花键的强度校核
键的选择及平键的强度校核
一.键的选择 →(工作要求) 键的类型→按轴径 d选 键的b × h→选键长L(标准 ; 短于轮毂寛度) 表6-1 二.平键的强度校核
1.静联接 →压溃→挤压强度
p
2T 103 kld
p
2.动联接
→磨损→压强
p 2T 103 p
kld
圆头: l =L-b 平头: l =L 单圆头: l =不同时，如何选取？
（一般不会发生键的剪断，故一般不作剪断强度校核）
键的尺寸大小取决于轴径 d，不同轴径 d键的大小不同 一个键的强度不够可采用双键，但只按 1 . 5个计算
键的选择计算一般步骤 工作要求→ 键的类型
依轴径 d → 键的b × h
（查标准）
轮毂寛度B→ 选键长L (L＜B并套标准 ) 强度校核
键的强度校核
2．平键联接的强度校核
平键联接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损（对于动联接）。
除非有严重过载，一般不会出现键的剪断（如图15.26所示，沿a－a面剪断）。
设载荷为均匀分布，由图15.26可得平键联接的挤压强度条件
(15-25)
对于导向平键、滑键组成的动联接，计算依据是磨损，应限制压强，即
(15-26)
式中：T为转矩（N·mm）；
d为轴径（mm）；
h为键的高度（mm）；
l为键的工作长度（mm）；
[σp]为许用挤压应力（MPa）；
[P]为许用压强（MPa）（见表15.8）。
表15.8 键联接的许用挤压应力和许用压强 Mpa
注：在键联接的组成零件（轴、键、轮毂）中，轮毂材料较弱。
若强度不够时，可采用两个键按180°布置（图15.27）。
考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。
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渐开线花键强度校核
渐开线花键强度校核
渐开线花键是一种用于连接轴与套筒的紧固件，其形状为一个渐开线
的花键沟槽。
渐开线花键具有一定的承载能力和连接刚度，因此在工程领
域中得到广泛应用。
为了保证渐开线花键的强度和可靠性，在设计时需要
进行强度校核。
1.确定工作参数：首先需要确定渐开线花键的工作参数，包括轴和套
筒的材料特性、温度等环境因素，以及花键的尺寸和几何形状。
2.计算受力情况：根据花键的几何形状和工作参数，可计算花键在受
力情况下的应力分布情况。
花键的主要受力方式包括拉伸、剪切和弯曲。
3.弹性应力校核：在弹性范围内，花键的应力应小于材料的屈服强度。
根据受力情况和材料特性，计算花键在拉伸、剪切和弯曲等情况下的最大
应力。
4.强度校核：根据花键的尺寸和几何形状，计算花键在最不利受力情
况下的最大应力，并与花键的材料特性进行比较。
如果应力小于材料的屈
服强度，则花键强度合格；否则，需要进行强度优化设计。
5.可靠性校核：在弹性应力校核的基础上，考虑实际工作环境的不确
定性和安全系数，进行可靠性校核。
根据可靠性理论，计算花键的安全系数，并与设计要求进行比较。
在实际工程中，渐开线花键的强度校核需要考虑多个因素，如花键的
几何形状、材料特性、受力情况、工作环境等。
其中，材料的强度和可靠
性是关键因素，需要根据材料的力学性能和可靠性参数进行校核。
总结起来，渐开线花键的强度校核是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
通过合理的计算和分析，可以确保渐开线花键的安全可靠性，提高工程的品质和可靠性。
Masta_花键设计与强度校核模块
花键设计与强度校核分析1、花键设计：打开某一包含花键（Spline/Interferance fit）的模型，在树型框中选择该花键，点击其属性，如下图示：点击“Type”栏，选择“Detailed Spline”：在“Spline Design”栏中即可根据花键的类型输入花键的详细设计参数，目前MASTA提供两种花键形式：GBT和ISO。
输入的设计参数中英文对照表如下：在设置花键详细参数的同时，点击图形显示区上部的报告命令“Report”，即可观察所设计花键的齿形和相应参数，如下图：内外花键的详细参数如下：在属性栏中输入设计参数，右边的图表和参数报告也会随之相应变化，以花键的齿根类型为例：平齿根花键齿形图（Flat Root）圆齿根花键齿形图（Fillet Root）2、花键的强度校核分析MASTA的花键设计与强度校核模块提供两种校核标准：GBT和SAE。
在花键设计的属性栏中的“Spline Rating Type”项下选择GBT或SAE，即可用相应的标准对所选花键进行强度校核，如下图：运行系统变形分析，在树形框中选择相应的花键并选择相应的工况，在“Report”栏中可以查看花键在该工况下的校核结果。
2.1、国标（GBT）的校核结果：对于齿面接触应力、齿根弯曲应力、齿根最大剪切应力和当量应力MASTA会给出计算值（Calculated）和许用值（Allowable），如果要保证花键工作安全，应满足计算值小于等于许用值。
上表中给出内外花键受力和位移的具体计算结果。
Inner代表内花键，Outer代表外花键。
2.2、SAE的校核结果：）和许用值（Allowable），如果要保证花键工作安全，应满足计算值小于等于许用值。
上表中给出内外花键受力和位移的具体计算结果。
Inner代表内花键，Outer代表外花键。
花键校核
3.3.5花键的连接强度计算花键连接的强度计算与键连接相似，首先根据连接的结构特点、使用要求和工作条件选定花键类型和尺寸，然后进行必要的强度校核计算。
花键的主要失效形式是工作面被压溃（静连接）或工作面过度磨损（动连接）。
因此静连接通常按工作面上的挤压应力进行强度计算，动连接则按工作面上的压力进行条件性的强度计算。
计算时，假定载荷在键的工作面上均匀分布，每个齿工作面上的压力的合力F 作用在平均直径d m 处，即传递的转矩T=zFd m /2,并引入系数Ψ来考虑实际载荷在各花键齿上分配不均的影响，则花键连接的强度条件为静连接 σp =m 3zhld10·2ΨT ≤[σp ]动连接 p=m 3zhld 10·2ΨT ≤[p]式中: Ψ——载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般去Ψ=0.7~0.8，齿数多时取偏小值；z ——花键的齿数；l ——齿的工作长度；mmh ——花键齿侧面的工作高度，矩形花键，h=（D-d ）/2-2C,此处D 为外花键的大径，d 为内花键的小径，C 为倒角尺寸，单位均为mm ；渐开线花键，a=30°，h=m ，a=45°，h=0.8m ，m 为模数；d m ——花键的平均直径，矩形花键，d m =（D+d ）/2;渐开线花键，d m =d i ，d i 为分度圆直径，mm ；[σp ]——花键连接的许用挤压应力，MPa ；[p]——花键连接的许用压力，，MPa ；花键传递的转矩T=zFd m /2T=64×23518×0.32÷2=240824N ·mσp =m 3zhld10·2ΨT =65≤[σp ]。
矩形花键校核
参数 花键输入扭矩T 外花键大径D 内花键小径d 结合长度L 最小键宽Sfn 键数N 材料屈服强度σ0.2 材料抗拉强度σb
间接参数
平均圆直径dm 全齿高h 工作齿高hw
名义切向力Ft 载荷计算 单位载荷W
单位 N.m mm mm mm mm
Mpa Mpa
mm mm mm
N
值 22000.00
M（p1.a25~1.5 ）
MPa
合格ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
35.81 1.40 1.25 1.20 1.30 1.40
252.49
齿根弯曲应力σF
齿根抗弯强度 校核
抗弯强度的计算安全系数SF
齿根许用弯曲应力[σF]
比较σF/[σF]
Mpa （1.25~2.0 0） Mpa
合格
23.13
1.50 263.74
转换系数K 作用直径dh
103.00 90.50
254.00 19.05 8.00
965.00 1080.00
96.75 6.25 6.25
454780.36 223.81
齿面压应力σH
齿面接触强度的计算安全系数SH
齿面接触强度 校核
使用系数K1 齿侧间隙系数K2
分配系数K3
轴向偏载系数K4
齿面许用压应力[σH]
比较σH/[σH]
0.45
mm
95.44
齿根抗剪强度
切应力τtn 齿根圆角半径ρ 齿根抗剪强度 h/ρ 应力集中悉数atn 齿根最大切应力τFmx 许用切应力[τF] 比较τFmx/[τF]
Mpa mm
MPa MPa
128.88 0.50
12.50 3.80
489.96 131.87
(完整word版)花键强度校核
花键强度校核一、已知条件1、花键副基本参数齿数:z =21模数：m= 2压力角：a =30º花键结合长度:l=64mm外花键大径：mm D ee 2.45=外花键小径：mm D ie 41=钩身内径D=270mmh 为截面高度δ为截面宽=75mm2、钩身强度计算钩身主弯曲截面（水平截面)A-A 是最危险的截面，其次是与铅垂线成45°的截面B —B 和垂直面C —C 。
（1）截面A-A 内侧最大拉应力：5.2S A A A t D K F Qh σσ≤= A F =4107675.2⨯mm2A K =1)21ln(2-++Dh h h D A A =0。
141 MPa MPa S t 1375.292.92270141.0107675.236910715.245=<=⨯⨯⨯⨯⨯=σσ(2）截面B —B 内侧合成应力：5.2322s t στσσ≤+=∑ 2)5.0(6707.0707.0δδσB B B B t h e Q D K F Qh -⨯+= MPa 88.7775378)5.12755.0(10715.26707.0270144.010835.237810715.2707.02545=⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯= B F Q 707.05.1⨯=τ=4510835.210715.2707.05.1⨯⨯⨯⨯=10。
156 其中:B F =410835.2⨯mm2B K =0。
144 代入5.2322s t στσσ≤+=∑得∑σ=79.85MPa ＜137MPa所以B-B 截面通过（3）截面C-C 内侧合成应力： 5.221sττττ≤+=∑ 其中：纯剪切应力c F Q 5.11=τ=15。
34MPa C F =410655.2⨯mm2 扭转应力：τδτW e Q )5.0(2-= 62210735.235475291.0⨯=⨯⨯==c h K W δτ 代入得τδτW e Q )5.0(2-==2。
花键强度校核
牌号
20CrMnTi 40Cr 45
材料力学性能 抗拉强度[ห้องสมุดไป่ตู้b]
1080
980 600
屈服强度[σ S]
835
785 355
原动机（输入端） 均匀、平衡 轻微冲击
使用系数K1
工作机（输出端） 均匀、平衡 中等冲击 严重冲击
1
1.25 1.75或更大
1.25
1.5 2.00或更大
中等冲击
1.5
1.75 2.25或更大
σs
Mpa
齿面接触强度安全系数
SH
/
齿根弯曲强度安全系数
SF
/
使用系数
K1
/
齿侧间隙系数
K2
/
分配系数
K3
/
轴向偏载系数
K4
/
应力转换系数
K
/
齿面压溃许用应力
σH1
Mpa
齿面磨损许用应力
σH2
Mpa
弯矩
Mb
N·m
作用直径
dh
mm
应力集中系数
αtn
/
名义切向力
Ft
N
单位载荷
W
N/mm
剪切应力
τtn
Mpa
Mpa
461.5384615
Mpa
47.05909414
满足要求
Mpa
230.7692308
Mpa
253.7486071
不满足要求
Mpa
356.8376068
Mpa
189.4013449
D Db hS Dfenax
sin(a)
25 未经热处 21.65064 理