1前言渐开线花键联接是煤矿采掘机械常用的联接方法,在采掘机械修理和配件制造时,
渐开线花键 测绘和各参数的测量是经常遇到的问题。本文通过实例分析,介绍了不同参数的渐开线花键相互间 的代用方法。2基本思路研究不同参数的渐开线花键发现,只要基节近似相等,它们之间就可以相 互替代。其方法是,假如要加工一种参数的渐开线花键(称为花键1)要用另一种参数的渐开线花 键(称为花键2)
替代,按以下方法进行:(1)选择与花键1基节近似相等的花键2;(2)计 算花键1和花键2(变位前)的基本尺寸;(3)计算花键2的变位系数;(4)校核花键1和花 键2(变位后)在等于花键1大径处的弧齿厚,二者的误差应在制造公差范围之内;(5)校核花 键1和花键2(变位后)在等于花键1小径处的弧齿厚,二者的误差应在制造公差范围之内;(6 )调整花键2的大径、小径,使之与花键1相等;(7)作放大的齿形图进行比较,在有效齿高范 围内,二者齿形误差在制造公差范围之内。3实例分析渐开线花键1:m=6、α=30°、z= 20、t=16.324渐开线花键2:m=5.5、α=20°、z=20、t=16.237 用渐开线花键2替代渐开线花键1进行计算:3.1计算花键1和花键2(变位前)的基本尺寸分 度圆直径d1=m1z1=6×20=120d2=m2z2=5.5×20=110分度圆弧齿 厚S1=0.5πm1=0.5π×6=9.42478S2=0.5πm2=0.5π×5.5=8.63938大径Dee1=m1(z1+1)=6(20+1)=126 Dee2=m2(z2+1)=5.5(20+1)=115.5小径Die1=m1(z1-1. 8)=6(20-1.8)=109.2Die2=m2(z2-1.8)=5.5(20-1. 8)=100.1基圆直径db1=d1cosα1=120cos30°=103.92305 db2=d2cosα2=110cos20°=103.366193.2计算花键2的变位系 数要用花键2代替花键1,必需使花键2在等于花键1分度圆d1的圆dx2上,弧齿厚Sx2等 于花键1的分度圆弧齿厚S1,即dx2=d1时,Sx2=S1。由任意圆弧齿厚公式Sx=Sdxc-dx(invαx-invα) (1)令Sx=Sx2=S1,式中,Sx=Sx2=S1=9.42478dx=dx2=d1= 120,d=d2=110,α=α2=20°αx=αx2=arccosdb2dx2=ar ccos103.36619120=30°31'39"代入式(1),解出S=S2'得:S 2'=
ddx=13.26127由公式S=0.5π m2+2ξ2m2tanα2代入S=S2',求ξ2ξ2=S-0.5πm22m2tanα2 =13.26127-0.5π×5.52×5.5tan20°=1.15441移距量x=ξ 2m2=1.1544×5.5=6.349327mm3.3校核花键1和花键2(变位后)在 等于花键1大径处的弧齿厚花键1:由公式Sx=Sdxdx-dx(invαx-invα)式 中,S=S1=9.42478dx=Deel=126d=d1=120αx=αx1=arc cosdb1dx=arccos103.32305126=34°25'59"Sx1=9. 42478×126120-126(inv34°25'59″-inv30°)=6.009 85mm花键2:由公式Sx=Sdxd-dx(invαx-invα)式中,S=S2'=1 3.26127dx=Dee1=126d=d2=110αx=αx2=arccosdb2d x=arccos103.36619126=34°52'43″Sx2=13.26127× 126120-126(inv34°52'43″-inv20°)=5.93625mm花键 1和花键2在大径处弧齿厚之差6.00985-5.93625=0.0736mm,在制造公 差范围之内。3.4校核花键1和花键2(变位后)在等于花键1小径处的弧齿厚花键1:由公式 Sx=Sdxdx-dx(invαx-invα)式中,S=S1=9.42478dx=Di e1=109.2d=d1=120αx=αx1=arccosdb1dx=arccos10 3.92305109.2=17°53'05″Sx1=9.42478×109.2120- 109.2(inv17°53'05″-inv30°)=13.35932mm花键2:由公 式Sx=Sdxd-dx(invαx-invα)式中,S=S2'=13.26127dx= Die1=109.2d=d2=110α=α2=20°αx=αx2=arccosdb2d x=arccos103.36619109.2=18°48'46″Sx2=13.2612 7×109.2110-109.2(inv18°48'46″-inv20°)=13.44 490mm花键2和花键1在小径处弧齿厚之差13.44490-13.35932=0.08 558mm,在制造公差范围之内。3.5调整花键2的大径、小径大径Dee2=Dee1=1 26mm小径Die2=m2(z2-2.4)+2x=5.5(20-2.4)+2×6.34 927=109.499mm注:上式Die2=m2(z2-2.4)+2x中,用(z2-2 .4)是因为用m=5.5、α=20°的齿轮滚刀加工时,齿顶高系数ha=1,径向间隙系数 c=0.2。从以上计算,花键2的小径Die2大于花键1的小径Die1=109.2mm, 应检查是否能满足花键1的有效(作用)齿高。按花键1的有效(作用)齿高,求出花键1的有效 小径。有效小径1:d1-2he1=d1-2×0.5m=114mm有效小径2:d2-2h e2+2x=d2-2×1m+2x=111.699mm式中,he1—花键1的齿顶高(mm );he2—花键2用渐开线齿轮滚刀加工时的齿顶高。从以上计算,可知花键2的有效小径小于 花键1的有效小径,故可以使用。3.6花键2的基本参数和主要尺寸模数m=5.5,压力角α =20°,齿数z=20,变位系数ξ=1.15441,分度圆直径d=110mm,大径De e=126mm,小径die=109.499mm测量跨棒距M及其上下偏差(略)。3.7作 放大的齿形图进行比较附图为放大20倍的齿形图,作图方法请参考齿轮刀具设计。从图中可以看 出最大误差在小径处,在有效齿高范围内,花键1和花键2的齿形误差在制造公差范围之内。4结 语尽管这是一种近似替代,但可为煤矿急需配件提供方便,即可以用渐开线齿轮滚刀代替渐开线花 键滚刀进行加工。值得注意的是,这是一种近似替代,二者基节只是近似相等,而不是相等,所以不能用于渐开线齿轮加工。不同参数的渐开线花键间的替代@许波$大同煤矿集团公司中央机厂!山西大同037001
@陈忠$大同煤矿集团公司中央机厂!山西大同037001渐开线花键;;基节;; 弧齿厚;;替 代结合工作实验,通过实例分析,给出了不同参数的渐开线花键相互间的代用方法。<1>孙恒.机械原理.北京:高等教育出版社,1982.
<2>四川省机械工业局.复杂刀具设计手册.北京:机械工业出版社,1979.的齿顶高 。从以上计算,可知花键2的有效小径小于花键1的有效小径,故可以使用。3.6花键2的基本 参数和主要尺寸模数m=5.5,压力角α=20°,齿数z=20,变位系数ξ=1.1544 1,分度圆直径d=110mm,大径Dee=126mm,小径die=109.499mm测 量跨棒距M及其上下偏差(略)。3.7作放大的齿形图进行比较附图为放大20倍的齿形图,作 图方法请参考齿轮刀具设计。从图中可以看出最大误差在小径处,在有效齿高范围内,花键1和花 键2的齿形误差在制造公差范围之内。4结语尽管这是一种近似替代,但可为煤矿急需配件提供方 便,即可以用渐开线齿轮滚刀代替渐开线花键滚刀进行加工。值得注意的是,这是一种近似替代, 二者基节只是近似相等,而不是相等,所以不能用于渐开线齿轮加工。不同参数的渐开线花键间的替代@许波$大同煤矿集团公司中央机厂!山西大同037001
@陈忠$大同煤矿集团公司中央机厂!山西大同037001渐开线花键;;基节;;弧齿厚;;替 代结合工作实验,通过实例分析,给出了不同参数的渐开线花键相互间的代用方法。<1>孙恒.机械原理.北京:高等教育出版社,1982.
<2>四川省机械工业局.复杂刀具设计手册.北京:机械工业出版社,1979.
More abstracts about the 不同参数的渐开线花键间的替代