花键标准.docx

花键和轮齿
花键轴是一种具有一系列与轴成一体的平行键并和相应的切在轮毂或装配件上的键槽相协作的轴；这种分布与一根轴上装有一系列键槽或楔形键槽与开有很多槽的轴相协作的情形形成对比。后一种结构会在相当程度上减弱轴的强度，由于在轴上开很多槽会降1倍节园直径的高强度花键。硬度高于HRC58是很常见的，在航空应用中，轴一般为中空以削减重量。
曲线E代表65000磅每平方英寸剪切应力的实心轴。对于空心直径等于外径的3/4,剪切应力为95000磅每平方英寸。
花键长：假定轮齿均匀受载，长度为节园直径1/3的固定式花键将具有与轴的剪切应力；但轮齿齿槽的误差会导致只有一半的轮齿全部受载。因此，为平衡轮齿和轴的受力，长度应当为节园直径的2/3。不过，假如重量是不重要，就可以增加至节园直径的长度。对于柔性花键，当存在不同心的状况下，增加长度并不能带来更多负载力量。柔性花键的最大作用长度可以近似按图2选择。
渐开线花键承载力量公式。一下列段落中给出的30度渐开线花键承载力量计算公式量从一篇文章“花键何时需要应力把握”（,制造工程，12月23日，1957年）中推导出来的。
使用下列的公式中的符号在2130页上定义的，下列为增加的补注：所二空心轴的内孔直径,英寸；Ka二从表1中的使用系数；Km=表2的负荷安排系数；心=表3中的疲惫寿命系数;1<^=表4中的磨损寿命系数；1^=图2中的最大作用长度，使用应力公式，尽管实际长度可能更长一些；T=传递扭矩，磅一英寸。对于没有螺旋线上修形的固定式花键，+T。
表lo花键使用系数，Ka表2对于柔性花键的不对中的载荷安排系数，Km
动力源
载荷种类
平稳（发电机风扇）
稍微冲击（振动泵等）
间歇冲击（加速泵等）
重冲击（冲床，剪子等）
使用系数，ka
平衡（燃汽轮机，电机）




稍微冲击（液压马达）




中等冲击（内燃机，引擎）




a对于固定的花键，Km=l对于固定的花键，Km=l表3,花键的疲惫寿命系数，Kf
每英寸长度上不对中度（英寸）
载荷安排系数，Kn；

1英寸齿宽
2英寸齿宽
4英寸齿宽

1
1
1


1
1

2

1

2



2

3
A一个扭矩循环周期包括一个起停，不是运转的数量。表4,柔性花键磨损寿命系数，Kw
扭矩循环周期，
疲惫寿命系数
单一方向
双向
1,000


10,000


100,000


1,000,000


10,000,000
().3
().2
磨损寿命系数，不象表3中的疲惫系数，是以花键的运转总数量，是由于柔性花键的每一转的冲击都会造成花键的磨损。
花键运转数量
寿命系数，Kw
花键的运转数量
寿命系数，Kw
10,000

100,000,000

100,000

1,000,000,000

1,000,000

10,000,000,000

10,000,000

♦••
♦••
定义：一个固定花键可以是收缩协作或松协作，但在每一端都用环固定以防止由于花键的振动引起轴向的移动。一个柔性花键允许一些在轴没有精确对中时产生的冲击。这些柔性或冲击造成轴向移动并造成轮齿的磨损。直齿柔性花键在磨损成为一个严峻问题前,只能允许的角度不对中的状态存在（小于1度）。对于更多的不对中状况（大于5度），鼓形齿花键可以减小磨损和轮齿的端部受载。
外花键轮齿根部的剪切应力：对于一个给定的传递扭矩，产生在外花轴上齿根处的破坏剪切应力为：
1了S,=—厂《对于一个实心轴（1）
兀DreKf16丑/
16丑/
ix(D「D：)xKf
对于一个空心轴
(2)
计算应力值不能超过表5中的值。
表5花键允许剪切应力值轮齿节园处的剪切应力：对于一个给定的传递扭矩T,轮齿节线外的剪切应力处为:
材料
硬度
最大允许剪切应力值磅/平方英寸
HB
HRC
钢
160-200
20,000
钢
230-260
—
30,000
钢
302-351
33-38
40,000
表面浅层硬化钢
—
48-53
40,000
表面硬化钢
58-63
50,000
整体淬硬钢（航空质量）
—
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