渐开线花键计算说明

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1、严老师：您好、请教一下已知盘芯花键参数、想知道相配的变速箱l轴(花键轴）能传递的最大扭矩是多少?变速箱l轴材料是20CrMnTi,调质硬度HRC32-36度、表面硬化硬度就忽略不计。盘芯长25比如上图是盘芯的内花键参数、所配的l轴最大传递扭矩能最大是多少?最好是把公式、及步骤、及单位名称写的细一点、以后再碰到类似问题就知道怎么计算了。GB/T17855-1999花键承载能力计算方法基于GB/T17855-1999方法的端面花键齿承载能力计算1.术语、代号及说明1.计算(渐开线花键)2.1名义切向力FtFt=2000×T/D本例：Ft=2000

2、×T÷19.098=104.72TN2.2单位载荷WW=Ft/z×l×cosαD本例：W=104.72T/24×25×cos34°=0.2105TN/mm2.3系数（1）使用系数K1（2）齿侧间隙系数K2当花键副的受力状态如图1所示时，渐开线花键或矩形花键的各键齿上所受的载荷大小，除取决于键齿弹性变形大小外，还取决于花键副的侧隙大小。在压轴力的作用下，随着侧隙的变化(一半圆周间隙增大，另一半圆周间隙减小)，内花键与外花键的两轴线将出现一个相对位移量e0。其位移量e0的大小与花键的作用侧隙(间隙)大小和制造精度高低等因素有关。产生位移后，使载荷

3、分布在较少的键齿上(对渐开线花键失去了自动定心的作用)，因而影响花键的承载能力。此影响用齿侧间隙系数K2予以考虑.通常K2=1.1～3.0。当压轴力较小、花键副的精度较高时，可取K2=1.1～1.5;当压轴力较大、花键副的精度较低时，可取K2=2.0～3.0;当压轴力为零、只承受转矩时，K2=1.0。图1只承受压轴力F、无转矩T，内外花键的位置（3）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，由于其齿距累积误差(分度误差)的影响，使花键副的理论侧隙(单齿侧隙)不同，各键齿所受载荷也不同。这种影响用分配系数K3予以考虑。对于磨合前的

4、花键副，当精度较高时(按GB/T1144标准为精密级的矩形花键或精度等级按GB/T3478.1标准为5级或高于5级时)，K3=1.1～1.2;当精度较低时(按GB/Tll44标准为一般用的矩形花键或精度等级按GB/T3478.1标准低于5级时)，K3=1.3～1.6。对于磨合后的花键副，各键齿均参与工作，且受载荷基本相同时，取K3=1.0。（4）轴向偏载系数K4由于花键副在制造时产生的齿向误差和安装后的同轴度误差，以及受载后的扭转变形，使各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3中选取。对于磨合后的花键副，各键齿沿轴

5、向载荷分布基本相同时，可取K4=1.0。当花键的精度较高和分度圆直径D或平均圆直径dm较小时，表3中的轴向偏载系数K4取较小值，反之取较大值。本例：假设K1=1.25、K2=1.2、K3=1.3、K4=1.2。2.4承载能力计算（1）齿面接触强度计算①齿面正应力σHσH=W/hW其中hW=Dee-Dii/2本例：hW=20.5-18.3÷2=1.1mmσH=0.2105T÷1.1=0.1914T②齿面许用应力σHσH=σ0.2/SH×K1×K2×K3×K4本例：查阅资料得20CrMnTi抗拉强度为1080MPa,屈服强度为850MPa，未查得

6、20CrMoTi的材料性能，假设取屈服强度σ0.2=800MPa（参考）取SH=1.5，K1=1.25、K2=1.2、K3=1.3、K4=1.4。取SH=1.3，K1=1.25、K2=1.2、K3=1.3、K4=1.2。σH=800÷1.3×1.25×1.2×1.3×1.2=262.98MPa③条件σH≤σH即0.1914T≤262.98得T≤1374N·m（2）齿根弯曲强度计算①齿根弯曲应力σFσF=6hWcosαD/SFn2SFn=DFe×sin360°×SD+invαD-invcos-1D×cosαDDFe2π本例;全齿高未知，假设h=

7、1.5,DFe=19.5经计算得SFn=2.914σF=6×1.5×0.2105Tcos34°÷2.9142=0.185TMPa②齿根弯曲许用应力σFσF=σb/SF×K1×K2×K3×K4本例：材料抗拉强度未查阅到，假设取抗拉强度σb=950MPa,取SF=1.31.5σF=950÷1.3×1.25×1.2×1.3×1.2=312.3MPa③条件σF≤σF本例即0.185T≤312.3得T≤1688N·m（3）齿根剪切强度计算①齿根最大剪切应力τFmaxτFmax=τtn∙αtnτtn=1600Tπdh3αtn=Diedh1+0.17hρ1

8、+3.940.1+hρ+6.381+0.1hρ2.38+Die2hhρ+0.04132dh=Die+K∙DieDee-DieDeeK值本例：dh=18.3+0.3×