花键连接由周向均匀分布有多个键齿的花键轴(外花键)和对应键齿槽的轮毂(内花键)配合而成,花键齿的侧面为工作面。花键可视为由多个平键组成,扭矩通过内外花键齿侧面的相互挤压来传递。因此,花键连接具有承载能力高、轴弱化少(齿浅、应力集中小)、键齿排列对称、应力均匀、对中好、导向性能好等优点。与平键连接相比。花键连接适用于重载和高对中要求的连接。它可以用于静态连接或动态连接。
外花键可以用铣床或齿轮加工机加工,需要特殊的加工设备、工具和量具,所以花键连接成本相对较高。
矩形样条:矩形样条形状简单,易于加工。根据齿高的不同,分为轻型系列和中型系列,并已标准化。轻型系列承载能力较低,主要用于静态连接,而中型系列主要用于中等载荷连接。
根据***标准,矩形花键连接的定心方法是小直径定心或内径定心,即采用小直径的外花键和内花键作为配合面。由于外花键和内花键的小直径易于磨削,矩形花键连接的对中精度相对较高。在制造过程中,轴和轮毂上的接合面必须研磨,具有高对中精度和良好的对中稳定性。热处理变形可通过磨削消除,对中直径尺寸公差和位置公差均可获得较高的精度。花键通常经过热处理,表面硬度通常应高于40HRC。
矩形花键的基本参数包括小直径、大直径、键宽和键号。国标/T1144-2001对其基本尺寸系列和键槽截面尺寸作了相关规定。
***标准规定矩形花键的表达方法为NxdxDxB,意思是:键齿数x小直径x大直径x键齿宽。
矩形花键的标记示例:矩形花键的标记依次由键号N、小直径D、大直径D、键宽B和花键公差代码组成。
花键N=6,d=23H7/f7,D=26H10/a11,B=6H11/d10,标记如下:
花键副:6x 23 H7/f7x 26 h10/a11 x 6 h11/d10gb/t 1144-2001
内花键:6x23 H7 x26H10 x6H11 GB/T1144-2001
外花键:6x23 f7x26a11x6d10国标/T1144-2001
在实际生产中,矩形花键也可以与以外径为中心、以侧面为中心的矩形花键连接。
采用外径定心时,内外花键加工相对简单,孔可以拉刀,但硬度较高时拉刀不能拔出,一般只在硬度小于40HRC时使用。当内花键对中表面质量要求较高(ra <0.63μ m)时,拉削工艺也难以保证。在单件、小批量生产和大规格花键的情况下,由于加工方法不经济,内花键也很难采用拉削工艺。
横向对中适用于对中要求低的重载连接,因为载荷分布均匀,承载能力高。
铰孔是用铰孔钻进一步加工钻孔、铸造孔或锻造孔,以扩大孔径,提高孔的加工质量。铰孔加工可以作为孔加工前的预处理,也可以作为低要求孔的终加工。扩孔钻类似于麻花钻,但是刀的数量很大并且没有凿刃。
与钻孔相比,扩孔具有以下特点:(1)扩孔钻齿多(3~8齿),导向性好,切削稳定;(2)扩孔钻无凿刃,切削条件好;(3)加工余量小,切屑槽可以做得更浅,钻芯可以做得更粗,刀体具有更好的强度和刚度。铰孔精度一般为IT11~IT10,表面粗糙度Ra为12.5~6.3。铰孔常用于加工直径小于100毫米的孔,钻大直径孔(直径≥30毫米)时,通常用小钻头(孔径的0.5~0.7倍)预钻,然后用相应尺寸的铰刀扩孔,从而提高孔的加工质量和生产效率。
除了加工圆柱孔,铰孔还可以使用各种特殊形状的铰孔钻(也称为埋头孔)来加工各种埋头座孔和埋头平端面。埋头孔的前端通常设有导向柱,该导向柱由机加工孔引导。
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