需通过计算机界面，从键盘输入渐开线花键拉刀设计的初始条件及技术要求，计算机将自动完成渐开线花键拉刀结构设计及其结构参数计算、渐开线齿形坐标计算，并应用VB 程序驱动AutoCAD自动绘制出完整的渐开线花键拉刀图纸。拉刀设计流程见图2。 采用软件设计的步骤如下：①渐开线花键拉刀设计开始；②输入渐开线花键拉刀设计要求及数据；③渐开线花键拉刀结构设计；④渐开线花键拉刀参数计算；⑤渐开线花键拉刀齿形坐标计算；⑥渐开线花键拉刀图纸设计；⑦AutoCAD格式渐开线花键拉刀图纸生成；⑧渐开线

花键拉刀图纸存储或打印；⑨渐开线花键拉刀设计结束。 (2) 渐开线花键拉刀结构参数计算与设计 ①输入渐开线花键拉刀设计初始条件 渐开线花键拉刀设计的初始条件包括：拉刀模数、花键的齿数、分度圆压力角、花键的内径、花键的外径、分度圆弧齿厚（或理论根圆弧齿厚）、槽底圆弧半径、拉削前孔径、拉削长度、零件材料、零件材料的硬度、拉床型号。 ②渐开线花键拉刀结构设计

30度渐开线外花键尺寸计算

30°渐开线花键的设计计算已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 计算： 1、分度圆直径D：D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db：Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p：p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei：Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差：0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E：E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV：EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin：EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin：Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax：EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD：0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax： DFemax=2 ＝28.62 其中：Db=25.98 D=30 αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75 esV/tanαD=0 21、外花键小径基本尺寸Die：Die＝m(Z－1.5)＝28.125 22、外花键小径上偏差esV/tanαD：0 23、外花键小径公差：IT12－14。选IT12，公差值0.21 24、基本齿厚S：S=0.5πm=0.5π*1.25=1.963 25、作用齿厚最大值SVmax： SVmax＝S+esV=1.963+0＝1.963 26、实际齿厚最小值Smin： Smin＝SVmax－（Τ+λ）＝1.963－0.137＝1.826 27、实际齿厚最大值Smax：Smax＝SVmax－λ＝1.963-0.048＝1.915 28、作用齿厚最小值SVmin：SVmin＝Smin+λ＝1.826+0.048＝1.874 29、齿形裕度CF：CF＝0.1m＝0.1*1.25＝0.125 30、渐开线花键齿根圆弧最小曲率半径Rimin、Remin：

渐开线花键的计算

日产汽车类渐开线花键的计算 1985年以来我港从日本引进了多种类型的高效流动机械，在进口机械的维修和配件制造工作中，经常遇到渐开线花键的测绘工作。由于缺乏这方面的技术标准和资料，给测绘工作造成很大困难。为了解决这一难题，下面扼要介绍JISD2001日本汽车工业用渐开线标准的内容，供从事这一领域工作的技术人员参考。 一、基本参数和计算方法 1.基本参数(1)模数m:采用以下三个系列共15种模数(单位:毫米) (2)齿数Z:从6到40个(3)位移量x和压力角α:位移量X一般为0.8m，极少采用0.6m，0.633m，0.9m，0.967m。分度圆上的压力角α通常为20°。(4)基本齿形: 图1所示为花键轴的基本齿形 2.基本计算公式(1)公称直径:当x=0.8时，d=(Z+2)m当x≠0.8时，d=(Z +2x+0.4)m(2)孔的外径:①齿形定心和插孔时，D1=d+0.3m②齿形定心拉孔和外径定心时D2=d(3)轴的外径:①齿形定心时，d1=d-0.2m②外径定心时，d2=d(4)孔的内径:Dk=d-2m，(5)轴的内径:dr=d-2.4m，(6)分度圆直径: do=zm，(7)分度圆上的压力角:αo=20°(8)基圆直径:dj=docosα。(9)周节:to=πm.(10)基节:tj=tocosα。式中:α′1——轴用量棒中心压力角。U——测轴跨棒距用量棒直径。见图2②孔的跨棒距尺寸a1——孔用量棒中心压力角。式中:V——测孔跨棒距用量棒直径，见图2，u和V数值从表1可查得。图2中:V1——量棒削去后的尺寸，V1可从表1中查出。当m=1时的跨棒距可从表1中直接查得，将该数值乘以模数即是量值的公称尺寸。 (16)当x≠0.8时的跨棒距及有关数值从表2中查得。表2代号M′2，M′1，dP2，dV2和dP1见图3 注:带*者量棒直径用1.8667mm。n，K1与K2与模数无关。 3.定心方式、公差与配合(1)定心方式有齿形定心和外径定心两种。(2)配合种类分以下四种配合 ①自由配合，即有间隙配合。②滑动配合，一般为有较小间隙配合，也可能有较小过盈出现。③固定配合，一般有较小过盈，也可能有较小间隙。④压入配合:必有过盈，但外径定心不采用此种配合。以上四种配合是通过改变花键轴的尺寸实现的。配合级别根据定心方式和配合种类可从表3中查得。 (3)公差公差是借用日本圆柱齿轮公差标准(JISBO401)的符号及数值，直径公差见表4

渐开线花键计算公式

渐开线花键： 键齿在圆柱（或圆锥）面上且齿形为渐开线的花键称为渐开线花键。渐开线花键连接采用齿形定心，渐开线花键是花键的一种，而传递转矩的部件一般通过键和花键联接。普遍采用的是矩形花键和渐开线花键。渐开线花键应用日趋广泛。这是由于渐开线花键较矩形花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。 渐开线花键计算公式： 对于铣切花键工序，由于与其配合的主动齿轮靠大径过盈配合，过盈量0.006～0.013mm，小径有间隙，所以可采用通用三面刃铣刀或片铣刀对小径进行加工至近似圆弧。 加工过程按工步叙述如下： 1)零件装夹在卧铣分度头上，用半顶尖顶紧。 2)调整顶尖位置，外圆高度差≤0.01mm。 3)用百分表测定外圆跳动(≤0．05mm)。 4)按分度头的中心高度划出键宽中心线，转180°验证中心线(误差基本不变)。 5)留出磨花键键宽余量0.4mm，分别划出键宽为6.4mm的六等分键宽线。 6)将键宽中心线转过90°至最高点。

7)按键宽线用厚6mm的三面刃铣刀铣6个键宽一侧，工作台移动“键宽+刀宽”距离，铣另一侧。 8)转动分度头，对键槽进行逼近圆弧加工。 下文对加工结果作一分析和讨论： 1)侧面铣切时选用的通用三面刃铣刀要根据花键的具体参数及三面刃铣刀的规格来决定。设三面刃铣刀的宽度为B，应满足：B<2hcos(180°/N)(1) 式中：h——每个键槽上小径的宽度； N——花键的键数。 铣刀宽度B的值不能过大，以免铣切键槽的另一侧。其中h值可用下式计算： h≈(πd-NL)/N(2) 式中：d——花键小径； L——留有磨削花键键侧余量的花键键宽。 将(2)式代入(1)式，即有 B<((πd-NL)/(N/2))*cos(180°/N)(3) 2)修正小径应根据h选定三面刃铣刀或片铣刀，加工成近似圆弧。 3)若以小径定心，则需留出直径磨量0.2～0．3mm。 4)用三面刃铣刀及片铣刀加工花键，能满足设计要求，降低制造成本，提高中、小批量生产的效率。

ANSI B92.1-1970(R1993) SAE美国渐开线花键-中文翻译完整版0429

翻译：朱晓峰节选至《美国机械工程师手册》第28版，有错之处，请指正。 SPLINES AND SERRATIONS A splined shaft is one having a series of parallel keys formed integrally with the shaft and mating with corresponding grooves cut in a hub or fitting; this arrangement is in contrast to a shaft having a series of keys or feathers fitted into slots cut into the shaft. The latter construction weakens the shaft to a considerable degree because of the slots cut into it and consequently, reduces its torque-transmitting capacity. 花键轴是一种具有“一系列相互平行的齿、并且齿与轴整体成型”的轴，它与在轮毂上或者装配体上开的键槽相配合。这种装置与“在轴上开槽并且与一组销子或者楔键相配合”的结构相反。后者的结构由于在轴上开槽大大降低了轴（的强度），降低了传递扭矩的能力。 Splined shafts are most generally used in three types of applications: 1 ) for coupling shafts when relatively heavy torques are to be transmitted without slippage; 2) for transmitting power to slidably-mounted or permanently-fixed gears, pulleys, and other rotating members; and 3) for attaching parts that may require removal for indexing or change in angular position. 花键轴主要用在以下三种情况：1）需要在无滑动的联轴器上传递大的扭矩；2）用于向“可滑动的装配组件”或者“固定装配的齿轮组或滑轮副”传递动力，3）用于“要求指定滑移量或转角位置”的配件上。 译注A1：“slidably-mounted”例如球笼式等速万向节，万向节同时能转动一定角度；“ermanently-fixed gears”例如齿轮变速箱。（凡是带“译注”的，表示译者的理解，下同） Splines having straight-sided teeth have been used in many applications (see SAE Parallel Side Splines for Soft Broached Holes in Fittings); however, the use of splines with teeth of involute profile has steadily increased since 1) involute spline couplings have greater torque-transmitting capacity than any other type; 2) they can be produced by the same techniques and equipment as is used to cut gears; and 3) they have a self-centering action under load even when there is backlash between mating members. 具有“直边式齿形”的花键已经适用于多种场合（请查看“用于软拉削加工成型的直边式花键”）；然而，“齿侧具有渐开线形状的花键”的使用正在逐步的增长，原因如下：1）渐开线花键传递扭矩的性能超过其他形式；2）可用加工齿轮的技术或设备来加工；3）在齿和外齿配合情况下产生的反作用力具有自定心功能。 译注A2：“Parallel Side Splines”指的是矩形花键，文中翻译成“直边式花键”，见《GB/T 1144 矩形花键尺寸、公差和检验》； 译注A3：“SAE Parallel Side Splines for Soft Broached Holes in Fittings”指SAE J499A，一种类似GB/T 1144的标准。 Involute Splines American National Standard Involute Splines*.— These splines or multiple keys are similar in form to internal and external involute gears. The general practice is to form the external splines either by hobbing, rolling, or on a gear shaper, and internal splines either by broaching or on a gear shaper. The internal spline is held to basic dimensions and the external spline is varied to control the fit. Involute splines have maximum strength at the base, can be accurately spaced and are self-centering, thus equalizing the bearing and stresses, and they can be measured and fitted accurately. 美国渐开线标准：这种花键的成型和齿轮的外花键类似。通常的成型加工方法是外花键用滚铣刀、搓齿或插齿刀，花键用拉削、齿轮插齿刀。花键的尺寸是固定的，外花键根据不同的配合采用不同的尺寸。渐开线花键在近跟处有最大的强度，（键齿）能精确分布和自定心，这样就有相同的支撑力和应力，同时能准确地配合和测量。 译注A4：花键尺寸不变，外花键变，原理等同于基孔制。 In American National Standard ANSI B92.1-1970 (R 1993), many features of the 1960

花键的画法

1 花键的画法及其尺寸标注 1.1 矩形花键的画法 1.1.1 外花键：在平行于花键轴线的投影面的视图中，大径用粗实线、小径用细实线绘制，并用剖面画出一部分或全部齿形(图1)。 1.1.2 内花键：在平行于花键轴线的投影面的剖视图中，大径及小径均用粗实线绘制，并用局部视图画出一部分或全部齿形(图2)。 1.1.3 花键工作长度的终止端和尾部长度的末端均用细实线绘制，并与轴线垂直，尾部则画成斜线，其倾斜角度一般与轴线成30°(图1)，必要时，可按实际情况画出。 1.1.4 外花键局部剖视的画法见图3；垂直于花键轴线的投影面的视图按图4绘制。 国家标准局1984-07-11发布 1985-07-01实施

1.2 矩形花键的尺寸标注 1.2.1 大径、小径及键宽采有一般尺寸标注时，其注法如图1、图2所示。采用有关标准规定的花键代号标注时，其注法如图3所示。 1.2.2 花键长度应采用下列三种形式之一标注： a.标注工作长度(图1、2、5)； b.标注工作长度及尾部长度(图6)； c.标注工作长度及全长(图7)。

1.3 渐开线花键的画法如图8。 分度圆及分度线用点划线绘制。 2 花键联结的画法及代号标注 2.1 花键联结用剖视表示时，其联结部分按外花键的画法，见图9、图10。

2.2 需要时，可在花键联结图中标注相应的花键代号。 矩形花键代号的注法如图9所示。 渐开线花键代号的注法如图10所示。 在花键联结图中应按有关标准的规定标注花键代号。 * 花键的标注： 键数（N）、小径（d）、大径（D）、键宽（B）、国标 * 以矩形花键为例： 内花键6×23H7×26H10×6H11 GB/T1144—2001 外花键6×23f7×26a11×6d10 GB/T1144—2001 花键副6×23H7/f7×26H10/a11×6H11/d10 GB/T1144—2001 花键的标注方法有两种： o 方法一、分别标出N、d、D、B； o 方法二、用指引线引出标注

ANSI B92.1-1970(R1993) SAE美国渐开线花键-中文翻译完整版

SPLINES AND SERRATIONS A splined shaft is one having a series of parallel keys formed integrally with the shaft and mating with corresponding grooves cut in a hub or fitting; this arrangement is in contrast to a shaft having a series of keys or feathers fitted into slots cut into the shaft. The latter construction weakens the shaft to a considerable degree because of the slots cut into it and consequently, reduces its torque-transmitting capacity. 花键轴是一种具有“一系列相互平行的齿、并且齿与轴整体成型”的轴，它与在轮毂上或者装配体上开的键槽相配合。这种装置与“在轴上开槽并且与一组销子或者楔键相配合”的结构相反。后者的结构由于在轴上开槽大大降低了轴（的强度），降低了传递扭矩的能力。 Splined shafts are most generally used in three types of applications: 1 ) for coupling shafts when relatively heavy torques are to be transmitted without slippage; 2) for transmitting power to slidably-mounted or permanently-fixed gears, pulleys, and other rotating members; and 3) for attaching parts that may require removal for indexing or change in angular position. 花键轴主要用在以下三种情况：1）需要在无滑动的联轴器上传递大的扭矩；2）用于向“可滑动的装配组件”或者“固定装配的齿轮组或滑轮副”传递动力，3）用于“要求指定滑移量或转角位置”的配件上。 译注A1：“slidably-mounted”例如球笼式等速万向节，万向节同时能转动一定角度；“ermanently-fixed gears”例如齿轮变速箱。（凡是带“译注”的，表示译者的理解，下同） Splines having straight-sided teeth have been used in many applications (see SAE Parallel Side Splines for Soft Broached Holes in Fittings); however, the use of splines with teeth of involute profile has steadily increased since 1) involute spline couplings have greater torque-transmitting capacity than any other type; 2) they can be produced by the same techniques and equipment as is used to cut gears; and 3) they have a self-centering action under load even when there is backlash between mating members. 具有“直边式齿形”的花键已经适用于多种场合（请查看“用于软拉削加工成型的直边式花键”）；然而，“齿侧具有渐开线形状的花键”的使用正在逐步的增长，原因如下：1）渐开线花键传递扭矩的性能超过其他形式；2）可用加工齿轮的技术或设备来加工；3）在内齿和外齿配合情况下产生的反作用力具有自定心功能。 译注A2：“Parallel Side Splines”指的是矩形花键，文中翻译成“直边式花键”，见《GB/T 1144 矩形花键尺寸、公差和检验》； 译注A3：“SAE Parallel Side Splines for Soft Broached Holes in Fittings”指SAE J499A，一种类似GB/T 1144的标准。 Involute Splines American National Standard Involute Splines*.— These splines or multiple keys are similar in form to internal and external involute gears. The general practice is to form the external splines either by hobbing, rolling, or on a gear shaper, and internal splines either by broaching or on a gear shaper. The internal spline is held to basic dimensions and the external spline is varied to control the fit. Involute splines have maximum strength at the base, can be accurately spaced and are self-centering, thus equalizing the bearing and stresses, and they can be measured and fitted accurately. 美国渐开线标准：这种花键的成型和齿轮的内外花键类似。通常的成型加工方法是外花键用滚铣刀、搓齿或插齿刀，内花键用拉削、齿轮插齿刀。内花键的尺寸是固定的，外花键根据不同的配合采用不同的尺寸。渐开线花键在近跟处有最大的强度，（键齿）能精确分布和自定心，这样就有相同的支撑力和应力，同时能准确地配合和测量。 译注A4：内花键尺寸不变，外花键变，原理等同于基孔制。 In American National Standard ANSI B92.1-1970 (R 1993), many features of the 1960 standard are retained; plus the addition of three tolerance classes, for a total of four. The term

花键的分类与区别教学教材

由于花键联接传动具有触面积大、承载能力高、定心性能和导向性能好，键槽浅、应力集中小，对轴和毂的强度削弱小，同时结构紧凑等优点，因此，常应用于传递较大的转矩和定心精度要求高的静联接和动联接。 1 花键的类别、特点与应用 按花键齿的形状可分为角形花键和渐开线花键两大类。在角形花键中又可分为矩形花键和三角形花键。从目前应用来看，渐开线花键最多，其次是矩形花键，在装卸工具上用三角形花键居多。 1.1 矩形花键 加工方便，可用磨削方法获得较高的精度，但内花键通常要用花键拉刀，对于不通孔的花键就无法加工，只好用插削加工，精度较低。目前中国、日本、德国有关标准如下:中国GB1144-87：日本JIS B1601-85：德国SN742( 德国SMS厂标)：美国WEAN公司六槽矩形花键标准。 1.2 渐开线花键 齿廓为渐开线，受载时轮齿上有径向分力，能起自动定心作用，使各齿承载均匀，强度高，寿命长。加工工艺与齿轮相同，刀具比较经济，易获得较高精度和互换性。用于载荷较大、定心精度要求较高，以及尺寸较大的联接。应用较广，国内外主要标准如下:中国GB/T3478.1-1999(替代GB3478.1-83)，等效ISO4156-1981：日本JIS B1602-1992、

JIS D2001-1977：德国DIN5480、DIN5482：美国 AN-SIB92.1a。 1.3 三角花键 内花键齿形为三角形，外花键齿廓为压力角等于45°的渐开线，加工方便，齿细小、且较多，便于机构的调整与装配，对于轴和毂的：削弱为最小。多用于轻载和直径小的静联接，特别适用于轴与薄壁零件的联接。主要标准有:日本JIS B1602-1991：德国DIN5481。 2 中国与主要工业国家的矩形花键标准 我国现颁布的矩形花键标准，有的与日本的矩形花键类似，有的与德国的矩形花键完全相同，但与美国的英制矩形花键相差较大，在引进设备时，应如何选择合适的配合与定心，应持谨慎态度，摸清原标准与要求，以免造成不必要的经济损失。各国矩形花键标准对照见表1。 3 中国与主要工业国家的渐开线花键标准 目前国外大多数的渐开线花键与我国标准均不相同。即使在同一国家内，同样是渐开线花键其标准也不相同。如德国的渐开线花键就有DIN5480及DIN5482两种。在日本有JIS B1602及JIS D2001。在我国有压力角α=30°、 α=37.5°、α=45°三种。有的采用模数制和径节制，有的国家采用双模数制或双径节制。 各国渐开线花键标准主要技术参数如表2所列。

画渐开线花键的方法

齿轮的加工一般是仿型铣，就是一个蜗杆状的道具切割，虽然在SW中可以用这样的方式生成，但如果不是用于运动分析就没必要这样做，本题因为要手工制作齿轮，所以仍然要把轮廓画出来，以方便打印成1:1图纸，然后描在木板等毛坯料上手工切割出齿轮。 思路：1、先生成齿根圆以内的部分，这个容易，画个圆拉伸下就行了。 2、生成一个齿，这个的难点主要在于渐开线的绘制。渐开线可以用SW中方程式驱动的曲线来绘制，但是SW中给出的方程是垂直坐标系，而教科书上给的是极坐标系。这个转化还是很简单的啦。 渐开线的极坐标方程： R=r/cosα，θ=tanα–α，这里R是极坐标中的曲线上任意一点的半径，θ是任意一点的角度，α是圆形成渐开线时展开的角度，r是基圆半径，很容易理解的。 转化成垂直坐标系也很容易的。任意一点的X=R*sinθ，Y=R*cosθ。带入公式就得，这个α就是SW中的参数t，带入公式得： X=r/cos(t)*sin(tan(t)-t) Y= r/cos(t)*cos(tan(t)-t) 很简单吧。 有了渐开线，根据齿厚和齿顶圆分度圆等数值就能生成一个齿了。 3、根据预先计算好的齿数阵列。 步骤一： 准备工作，首先根据教科书计算各种参数，模数、齿数、分度圆直径等根据需要预先设定，其中模数非常重要，可以根据计算出来的齿厚略微调整。根据教科书用excel计算很方便。 本例以下表大齿轮为例。

步骤2：生成齿根圆以内的毛坯：

步骤3：制作1个齿 1：在前视基准面上绘制草图，点击方程式驱动的曲线，按图输入方程式及参数，右侧就出现渐开线预览画面，因为t是弧度，所以大概设定区间是0至1。

30°渐开线花键的设计计算(实例计算)

30°渐开线花键的设计计算 机械产品设计2010-10-27 12:50:56 阅读20 评论0 字号：大中小订阅 30°渐开线花键的设 30°渐开线花键的设计计算 2010-07-22 16:29 已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 1、分度圆直径D： D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db： Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p： p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei： Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差： 0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E： E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV： EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin： EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin： Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax： EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD： 0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax= mz/2*√3+（1-4.8/z)*（1-4.8/z) DFemax=2 ＝28.62 其中：Db=25.98 D=30αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75 esV/tanαD=0 21、外花键小径基本尺寸Die： Die＝m(Z－1.5)＝28.125 22、外花键小径上偏差esV/tanαD：0 23、外花键小径公差：IT12－14。选IT12，公差值0.21 24、基本齿厚S：S=0.5πm=0.5π*1.25=1.963 25、作用齿厚最大值SVmax： SVmax＝S+esV=1.963+0＝1.963

美国渐开线花键的检测PDF

第二部分花键的检测 15目的和范围 这部分内容介绍花键的检测。尺寸规格的一致性保证所需要的配合，和互换性装配，标志有REF的尺寸不需要被检测控制。这个基本原则对所有类型的花键都适用。 15.1检测方法 15.1.1花键量规用于例行检查生产零部件。 15.1.2分析检查通常用于检查个体的尺寸和公差，可能会被需要。 A- 为了补充检查计，例如，NOT GO 复合量规，取代，NOT GO 部分量规，和公差必须被控制， B- 为了评价被量规拒绝的部分 C- 原型元件或者short runs 没有运行的时候。 D- 为了补充量规的检测的个体差异，必须限定这个公差的一大部分，这个公差是在最小材料实际尺寸和最大材料有效尺寸。 16量规检测。 见图11，说明了变化的齿槽宽和齿厚极限之间的关系，和用于检测的主要形式的量规。 16.1量规的种类 16.1.1 复合花键量规有一个完整的齿形。 16.1.2 分段式花键量规量具，有两种截然相反的齿形。 16.1.3 分段式花键塞规，每段只有连个牙形。通常被称为桨式量规。 16.1.4分段式环规只有两个牙型在每段上，叫卡环规。 16.1.5 渐进式量规：是一种包含两种或者多种相邻段的不同的检测功能。渐进式的 GO量规是量规的物理组合，检测连续的第一组功能，或者他们之间的联系的另一种功能。 16．2 通规和止规 16.2.1 通规用于检测最大的材料条件，（包括最大外尺寸，最小内尺寸），它们经常 用于检测个体的尺寸，或者两个或者多个功能尺寸之间的关系，他们控制着最小的松弛，或最大的干涉。

16.2．2 止规通常被用于检测最小材料条件，（最小外尺寸和最大内尺寸），因此可 以控制最大松弛度和最小干涉。除非另有约定，止规不能通过的零件，才算合格的。止规只能检测一个尺寸。检测多个是行不通的，只能导致失败，即使只有一个外部尺寸被限制。在此情况下的所有尺寸在外边的限制，他们的关系可能是如允许接受。 16.3有效和实际尺寸 16.3.1 有效尺寸有效齿槽宽和有效齿厚，被检测通过综合量规检测。 16.3.2 实际尺寸这个实际齿槽宽，和实际齿厚，被检测通过分段式式塞规，和环规，或者通过量棒。 16.4 功能和表的选择。产品图纸通常遵守表4中的方法。需要对于内部的元素，来控制： A- 最大实际齿槽宽 B- 最小有效齿槽宽 对于外部的，控制： C- 最大有效齿厚 D-最小实际齿厚 复合通规和分段式止规被需要。这种复合的量规控制着最小有效间隙和核对机械公差的大小，还有有效公差。 16.4.1 实际齿槽宽或者实际齿厚的界限被REF标记，在表4中的B方法，最大和最小有效齿槽宽和有效齿厚，也是需要控制的尺寸。这些尺寸需要复合的止规和通规，来控制最大和最小的有效间隙，但是不控制有效公差。 16.5 齿侧配合和大径配合的量规。相同形式的量规通常被用于检测这些配合除了下面的。还有，大径配合花键需要检测大径的量规，齿侧配合不需要这些。 16.5.1 齿侧配合复合通规，检测最小有效齿槽宽或者最大有效齿厚，和形圆直径。 16.5.2 大径配合复合通规，检测和齿侧配合复合通规一直的特征，还检测节圆和大径圆的同心度，还有内花键的大径区域。 16.5.3 标准中的量规不控制外花键大径的倒角。独立的检测或者特殊的量规被需要。 16.6 45度压力角渐开线花键，这个量规是根据渐开线花键的牙型制造的，即使这部分由随机的直侧形状。 16.7 量棒测量的公差 表70 表明了机械制造的合理公差，这些公差是量规齿厚和齿槽宽的。跨棒距应该在这些公差上计算，精度应达到小数点后面五位有效数字。在这种情况下需要一个更高的量规公差，这将成为购买者和量规供应商之间的一个协议。 17量规半成品（Gage Blanks） 17.1 标准半成品：有或者没有内部引导的被查到在CS8 17.1.1 引导为了量规更容易的进入，但是引导没有量规功能，内部引导在切花键牙型时 可以被切出来。锥形塞规没有先导。 17.2 校正量规半成品这些半成品很有用当啮合长度比标准长度大时，量规长为啮合 长的75%时正合适。 18 内花键量规 18.1 复合通齿侧配合塞规：它检测最小有效齿槽宽和形圆直径。它分清大径圆和小径圆。

渐开线花键参数标注

渐开线内（外）花键参数标注参考资料 在审查产品设计图纸的过程中，发现每位设计师对渐开线花键参数和检验方法的理解不同，在产品设计中采用的标注方法也有所不同，而且有一些不正确的地方。为此，在现行的渐开线花键参数表的基础上，参考了渐开线花键标准应用手册，编写了《渐开线内（外）花键参数在产品图中标注参考资料》。既能为设计师们在标注渐开线花键参数时提供方便，又能使在产品图纸中对渐开线花键参数的标注方法取得一致。不过，“下马伊始”就乱讲，难免错误和不当，请提宝贵意见。 在产品图纸中标注渐开线花键参数的建议： 1.由于渐开线内花键和外花键的有些参数在标注内容上有较大的区别，故建议在标 注内花键或外花键时使用两种不同的表格。 2.渐开线内（外）花键参数表的边框也采用细实线，与尺寸界限和尺寸线使用相同的线型。 3.对于内花键： 小径Dii的尺寸及其偏差标注在图形上； 大径Dei（当大径定心时除外）、分度圆直径D和齿根圆弧最小曲率半径Rimin等的尺寸标注在内花键参数表中，其偏差不必标注，由工艺保证。 4.内花键小径Dii的极限偏差（非定心直径时） 摘自GB/T 3478.1—1995 内花键小径Dii的偏差单位：μm 模数 m 0.25～0.75 1.00～1.75 2.00～10.00 直径Dii mm H10 H11 H12 ＞6～10 +58 +90 ＞10～18 +70 +110 +180 ＞18～30 +84 +130 +210 ＞30～50 +100 +160 +250 ＞50～80 +120 +190 +300 ＞80～120 +220 +350 ＞120～180 +250 +400