《花键配合研究》报告

花键配合研究内部子系统报告江铃底盘技术中心徐伟 江天祥 编制时间 2011 1 4修订时间 2011 1 7 花键配合研究工作计划 实际研究对象 花键种类花键分三角形花键 矩形花键和渐开线花键三种说明 渐开线花键是矩形花键的改良版 是三角形花键的精装版 花键研究重点在于渐开线花键 使用现状渐开线花键是当下机械传动中非常流行而又十分成熟的花键产品 比如我们后桥上的花键都是渐开线花键 鉴于此 花键配合研究 工作重点落在渐开线花键 应以渐开线花键为研究目标开展花键配合研究工作 渐开线花键特点 各国标准很不统一有的国家采用模数制 有的采用径节制 压力角有20 30 37 5 和45 几种 与矩形花键相比的优缺点自动定中心 齿面接触好 易得到不同的齿侧配合 精度高 检验方便和互换性好 缺点 不具备加工设备和刀具条件下 修配困难 不适用于滑动零件 径向力过大 自动定中心困难 以矩形花键为例简单介绍花键配合 花键配合在机械传动中也叫花键联接 花键联接由内花键和外花键组成 在内圆柱表面上的花键为内花键 在外圆柱表面上的花键为外花键 内花键 外花键 花键配合简介 公司使用情况 后桥上零件目前使用的花键是渐开线花键 花键连接副有 半轴 半轴齿轮 主动齿轮 凸缘 按花键参数和连接结构整理出来的目前公司产品使用的花键类型 花键使用情况 整理分析 整理 花键使用整理分析 20 x 0 8和 45 x 0 1的渐开线花键均为日本花键 径节制的花键为英制花键 采用的是美国ANSB92 1 70标准 30 的模数制花键 有变位和不变位两种 没有使用到 37 5 的花键 这类花键所用到的技术标准为GB3478 各国花键标准情况 结论技术标准的研究以JIS和ANS为主 以GB3478和国际标准为辅 花键类型 花键配合说明 花键配合指互相结合的内外花键齿槽宽和齿厚公差带之间的关系 定心方式指一对互相结合的内外花键 当其中一个花键被安装定位以后 决定另一个花键安装定位的方式 三种配合情况 三类配合方式 齿侧配合 大径配合 小径配合 齿侧定心固定配合 齿面上固定配合 大径和小径松动配合 齿侧配合 花键齿侧配合的性质取决于最小作用侧隙 GB T3478 1 2008和ISO4156 1 2005 MOD中规定花键联接有6种齿侧配合类别 H h H js H f H e和H d 渐开线花键联接的齿侧配合采用基孔制 即仅用改变外花键作用齿厚上偏差的方法实现不同的配合 渐开线花键联接 键齿侧面既起驱动作用 又有自动定中心的作用 齿距累计误差 齿形误差和齿向误差都会减少作用间隙或增大作用过盈 在GB T3478 1 2008标准中给出了综合公差 予以补偿 作用侧隙 内花键作用齿槽宽减去外花键作用齿厚等于作用侧隙 间隙 例如H f H e和H d 或过盈 例如H js 加宽后的齿槽宽即是内花键各齿实际齿槽宽 而与之相配合的理想外花键的齿厚就是内花键的作用齿槽宽 作用齿厚和实际齿厚同理 实际齿槽宽和实际齿厚 是判断零件合格如否的依据 是计算M值的重要数据 有误差的内花键 X处干涉 按最大干涉量加宽 花键参数计算 本月花键上的工作是 根据出现过的花键类型 整理相应的花键参数计算公式 结果 存在三套花键参数计算公式 20 花键 以日本 JISD2008花键计算 xls 计算标准计算参数 30 和45 花键参数的计算采用的是一种类似国标的标准 GB3478 径节制花键采用的是英制 ANSI1970和ANSI1996 花键标准计算尺寸 花键检验 作用尺寸和实际尺寸 花键的检测方法 轮毂花键参数的校核 花键承载能力计算 以NPR半轴花键为例 同一种材料在不同版本的标准中力学性能可能不一样 系数变化范围大 许用应力变化范围大 计算上采取最小值不大合理 比如公差5和5级以上时K3 1 1 1 2 5级以下K3 1 3 1 6 系数 花键强度计算公式 花键强度计算验证一 依据 零部件及相关标准汇编之键与花键联接卷 花键承载能力计算方法计算我们产品半轴花键的强度 结果如下 齿面挤压应力和齿根弯曲应力都在规定许用范围之内 最大齿根剪切应力则超过许用齿根剪切应力 这套标准不适合我们的花键强度计算 举例计算结果一 花键强度计算验证二 依据刘惟信编著的 汽车车桥设计 的半轴设计标准计算我们半轴花键强度只需计算半轴花键的剪切应力和挤压应力 无需计算齿根的弯曲应力 两个强度指标计算结果较接近规定要求 该公式比较接近我们的工程计算 举例计算结果二 举例计算结果二 举例计算结果二 花键强度计算验证三 依据刘惟信编著的 汽车车桥设计 的半轴设计标准计算我们半轴花键强度大多数符合计算要求 只有8A6 1半轴花键计算超过范围计算不符合的花键多数也能通过试验 没有一一对应关系