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本章圍繞花鍵軸的設(shè)計這個中心,對軸的材料、失效形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度計算等展開討論。從討論中可以看到,花鍵軸的設(shè)計過程是花鍵軸的強度計算和花鍵軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計交錯進行的過程;具體講,就是邊畫圖、邊計算、邊修改的過程?;ㄦI軸使用特點:由于結(jié)構(gòu)形式和制造工藝的不同,與平鍵聯(lián)接比較,花鍵聯(lián)接在強度、工藝和使用方面有下列特點:因為在軸上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽,故聯(lián)接受力較為均勻。通常,花鍵軸的設(shè)計步驟為:
(1)根據(jù)機械傳動方案和整體布局,擬訂花鍵軸上零件的布置方案和裝配方案;
(2)選擇花鍵軸的材料;
(3)初步估算花鍵軸的直徑;
(4)花鍵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計;
(5)花鍵軸的強度(必要時進行剛度)計算,并結(jié)合有關(guān)影響因素修改設(shè)計;
(6)完成軸的零件工作圖;
外花鍵跨棒距大值 MRemin = Db × cos(90/z)/cosαe DRe = 50.74
外花鍵跨棒距小值 MRemax = MRemin Ke×T = 50.557 其中 Ke = cosαD × cos(90/z)/sinαe T = (T λ)-λ 擠壓強度計算計算擠壓應(yīng)力 σc = 1000T/(ψ×z×h×l×r) = 27.1 MPa 其中
傳遞轉(zhuǎn)矩 T = 30000×P/π/n = 658.5722 N×m 系數(shù) ψ取 0.75
花鍵軸齒數(shù) z = 15
花鍵工作高度 h = 0.8×m = 2.4 花鍵工作長度 l = 40
花鍵平均半徑 r = D/2 = 22.5 根據(jù) 聯(lián)接情況:靜聯(lián)接使用、制造條件:中等熱處理工藝:齒面未經(jīng)熱處理許用擠壓應(yīng)力 [σc] = 60--100 MPa 擠壓強度滿足要求
傳動軸花鍵套與花鍵軸頭的主要損傷是花鍵槽磨損、花鍵齒磨損或有橫向裂紋。
花鍵套與花鍵齒的磨損主要表現(xiàn)在側(cè)隙增大。檢查時,將花鍵套夾在臺虎鉗上,把花鍵軸插人并使部分花鍵露在外面,用百分表的測頭抵在花鍵軸的鍵齒上,然后來回轉(zhuǎn)動花鍵軸,表針上擺動值即為其配合間隙,一般不應(yīng)大于0. 30mm,使用限度為0. 60mm;鍵寬磨損應(yīng)不超過0. 20mm。磨損超過規(guī)定者,可采用局部更換法、壓力加工收縮法、堆焊后機械加工法等來修復(fù),或者更換新件。滾切法:用花鍵滾刀在花鍵軸銑床或滾齒機上按展成法加工,這種方法生產(chǎn)率和精度均高,適用于批量生產(chǎn)。
花鍵軸是機械傳動部件一種,花鍵軸表面的鍵槽分為:和平鍵、半圓鍵、斜鍵作用一樣,都是傳遞機械扭矩的。在花鍵軸的外表有縱向的鍵槽,花鍵套在花鍵軸上的旋轉(zhuǎn)件也有對應(yīng)的鍵槽,可保持跟軸同步旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)的同時,有的還可以在花鍵軸上作縱向滑動,如變速箱換檔齒輪等。花鍵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和直軸的設(shè)計計算基本方法,掌握軸結(jié)構(gòu)設(shè)計中花鍵軸上零件花鍵軸向及周向定位方法及其結(jié)構(gòu)的工藝性,并掌握花鍵軸上零件定位可靠、安裝方法及受力分析?;ㄦI軸一般采用滾刀式加工方法6鍵同時旋轉(zhuǎn)加工,鍵于鍵之間的間隙才能保證與花鍵套的配合才更緊密。