花键承载能力计算公式(GB/T 17855—1999)

花键承载能力计算公式(GB/T 17855—1999)

表1                   花键承载能力计算公式

计算内容

计 算 公 式

矩形花键

渐开线花键

载荷计算

输入转矩 T=9549P/n

名义切向力 Ft=2000T/dm

单位载荷 W=Ft/(zl)

输入转矩 T=9549P/n

名义切向力 Ft=2000T/D

单位载荷 W=Ft/(zlcosαD)

齿面接触强度计算

齿面压应力 σH=W/hw

其中 hw=hmin

强度条件 σH≤σHp

齿面许用压应力 σHp=σ0.2/(SHK1K2K3K4)

齿根弯曲强度计算

齿根弯曲应力 σF=6hW/

SFn取键最小齿厚或齿根过渡曲线上的最小齿厚(两者的小值)

强度条件 σF≤σFp

齿根许用弯曲应力 σFp=σb/(SFK1K2K3K4)

齿根弯曲应力 σF=6hWcosαD/

SFn取渐开线起始圆上的弦齿厚,并按下式计算:

式中 S——分度圆弧齿厚,mm;

DFe——渐开线起始圆直径,mm

强度条件 σF≤σFp

齿根许用弯曲应力 σFp=σb/(SFK1K2K3K4)

齿根剪切强度计算

齿根最大扭转剪切应力 τFmax=τtnαtn

强度条件 τFmax≤τFp

许用应力 τFp=σFp/2

式中K值见表3

式中K值见表3

108循环数下工作时耐磨损计算

齿面压应力 σH=W/hw

其中 hw=hmin

强度条件 σH≤σHp1

齿面许用压应力σHp1见表2

长期工作无磨损时耐磨损计算

齿面压应力 σH=W/hw

其中 hw=hmin

强度条件 σH≤σHp2

齿面许用压应力σHp2见表2

外花键扭转与抗弯曲强度计算

外花键在扭转和弯曲及压轴力的作用下,将产生弯曲应力σFn和剪切应力τtn(通常靠近花键收尾处最大),这两种应力合成为当量应力

强度条件 σv≤σvp

许用应力 σvp=σ0.2/(SFK1K2K3K4)

式中K值见表3

式中K值见表3

表2                      σHp1值、σHp2值

σHp1值

σHp2值

未经热

处理

20HRC

调质

处理

28HRC

淬  火

渗碳、渗氮

淬火

60HRC

未经热处理

0.028×布氏硬度值

40HRC

45HRC

50HRC

调质处理

0.032×布氏硬度值

淬火

0.3×洛氏硬度值

95

110

135

170

185

205

渗碳、渗氮淬火

0.4×洛氏硬度值

表3                         K值

轻系列矩形花键

0.5

较少齿渐开线花键

0.3

中系列矩形花键

0.45

较多齿渐开线花键

0.15