[发明专利]一种转接花键轴的长度设计方法

说明书

本发明属于轴技术领域，涉及一种转接花键轴的长度设计方法。所述的方法包括如下步骤：步骤一，计算花键轴的静强度；步骤二，给出初始长度，计算花键轴的振型，得到其固有频率f₁；步骤三，根据花键轴工作转速，计算花键轴工作时的激励频率f₂；步骤四，调整花键长度，保证|f₁‑f₂|/f₂＞20％，得到花键轴的最大长度L；步骤五，花键套的长度为N，当L＜N时，花键轴长度取L；当花键轴长度L＞N时，花键轴长度取N*m，其中m取70‑95％。上述技术方案提供了一种转接花键轴的长度设计方法，在合理范围内选择最大值，一定程度上使花键可以通过较小的偏移角度对较大的偏摆量进行调整，解决由于工作不稳定造成的花键磨损、挡肩端面磨损等问题。

技术领域

本发明属于轴技术领域，涉及一种转接花键轴的长度设计方法。

背景技术

传动杆是附件传动系统中重要构件之一，属于轴类零件，两端皆有渐开线花键，靠花键与功率输出、输入轴相连从而传递运动。为防止传动杆窜动，在传动杆的端部设计有锁紧结构或两端有防窜卡圈。在某传动齿轮箱连接涡轮增压泵传动链的设计时，传动杆一端设计挡肩来防止窜动，该方向外花键深入齿轮轴内啮合传递运动。但由于花键轴长度选择不合理，在实际使用过程中，由于涡轮增压泵在工作时，稳定性不好，对传动杆的摆动影响较大，经常出现传动杆与齿轮轴相连一端的内、外花键磨平，传动杆挡边及齿轮轴端面挤压变形的问题，这就需要定期对整个齿轮箱该位置检查更换，操作困难，成本增大。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种转接花键轴的长度设计方法，一方面在保证齿轮箱与外部附件运动的正常传递，另一方面通过改变花键的轴向配合位置从而降低端面和花键磨损的故障发生，降低检查更换频率，节约成本。

本发明的技术方案：一种转接花键轴的长度设计方法，所述的方法包括如下步骤：

步骤一，计算花键轴的静强度；

步骤二，给出初始长度，计算花键轴的振型，得到其固有频率f₁；

步骤三，根据花键轴工作转速，计算花键轴工作时的激励频率f₂；

步骤四，调整花键长度，保证|f₁-f₂|/f₂＞20％，得到花键轴的最大长度L；

步骤五，花键套的长度为N，当L＜N时，花键轴长度取L；当花键轴长度L＞N时，花键轴长度取N*m，其中m取70-95％。上述技术方案提供了一种转接花键轴的长度设计方法，在合理范围内选择最大值，一定程度上使花键可以通过较小的偏移角度对较大的偏摆量进行调整，解决由于工作不稳定造成的花键磨损、挡肩端面磨损等问题。经过验证，按照转接花键轴的长度设计方法确定长度而转接花键轴对挡肩端面和内花键磨损有改善明显，大大降低了修理报废率，节约了时间和成本。

优选地，步骤二中，通过有限元分析计算花键轴的振型，得到不同阶模态下的花键轴的固有频率。提供了一种花键轴固有频率的计算方法，提高了计算效率和精度。

优选地，将每个阶模态下得到的固有频率代入步骤四计算。在有限元模型技术方案之下，进一步给出了计算方案，提高了计算精度。

附图说明

图1为转接花键轴；

图2为转接花键轴装配图；

图3为K＝1对应的坎贝尔图。

具体实施方式

以某传动杆为例，如图1所示，所述的花键轴两端设置有键槽，中间位置带有轴肩。如图2所示，所述的花键轴一端套装在对接结构体的花键套内。

进行转接花键轴长度的设计确定：

步骤一：计算花键轴的静强度