由于花键联接传动具有触面积大、承载能力高、定心性能和导向性能好,键槽浅、应力集中小,对轴和毂的强度削弱小,同时结构紧凑等优点,因此,常应用于传递较大的转矩和定心精度要求高的静联接和动联接。
1 花键的类别、特点与应用
按花键齿的形状可分为角形花键和渐开线花键两大类。在角形花键中又可分为矩形花键和三角形花键。从目前应用来看,渐开线花键最多,其次是矩形花键,在装卸工具上用三角形花键居多。
1.1 矩形花键
加工方便,可用磨削方法获得较高的精度,但内花键通常要用花键拉刀,对于不通孔的花键就无法加工,只好用插削加工,精度较低。目前中国、日本、德国有关标准如下:中国GB1144-87:日本JIS B1601-85:德国SN742( 德国SMS厂标):美国WEAN公司六槽矩形花键标准。
1.2 渐开线花键
齿廓为渐开线,受载时轮齿上有径向分力,能起自动定心作用,使各齿承载均匀,强度高,寿命长。加工工艺与齿轮相同,刀具比较经济,易获得较高精度和互换性。用于载荷较大、定心精度要求较高,以及尺寸较大的联接。应用较广,国内外主要标准如下:中国GB/T3478.1-1995(替代GB3478.1-83), 等效ISO4156-1981:日本JIS B1602-1992、JIS D2001-1977:德国DIN5480、DIN5482:美国AN-SIB92.1a。
1.3 三角花键
内花键齿形为三角形,外花键齿廓为压力角等于45°的渐开线,加工方便,齿细小、且较多,便于机构的调整与装配,对于轴和毂的:削弱为最小。多用于轻载和直径小的静联接,特别适用于轴与薄壁零件的联接。主要标准有:日本JIS B1602-1991:德国DIN5481。
2 中国与主要工业国家的矩形花键标准
我国现颁布的矩形花键标准,有的与日本的矩形花键类似,有的与德国的矩形花键完全相同,但与美国的英制矩形花键相差较大,在引进设备时,应如何选择合适的配合与定心,应持谨慎态度,摸清原标准与要求,以免造成不必要的经济损失。各国矩形花键标准对照见表1。
3 中国与主要工业国家的渐开线花键标准
目前国外大多数的渐开线花键与我国标准均不相同。即使在同一国家内,同样是渐开线花键其标准也不相同。如德国的渐开线花键就有DIN5480及DIN5482两种。在日本有JIS B1602及JIS D2001。在我国有压力角α=30°、α=37.5°、α=45°三种。有的采用模数制和径节制,有的国家采用双模数制或双径节制。
各国渐开线花键标准主要技术参数如表2所列。