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1674年丹麥天文學(xué)家羅默提出用外擺線作齒廓曲線,以得到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的花鍵軸?;ㄦI軸在一定的行業(yè)中能夠發(fā)揮重要的作用和性能,按照原理和工作程序進(jìn)行生產(chǎn)和加工,保證能夠在生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。
18世紀(jì)工業(yè)革命時期,花鍵軸技術(shù)得到高速發(fā)展,人們對花鍵軸進(jìn)行了大量的研究。1733年法國數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律;1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開線作齒廓曲線。
19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機和插齒機,解決了大量生產(chǎn)齒輪的問題。1900年,普福特為滾齒機裝上差動裝置,能在滾齒機上加工出斜齒輪,從此滾齒機滾切齒輪得到普及,展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢,漸開線齒輪成為應(yīng)用廣的齒輪。
1899年,拉舍先實施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切,還可以湊配中心距和提高花鍵軸的承載能力。
1923年美國懷爾德哈伯先提出圓弧齒廓的齒輪,1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進(jìn)行了深入的研究,圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高,但尚不及漸開線齒輪那樣易于制造,還有待進(jìn)一步改進(jìn)。
本章圍繞花鍵軸的設(shè)計這個中心,對軸的材料、失效形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度計算等展開討論?;ㄦI孔的批量生產(chǎn)一般用臥式拉床(也有的用立式拉床,如東風(fēng)汽車傳動軸廠)拉制,單件生產(chǎn)亦可用插床插制。從討論中可以看到,花鍵軸的設(shè)計過程是花鍵軸的強度計算和花鍵軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計交錯進(jìn)行的過程;具體講,就是邊畫圖、邊計算、邊修改的過程。通常,花鍵軸的設(shè)計步驟為:
(1)根據(jù)機械傳動方案和整體布局,擬訂花鍵軸上零件的布置方案和裝配方案;
(2)選擇花鍵軸的材料;
(3)初步估算花鍵軸的直徑;
(4)花鍵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計;
(5)花鍵軸的強度(必要時進(jìn)行剛度)計算,并結(jié)合有關(guān)影響因素修改設(shè)計;
(6)完成軸的零件工作圖;
花鍵軸計算方法詳解花鍵軸模數(shù) m = 3 齒數(shù) z = 15 標(biāo)準(zhǔn)壓力角 αD = 30°
花鍵軸配合代號:H7/h7
花鍵軸分度圓直徑 D = m×z = 45
基圓直徑 Db = m×z×cos(αD) = 38.9711
花鍵軸周節(jié) p = π×m = 9.42477796076937
內(nèi)花鍵大徑 Dei = m×(z 1.5) = 49.5
外花鍵軸作用齒厚上偏差 esv = 0 (根據(jù)<<機械傳動設(shè)計手冊>>1463頁表9-1-49或由公差代號計算)