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美制双径节制渐开线花键套的配制

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美制双径节制渐开线花键套的配制　高学径　．张亚福　（１．天水凿岩机械气动工具研究所，甘肃天水７４１０２０；２．天水星火机床有限公司，甘肃天水７４１０２４）　

摘要：许多进品设备输出轴为美制双径节制渐开线花键。与该输出轴相配的花　键套如损坏，其配件的加工很棘手。文中介绍了这种花键套的加工方法。　关键词：花键套配制；美制双径节制渐开线花键；进口设备配件　中图分类号：ＴＨ１３１．４　文献标识码：Ｂ　

某些进口设备上经常配有不同于我国　模数制度的渐开线花键。笔者曾接触到几　台进口液压泵。输出轴为美制双径节制渐　开线花键。在产品使用过程中联轴器上与　该轴配合的花键套损坏，要制造合乎要求　的配件就必须解决双径节制渐开线花键套　的加工问题。　对于双径节制齿轮的加工，《凿岩机械　气动工具》杂志１９９４年第４期（Ｄｅ制双径　节齿轮滚刀设计》一文中有详尽的论述。但　对属于维修配件性质的双径节制渐开线花　键套，因其尺寸限制，不便通过设计专用刀　具加工。即使刀具设计理论上可行，因配件　加工的数量不多，而加工时问又往往紧迫，　因此从成本考虑还是从制造周期着眼，都　不宜采用专用刀具进行加工的方案。　ｌ美制双径节渐开线花键制度简介　渐开线花键或齿轮所采用的双模数或双　径节制其实就是一种短齿形式。双模数制用　较大的模数ｍ　计算分度圆直径，较小的模数　用来计算齿高。　ｄ＝ｍ１・　（１）　＝ｈ　・　（２）　＾　＝（　。＋ｃ　）　。・，，　（３）　双径节制用较小的径节明来计算分度　圆直径，较大的径节ＤＰ２用来计算齿高。　ｄ　斋￣２５・４　（４）　。＝赢ｈ×２５．４　（５）　＝　．４　（６）　所谓径节制，不过是英制中相当于齿轮　模数制的计量数据。模数以毫米为计量单位，　径节以英寸　为计量单位．径节ＤＰ与模数ｍ　之间的换算关系为　

ＤＰ：　，ｎ　（７）　

２美制双径节制花键套的简易　制造方法　根据径节制与模数制的换算关系以及　双径节制的实际意义，我们可以设计简易　插刀完成对双径节制花键套的加工。即我　们只须制造出花键套能在分度圆处与外花　键齿相切，并能包容外花键齿，这样的花键　套即可满足传递动力的要求。经过实际应　用证明我们的方案是可行的。　如图１所示。刀具的角度　卢：３０。一０ｃ　１３ｌ－－　（８）　

凿岩机械气动工具，２０１０（１）　图１简易７３具的角度　式中　——齿数　如图２所示，刀具在分度圆处与外花键　齿廓相切的两点间距　Ｅ＝筹…ｓｉｎ　

图２刀具在分度圆处与外花键齿廓相切的两　点间距　

查阅对应标准ＡＮＳＩ　Ｂ９２．１—１９７０．图３　中，内花键大径尺寸为　

Ｄｒｉ－－．　“３５）　（９）　内花键小径尺寸为　Ｄｉ＝　×（ｚ－１）　（１ｏ）　刀具顶部距离在分度圆处与外花键齿廓　凿岩机械气动工具，２ｏ１０（１）　

＼　。　

《　。　＼　

图３内花键大径与小径尺寸　相切的两点间距连线处的距离　Ｈａ＝÷　一号×　￣Ｚ￣（３ＯＳＯＬ（１１）　

刀具根部距离在分度圆处与外花键齿廓　相切的两点间距连线处的距离　

＝吉×　￣Ｚ．ＣＯＳＯＬ－告　（　２）　

如图４所示，根据刀具在分度圆处与外　花键相切的两点间距值及刀具夹角即可设计　刀具齿廓形状尺寸。　

图４刀具尺寸的确定　完成刀具制造后，即可对花键套牙形进　行加工。如图５所示，当插至所需尺寸时可用　量棒测量其跨距进行确认。　量棒　按下式取整　６５×筹　（１３）　

量棒跨距Ｍ按下式求出（推导过程，略）　：等　ｃｏｓ　１　ｎ／３）　

＋（Ｅ—ｄ，ｃｏｓ／３）ｔｇ／３　（１４）　５７　图５用量棒跨距测量外花键齿形的尺寸　３双径节制花键套制造方法应　用举例　

以进Ｅｌ液压泵输出花键轴为例，其花键　为美制１２／２４径节制。　＝１４。　

：　：—　：６．４２３。３．３１５　“一　■一　丽一　‘　卢＝３０。一　＝３０。一６．４２３。＝２３．５７７。　Ｅ＝２×　ｘ　ｓｉｎ　

：　．　．ｓｉｎ　’　’　ｍ　＝　×ｓｉ　ｎ６－４２３＿３－３ｌ５　＝　“３５）　：　×（１４＋１．３５）：３２．４９　Ｄｉ＝　×（ｚ－１）＝警×（１４＿１）　

＝丢　一　×　・ｚ．ｓｉｎ　＝　１×３２．４９一　×警　

×１４×ｃｏｓ６．４２３＝１．５２　＝　×　。　・ｃ。ｓ　一专　

＝丢ｘ　×１４　Ｘ　ＣＯＳ６－４２３　一吉ｘ２７．５２＝０．９６　＝１．６５×　２５．４－１．６５×警３．４９，取　整为３．５　＝　…ｃｏｓ　一　（１　ｎ卢）　＋ｆＥ—ｄ￣ｃｏｓＢ）ｔｇＢ　＝　２５．４×１４Ｘ　ＣＯＳ６．４２３—３．５×（１＋ｓｉｎ２３．５７７）　

－Ｉ－（３．３１５－３．５　Ｘ　ｃｏｓ２３．５７７）ｔｇ２３．５７７　一’ｄ　０　

４国内外花键渐开线制度简述　表１中列出了国内外主要标准如下：中　国ＧＢ／Ｔ３４７８．１—１９９９（替代ＧＢ３４７８．１—８３），　等效ＩＳＯ４１５６—１９８１：日本ＪＩＳ　Ｂ１６０２—１９９２、　ＪＩＳ　Ｄ２００１—１９７７：德国ＤＩＮ５４８０、ＤＩＮ５４８２：　美国ＡＮ—ＳＩ　Ｂ９２．１ａ。　

表１各国渐开线花键标准主要技术参数　ＧＢ，ＩＩ３４７８．１－１９９９　ＪｔＳ　ＪＩＳＤ２ｏｏ１—　名称　Ｂｌ６０２　ＤＩＮ５４８２　ＤＩＮ５４８０　ＡＮＳＩ　Ｂ９２．１ａ　等效ＩＳＯ４１５６

—１９８１　１９７７　

－１９９１　

３０。　３７．５。　４５。　４５。　２０。　３０。　３０。　３０。　３７．５。　４５。　２０。　

０．５、（Ｏ．７５）、１、　ｎ２５、０．５、　ｏ．５、　ｏ．５、ｏ．７５、１、　０．５、０．６、０．７５、　模数　

（１．２５）、１．５、　（０ｌ７５）、１、　ｏ．７５、　１．２５、１．５、　１．６、１．７５、１．９、　０．８、Ｉ．０　１．２５、　系列　（１

．７５）、２…２５　（２５）、１．５、　１．ｏ、　１．６６７、２、２．５、　径节制ＤＰ＝２　４８　

２．０、２．１０、２．２５　１．５０　１　７５、２　２　５、　ｍ　３、（４）、５、（６）、　（１．７５）、２、　１．５、　３、３．７５　４　５　

３、４　５、６　８　１０　（８）、１０　２５　２．ｏ、２．５　５．６、７．５、１０　

５８　凿岩机械气动工具，２０１０（１）　续表１　表１各国渐开线花键标准主要技术参数　ＧＢ厂Ｉ’３４７８．１－１９９９　ＪＩＳ　名称　Ｂ１６０２－　ＪＩＳＤ２００　ＤＩＮ５４８２　ＤＩＮ５４８０　ＡＮＳＩ　Ｂ９２

．１ａ　等效ＩＳＯ４１５６

—１９８１　１－１９７７　１９９１　

０．５　０．４５　Ｏ．４　０．４　Ｏ．５　０．４５　０．４５　Ｏ．５　Ｉ　１．０　平齿根　圆齿　圆齿　１．２５ｍ　圆齿根　ｆＯ．９３７５－　根　根　１．２ｍ　（１～１．０５）ｍ　圆齿根　Ｈ５ｍ　１．０ｍ　１．０ｍ　１．３８１）ｍ　

ｌＡｍ　

０．６、　０．６３３、　一１．７８－＋　－０．０５一＋０．４５＜ＢＲ＜　０　Ｏ．１　０

．９、　０．４３７５　＋０．０５～一０．０４５＜ｔｄ＞　

０．９６７　

１０－　１０～１００（递　１０ｏ　１０－６０　８￣４４　

Ｚ　（递增为　６－４０（递增为１）　（递增　６￣８２　６—６ｏ　增为１）　（递增　为１）　１）　为１）　

定心　齿侧　齿侧　齿侧　大径　齿侧　齿侧　小径　大径　齿侧　大　方式　径　

齿根　平齿　圆齿　圆齿　平齿　平齿根　根圆　圆齿根　平齿根　平齿根　形式　根　根　根　圆齿根　齿根　

公差　４、５、　等级　４、５、６　７　１０　１０　９、１０　６、７　６

、７　

内　滑　花　日　日　日１０　日９　７、　日ｌ０　Ｈ９　日７　日７　动　

配　键　７　配　固　Ａ　合　

口　ａ级、ｂ　间隙配　定　

类　外　级、ｃ１０、　２级、　合过渡　、　配　固　

厶　别　花　ｋ、｝ｓ　ｓ　、ｅ、ｄ　、ｈ　ｊｌＯ　／１０、ｃ级、　３级、　配合　ｅ９、　ｈ６　ｈ６　定　订　

键　ｄ级、　ａ７．ｆ６　ｅ９、ｈ９，　、ｄ９　过盈配　配　ｆｌ０．．ｘｌ０　合ｋ９　合　

参考文献：　【１】黄细忠．ＤＰ制双径节齿轮滚刀设计［Ｊ］．凿岩机械　气动工具．１９９４（４）．　［２］花键联接・渐开线花键．机械设计手册（上册）第２　

分册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９８７．１２（第二　版）：８６４－８６７．　［３】潘承海．花键联接【Ｊ］．机械制造，２００２（８）．　

声明　本刊２００９年第４期发表的文章《稀土对钎杆用ＧＤＬ＿－１钢ＣＣＴ图及组织的影响》，作者　梁益龙、谭起兵、邹智勇，系转载２００８年全国钎钢钎具会议论文集，特此声明！　《凿岩机械气动工具》编辑部　凿岩机械气动工具，２０１０（１）　５９

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渐开线花键设计计算公式

渐开线花键设计计算公式

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。

花键套工艺设计.doc

花键套工艺设计.doc

前言夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占极其重要的位置。

夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。

因此，选择轴套的夹具设计能很好的综合考查我们大学三年来所学知识。

夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。

随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。

通过设计巩固所学知识，掌握机械制造设计的一般方法和程序。

熟悉设计过程即注意事项，在设计的过程中，学习一些专业前沿知识和设计经验。

具体任务如下：1、培养学生综合运用所学基础课、专业基础和专业课的知识，分析和解决加工过程技术问题的工作能力。

2、巩固、深化和扩大所学基本理论、基本知识和基本技能。

3、理论分析的能力、制定设计或试验方案的能力、设计技计算和绘图的能力、计算机应用能力、撰写论文和设计说明书的能力等等。

4、培养学生的创新能力和团队精神，树立良好的学术思想和工作作风在这其中，由于水平有限，缺点和错误在所难免，恳请老师批评指正！目录一、花键套工艺设计 (1)㈠零件的分析 (1)㈡毛坯的选择 (1)㈢基准的选择 (2)㈣拟定机械加工工艺路线 (2)㈤定机械加工余量、工序尺寸及公差 (3)㈥选择机床设备及工艺设备 (4)㈦确定切削用量及用时 (5)㈧填写工艺卡片 (16)二、轴套夹具设计说明书 (17)（一）零件本工序的加工要求分析 (17)（二）套类零件的材料和毛坯的选 (17)（三）拟订工件定位方案和选择定位元件 (18)（四）确定引导或对刀元件 (19)（五）确定夹紧方案、选择夹紧元件 (20)（六）确定夹具体、绘制夹具结构总图 (20)（七）设计小结 (21)（八）参考文献书目 (22)一、花键套零件工艺设计㈠零件的工艺分析1.1零件的功用、结构及特点 花键套是变速箱的重要零件。

花键径节制

花键径节制

双径节制是英制齿轮中获得短齿齿形的另一种方式，以提高抗弯强度。

它规定较小的径节P2用来计算分度圆直径，较大的径节P1用来计算轮齿的尺寸，标记为P2/P1,较小的P2为分子，较大的P1为分母，正好与双模数制相反。

各尺寸的计算公式如下：分度圆直径：d=Z/P2齿顶高: ha=ha/P1齿根高：hf=(ha1+c1)/P1齿顶圆直径: da=d+2*ha=Z/P2+2*ha/P1齿根圆直径: df=d-2*hf=Z/P2-2*(ha1+c1)/P1此外，分度圆齿厚S、齿距P、基圆直径db和中心距a是按照P2计算。

4、所以，10/20pitch是双径节制齿轮的标记(P2/P1)。

它的意思是用较小的径节P2=10（分子）来计算分度圆直径，用较大的径节P1=20（分母）来计算齿高。

因此，10/20pitch的双径节制齿轮的尺寸计算如下：分度圆直径：d=Z/P2=Z/10 (d单位为英寸)齿顶高: ha=ha/P1=1/20=0.05"=1.27mm齿根高：hf=(ha1+c1)/P1=1.25/20=0.625"=1.588mm中心距a是按照较小的径节10来计算的。

也可以先将双径节制转化为双模数制，再来计算尺寸:双模数制标记为分数形式m1/m2，用大的模数m1用来计算分度圆直径，较小的m2用来计算轮齿的尺寸。

m1=1/P2*25.4=1/10"*25.4=2.54mmm2=1/P1*25.4=1/20"*25.4=1.27mm所以，这个齿轮用双模数制齿轮来表示就是2.54/1.27：尺寸计算：分度圆直径: d=2.54*z齿顶高: ha=ha*m2=1*1.27=1.27mm齿根高：hf=(ha1+c1)*m2=1.25*1.27=1.588mm中心距a是按照较大的模数m1=2.54mm来计算的但如果要按照模数来设计齿轮的话，模数要选择标准值，利用变位来达到中心距的要求。

美国标准ANSI_B92[1].1-1970_SAE花键标准

美国标准ANSI_B92[1].1-1970_SAE花键标准

美国标准ANSI_B92[1].1-1970_SAE花键标准以下为美国花键标准主要内容翻译ANSI B92.1-1970 SAE 花键标准INVOLUTE SPLINES渐开线花键Form Circle is the circle which defines the deepest points of involute form control of the tooth profile. This circle along with the tooth tip circle (or start of chamfer circle) determines the limits of tooth profile requiring control. It is located near the major circle on the internal spline and near the minor circle on the external spline. 渐开线终止圆：渐开线终止圆是用于控制齿廓上渐开线的极限距离的圆。

渐开线终止圆与齿顶圆（或者修缘线的起点所在的圆）共同限制了所要求控制的渐开线齿廓的范围。

渐开线终止圆的位置靠近内花键的大圆（齿根圆）或者外花键的小圆（齿根圆）。

译者注：这段话的意思是：只有在渐开线终止圆与齿顶圆（或者修缘线的起点所在的圆）之间的花键的齿形为渐开线齿形，其余部分不一定按照渐开线成形。

译者注2：在《GB/T 3478.1-1995 圆柱直齿渐开线花键》中，将Form Cycle 定义为两个圆：内花键的渐开线终止圆和外花键的渐开线起始圆。

而在本标准中，将这两个圆统称为Form Cycle ，译者将Form Cycle 翻译为渐开线终止圆。

Form Clearance (c F ) is the radial depth of involute profile beyond the depth of engagement with the mating part. It allows for looseness between mating splines and for eccentricities between the minor circle (internal), the major circle (external), and their respective pitch circles. 齿形裕度：齿形裕度（c F ）是相互配合的内、外花键的渐开线齿廓在径向方向上的间隙。