矩形花键的主要尺寸有大径D、小径d、键宽（键槽宽）B，如图8-18所示。GB/T 1144—2001《矩形花键尺寸、公差和检验》规定了矩形花键连接的尺寸系列、定心方式和公差与配合、标注方法及检测规则。键数N规定为偶数，有6、8、10三种，以便于加工和检测。按承载能力的不同，对基本尺寸分为轻系列和中系列两种规格，同一小径的轻系列和中系列的键数相同，键宽（键槽宽）也相同，仅仅大径不相同，见附表30。
图8-18 矩形花键的主要尺寸
矩形花键主要尺寸的公差与配合是根据花键连接的使用要求规定的。花键连接的使用要求包括内、外花键的定心要求，键侧面与键槽侧面接触均匀的要求，装配后是否需要做轴向相对运动的要求，强度和耐磨性要求等。
矩形花键连接的使用要求和互换性是由内、外花键的小径d、大径D、键和键槽宽b三个主要尺寸的配合精度保证的。但是，若要求三个尺寸同时配合得很精确是相当困难的,也没有必要。GB/T 1144—2001规定了矩形花键连接采用小径定心。这是因为随着科学技术的发展，现代工业对机械零件的质量要求不断提高，对花键连接的机械强度、硬度、耐磨性和精度的要求都提高了。为了保证定心表面的精度要求，经过热处理（通常是淬火）来提高硬度和耐磨性后的内、外花键需要进行磨削加工。从加工工艺性看，小径便于磨削，通过磨削可以达到高精度要求。所以矩形花键连接采用小径定心可以获得更高的定心精度，并能保证和提高花键的表面质量。而非定心直径表面有相当大的间隙，来保证它们不接触。键与键槽两侧面的宽度B应具有足够的精度，因为它们要传递转矩和导向。
