轴和毂的键联接

这个计算被设计用来作轴和毂的成形几何设计和强度校核。这个应用程序给下面的任务提供了解决方案:

  1. 设计一个平面键的键联接。

  2. 设计一个半圆键的键联接。
  3. 设计一个直边花键的键联接。

  4. 设计一个渐开线花键的键联接。
  5. 设计键联接的强度校核。

  6. 这个应用程序包含了一个依照 ISO, SAE, DIN, BS, JIS and CSN这些标准的键和花键的表格。

  7. 支持2D CAD系统。

这个计算是基于来自专著和 ANSI, ISO, DIN等标准的数据,程序和算法。
标准列表: ANSI B17.1, ANSI B17.2, ANSI B92.1, ANSI B92.2M, ISO R773, ISO 14, ISO 4156, DIN 6885, DIN 6888, DIN 5464, DIN 5471, DIN 5472, DIN 5480, BS 4235, BS 6, JIS B 1301, CSN 02 2562, CSN 30 1385, CSN 01 4942, CSN 4950

 

提示: 比较文档“选择轴和毂的类型”在选择合适的键联接类型是有帮助的。

计算的控制,结构和语法.

语法的信息和计算的控制可以在文件''计算的控制,结构和语法''中找到。

工程信息.

在“工程信息”这段的目的,控制和使用信息可以在文档“工程信息”中找到。

计算过程.

轴和毂的成形键联接计算的工作簿可以分成两个范围。一个普通的输入数据和结果的范围 (段落 [1, 10, 11])和一个仅对给出类型的键联接单独的相关计算(章A,B,C,D)。两个类型的任务可以用计算解决:

当在那里选择一个合适的键联接类型时也会被填入账目,除了键联接尺寸之外,他使用值,读取时间和键联接的生产,安装和运行的的财务费用。 比较文档“选择轴和毂的类型”在选择合适的键联接类型是有帮助的。

 

典型的键联接计算和设计由下面几部分组成:

  1. 输入键联接的功率参数(传递功率,速度)[1.2, 1.3].
  2. 设置加载方式和运行参数(驱动类型,负载条件等)。 [1.5].
  3. 选择轴的材料[1.21]和毂的材料[1.26] 。
  4. 定义键联接的设计 [1.14]。
  5. 为键联接的类型选择定义键联接的参数[2.1 / 4.1 / 6.1 / 8.1]。
  6. 假设键的键联接计算,选择键的材料[2.6 / 4.6]。
  7. 键联接的设计尺寸[2.11 / 4.15 / 6.5 / 8.11]。这个自动设计功能[4.13 / 8.9]可以用于半圆键河岸渐开线花键的键联接。
  8. 设计键联接的强度校核的结果审查 [3 / 4 / 5 / 7]。
  9. 假设设计更多的键联接类型,在段落[10]中,比较设计尺寸。
  10. 用一个新的名字保存合适解决方案的工作簿。

普通输入数据. [1]

在这段中,输入基本输入参数,表现负载的样式,条件和数量的特色,键联接的设计和轴和毂的材料

1.1 计算单位.

在选择列表中,选择想要的计算单位系统。所有的值都可以在切换到其它单位后立即被重新计算。

警告: 假如用了自动设计功能[4.13, 8.9] 它必须在改变单位之后重新开始计算。

1.2 传递功率

输入将要被轴传递的功率。

1.3 轴速度.

输入轴的速度。

1.4 转矩

传递功率和速度供给一个扭矩,它是设计一个键联接的基本输入值。

1.6 功率源。

选择一个满足输入技术条件的驱动器的类型。

  1. 均匀的: 电动机,蒸汽轮机,燃气轮机
  2. 轻度冲击: 液压马达
  3. 中等冲击: 内燃机

1.7负荷条件

选择一个满足输入技术条件的负荷条件。

  1. 连续的: 发电机,传送机(带,平板,蜗杆),轻型升降机,齿轮的横断机床,通风机,蜗轮增压器,常规密度材料混合机等。
  2. 轻度冲击: 发电机,齿轮泵,回转泵等。
  3. 间歇冲击:机床的肢动,重型铲车,起重机转环,开采通风扇,可变密度的混合机,活塞泵等。
  4. 重度冲击:压力机,剪切机,橡胶砑光机,轧钢机,轮叶打洞机,重型离心机,重型给料泵,钻头连接,压块机,捏练机等

1.8 字符运算

选择键联接加载是否在一个旋转方向或者轴的旋转方向上在运行的过程中被改变。

1.9 启动次数

选择在预期键联接的使用寿命中总的机器启动次数。

警告:启动次数以千为单位。

1.10 键联接的预期使用寿命

这个参数指出预期使用寿命,以小时算。在下面的表中给出。

规格

耐久性

家用机械,不常用的驱动器 2000
电手工具,对于短期运行的机器 5000
运行8小时的机器 20000
运行16小时的机器 40000
连续运行的机器 80000
长寿命的连续运行 150000

 

提示:这个参数只和滑动键联接相关(看[1.12]).

1.12 键联接设计

在这个选择列表,选择最适合你的技术条的须有的键联接设计。

  1. 固定连接: 在键联接中没有轴性的毂顺着轴发生;这个轴的相互位置用一个适当的轴承或者装配设计固定。
  2. 没有负载的滑动键联接: 轴和毂的相互位置没有被固定;毂的轴向沿着轴只发生在没有负载键联接的情况下。
  3. 有负载的滑动键联接:轴和毂的相互位置没有被固定;毂的轴向沿着轴只发生在有负载键联接的情况下。

1.13 中空轴的内部直径

假设你在键联接中用一个中空轴,在这里输入一个轴的内部直径。这个参数在转矩上影响州的负载尺寸和相当影响轴的最小直径的决定 [1.20]。

1.14 预期的安全系数.

当作精度和输入信息的可信性,重要的键联接,生产质量和计算精确度。通常在1.5~3的范围内选择。

选择安全系数的定位值:
注释: 在腐蚀的环境中或者高温的环境中用高等级的键联接安全系数工作。
提示: 测定安全系数普通的程序可以在文档“安全系数”中找到。

1.15 轴的最小直径

轴的最小直径意味着实体轴的直径不会被槽消弱(看插图)。使用已设计好的对于键联接的设计的初始化信息最小的轴尺寸。

注释:假设通过来自外径向力的附加弯曲加载的轴(e.g.齿轮)它推荐选择一个在大约20%到30%的的最小轴直径。

1.16 轴材料(最小抗张强度)[硬度]

在选择列中,选择用于轴生产的材料类型。材料的最小抗张强度[MPa/psi]和硬度在这段中给出。如果选择列表右面的选择框被选中,会自动的选择必要的强度参数的材料。否则,在材料特性里手工填入。允许的压力值[1.19]被用来检查键联接的变形的接触面。在剪切[1.20]中允许的张力被用来在扭矩上做轴的强度校核。

警告: 材料的强度参数是靠经验决定的和表现在对于一组材料的最小值。虽然这些获得值接近于用特殊材料的测量获得值,它推荐最终计算使用依据材料页和生产技术条件的值。

1.21 毂材料(最小抗张强度)[硬度]

在选择列中,选择用于毂生产的材料类型。材料的最小抗张强度[MPa/psi]和硬度在这段中给出。如果选择列表右面的选择框被选中,会自动的选择必要的强度参数的材料。在剪切[1.24]中允许的张力被用来在扭矩上做轴的强度校核。

警告:材料的强度参数是靠经验决定的和表现在对于一组材料的最小值。虽然这些获得值接近于用特殊材料的测量获得值,它推荐最终计算使用依据材料页和生产技术条件的值。

1.27键联接设计系数

这个系数表现在减少键联接负载能力上的键联接设计的结果。它依照下面表中的经验值确定:

键联接设计 Kd
固定键联接 1
没有负载的滑动键联接 3
有负载的滑动键联接 9

 

1.28 应用系数

这个系数表现在键联接负载能力的减少上特性的作用和负载类型。它是根据以下表格中给出的经验值来决定的:

驱动器

负载类型
连续的 轻的冲击 循环冲击 重的冲击
均匀的 1.0 1.2 1.5 1.8
轻的冲击 1.2 1.3 1.8 2.1
中等冲击 2.0 2.2 2.4 2.8

 

1.29 疲劳寿命系数

这个系数表现运算符号的作用和想要的键联接使用寿命(标准的启动数量)在键联接负载能力增加。它推荐根据依照下表中给出的经验值:

启动次数 运转
单向的 双向的
1000 1.8 1.8
10000 1.0 1.0
100000 0.5 0.4
1000000 0.4 0.3
10000000 0.3 0.2

 

1.30 磨损生命系数

这个系数表现为通过键联接的预期使用寿命点接触的在键联接负载能力增加的基础上磨损的作用。它推荐根据依照下表中给出的经验值:

总的转数(百万) Kw
0.01 4.0
0.1 2.8
1 2.0
10 1.4
100 1.0
1000 0.7
10000 0.5

 

注释:这个系数只和滑动键联接相关(见[1.12]).

A. 平面键的键联接.

平面键的键联接是适合传递扭矩的,主要是用于在同一个方向上的旋转。这些键联接通常被用作固定圆柱形轴和毂。这种类型很少适合滑动键联接和锥形轴。典型的使用于离合器,链轮齿和滑轮。键的表面疆场被弄成圆形。

键联接的好处:

键联接的缺点:

键联接的载荷能力可以通过增加2个键来增强。可是,这种导致一个轴的削弱和可能用到轴直径的区域。

推荐对于平面键键联接的轴承
轴承类型 固定键联接 滑动键联接
普通轴承 紧密的轴承 导键 滑键
在毂槽中键的座套 N9 / h9 P9 / h9 N9 / h9 D10 / h9
在轴槽中键的座套 Js9 / h9 P9 / h9 D10 / h9 N9 / h9
在轴上毂的座套 H8 / h7

H8 / k7

H8 / m7

H8 / p7

H8 / f7

H8 / h7

H7 / h6

 

键联接参数,键的材料,尺寸设计. [2]

这段被用来选择键联接类型的给出的参数和键联接的设计尺寸。

2.2 键类型

在选择列表中,选择键的类型(标准的)。类型A键的尺寸是通过标准[in]来定义的,其它类型键的尺寸是用[mm]来定义的。

2.3 键的数量

对于传递根高的扭矩,它可能在键联接上用2个键。这个键一般安排在轴的对称位置(在相对位置)。一个不对称的排列经常用来传递循环力矩(在120°间隔)。

提示:虽然两个键的键联接的载荷能力理论上是两倍,它实际上比较低导致生产的不精确性。在实践中,通常比一个键的载荷能力增加了1.5倍。

2.4 负载分布系数

在两个键的键联接中,负载没有正确规律的分布到两个键上导致生产和安装的不精确性。键联接的轴承面实际载荷低于理论值。在键联接的理论和真实轴承面负载之间的比率是通过负载的分配系数定义的。看作轴承的精度这个系数的尺寸是从0.6~0.8的范围内给出。

提示: 对于生产和安装的一般精度,它一般填入到计算是0.75的系数。
注释: 假设只有一个键的键联接,这个系数就等于1。

2.5 总的运行率

这个系数给出在键联接的载荷能力上总的生产和运行参数的效果。它的尺寸依靠键联接的类型,驱动和负载,运行条件和键联接的运行率。对于看作提及的参数,专著给出的值是在1~40的范围内。

对于更容易的系数选择,这个应用程序拥有自动设计。如果输入框右边的选择框被选中,这个系数将自动被选择和基于在段[1]中键联接定义的参数。对于一个固定的键联接,运行系数用下面的公式计算:

对于一个滑动键联接用下面的公式计算:

 

Ka - r应用系数

Kf - 疲劳寿命系数

Kd - 键联接设计系数

Kw - 磨损寿命系数

系数的平均大小,见[1]。

2.6 键的材料(最小抗张强度)[硬度]

在选择列中,选择要生产键的材料类型。在括弧中给出材料的最小抗张强度[MPa/psi]和硬度。如果选择列表右面的选择框被选中,会自动的选择必要的强度参数的材料。否则,允许的压力值[2.9]被用来检查键的变形。

警告:材料的强度参数是靠经验决定的和表现在对于一组材料的最小值。虽然这些获得值接近于用特殊材料的测量获得值,它推荐最终计算使用依据材料页和生产技术条件的值。

2.11 键联接尺寸的设计

这段被用来设计键联接尺寸。当设计键联接时,首先要选择想要的轴的直径[2.14].对于输入轴的直径,相应的键的值依据各自的标准自动地被选择。对于选择键,程序会根据必要的安全传递的输入扭矩自动计算。完全设计键联接你可以在行[2.22]中选择键的真实长度。

警告: 如果键的长度超出标准说明的范围 [2.21],设计应该被再次计算在轴直径的范围内。另外一个选项是在键联接里面使用2个键的。
提示: 当在行[2.22]中激活选择框,键的长度将被自动设计。

2.12 对于直径的键

这个参数给出在[2.2]中选择的指定的键类型轴的标准指定长度。

2.13 最小的轴直径

这个参数给出实心轴的最小直径。不会被一个键槽削弱,它必须安全传递输入的扭矩。

2.14轴直径

选择一个充分的轴直径所以实心轴直径 d1不会被键槽削弱,这个大于最小需求的直径d1min.

警告: 轴的直径可以被包含在指定的标准范围内[2.12] 。
推荐: 假如轴容易受到额外力的负载(e.g.轴承)它推荐选择一个大约比最小直径d1min大大约20%~30%的直径。

2.20 最小的键长度

计算选择的键的最小长度,它必须要能传递安全的输入扭矩。

警告:假如最小长度导致一个比标准的指定长度上限更高的值[2.21],它必须重复设计更大的直径的轴;另外一个选项是在键联接里面使用2个键的。

2.21 键长度的允许范围

这个标准指定了允许选择键的最大最小值。

2.22 选择键的长度

在标准指定范围 [2.21] 内选择键的长度。当决定长度的时候,记住,选择的键的长度会影响毂的长度。推荐毂的长度可以在文档“毂的尺寸选择向导”中找到。

提示: 当行[2.22]中的选择框被激活的时候,键的长度将被自动设计。

键联接的强度校核. [3]

假设键的键联接,这里通常执行两种类型的强度校核。一个是对于扭矩的轴的负载检查,一个是键联接的接触面变形的检查。对于键负载剪切的检查一般是不会执行的。标准的键是有尺寸的所以需要减产变形是否合适。同样对于剪应力检查的需求是否合适。

3.1 对于轴转矩的检查

对于一个实体轴的直径d1 [2.18]的检查被执行,不会通过键槽削弱。这个键联接的安全结果通过轴材料的允许剪应力和计算的相对应力的比例给出。如果键联接是足够的,适当的安全必须比需求的[1.19]高。

提示: 假设检查的结果是不够的,一个更大轴直径的键联接新的设计必须要被执行。

3.5, 3.9, 3.13 对于接触面变形的检查

对于变形的检查在键联接的每一部分被独立的执行。单个的安全等级[3.8, 3.12, 3.16] 通过各自的材料允许的压力到键联接实际部分的比例被给出。假设键联接是足够的,最低的安全值将高于需求的安全值 [1.19]。

提示: 假设检查的结果不是足够的,更多或者更长的键或者更大直径的轴的一个新的设计必须被重新执行。

B. Couplings with Woodruff's keys半圆形键的键联接.

半圆(圆形)键的键联接是适用于传递较少的扭矩,较小直径的轴和同一方向的扭矩。这些键联接被用来固定圆柱行或者锥形的轴和短的毂,这种类型通常不用于滑动键联接。

键联接的好处:

键联接的缺点:

键联接的载荷能力可以用两个键增强。可是,这种导致一个轴的削弱和可能用到轴直径的区域。

推荐对于半圆键键联接的轴承
轴承类型 普通轴承 紧密的轴承
在毂槽中键的座套 N9 / h9 P9 / h9
在轴槽中键的座套 Js9 / h9 Js9 / h9
在轴上毂的座套 H8 / h7

H8 / k7

H8 / m7

H8 / p7

 

键联接的参数,键材料,尺寸设计. [4]

这段可以用来键联接的给出的类型的选择和对于键联接的尺寸的设计。

4.2 键的类型

在选择列表中,选择一个键(标准)的类型。键的尺寸是对于类型 A, B, E, F v [in]的定义。假设另外的类型,尺寸是用[mm]定义的。在两种基本设计的键是被拉长的(见插图)

  1. 完全导角的设计
  2. 平面设计

两种类型可以更远的设计成斜面的顶端。

4.3 键的数量

对于传递更高的扭矩,它可以在键联接中用两个键。这个键一般安排在轴的对称位置(在相对位置)。一个不对称的排列经常用来传递循环力矩(在120°间隔)。

提示:虽然两个键的键联接的载荷能力理论上是两倍,它实际上比较低导致生产的不精确性。在实践中,通常比一个键的载荷能力增加了1.5倍 。

4.4 负载分布系数

在两个键的键联接中,负载没有正确规律的分布到两个键上导致生产和安装的不精确性。键联接的轴承面实际载荷低于理论值。在键联接的理论和真实轴承面负载之间的比率是通过负载的分配系数定义的。看作轴承的精度这个系数的尺寸是从0.6~0.8的范围内给出。

提示: 对于生产和安装的一般精度,它一般填入到计算是0.75的系数。
注释: 假设只有一个键的键联接,这个系数就等于1。

4.5 总的运行率

这个系数给出在键联接的载荷能力上总的生产和运行参数的效果。它的尺寸依靠键联接的类型,驱动和负载,运行条件和键联接的运行率。对于看作提及的参数,专著给出的值是在1~40的范围内。

对于更容易的系数选择,这个应用程序拥有自动设计。如果输入框右边的选择框被选中,这个系数将自动被选择和基于在段[1]中键联接定义的参数。对于一个固定的键联接,运行系数用下面的公式计算:

 

对于一个滑动键联接用下面的公式计算:

 

Ka - 应用系数

Kf - 疲劳寿命系数

Kd -键联接设计系数

Kw - 磨损寿命系数

系数的平均大小,见[1]。

4.6 键的材料(最小抗张强度)[硬度]

在选择列中,选择要生产键的材料类型。在括弧中给出材料的最小抗张强度[MPa/psi]和硬度。如果选择列表右面的选择框被选中,会自动的选择必要的强度参数的材料。否则,允许的压力值[4.9]被用来检查键的变形。

警告:材料的强度参数是靠经验决定的和表现在对于一组材料的最小值。虽然这些获得值接近于用特殊材料的测量获得值,它推荐最终计算使用依据材料页和生产技术条件的值。

4.11 键联接尺寸的自动设计

自动设计为键的轴的选择类型[4.2]和附加计算最小的足够的长度选择合适的键。这个设计计算是通过按行[4.13]中的按钮开始的。在计算完成后,设计方案的表格[4.14]被填满和排序和值被自动传到段[4.15]中去了。这个表格依据在行[4.12]中的准则排序和可以选择另外一个准则重新排序。

如果设计计算没有成功和合适的解决方案没有找到,这种情况通过警告信息指出和解决方案的表格被删除。这样的情况用更多键的键联接和更高质量的材料重新设计。

提示: 假设超过20种键是适合的,这个设计的结果可以选择更小直径的轴。
警告: 自动设计的结果只和真实输入的技术条件相关。如果在段[1, 4.1, 4.6]中改变,它必须重新计算结果。

4.14 设计方案的表格

表格参数的含义

d 轴的直径
d1 一个实体轴直径不被键槽削弱
L 键的长度
sT 对于扭矩的轴的强度校核的安全系数
sp 对于变形的强度校核的安全系数
Key 键的标记(见[4.19])

 

4.15 键联接尺寸

这段被用来确定键联接的尺寸。这个尺寸通常被选择或者设计方案的值被通过表格[4.14]的解决方案传送。如果值是手工输入的,首先选择想要的轴直径[4.18]。输入轴直径之后,键的列表[4.19]依照各自的标准赋值给直径,它自动被填入。通过选择合适的键完成键联接的设计。

4.16 对于直径的键。

这个参数指定了对于在[4.2]中选择的键类型给出标准的轴的直径。

4.17最小轴直径

这个参数给出了最小的不会被键槽削弱的实体轴直径,它必须安全的传递输入扭矩。

4.18 轴直径

选择一个充分的轴直径所以实心轴直径 d1不会被键槽削弱,这个大于最小需求的直径d1min.当输入轴直径之后,一个键的列表[4.19]赋值到依据各自的标准自动填入的给出直径。

警告: 轴的直径可以被包含在指定的标准范围内[4.16]
推荐: 假如轴容易受到额外力的负载(e.g.轴承)它推荐选择一个大约比最小直径d1min大大约20%~30%的直径。

4.19 Key.键

在选择列表中,选择一个合适的键。这个列表包含了所有已经依据各自的标准选择轴[4.18]的键。在列表中键的标记I已经通过选择标准类型的键给出。对于个别的键的类型约定的标记在下面的表格中列出:

键的类型 [4.2] 标准 标记
A, B, E, F ANSI B17.2, BS 6 No. (b x D)
C, D, I, J DIN 6888, CSN 30 1385 b x h
G, H JIS B 1301 b x D

 

b - 键的宽度

h - 键的高度

D - 键的直径

键联接的强度校核. [5]

假设键的键联接,这里通常执行两种类型的强度校核。一个是对于扭矩的轴的负载检查,一个是键联接的接触面变形的检查。对于键负载剪切的检查一般是不会执行的。标准的键是有尺寸的所以需要减产变形是否合适。同样对于剪应力检查的需求是否合适。

 

5.1 对于轴转矩的检查

对于一个实体轴的直径d1 [4.22]的检查被执行,不会通过键槽削弱。这个键联接[5.4] 的安全结果通过轴材料的允许剪应力和计算的相对应力的比例给出。如果键联接是足够的,适当的安全必须比需求的[1.19]高。

提示: 假设检查的结果不是足够的,更多或者更长的键或者更大直径的轴的一个新的设计必须被重新执行。

5.5, 5.9, 5.13 对于接触面变形的检查

对于变形的检查在键联接的每一部分被独立的执行。单个的安全等级[5.8, 5.12, 5.16] 通过各自的材料允许的压力到键联接实际部分的比例被给出。假设键联接是足够的,最低的安全值将高于需求的安全值 [1.19]。

提示: 假设检查的结果不是足够的,更多或者更长的键或者更大直径的轴的一个新的设计必须被重新执行。

C. 直边花键的键联接.

直边花键键联接是适用于传递大的,循环的和冲击的扭矩。这些键联接表现在实际的大多数花键的普通类型(大约80%).这种类型是用于固定滑动轴和毂的键联接。这些齿轮通常在变速箱中用在滑动齿轮上的。

键联接的优点:

键联接的缺点:

定中心的方法是依据理论的和运行需求的和精度需求来定的。定中心可能是在直径内部(很少用到)或者在齿的符合规定位置。在直径上定中心是用来有一个更高精度的轴承。在旁边的键联接中心显示更高的负载能力和适用于可变扭矩和冲击的负载。

 

对于直边花键推荐(定位)的轴承
定位尺寸 轴承尺寸 提示:
d b D
高冲击的负载和不需要拆卸的固定键联接
b - F8 / js7 -  
中度负载和时常拆卸的固定键联接
d H7 / g6 D9 / js7

D9 / k7

F10 / js7

F10 / f9

- 中等速度
b - F8 / js7 - 更低的速度
D - F8 / js7 H7 / js6 更高的速度
对于负载下键联接的移动
d H7 / f7

H7 / g6

D9 / h9

D9 / js7

F10 / f9

- 硬的表面
没有负载的键联接的移动
d H7 / f7

H7 / g6

D9 / h9

F10 / f9

- 低的中等速度
D - F8 / f7

F8 / f8

H7 / f7 高速


d - 花键内径
D - 花键外径
b - 齿宽

键联接参数尺寸设计. [6]

这段可以用来键联接的给出的类型的选择和对于键联接的尺寸的设计。

6.2 花键类型

在选择列表中选择一个花键的标准类型。花键的尺寸是对于类型 A, B, C 用[in]定义的。如果是其它类型,尺寸用[mm]定义。

花键的推荐用途:
类型 标准 系列 用途
A SAE A 中低等负载的固定键联接
B SAE B 没有负载的滑动键联接,对于传递大的循环的扭力的键联接
C SAE C 对于传输巨大的循环的冲击扭矩的负载的键联接
D ISO 14 Low 中低等负载的固定键联接
E ISO 14 Medium 滑动键联接,对于传递大的循环的扭力的键联接
F, I DIN 5464

CSN 014942

Heavy 对于传输巨大的循环的冲击扭矩的负载的键联接,汽车工业
G, H DIN 5471

DIN 5472

  对于工作母机的键联接

 

6.3 负载分配系数

由于生产和安装的不精确性,负载不会均匀地分布到花键的每一个齿上。键联接的轴承面实际载荷低于理论值。在键联接的理论和真实轴承面负载之间的比率是通过负载的分配系数定义的。看作轴承的精度这个系数的尺寸是从0.6~0.8的范围内给出。

提示: 对于生产和安装的一般精度,它一般填入到计算是0.75的系数。

6.4 总的运行率

这个系数给出在键联接的载荷能力上总的生产和运行参数的效果。它的尺寸依靠键联接的类型,驱动和负载,运行条件和键联接的运行率。对于看作提及的参数,专著给出的值是在1~40的范围内。

对于更容易的系数选择,这个应用程序拥有自动设计。如果输入框右边的选择框被选中,这个系数将自动被选择和基于在段[1]中键联接定义的参数。对于一个固定的键联接,运行系数用下面的公式计算:

对于滑动键联接,用下面的公司:

Ka - 应用系数

Kf - 疲劳寿命系数

Kd - 键联接设计系数

Kw - r磨损寿命系数

系数的平均大小,见[1]。

6.5 键联接尺寸设计

这段被用来设计键联接的尺寸。当设计一个键联接的时候,首先选择花键的尺寸[6.8].对于选择的花键,程序计算它的最小功能长度 [6.14],它必须传送输入的扭矩。通过在行 [6.15]中选择实际的花键长度来完成键联接的设计。

推荐: 在任何情况下,毂的长度不能比两倍的花键内径长度长。这种情况要是花键的功能长度结果比较长,用更多的槽和更大的直径重新设计。
提示: 当行[6.15]的选择框是激活的,那么花键长度将被自动设计。

6.6 对于直径的花键

这个参数给出了选择的花键等级的外径范围。

6.7 最小轴直径

这个参数给出了实体轴的最小直径,不被花键削弱,它需要安全传送输入的扭矩。

6.8 花键

在选择列表中,选择合适尺寸的花键。选择花键要花键的内径d大于最小直径 dmin.花键的尺寸在下面的“输出尺寸”-“指定标记”中给出。对于单个花键的类型的标记约定在下面的表格中给出:

花键类型 [6.2] 标记
A, B, C D x n
D - I n x d x D

 

n - 槽的数量

d - 花键内径

D - 花键外径

推荐: 假如轴容易受到额外力的负载(e.g.轴承)它推荐选择一个大约比最小直径d1min大大约20%~30%的直径。

6.14 花键的最小功能长度

这段给出了选择花键的最小功能长度,它需要安全传送输入的扭矩。

6.15选择花键长度

选择花键的长度比计算的最小长度更长[6.14]。当决定了长度的时候,紧记选择花键长度是同时最小允许的毂的长度。毂的推荐长度可以在文档“毂的尺寸选择向导”中找到。

推荐: 在任何情况下,毂的长度不能比两倍的花键内径长度长。这种情况要是花键的功能长度结果比较长,用更多的槽和更大的直径重新设计。
提示: 当行[6.15]中的选择框被激活的时候,键的长度将被自动设计。

键联接的强度校核[7]

假设花键键联接,只有两种强度校核被执行。一个是对于扭矩的轴的负载检查,一个是键联接的接触面变形的检查。

7.1 对于扭转的轴的检查

对于一个实体轴的直径d [6.10]的检查被执行,不会通过键槽削弱。这个键联接[7.4] 的安全结果通过轴材料的允许剪应力和计算的相对应力的比例给出。如果键联接是足够的,适当的安全必须比需求的[1.19]高。

注释: 假设检查的结果是不够的,一个更大轴直径的键联接新的设计必须要被执行。

7.5 槽侧变形的检查

对于变形的检查是通过最低质量的材料许可应力在边上的压力执行的。如果键联接是足够的,计算安全必须是高于需求的[1.19].

注释: 假设检查的结果是不够的,一个更长的,多个槽或者一个更大花键直径的新设计必须被执行。

D. 渐开线花键的键联接

渐开线花键的键联接是适用于传递大的,循环的和冲击的扭矩。这种类型是用于固定滑动轴和毂的键联接。使用在更小的直边花键上。

键联接一般的优点:

与直边花键比的优点:

键联接的缺点:

这个花键的轮廓是在横截面上以渐开线啮合成形的,轮廓的基础角是30°, 37.5° 或者 45°。它是居中的外径或者齿侧。对准直径是更精确,实际上对准边上是更经济更频繁。这个槽的底部可以是平的或者圆的。

对于渐开线花键推荐(定位)的轴承
定中心尺寸 轴承尺寸 Note注释
t Do
在高冲击的负载,并且不是频繁拆卸的固定键联接
t 7H / 9r

7H / 8p

7H / 7n

H11 / h11  
在中等负载,频繁拆卸的固定键联接
t 7H / 8k

7H / 9h

H11 / h12 Low speeds低速
Do 9H / 9h

9H / 9g

9H / 9d

H7 / n6

H7 / js6

High speeds高速
对于移动的键联接
Do - H7 / h6

H7 / g6

H7 / f7

Hardened surfaces硬的表面


Do -外部花键的外径
t - 齿宽

 

键联接参数,尺寸设计 [8].

这段可以用来给出键联接类型的参数选项和去设计键联接设计尺寸。花键的各个尺寸的标记在各种标准中是不同,计算依照ANSI B92.1和西面表格给出的标记来使用标记和不同的标记在下面的表格中给出:

  ANSI B92.1 ANSI B92.2M

ISO 4156

DIN 5480

CSN 4950

径节 P - -
模数 - m m
齿数 N Z z
分度圆直径 D D d
基圆直径 Db DB db
基准圆直径 - - D
基本轮廓的偏移 - - xm
花键外部的大直径 Do DEE da
花键外部的小直径 Dre DIE df
花键内部的小直径 Di DII Da
花键内部的大直径 Dri DEI Df
齿厚 tv SV s
槽宽 sv EV e

 

8.2 花键类型

在选择列表中,选则一个花键的标准和类型。花键的尺寸对于通过在[in]中的标准类型A到E被定义,假设其它类型的尺寸以[mm]定义。花键单独的类型在列表中描述如下“花键标准”-“轮廓角度”,“花键设计”,“定中心方法”。

8.3 负载分布系数

由于生产和安装的不精确性,负载不会均匀地分布到花键的每一个齿上。键联接的轴承面实际载荷低于理论值。在键联接的理论和真实轴承面负载之间的比率是通过负载的分配系数定义的。看作轴承的精度这个系数的尺寸是从0.4~0.8的范围内给出。

对于负载分配系数的选项的推荐值:
KL 花键设计
0.75 短的长度和高精确度轴承的固定键联接
0.6 - 0.7 一般精度轴承的键联接
0.5 带有接触表面主要的长度和主要不排序的键联接的花键键联接

 

8.4 总的运行率

这个系数给出在键联接的载荷能力上总的生产和运行参数的效果。它的尺寸依靠键联接的类型,驱动和负载,运行条件和键联接的运行率。对于看作提及的参数,专著给出的值是在1~40的范围内。

对于更容易的系数选择,这个应用程序拥有自动设计。如果输入框右边的选择框被选中,这个系数将自动被选择和基于在段[1]中键联接定义的参数。对于一个固定的键联接,运行系数用下面的公式计算:

对于一个滑动键联接用下面的公式计算:

 

 

Kf - fatigue-life factor疲劳寿命系数

Kf - fatigue-life factor疲劳寿命系数

Kd - coupling design factor键联接设计系数

Kw - wear life factor磨损寿命系数

系数的平均大小,见[1]。

8.5 键联接尺寸的自动设计

对于最小直径的轴的需求的花键的类型和等级选择自动设计选择了20个最好的解决方案。这个花键长度的选择关系到推荐的毂的尺寸。这个设计解决了所有在毂的长度导致更长的双倍的花键外径。

这个设计计算是通过按行[8.9]中的按钮开始的。在计算完成后,设计方案的表格[8.10]被填满和排序和值被自动传到段[8.11]中去了。这个表格依据在行[8.7]中的准则排序和可以选择另外一个准则重新排序。

如果设计计算没有成功和合适的解决方案没有找到,这种情况通过警告信息指出和解决方案的表格被删除。这样的情况用更多键的键联接和更高质量的材料重新设计。

 

注释: 假设超过20种键是适合的,那么设计结果选择更小直径的轴。
警告: 自动设计的结果只和真实输入的技术条件相关。如果在段[1,8.1]中改变,它必须重新计算结果。

8.6 设计的过滤器

在列表中,依照选择的一个合适的解决方案的自动设计选择一个数据输入范围(花键尺寸)使用。

注释:假如花键的类型是A到E,选项“可选系列”没有意义和设计没有完全的尺寸系列。

8.8 毂的最大长度

当选择框激活的时候,设计可以消去毂的长度导致更高的输入值 Lmax的解决方案。

8.10 设计方案表格

在表格中参数的含义:

m/P 花键分别的模数和节距(依照花键类型)
n 齿数
Do 花键外部大直径
Dre 花键外部的小直径
Lmin 花键的最小功能长度,它可以安全传递输入的扭矩
L 选择的花键长度
sT 对于转矩轴的强度校核的安全系数
sp 对于变形的强度校核安全系数

 

8.11 键联接尺寸

这段是用于确定键联接尺寸的。这个尺寸可以手工选择或者设计好的解决方案的值使用一个选择自表格[8.10]传递的。当手工输入值的时候首先选择一个合适的花键的尺寸[8.13]。

对于选择花键,程序计算他的最小功能长度[8.21],它必须可以安全地传递输入的扭矩。通过在行[8.22]选择花键的实际长度的选择完成键联接的设计。

推荐: 在任何情况下,毂的长度不能比两倍的花键内径长度长。这种情况要是花键的功能长度结果比较长,用更多的槽和更大的直径重新设计。
提示:当行[8.22]中的选择框被激活的时候,键的长度将被自动设计。

8.12 最小轴尺寸

这个参数给出实心轴的最小直径。不会被一个键槽削弱,它必须安全传递输入的扭矩。

8.13 花键

在选择列表中,选择合适尺寸的花键。选择花键要花键的内径d大于最小直径 dmin.花键的尺寸在下面的“输出尺寸”-“模数/节距”x"齿数"中给出。首选的花键尺寸在列表中用符号“*”标记。

 

推荐: 假如轴容易受到额外力的负载(e.g.轴承)它推荐选择一个大约比最小直径d1min大大约20%~30%的直径。

8.21 花键的最小功能长度

这段给出了选择花键的最小功能长度,它需要安全传送输入的扭矩。

8.22 选择花键长度

选择花键的长度比计算的最小长度更长[8.21]。当决定了长度的时候,紧记选择花键长度是同时最小允许的毂的长度。毂的推荐长度可以在文档“毂的尺寸选择向导”中找到。

推荐: 在任何情况下,毂的长度不能比两倍的花键内径长度长。这种情况要是花键的功能长度结果比较长,用更多的槽和更大的直径重新设计。
提示:当行[8.22]中的选择框被激活的时候,键的长度将被自动设计。

键联接的强度校核 [9]

假设花键键联接,只有两种强度校核被执行。一个是对于扭矩的轴的负载检查,一个是键联接的接触面变形的检查。

9.1 对于轴转矩的检查

对于一个实体轴的直径 Dre [8.17]的检查被执行,不会通过键槽削弱。这个键联接[9.4] 的安全结果通过轴材料的允许剪应力和计算的相对应力的比例给出。如果键联接是足够的,适当的安全必须比需求的[1.19]高。

注释: 假设检查的结果是不够的,一个更大轴直径的键联接新的设计必须要被执行。

9.5 槽侧变形的检查

对于变形的检查是通过最低质量的材料许可应力在边上的压力执行的。如果键联接是足够的,计算安全必须是高于需求的[1.19].

注释: 假设检查的结果是不够的,一个更长的,多个槽或者一个更大花键直径的新设计必须被执行。

比较的表格[10].

这段可以用来做一个快速度的轴和毂键联接预计的解决方案的对比。仅基本的尺寸对于单个联接的类型在这里给出。联接的全部尺寸可以在各自的独立的计算章节中找到。

注释:安全值在这里给出,对于给出类型的键联接执行强度校核的最小安全值。

图形输出,CAD系统.

在2D和3D图形输出的选项上的信息和2D和3D系统的协作信息可以在“图形输出,CAD系统”中找到。

设置计算,改变语言

计算参数的设置和语言的设置信息可以在文档“设置计算,改变语言”中找到。

工作簿修改(计算)

关于如何去修改和扩充工作簿的总的信息在文档“工作簿(计算)修改”中被提到。