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渐开线花键

2022-11-21 08:43:14 百科

bm1c1pfxewo.jpg渐开线花键

齿在圆柱面(或圆锥面)上,齿廓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。

基本中文名介绍:渐开线花键mbth:渐开线花键类别:机械术语花键:分为矩形花键和渐开线花键连接线:齿形定心位于:圆柱形或圆锥形花键和渐开线花键。渐开线花键是花键的一种,传递扭矩的部件一般由键和花键连接。常用的有矩形花键和渐开线花键。渐开线花键的优点渐开线花键应用广泛。这是因为渐开线花键比矩形花键有很多优点,比如齿数多,齿端和齿根较粗,承载能力强,容易自定心,安装精度高。在外形尺寸相同的情况下,花键小直径大,有利于增加轴的刚度。渐开线花键易于采用冷搓、冷打、冷挤压等无屑加工方法,生产效率高,精度高,节省材料。渐开线花键的基本参数包括规格、模数、齿数、压力角和变位系数(标称值)。定心花键孔和花键轴之间的定心方法是指在直径方向上的间隙被设定为最小的位置。包括齿面定位、大直径定位和小直径定位。配合量配合量是指指定心脏部位的干涉或间隙状态,包括间隙、中间配合和干涉。基本参数的确定从现有规范中选择合适的参数可以节省时间并防止错过讨论。合适的参数值可以避免表面压溃(静联接)和过度磨损(动联接)等强度校核计算(简单计算法),或者花键承载能力校核计算(精确计算法)。一般可以直接使用规范值的参数值。现有规范参数特点1)GB规范(ISO):压力角符号为M,压力角系列为30、37.5(模数0.5 ~ 10)、45(模数0.25 ~ 2.5),成为系数0。2)旧JIS规格:压力角符号M,压力角20(模数0.8)。3)NES规格(参考):压力角符号M,压力角30(模数约0.5)。4)SAE规范:压力角符号DP,压力角30(模数0)。参数补充特征1)花键压力角大,键齿强度就大。周向力相同时,压力角大的正压也会大,所以摩擦力也会大。在选择压力角时,应考虑元件的工作特性,如有无滑动或浮动,匹配性能和工艺方法等。2)加工精密刀具和检具时,即使使用规格参数,也需要制作所有特殊零件。从这个角度来说,没有必要保证规格参数。定心和配合量的确定方法定心确定根据花键所用零件的功能确定定心的类型。花键加工后需要热处理的零件会产生热变形,所以需要把间隙做得大一些。作为减小这种间隙的一种方法,可以对大直径(或小直径)进行磨削,使大直径定位(或小直径定位)。精度顺序一般是“齿面定位、大直径定位、小直径定位”,磨点越多越好。下面是几种常见的组合。1)轴类零件:采用大直径定位时,建议在大直径处磨削;采用小直径定位时,建议在小直径处磨削。2)孔类零件:建议采用小直径定位,在小直径位置研磨。注意:使用小直径定位时,很难保证轴的小直径磨削直径与齿面PCD的同轴度。齿面间隙小时,装配会很困难,一定要注意。确定了配合零件的加工方法和公差等级。1)拉刀加工:适用于孔类零件,公差IT7。2)滚齿:适用于轴类零件,公差IT10。3)插齿:适用于孔和轴类零件,公差IT10。4)激光切割:适用于孔、轴类零件(薄零件),公差IT10,一般不用于批量生产。5)热处理:适用于孔和轴

2)当齿底形状为平底/圆底时,如无特殊要求,可设为平底。原因是轴的扭转强度与齿底圆角无关。花键直径越大,强度越强,所以最好选择直径较大的平底。对于孔,如果采用大直径定位,必须做成平底。即使一开始不采用大直径定位,为了以后在共享拉刀的产品上实现大直径定位,也需要提前做平底(这种情况下提前加公差)。3)齿顶加倒角,齿根加圆角。齿顶倒角的原因有:防止齿面凸起/避免齿根圆角等。但在倒锥的换挡啮合齿的轴向,为了避免齿面接触面积的损失,齿顶没有加倒角。齿根圆角是为了延长刀具寿命,缓解应力集中。4)特别注意花键齿面加工的退刀部分上的毛刺和飞边。5)原则上花键加工面的粗糙度(磨削除外)应设定为Ra=2.5m m .渐开线花键联接的工作特性渐开线花键联接的工作特性主要取决于齿圈的同轴度。当两个齿圈的轴线重合时,齿的圆柱渐开线表面等距,因为它们形成在同一基圆上。这样,当扭矩作用时,所有的工作齿廓点接触,而不考虑齿间的初始间隙。非工作齿廓之间的所有点具有相同的法向间隙jn,如果两个齿圈的轴线平行偏移一个值,花键联接的工作特性和轮齿的接触状态将发生剧烈变化。渐开线花键联接的磨损特征和损伤形貌花键联接的寿命和承载能力受两种根本不同的过程影响:一方面,齿的磨损以及随之而来的啮合区间隙和偏心度的增大;另一方面,受缺口的影响,动载荷会引起疲劳断裂。典型的磨损形态如图3所示。在实际应用中,侧定心花键的损坏大部分可以归结为磨损,有时磨损会导致齿根应力集中增大,成为疲劳损坏的主要原因。wt5cqm3rtlo.jpg损坏内外花键轴线不同造成的轮齿磨损沿轮齿高度和长度不均匀。当被连接零件的花键有径向偏差时,在工作初期只有外花键工作面的上齿面和内花键的下齿面磨损,连续工作时逐渐发展到全齿进入全深度。此时,由于“齿边效应”,纵向不均匀磨损只发生在齿边部分。如果连接部件的花键在齿面上进行整体热处理或化学热处理,那么由于齿的磨损,两个部件的齿的纵向宏观形状在工作一段时间后为对称的鼓形。当花键上同时存在径向位移和挠度时,在工作的初始阶段,花键齿边缘发生磨损,同时花键外齿顶和花键内齿根发生磨损,接触区域逐渐扩展到齿的整个长度和高度。刚开始工作时,牙齿的磨损速度是最高的。随着实际接触面积的增加,牙齿的磨损速度逐渐降低。当齿的接触面积达到最大可能值时,齿的磨损速度随着齿硬度沿深度方向的降低而逐渐增大。磨损机理花键连接的磨损是由于两个接触面之间的反复摩擦,接触中的微体积受到反复的循环载荷,导致颗粒因疲劳而脱落,在摩擦学中称为疲劳磨损。花键磨损原则上可分为三个阶段:磨合阶段、稳定磨损阶段和严重磨损阶段。提高花键连接耐磨性的措施为了防止渐开线花键的磨损失效,除了按上述要求计算渐开线花键的强度和寿命外,在设计时还应采取减少磨损的措施。渐开线花键c失效案例综述

控制内外花键联接的偏角内外花键联接的偏角会减少同时承载的齿数,增加接触应力,还会导致花键齿对之间的滑动摩擦。因此,在设计中应尽可能减小装配误差,以保证内外花键连接的同轴度。改进后的润滑试验表明,在接触区注入润滑剂会使摩擦系数降低1/2 ~ 1/3,摩擦损失降低到1/10甚至1/100。如果以延长使用寿命为目标,本质上油脂润滑并不能起到积极的作用。图6显示了不同润滑条件对花键磨损寿命的影响。在中等扭矩范围内,由于润滑材料粘在磨损颗粒上,磨损颗粒只是起到金刚砂的作用,会缩短使用寿命。只有油润滑才能对提高使用寿命起到显著的作用,因为除了摩擦特性之外,特别重要的是润滑油能冲走磨损颗粒。因此。硬化渐开线花键齿面硬化可以改善其磨损特性,但由于淬火变形,会对载荷分布产生不利影响,因此需要对硬化连接进行精加工。对于因结构限制而无法精加工的花键,建议表面氮化。对一些无法磨削的小尺寸花键表面进行渗碳处理是不合理的,而且很可能由于载荷分布不均匀导致花键在工作过程中出现早期磨损失效。增加齿数在花键弯曲疲劳强度满足要求的情况下,尽量增加齿数,降低模数,可以增加轴承齿数,降低齿面接触应力,减少磨损。某产品传动轴的花键设计得到了充分体现。本产品花键采用32/64直径可控花键(相当于模数0.8mm)。在相同的分度圆直径下,与模数为2mm的花键相比,耐磨性大大提高。在表面增加镀层,往往是在花键表面镀铜,以降低和提高耐磨性。国外开发了一种具有良好耐磨性的特殊尼龙涂层。使用这种涂层可以阻尼振动,使工作面上的载荷更加均匀,从而降低花键联接的工作应力,改善磨损情况。选择合理的齿隙。工作时,活动花键连接允许一个零件相对于另一个零件有一定的角位移和轴向位移。此时花键连接需要一定的侧隙,这样花键端部才不会卡在要求的角位移内。在保证连接线工作能力的情况下,花键长度应尽可能小。如果花键长度太长,由于齿向误差,载荷沿齿长的不均匀分布会增加。实际不采用l/d1.2比例的花接。在某些情况下,当花键长度足够长时,为了提高载荷沿齿长分布的均匀性,根据轴在扭矩作用下的扭转,可以在其中一个共轭部分上沿花键齿长方向预先形成一定的偏差,即齿长修形,常用作鼓形齿修形。

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