花键连接的强度计算

2014-09-03 14:07 作者:管理员11 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:花键连接的强度计算 1通用简单算法 此法适用于矩形花键和渐开线花键。 花键连接的类型和尺寸通常根据被连接件的结构 特点,使用要求和工作条件选择。为避免键齿工作表 面压演(静连接)或过度磨损(动连接),应进行必 要的强度校核计算,计算公式 2矩形花键承载

花键连接的强度计算
1通用简单算法
    此法适用于矩形花键和渐开线花键。
    花键连接的类型和尺寸通常根据被连接件的结构
特点,使用要求和工作条件选择。为避免键齿工作表
面压演(静连接)或过度磨损(动连接),应进行必
要的强度校核计算,计算公式

花键连接的许用挤压应力,许用压强
2矩形花键承载能力计算(精确算法)
    GB/T17855-1999《花键承载能力计算方法》
规定了矩形花键承载能力计算的主要内容,包括:花
键受载分析、系数的确定和齿面接触强度、齿根抗夸
强度、齿根抗剪强度、齿面耐磨损能力的计算方法及
外花键扭转与弯曲承载能力计算方法等内容。
    (1)常见的失效形式(表5.3-12)
    (2)承载能力计算
    在产品设计时,应根据花键零件的具体结构、受
力状态、材料热处理及硬度、精度等级等情况,选择
上述内容的全部或部分进行花键承载能力计算。
    1)术语与代号在花键承载能力计算中采用的
术语和代号见表5. 3-13 0
    2)受力分析
    a)无载荷 对于无误差的花键连接,在其无载
荷状态时(不计自重,下同),内、外花键各齿的中’
心线(或对称面)是重合的。键齿两侧间隙相等,
均为作用侧隙之半,见图5. 3-10a。
花键常见的失效形式
术语、代号及说明1
术语、代号及说明2
    b)受纯转矩载荷 对无误差的花键连接,在其
只传递转矩T而无压轴力F时,同侧的各齿面在转
矩的作用下,彼此接触、作用侧隙相等,内、外花键
的两轴线仍是同轴的,见图5.3-10b。所有键齿承受
同样大小的载荷,见图5.3-11。
    c)受纯压轴力载荷 对无误差的花键连接,在
只承受压轴力F不受转矩T时,内、外花健的两轴
线出现一个相对位移盘e0(见图5.3-10c)。当花键
副回转时,各键齿两侧面所受载荷的大小按图5.3-12
周期性变化。此时,花键副容易磨损。
    d)受转矩和压轴力两种载荷
    对无误差的花键连接,在其承受转矩T和压轴力
F两种载荷时,内、外花键的相对位里和各键齿所受
载荷的大小和方向,决定于所受转矩T和压轴力F
的大小及两者的比例。
    当花键副所受的载荷主要是转矩T,压轴力F是
次要的或很小时,该花键副回转后,各键齿两侧面的
受力状态发生周期性变化,见图5.3-13。
    当花键副所受的载荷主要是压轴力F,转矩了是
次要的或很小时,该花健副回转后,各键齿两侧面受
力状态发生周性变化,见图5.3-14。在这种情况下,
花键副也容易磨损。
内、外渐开线花键的相对位置
只传递转矩T无压轴力F时的载荷分配
只承受压轴力F而无转矩T时
同时承受转矩T和压轴力F,转矩T占优势时的载荷分配
    3)花键承载能力计算中的系数
    a)使用系数K1,使用系数K1主要考虑由于传动
系统外部因素引起的动力过载影响的系数。
    该系数可以通过精密测量获得,也可经过对全系
统分析后确定。在上述方法不能实现时,可参考表
5.3-14取值。
    b)齿侧间隙系数凡当花键副承受压轴力F作
用时,其各键齿的受力状态将失去均匀性。因花键侧
隙发生变化,内、外花键的两轴线将出现一个位移量
e0,见图5.3-10c。该位移最会影响花键的承载能力。
这一形响用齿侧间隙系数K1予以考虑。对小径定心
的矩形花键,可取K2=1.1~2.0。
使用系数K1
注:1.均匀平稳的原动机:电动机、蒸汽机、燃气轮
      机等;
    2.轻徽冲击的原动机;多缸内燃机等;
    3.中等冲击的原动机:单缸内嫩机等;
    4.均匀平稳的工作机:电动机、带式输送机、通
      风机、透平压缩机、均匀密度材料搅拌机等;
    5.中等冲击的工作机:机床主传动、非均匀密度材料
      搅拌机、多缸柱塞泵、航空或舰船螺旋桨等;
    6.严重冲击的工作机:冲床、剪床、轧机、钻机等。
    当压轴力较小、花键副精度较高时,可取凡K2=1.1
~3.0;当压轴力较大、花键副精度较低时,可取K2二
2.0~3.0;当压轴力为零时(只承受转矩),K2=1.0。
    。)分配系数K3花键副的内花键和外花键的两
轴线在同轴状态下,由于花键位置度误差(键齿等
分度误差、对称度误差)的影响,使各键齿所受载
荷不同。这种影响用分配系数K3予以考虑。
    符合GB/T1144标准规定的精密传动用的矩形花
键,K3=1.1~1.2;符合该标准规定的一般用途的矩
形花键,K3=1.3~1.6。对于经过磨合,各键齿均可
参与工作,且受载荷基本相同的花键副,取凡K3=1.0。
    d)轴向偏载系数K4 由于花键侧面对轴线的平
行度误差、安装后的同轴度误差和受载后的扭转变
形,使键齿沿轴向所受载荷不均匀。用轴向偏载系数
K4予以考虑。其值可从表5.3-15中选取。
    对磨合后的花键副,各键齿沿轴向载荷分布基本
相同时,可取K4=1.0。
    当花键精度较高、花键结合长度l和平均圆直径
dm较小时,表5.3-15中的轴向偏载系数K4取较小
值,反之取较大值。
    4)计算公式矩形花键承载能力计算公式见表
5.3-16。


轴向偏载系数K4

计算公式1
计算公式2




(责任编辑:laugh521521)
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