ANSI B92.1-1970 SAE美国渐开线花键-中文翻译完整0429

【ANSIB92.____SAE美国渐开线花键】中文编译版前言本编译旨在将ANSIB92.____及相关SAE（美国汽车工程师学会）关于渐开线花键的标准规范，系统地呈现为中文专业资料。渐开线花键作为一种高承载能力、良好定心性能的连接方式，在机械传动领域应用广泛。此标准详细规定了其设计、制造与检验的关键参数和技术要求，对于工程实践具有重要的指导意义。编译过程中，力求术语精准、表述专业，以忠实反映原标准的技术内涵，为国内相关行业的工程技术人员提供一份实用的参考文档。1.范围与应用本标准规定了用于通用机械传动的渐开线花键连接的基本齿廓、尺寸规格、公差配合、检验方法及设计推荐。其适用范围涵盖了通过齿侧传递扭矩和运动的直齿渐开线花键副，尤其适用于汽车、航空航天、机床以及通用机械等领域中对连接强度、定心精度有较高要求的场合。标准中所涉及的花键参数，如模数（径节）、压力角、齿数等，均遵循美国惯用单位制，并在必要时辅以说明，以便于理解与应用。2.引用文件与术语定义2.1引用文件本标准的制定与实施，可能涉及以下相关标准或规范（具体版本应结合实际应用需求确认）：*SAE相关花键设计与检验标准*ANSI关于公差与配合的通用标准2.2术语定义为确保理解的一致性，对本标准中频繁出现的关键术语定义如下：*渐开线花键(InvoluteSpline)：齿廓为渐开线的花键连接。其特点是承载能力强，能自动定心，对制造误差的敏感性较低。*齿数(NumberofTeeth,N)：花键上的齿的总数。*模数(Module,m)：对于米制花键，模数是一个基本参数，等于分度圆直径除以齿数。本标准主要基于径节，但为便于对照，将在相关部分给出模数的参考转换。*径节(DiametralPitch,P)：对于英制花键，径节是一个基本参数，定义为每英寸分度圆直径上的齿数，即P=N/D（D为分度圆直径，单位为英寸）。*压力角(PressureAngle,φ)：在分度圆上，渐开线齿廓的切线与花键轴线垂直平面之间的夹角。本标准规定了特定的标准压力角系列。*分度圆(PitchCircle)：花键设计的基准圆，其直径等于齿数除以径节（D=N/P）。*齿顶圆(MajorCircle/OutsideDiameter)：通过外花键齿顶或内花键齿根的圆。*齿根圆(MinorCircle/RootDiameter)：通过外花键齿根或内花键齿顶的圆。*齿侧定心(SideFit)：依靠花键齿侧面的接触来实现内外花键之间的径向定心。这是本标准推荐的主要定心方式，能保证良好的承载均匀性和定心精度。*齿顶定心(MajorDiameterFit)：依靠外花键的齿顶圆和内花键的齿顶圆（或孔）来实现定心。*齿根定心(MinorDiameterFit)：依靠外花键的齿根圆（或轴）和内花键的齿根圆来实现定心。3.基本齿廓与尺寸系列3.1标准基本齿廓本标准规定了特定的渐开线花键基本齿廓。该齿廓由以下关键参数定义：*压力角(φ)：标准压力角系列包括常用的几种角度，具体数值需根据传递扭矩、转速、定心要求等因素综合选择。不同压力角的齿廓在强度和啮合特性上有所差异。*齿顶高系数与齿根高系数：决定了齿顶高和齿根高的大小，直接影响花键的齿顶圆、齿根圆直径以及齿厚、齿槽宽等尺寸。本标准对全齿高、工作齿高等也有明确规定。*齿顶间隙：为保证啮合时不发生干涉，并储存润滑油，在齿根与相配齿顶之间留有一定的径向间隙。3.2尺寸系列与标记方法渐开线花键的尺寸系列主要由径节（或模数）、齿数、压力角这三个基本参数确定。根据齿顶高的不同，可分为不同的齿顶高系列，如标准齿顶高和短齿顶高。花键的标记应清晰包含上述基本参数、定心方式以及公差等级等信息，以便于生产、检验和选用。例如，一个典型的标记可能包含径节、齿数、压力角、定心方式代号及公差带代号等。4.尺寸计算与公差配合4.1主要尺寸计算基于选定的基本参数（径节P、齿数N、压力角φ），可按以下公式计算花键的主要几何尺寸（以英制为例）：*分度圆直径(D)：D=N/P*齿厚(s)：在分度圆上，标准齿厚通常为π/(2P)，但可根据配合要求进行调整。*齿槽宽(e)：与齿厚相对应，其基本尺寸与齿厚相同，通过公差控制实现不同的配合性质。*齿顶圆直径(D_o外花键,D_i内花键)：根据齿顶高系数计算得出，具体公式需结合所选齿顶高系列确定。*齿根圆直径(D_r外花键,D_b内花键)：由分度圆直径、齿顶高和齿根间隙共同决定。4.2公差与配合本标准对花键的各关键尺寸（如齿厚、齿槽宽、齿顶圆直径、齿根圆直径等）规定了相应的公差等级和公差带位置。公差等级反映了制造精度，等级数字越小，精度越高。定心方式对公差带的分布有显著影响：*齿侧定心：是本标准推荐的主要方式，此时齿厚和齿槽宽的公差是关键，齿顶和齿根直径通常给予较大公差。*齿顶定心或齿根定心：此时相应的顶圆或根圆直径的公差成为定心尺寸公差，需严格控制，而齿侧公差可适当放宽。配合种类（如间隙配合、过渡配合、过盈配合）的选择，应根据花键的工作条件（如传递扭矩大小、转速、是否需要滑移、定心精度要求等）综合确定。标准中提供了不同配合类别的选用指南。5.设计考虑与应用建议5.1花键副设计要点在进行花键副设计时，除满足基本的尺寸和强度要求外，还应考虑以下因素：*定心精度：根据传动系统对定心的要求选择合适的定心方式。齿侧定心在多数情况下能提供最佳的综合性能。*强度校核：花键连接的强度主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度，应根据传递的载荷进行校核。对于重要场合，还需考虑疲劳强度。*润滑与磨损：对于滑动花键或在恶劣工况下工作的花键，应合理选择润滑剂和润滑方式，并考虑齿面的耐磨性。*安装与拆卸：结构设计应便于花键的安装、定位和必要时的拆卸。5.2材料选择与热处理花键的材料选择应根据载荷性质、工作环境和强度要求确定。常用的材料包括各类结构钢、合金钢。为提高花键的耐磨性和疲劳强度，通常需要对齿面进行热处理，如渗碳淬火、表面淬火等，并控制适当的硬度范围。6.检验方法与验收规则6.1检验项目与方法花键的检验通常包括以下项目：*尺寸检验：分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径等的检验，可使用通用量具（如千分尺、卡尺）或专用量规。*齿形与齿向检验：检验渐开线齿廓的准确性和齿向的平行度，通常使用渐开线检查仪和齿向检查仪。*齿厚与齿槽宽检验：可使用齿厚卡尺、公法线千分尺或量柱测量法（M值测量）。对于内花键，常用塞规综合检验。*定心表面检验：根据定心方式，检验相应的定心表面（齿侧、齿顶圆或齿根圆）的尺寸和形状公差。6.2验收规则产品的验收应依据本标准及订货合同中规定的技术要求进行。检验结果应符合规定的公差范围。对于批量生产，可采用统计抽样检验方法。7.附录（资料性）附录部分可包含常用花键参数表、公差数值表、量柱测量尺寸计算方法、以及与其他花键标准（如ISO标准）的对照参考等资料，以方便使用者查阅和应用。译者注本中文编译版