任何将旋转运动从一个点转移到另一个点的设备都可能依赖于样条,所以我们几乎每天都在使用它们。继续往下读,了解更多……

什么样的样条?根据这一点美国遗产语文词典(第四版,2000),样条被定义为:轴上的一系列凸出物,与相应轴上的槽相匹配,使两者能一起旋转凹槽:用于这种突出物的凹槽或槽2.用来画曲线的有弹性的木头、硬橡胶或金属。3.金属条木制或金属条;一个板条。

这个词的起源可能来自单词“splinter”,但在今天的世界里,样条最好不是splinter,否则后果可能会很严重。

为这篇文章的目的,花键用于机械传动系统。它们存在于我们每天都能看到的旋转装置中。任何将旋转运动从输入转换到输出的设备都极有可能使用某种样条。花键通过机械连接或花键轴传递输入到输出的旋转运动。花键轴是一种(通常)在圆周上有等距的齿,这些齿通常与轴的旋转轴平行。这些齿可以是直边,包括角形式(锯齿)或渐开线形式。外部花键轴配合一个内部花键,有槽,或空间,形成在轴的齿的反面。花键轴的旋转转移到内部花键构件,如齿轮或其他旋转装置。这个旋转的转移比例是1:1。

在键轴上使用花键轴的益处很多。花键连接沿着牙齿的侧面提供同等分布的负载。这种共享负载提供了更长的疲劳寿命,键盘驱动器。不同类型的样条齿形允许更强的驱动器,滑动的能力,转移旋转同心度,占用错位,在螺旋花键驱动的情况下,同时转移轴向和旋转运动。

样条类型

并行关键花键:这种类型有等距的直边牙齿。轴上的齿在从旋转轴向外径向测量的任何点上都有相等的齿厚。相反,内部平行样条具有相应的直边空间。这种类型的花键类似于键槽驱动器,除了键是完整的轴和等间隔周围的圆周。引导的特征可以是轴的外径和内花键的大直径或内花键的小直径和轴的小直径。配合类型是永久性的,在不负载时滑动,在负载时滑动。配合和公差的类型在SAE手册中有描述。

渐开带曲序:同样,这种类型的牙齿间距相同,但它们不是直边的。齿有渐开线的形式,就像齿轮的齿。齿不具有与齿轮齿相同的比例;他们的身高更短,以提供更大的力量。这种截断的高度结合渐开线形式提供更大的强度。在平行键花键驱动的齿的底部没有尖锐的内角。相反,通过一个半径会有一个平滑的过渡。这降低了这些区域疲劳开裂的可能性。渐开线花键有几个品种:平根侧配合,圆角根侧配合,和大直径配合。

平根侧配合有稍大的小直径(阳)和较小的大直径(阴)比圆角根花键。过渡区之间的牙(公)或空间(母),和相应的小直径(公)或大直径(母)显示比圆角根样条更小的半径。当需要强度和疲劳不是很重要时,可以使用这些样条。

圆角根侧拟合样条花键在两个构件上的齿之间的齿之间的完整半径。这种完整的半径与相邻牙齿的渐开孔侧相切,提供最大强度。

主要直径拟合花键具有紧密控制的外径(雄性)和主要直径(雌性)。主体上的紧密配合可用于从轴到母花素的同心度的转移。阳花键齿的尖端通常被倒角,以允许在齿侧的侧面之间的过渡区域中的半径和雌性样条空间的空间中的主直径之间的间隙。这些样条类型通过ANSI和DIN设计手册以公制和英语指定,这些规格还提供适合的类。

加冠花键:这些花键是典型的渐开线。他们可以是平根,圆角根,或大直径适合。这种类型的花键的目的是允许轴和配合细节之间的角不对中。这是通过“冠”雄牙来完成的。牙齿(通常)有一个对称的冠约花键面宽的中心线。在这条中心线上,牙齿的厚度是最大的。向端面移动时,牙的厚度逐渐减少,最薄的部分出现在每个端面。在齿节直径处测量齿厚。通常花键的外径也是冠状的,最大的直径出现在与最厚的齿厚相同的位置,并按比例减少对每个端面的设计偏差。母花键通常不加冕。

这的效果是使雄性样条略微向最大设计的角度未对准“倾斜”。关于由轴旋转轴线的交叉和花键面宽度的中心线建立的中心线发生的“倾斜”。面部宽度与半径的每个端部的较薄的轴齿厚度,或凸起的外径 - 允许花键的相对端,以渗透到厚度的雌性花键空间中。这种更深入地渗透到空间中,有效地允许轴“滚动”关于先前描述的轴交叉点,为角度错位提供。这种类型的花键通常与ANSI或DIN容差相结合设计。

锯齿:这种类型的花键具有非渐开线的齿形。男性细节的牙齿是一个包含角的形式,与女性锯齿具有相同的包含角的空间。锯齿一般用于较小直径的驱动器,其中渐开线形式不会增加强度。因为牙齿是一个简单的包含角形式,更多的牙齿可以在一个小圆周上使用,提供一个更大的接触面积。锯齿齿用于仪表驱动器、阀门轴等。标准包括SAE、JIS和DIN

螺旋花键:这些可以是平行的或渐开线的牙齿形式。螺旋条曲线具有特定的引线和螺旋角。这些样条键用于若干应用。

在花键轴可能成为扭转“缠绕”(在应用高扭矩)的驱动器中,直花键可能导致传动轴在花键以外的区域破裂。这是因为沿直线花键的载荷是相等的,应力集中在花键以外的区域。引入一个轻微的螺旋到男性花键允许一个相等的“风”沿着花键的整个长度,导致沿着齿的驱动侧完全接触。这种负荷分担分配旋转扭矩沿轴的更大的长度,现在包括花键。

在一些应用中,希望将旋转与轴向运动相结合。使用螺旋雄性和配合螺旋形女性样条曲线完成了这一点。当引入轴向固定构件的突然旋转时,花环的螺旋齿彼此滑动。这取决于旋转方向,这使得向前或向后推动轴向浮动细节。这种类型的样条可以通过使用旋转运动来用于面部联轴器的接合或脱离。

花键的加工方法

铣削:可以铣削锯齿和平行或渐开线样条。双角铣刀设计用于产生锯齿或平行钥匙花束轴的空间用于在齿之间的空间机。对于渐开丝片,将使用具有渐进式的渐进式的铣刀,用于该空间的特定径向,压力角度和齿数。使用索引,划分头或数控旋转表提供牙齿之间的指数。

滚齿机:所有类型的外部样条可以通过滚轴法生产。具有待生产花键的配合架形式的圆柱形滚刀是切削工具。滚刀的开始数量和花键中的齿数决定了滚轴机器的比率。然后滚刀用花键“滚动”,因为齿轮将带有机架,而滚刀沿着工作轴的工作轴横穿工作。滚刀的切割齿从花键齿之间的空间中取出材料。

塑造:该方法可用于产生内部和外部样条。一个整形刀具 - 带给定数量的牙齿,直径间距和压力角的盘 - 在一张面上具有切削刃。切割器中的齿数的比率和工作中的齿数决定了成形机的差动齿轮系,以提供切割器和工作之间的特定旋转比率。然后,刀具沿着平行轴线往复运动,同时刀具和工作都旋转。切割器和工作卷(作为齿轮和小齿轮),而切割器在下抚摸作用期间从工作中除去材料。由此产生的牙齿产生了渐开孔侧面。

扩孔:该方法用于产生所有类型的雌性样条。拉刀工具特定于设计的内部样条。该工具具有正确数量的牙齿和形式,用于产生的雌性样条。它具有多个切削刃,沿着切削工具的长度布置。拉刀的起始端是光滑的直径,适合工作的光滑孔。从该端部进展到工具的相对端,发现了在预定的等于轴向距离处的切割边缘。每个切削刃具有最终样条逐渐增加的形式。这允许在每个切削刃上载有特定的芯片载荷,因为它被拉出或推穿空白。退出后,最后一排切割边缘产生最终的样条尺寸。

开槽:这种方法可以用来生成内部样条,通常是平行键样条。在开槽机或整形机中使用一种设计用来反映花键空间的工具。工具沿平行轴往复运动,并在每个行程之间进给。切削作用发生在向下冲程上。当达到全深度时,将刀具缩回到最初的起始位置,工作被索引,并重新开始,直到所有的空间被加工。这种方法也可以用于外部样条,但其他方法通常更有效。

渐开线花键检验

Gage引脚测量:放置在花键空间中的一根、两根或三根直径特定的针可用于获得针上或针间的测量值。一个特定尺寸的应变销将接触花键齿的渐开线侧面。根据是否为外部花键或内部花键,计算出销上或销下测量的尺寸,决定了实际的齿厚或空间宽度。实际测量的齿或空间宽度不考虑任何其他元素的样条。因此,实际厚度或空间宽度公差带开始于最小的材料条件,以确保细节之间的配合。

这种方法用于缺乏完整的复合GO和完整的复合或扇区无-PLINE花键计。用于不同拟合类型的公差范围可以在样条符合的相应ANSI或DIN标准中找到。

花键重:戒指或插头计,具体取决于您是否检查内部或外部样条曲线,有几种类型:

复合材料:复合Go和No-Go Gage Sets将样条曲线检查到有效的齿或空间宽度。有效拟合是比PIN方法测量的实际拟合“更紧密”的合适。有效拟合是间距,渐开线或铅误差的不宽容。GO和NO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO。所有元素中的评级是“完美”:间距,铅和渐开线。加工这些标准的花片加工到有效的齿和空间宽度。这种公差带取自最大材料条件,并将略微重叠实际的齿厚度尺寸。可以产生一个花键,“采用”去测量,但仍然超出了在销钉或之间测量的实际齿或空间宽度的公差。这是一种可接受的条件,因为Go Gage确保与配合部分合适。

如果同样的零件加工到最大(内部)或最小(外部)销测量从实际齿或空间宽度计算,复合不走规将被零件接受。如果要求用复合量规进行验收,则此部分不能接受。

部门不方便:使用该量具允许整个齿厚度耐受性,从最小或最大值到最小或最大的实际齿或空间宽度。在这种情况下,将使用完整的复合Go Gage和扇区无转移量。

该扇区无-Go Gage具有两组两组两个或多个径向相对的牙齿。这些牙齿(或环形计上的空间)被产生到最大实际空间宽度(插头)或最小实际齿厚度(环)部分余量。实际上,如果该计数器,则零件将使用引脚测量测量公差。超大内部,外部尺寸。可以在样条符合的各个ANSI或DIN标准中找到Gage设计参数。有关实际经验的更多信息有效样条配合,请参阅文章2004年3月,Brian Sloan在2004年3月的齿轮解决方案杂志上的“实际与有效的渐开线齿尺寸”。