渐开线花键参数计算表
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30°渐开线花键的设计计算已知:m=1.25Z=24αD=30°计算:1、分度圆直径D:D=mZ=1.25*24=302、基圆直径Db:Db=mZCOSαD=1.25*24*cos30=25.983、齿距p:p=πm=1.25π=3.9274、内花键大径基本尺寸Dei:Dei=m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.8755、内花键大径下偏差:06、内花键大径公差:IT12-14,取IT12,公差值0.257、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin:DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.58、内花键小径基本尺寸Dii:Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.879、内花键小径极限偏差:查机械设计手册,为10、基本齿槽宽E:E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.96311、作用齿槽宽EV:EV=0.5πm=1.96312、作用齿槽宽最小值EVmin:EVmin=0.5πm=1.96313、实际齿槽宽最大值Emax:Emax=EVmin+(Τ+λ)=1.963+0.137=2.100,其中Τ+λ查机械设计手册,为0.13714、实际齿槽宽最小值Emin:Emin=EVmin+λ=1.963+0.048=2.011其中λ值查机械设计手册,为0.04815、作用齿槽宽最大值EVmax:EVmax=Emax-λ=2.100-0.048=2.05216、外花键作用齿厚上偏差esV:查机械设计手册,为017、外花键大径基本尺寸Dee:Dee=m(Z+1)=1.25*(24+1)=31.2518、外花键大径上偏差esV/tanαD:019、外花键大径公差:查机械设计手册,为0.1620、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax:DFemax=2 =28.62其中:Db=25.98 D=30 αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75esV/tanαD=021、外花键小径基本尺寸Die:Die=m(Z-1.5)=28.12522、外花键小径上偏差esV/tanαD:023、外花键小径公差:IT12-14。
渐开线花键设计计算公式
一、基本齿形
一、尺寸计算
D F e mx=2√(0.5Db)²+(0.5DsinαD-)²-(hs/sinα) ²
三、公差和公差值
1、配合公差指齿槽宽和齿厚的公差
基本偏差对内花键的齿槽宽取基孔制H 它是作用齿槽宽的下偏差对外花键的齿厚取K=0js=(T+λ)/2 h、f、e和d它们是作用齿厚的上偏差
配合尺寸的公差
注:1、*以分度圆直径D为基础的公差,其公差单位I为:
当D≤500mm时,I=0.45 ³√D+0.001D.
当D>500mm时,I=0.004D+2.1.
**一基本齿槽宽E或基本齿厚S为基础的公差,其公差单位I为:I=0.45 ³√E+0.001E或
I=0.45 ³√S+0.001S.
式中D、E和S为mm。
2、L为分度圆周长之半,即L=πmZ/2 mm.
3、公差因素φ=m+0.0125D mm.
4、G为花键长度mm.
非配合尺寸的公差
齿向公差Fβ
内花键M值和W值计算
一、内花键量棒测量尺寸的计算公式
D’R i=D b[tanαci-tan(αci-Emax/D+invαci-inva D)]
式中:
D’R i---量棒的计算直径;
a ci---内花键与量棒接触点上的压力角,以弧度表示,αci=cos-¹。
渐开线花键计算公式及参数标注渐开线花键是一种常见的齿轮系统,它由两个或多个齿轮通过花键(也称为花齿)连接在一起,以实现动力传递和齿轮调整。
渐开线花键的设计要求非常严格,需要根据实际应用和需求,计算出合理的公式和参数。
本文将详细介绍渐开线花键的计算公式和参数标注。
一、渐开线花键的计算公式:1.花键几何参数计算:花键的几何参数包括高度、基圆直径等,下面是常用的计算公式:-花键高度(h)的计算公式:h=(2×p×Z)/(m×F)-d1其中,p为齿间距,Z为花键齿数,m为模数,F为面宽,d1为齿圈外径。
- 花键齿数(Z)的计算公式:Z = ceil(2π × d1 / p)其中,ceil(x)表示不小于x的最小整数。
-花键基圆直径(d2)的计算公式:d2=d1-2h-花键齿高(s)的计算公式:s=(π×m)/22.载荷参数计算:载荷参数是为了保证花键在工作时能够承受所需的力矩和负荷,常用的计算公式有:-载荷承受能力(T)的计算公式:T=(F×A×σ)/n其中,A为花键有效长度,σ为耐用极限,n为加载因数。
-花键有效长度(A)的计算公式:A=Z×s以上是渐开线花键的基本计算公式,不同的应用和需求可能还需要根据具体情况进行调整和优化。
二、渐开线花键的参数标注:-花键高度(h):通常在花键的一侧标注,表示花键的高度。
-齿数(Z):在花键的一侧标注,表示花键所连接的齿轮的齿数。
-花键基圆直径(d2):在花键的一侧标注,表示花键的基圆直径。
-花键齿高(s):通常在花键的一侧标注,表示花键的齿高。
-花键有效长度(A):通常在花键的一侧标注,表示花键的有效长度。
-载荷承受能力(T):通常在花键的一侧标注,表示花键的载荷承受能力。
-加载因数(n):在花键的一侧标注,表示花键的加载因数。
以上是渐开线花键的常见参数标注,以便人们在设计、制造和检验时能够准确地了解花键的几何特征和载荷能力。
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2.计算(渐开线花键)2.1名义切向力FtFt=2000×T/D本例:Ft=2000×T÷19.098=104.72T N2.2单位载荷WW=Ft/z×l×cosαD本例:W=104.72T/24×25×cos34°=0.2105T N/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。
对于磨合前的花键副,当精度较高时(按GB/T 1144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。
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2.计算(渐开线花键)2.1名义切向力FtFt=2000×T/D本例:Ft=2000×T÷19.098=104.72T N2.2单位载荷WW=Ft/z×l×cosαD本例:W=104.72T/24×25×cos34°=0.2105T N/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。
对于磨合前的花键副,当精度较高时(按GB/T 1144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。
齿数Z / 44模数M / 2压力角ao30花键组合长度lmm32外花键外径deemm90外花键短径模具mm84.4内花键短径diimm86根圆角半径ρmm0.8渐开线起始圆直径dfemm85.7工作齿高度h wmm2全齿高度hmm2.8弦齿厚度sfnmm4.297319输入扭矩tn.m11458.8材料抗拉强度σbmpa980材料屈服强度σsma835安全系数SH / 1.25齿根弯曲强度安全系数SF / 1服务系数K1 / 1.25齿隙系数K2 / 1.1分配系数K3 / 1.1轴向偏心载荷系数K4 / 1.5应力转换系数K / 0.15齿磨损允许的压应力σh1mpa10齿磨损允许的压应力σh2mpa9.4弯矩mbn.m0作用直径dhmm85 .18773应力集中系数αTN / 2.238703公称切向力ftn260427.3单位载荷wn / mm213.5764剪应力τ渐开线花键如下:tnmpa94.401321,齿面的允许接触强度[σH] mpa294.4353σhmpa106.78822,齿根的允许弯曲强度[σF] mpa431.9559计算渐开线花键的承载力1.花键对的基本参数,齿表面压应力(计算值),2。
工作条件参数3,检查结果σfmpa168.26663,齿根的容许剪切强度[τF] mpa215.978,τfmaxmpa211.33654外部花键的抗扭强度(允许值)[σv] mpa368.0441σvmpa163.5079齿表面摩擦的允许压应力[σH1] mpa110σhmpa106.7882齿表面摩擦的允许压应力[σH2] mpa9 .4σhmpa106.7882b,花键对的耐磨性很长,并且齿表面的压应力(计算值)不符合要求。
5当花键对工作108个周期时,齿面的压应力(计算值)满足要求。
齿根的最大剪切应力(计算值)满足要求。
等效应力(计算值)满足要求。
弯曲应力(计算值)满足淬火和回火淬火淬火95110135170185185205碳钢化碳碳化碳化碳化碳化碳化碳钢化碳镍铁合金的三重淬火0.36363636364≤1.0> 1.0-1.5> 1.5-2.2.1.1-1.31.2-1.1.3-1.1.2-1.1.2-1.1.2-1.1.2-1.3-1.71.6-2.41.7-2.91.4-2.91.8-2.81.9-3.51.5-2.12.0-3-3.22.1-4.11.11.2-1.61.3-2.11 .11.4.4.4-2.11.4-2.4-2.1.2-1.1.1.1.1.1.- 2.41.3-1.81.5-2.51.6-3.01.4-2.01.7-2.91.8-3.61.5-2.21.9-3.32.0-4.21.6-2.42.1-3.62.2-4.81.3-2.01.4-2.81.5-3.41.4-2.21.6-3.21.7-屈服强度[σS] 83578535545抗拉强度[σb] 1080980600,材料的机械性能等级机械性能等级20ccrmnti40cr> 30-50> 50-80> 80-120> 120机械性能等级20ccrmnti40cr> 30-50> 50-80> 80-120> 120系列或模数/ mm平均圆直径DM灯系列或m≤2≤30> 30> 30> 50> 50> 50> 50> 50-120> 120> 120或模量/ mm平均圆直径DM灯系列或m ≤2≤30> 30> 30> 50> 50> 50>50> 50> 80> 80> 120> 120> 120> 120> 120> K4系列或2 <m≤55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <55 <m≤10≤30> 30-50> 50-80> 80-120> 120≤30L / DM渐开线花键少0.3渐开线花键多0.15应力转换系数K值牙齿表面磨损允许的压应力σH1,σH2值(摘自GB / t17855-1999)σH1值σH2值σH2值未经热处理20hrc 淬火和回火28hrc淬火40hrc45hrc50hrc渗碳和氮化淬火20hrc中等冲击1.25严重冲击1.75或更大1.502.00或更大1.752.25或更大均匀平衡轻微冲击中等冲击1.001.251.50服务系数K1原动机(输入端)工作机械(输出端)均匀,平衡0.028×布氏硬度值0.032×布氏硬度值0.3×洛氏硬度值0.4×洛氏硬度值。
渐开线花键项目值
模数 1.5
齿数22
压力角30
齿根形状p
内花键公差等级6
内花键配合类别H
内花键大径公差IT等级12
内花键配合长度34
外花键公差等级6
外花键配合类别f
外花键小径公差IT等级12
外花键配合长度63
自定量棒直径计输入内花键量棒直径 2.8
内花键棒间距最小值28.884
内花键棒间距最大值28.988
输入外花键量棒直径 3.15
外花键棒间距最小值37.773
外花键棒间距最大值37.853
线花键计算表
代号、公式或说明
m(从基本参数表中选取)
Z
αD(从30、37.5、45中选取)
平齿根输入小p,圆齿根输入小r
从4、5、6、7中选取
从12、13或14中选取
g i
从4、5、6、7中选取
从k、js、h、f、e、d(须小写)中选取
从12、13或14中选取
g e
直径计算棒间距表
M Rimin
M Rimax
M Remin
M remax。
齿数Z/44模数M/2压力角ao30花键组合长度lmm32外花键外径deemm90外花键短直径模具mm84.4内花键短直径diimm86齿根圆角半径ρmm0.8渐开线起始圆直径dfemm85.7工作齿高h wmm2全齿高hmm2.8弦齿厚度sfnmm4.297319输入扭矩tn.m11458.8材料抗拉强度σbmpa980材料屈服强度σsma835安全系数SH/1.25齿根弯曲强度安全系数SF/1使用系数K1/1.25齿隙系数K2/1.1分布系数K3/1.1轴向偏心载荷系数K4/1.5应力转换系数K/0.15齿面磨损许用压应力σh1mpa10轮齿磨耗许用压应力σh2mpa9.4弯矩mbn.m0作用直径dhmm85.18773应力集中系数αTN/2.238703名义切向力ftn260427.3单位载荷wn/mm213.5764剪应力τ渐开线花键为:tnmpa94.401321,齿面许用接触强度[σH]mpa294.4353σhmpa106.78822,齿根许用抗弯强度[σF]mpa431.9559计算渐开线花键1的承载能力。
花键副的基本参数,齿面压应力(计算值),2。
工况参数3,检验结果σfmpa168.26663,齿根许用抗剪强度[τF]mpa215.978,τfmaxmpa211.33654外花键抗扭强度(许用值)[σv]mpa368.0441σvmpa163.5079齿面摩擦许用压应力[σH1]mpa110σhmpa106.7882齿面摩擦许用压应力[σH2]mpa9.4σhmpa106.7882b,花键副的耐磨性很长,齿面压应力(计算值)不符合要求。
5花键副工作108周时,齿面压应力(计算值)符合要求。
齿根最大剪应力(计算值)符合要求。
等效应力(计算值)符合要求。
碳合金渗碳和渗碳的计算值应满足渗碳温度为1851.1.361.361.361.1碳化温度大于1851.1.361.1碳化温度的要求。