渐开线花键强度校核(完整计算).xlsVIP

花键能力校核

渐开线花键承载能力计算

渐开线花键承载能力计算

齿面磨损许用压应力σH1、σH2值(摘自GB/T17855-1999)

一、花键副基本参数

σH1值

σH2值

齿数

z

/

未经热处理20HRC

调质处理28HRC

淬火

渗碳渗氮淬火20HRC

未经热处理

0.028×布氏硬度值

模数

m

40HRC

45HRC

50HRC

调质处理

0.032×布氏硬度值

压力角

a

o

0.3×洛氏硬度值

花键结合长度

l

mm

渗碳渗氮淬火

0.4×洛氏硬度值

外花键大径

Dee

外花键小径

Die

应力转换系数K值

内花键小径

Dii

较少齿渐开线花键

齿根圆角半径

ρ

较多齿渐开线花键

渐开线起始圆直径

DFe

工作齿高

hw

轴向偏载系数K4

全齿高

h

弦齿厚

SFn

系列或模数/mm

平均圆直径dm

l/dm

二、工况参数

≤1.0

1.0-1.5

1.5-2.0

输入转矩

T

N.m

轻系列或m≤2

≤30

1.1-1.3

1.2-1.6

1.3-1.7

材料抗拉强度

σb

Mpa

30-50

1.2-1.5

1.4-2.0

1.5-2.3

材料屈服强度

σs

50-80

1.6-2.4

1.7-2.9

齿面接触强度安全系数

SH

80-120

1.4-1.9

1.8-2.8

1.9-3.5

齿根弯曲强度安全系数

SF

120

1.5-2.1

2.0-3.2

2.1-4.1

使用系数

K1

中系列或2m≤5

1.3-2.1

1.4-2.4

齿侧间隙系数

K2

1.3-1.8

1.5-2.5

1.6-3.0

分配系数

K3

1.8-3.6

轴向偏载系数

K4

1.5-2.2

1.9-3.3

2.0-4.2

应力转换系数

K

2.1-3.6

2.2-4.8

齿面磨损许用压应力

σH1

5m≤10

1.3-2.0

1.4-2.8

1.5-3.4

σH2

1.4-2.2

1.6-3.2

1.7-4.0

弯矩

Mb

1.5-2.4

1.9-4.6

作用直径

dh

1.6-2.6

2.0-3.9

2.1-5.2

应力集中系数

αtn

1.7-2.8

2.2-4.2

2.3-5.6

名义切向力

Ft

N

单位载荷

W

N/mm

材料力学性能

剪切应力

τtn

三、校核结果

牌号

抗拉强度[σb]

屈服强度[σs]

1、齿面许用接触强度

[σH]

20CrMnTi

齿面压应力(计算值)

σH

40Cr

2、齿根许用弯曲强度

[σF]

齿根弯曲应力(计算值)

σF

使用系数K1

3、齿根许用剪切强度

[τF]

齿根最大剪切应力(计算值)

τFmax

原动机(输入端)

工作机(输出端)

均匀、平衡

中等冲击

严重冲击

4、外花键扭转与弯曲强度(许用值)

[σv]

1.75或更大

当量应力(计算值)

σv

轻微冲击

2.00或更大

2.25或更大

5、齿面耐磨损能力计算

a、花键副在108循环数以下工作时耐磨损能力

齿面摩损许用压应力

[σH1]

b、花键副长期无磨损时耐磨损能力

[σH2]

花键基础输入数据

过程计算公式

Z

输入扭矩

Nm

分度圆直径

D

M

材料的屈服强度

σ0.2

αD

drg

材料的拉伸强度

σb

Dee

弯曲强度的计算安全系数

SF

hw

Die

齿面接触强度的计算安全系数

SH

齿面压应力

σH

MPa

Dii

K1

齿面许用压应力

[σH]

结合长度

L

K2

变位系数

X

K3

分度圆弧齿厚

S

K4

DFe

转换系数

危险截面的弦齿厚

SFn

齿面耐磨损许用压应力

[σH1]

齿根弯曲应力

σF

[σH2]

齿根许用弯曲应力

[σF]

Mb

dh

τtn

αtn

齿根最大剪切应力

τFmax

花键强度校核（GB/T17855-1999）

许用剪切应力

[τF]

校核项目

计算值（MPa）

许用值（MPa）

校核结果

弯曲应力

σFn

齿面接触强度

当量应力

σv

齿根弯曲强度

许用应力

[σv]

齿根剪切强度

扭转与弯曲强度

齿面耐磨损能力

长期无磨损能力

18.00

170.00

1.00

780.00

30.00

980.00

19.00

1.00

16.10

1.25

16.50

1.25

15.00

1.10

.00

1.10

.20

1.50

.15

205.00

24.00

.40

60.00

.00

σH

[σH]

通过

σF

[σF]

通过

τFmax

[τF]

齿根剪切强度能力不足

σv

[σv]

通过

σH

[σH1]

能在10e8循环次以下正常工作

σH

[σH2]

不能长期无磨损工作

花键副长期工作无磨损时的耐磨损能力

44.00

2.00

30.00

32.00

95.00

110.00