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花键承载能力计算中的系数 |
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① 使用系数K1。其主要是考虑由于传动系统外部因素引起的动力过载影响的系数。这种过载影响取决于原动机(输入端)和工作机(输出端)的特性、质量比、花键副的配合性质与精度,以及运行状态等因素 该系数可以通过精密测量获得,也可经过对全系统分析后确定。在上述方法不能实现时,可参考表1取值 |
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表1 使用系数K1 |
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原动机(输入端) |
工作机(输出端) |
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均匀、平稳 |
中等冲击 |
严重冲击 |
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均匀、平稳 |
1.00 |
1.25 |
1.75或更大 |
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轻微冲击 |
1.25 |
1.50 |
2.00或更大 |
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中等冲击 |
1.50 |
1.75 |
2.25或更大 |
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注:1.均匀、平稳的原动机:电动机、蒸汽机、燃气轮机等。 2.轻微冲击的原动机:多缸内燃机等。 3.中等冲击的原动机:单缸内燃机等。 4.均匀、平稳的工作机:电动机、带式输送机、通风机、透平压缩机、均匀密度材料搅拌机等。 5.中等冲击的工作机:机床主传动、非均匀密度材料搅拌机、多缸柱塞泵、航空或舰船螺旋桨等。 6.严重冲击的工作机:冲床、剪床、轧机、钻机等。 |
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② 齿侧间隙系数K2。当花键副承受压轴力F、不受转矩T作用时,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F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),其各键齿的受力状态将失去均匀性。因花键侧隙发生变化,内、外花键的两轴线将出现一个相对位移量e0(图1和图2)。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(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。这一影响用齿侧间隙系数K2予以考虑。通常K2=1.1~3.0。对小径定心的矩形花键,可取K2=1.1~2.0
图1 只承受压轴力F而无转矩T时内、外渐开线花键的相对位置
图2 间隙配合、齿数为46的渐开线花键副在压轴力F和转矩T作用下的偏心状态 当压轴力较小、花键副精度较高时,可取K2=1.1~1.5;当压轴力较大、花键副精度较低时,可取K2=2.0~3.0;当压轴力为零、只承受转矩时,K2=1.0 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,使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(按符合GB/T 1144标准规定的精密级的矩形花键或精度等级按GB/T 3478.1标准为5级或高于5级时),K3=1.1~1.2;当精度较低时(按GB/T 1144标准为一般用的矩形花键或精度等级按GB/T 3478.1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 ④ 轴向偏载系数K4。由于花键副在制造时产生的齿向误差和安装后的同轴度误差,以及受载后的扭转变形,使各键齿沿轴向所受载荷不均匀。用轴向偏载系数K4予以考虑。其值可从表2中选取 对磨合后的花键副,各键齿沿轴向载荷分布基本相同时,可取K4=1.0 当花键精度较高和分度圆直径D或平均圆直径dm较小时,表2中的轴向偏载系数K4取较小值,反之取较大值 |
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表2 轴向偏载系数K4 |
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系列或模数 /mm |
平均圆直径 dm/mm |
l/dm |
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≤1.0 |
>1.0~1.5 |
>1.5~2.0 |
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轻系列或m≤2 |
≤30 >30~50 >50~80 >80~120 >120 |
1.1~1.3 1.2~1.5 1.3~1.7 1.4~1.9 1.5~2.1 |
1.2~1.6 1.4~2.0 1.6~2.4 1.8~2.8 2.0~3.2 |
1.3~1.7 1.5~2.3 1.7~2.9 1.9~3.5 2.1~4.1 |
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中系列或2<m≤5 |
≤30 >30~50 >50~80 >80~120 >120 |
1.2~1.6 1.3~1.8 1.4~2.0 1.5~2.2 1.6~2.4 |
1.3~2.1 1.5~2.5 1.7~2.9 1.9~3.3 2.1~3.6 |
1.4~2.4 1.6~3.0 1.8~3.6 2.0~4.2 2.2~4.8 |
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5<m≤10 |
≤30 >30~50 >50~80 >80~120 >120 |
1.3~2.0 1.4~2.2 1.5~2.4 1.6~2.6 1.7~2.8 |
1.4~2.8 1.6~3.2 1.8~3.6 2.0~3.9 2.2~4.2 |
1.5~3.4 1.7~4.0 1.9~4.6 2.1~5.2 2.3~5.6 |
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