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花键联接的特点与工艺

来源: 作者: 时间:2010-05-21 点击:

 

 

   花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成。

   花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接。

 

一、类型、特点和应用

   1、特点:1)齿较多、工作面积大、承载能力较高;2)键均匀分布,各键齿受力较均匀;3)齿槽线、齿根应力集中小,对轴的强度削弱减少;4)轴上零件对中性好;5)导向性较好;6)加工需专用设备、制造成本高。

   2、花键类型

   按齿形分:

   ①矩形花键(4-~24牙)(图5-9)已标准化——制造容易、应用广泛,分轻、中、重、补充系列

   ②定心方式

   外径定心—轴、孔加工简单(孔拉削)精度高,HRC过高,拉不动(一般HRC<40),但现在可通过高频萍水提高硬度,拉了以后再热处理,加工性能变好,一般均可用外径定心。

   侧面定心—定心精度不高,但载荷分布均匀,承载能力高,但零件易移动,侧面易磨损,使对中性变坏。适于定心要求不高的重载联接(静联接)。

   内径定心(新标准)—定心精度高,定心稳定性好,配合面均要研磨,磨削消除热处理后变形,加工较复杂,且硬度可高些。当HRC>40,用外径定心不适合时且D>120mm(工艺上不经济或达不到要求时),单件生产时采用。

   ③渐开线花键(GB34781-83)——图5-11

   齿廓为渐开线,可用齿轮机床加工,工艺性较好,制造精度高,齿根圆角大,应力集中小,易于对心。但加工花键孔用渐开线拉力制造复杂,成本高,适宜于传递大扭矩,大直径轴

   渐开线花键齿形:①α=30°和α=45°;②ha=0.5mm为模数);③不根切最小齿数Zmin=4(一般Z≥10)

   定心方式:

   1)齿形定心(图5-10a)——能自动定心,有利于各齿均载,应用广,优先采用。
   2)圆柱面定心(图5-10b)(与分度圆同心)——适于径向载荷较小且要求传动平稳的传动机构
   3)外径定心——限制了自动定心,且加工需要特制刀具,较少采用

   细齿渐开线花键

3、三角形花键(图5-11

   内花键齿为三角形

   外花键齿为渐开线(α=45°) 加工方便,定心方式:齿侧定心

   三角形花键——齿数较多,齿较小,对轴强度削弱小。适于轻载,d较小时及轴与薄壁零件的联接。

二、花键加工

花键加工包括花键轴和花键孔(见花键联接)的加工。

花键轴加工

主要采用滚切﹑铣削和磨削等切削加工方法﹐也可采用冷打﹑冷轧(见成形轧制)等塑性变形的加工方法。

①滚切法﹕用花键滚刀在花键轴铣床(见花键加工机床)或滚齿机上按展成法(见齿轮加工)﹐这种方法生产率和精度均高﹐适用于批量生产。

②铣削法﹕在万能铣床上用专门的成形铣刀直接铣出齿间轮廓﹐用分度头分齿逐齿铣削﹔若不用成形铣刀﹐也可用两把盘铣刀同时铣削一个齿的两侧花键轴 )﹐逐齿铣好后再用一把盘铣刀对底径稍作修整。铣削法的生产率和精度都较低﹐主要用在单件小批生产中加工以外径定心的花键轴和淬硬前的粗加工。

③磨削法﹕用成形砂轮在花键轴磨床上磨削花键齿侧和底径﹐适用于加工淬硬的花键轴或精度要求更高的﹑特别是以内径定心的花键轴。④冷打法﹕在专门的机床上进行。冷打花键轴的工作原理见图3 冷打花键轴 。对称布置在工件圆周外侧的两个打头﹐随着工件的分度回转运动和轴向进给作恒定速比的高速旋转﹐工件每转过1齿﹐打头上的成形打轮对工件齿槽部锤击1次﹐在打轮高速﹑高能运动连续锤击下﹐工件表面产生塑性变形而成花键。冷打的精度介于铣削和磨削之间﹐效率比铣削约高5倍左右﹐冷打还可提高材料利用率。

花键孔加工
主要有插削﹑拉削和磨削等方法。
①插削法﹕用成形插刀在插床上逐齿插削﹐生产率和精度均低﹐用于单件小批生产。
②拉削法﹕用花键拉刀在拉床上拉削﹐生产率和精度均高﹐应用最广泛。
磨削法﹕用小直径的成形砂轮在花键孔磨床上磨削﹐用于加工直径较大﹑淬硬的或精度要求高的花键孔。



 

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