ICS 21.120.30 J 18 中华人民共和国国家标准 GB/T17855—2017 代替GB/T17855—1999 花键承载能力计算方法 Calculation of load capacity of spline 2017-09-07发布 2018-04-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 17855—2017 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 本标准代替GB/T17855—1999《花键承载能力计算方法》。本标准与GB/T17855—1999相比，主 要技术变化如下： 修改标准中的图6、图7。 本标准由全国机器轴与附件标准化技术委员会（SAC/TC109)提出并归口。 本标准起草单位：中机生产力促进中心、太原重工股份有限公司、中航综合技术研究所、中航工业一 飞院。 本标准主要起草人：明翠新、王晓凌、李海斌、刘启国、赵慧婷。 本标准所代替标准的历次发布版本情况为： GB/T17855—1999。 1 GB/T 17855—2017 花键承载能力计算方法 1 范围 本标准规定了圆柱直齿渐开线花键和圆柱矩形齿花键（以下简称花键）的承载能力计算方法。 本标准适用于按GB/T1144和GB/T3478.1制造的花键。其他类型的花键也可参照使用。 规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T1144矩形花键尺寸、公差和检验 GB/T3478.1—2008圆柱直齿渐开线花键 （米制模数齿侧配合） 第1部分：总论 3 术语和代号 术语和代号见表1。 表1 术语和代号 序号 术语 代号 单位 说 明 1 输人转矩 T N·m 输入给花键副的转矩 2 输人功率 P kw 输入给花键副的功率 3 转速 n r/min 花键副的转速 名义切向力 F. N 花键副所受的名义切向力 4 分度圆直径 5 D mm 渐开线花键分度圆直径 6 平均圆直径 dm mm 矩形花键大径与小径之和的一半 7. 单位载荷 W N/mm 单一键齿在单位长度上所受的法向载荷[见公式（4)和公式（5) 8 齿数 Z 花键的齿数 .9 结合长度 1 mm 内花键与外花键相配合部分的长度（按名义值） 10 压轴力 F 花键副所受的与轴线垂直的径向作用力 11 标准压力角 αD (°) 渐开线花键齿形分度圆上的压力角 12 弯矩 N.m 作用在花键副上的弯矩 13 模数 m mm 渐开线花键的模数 14 使用系数 Ki 主要考虑由于传动系统外部因素而产生的动力过载影响的系数 当花键副承受压轴力时，考虑花键副齿侧配合间隙（过盈）对各键 15 齿侧间隙系数 K2 齿上所受载荷影响的系数 考虑由于花键的齿距累积误差（分度误差）影响各键齿载荷分配 16 分配系数 K: 不均的系数 考虑由于花键的齿向误差和安装后花键副的同轴度误差、以及受 17 轴向偏载系数 K4 载后花键扭转变形，影响各键齿沿轴向受载不均勾的系数 1 GB/T17855—2017 表1 (续) 序号 术语 代号 单位 说 明 18 齿面压应力 MPa 键齿表面计算的平均接触压应力 OH 19 工作齿高 hw mm 键齿工作高度，hw=（D—D）/2 20 外花键大径 D.e mm 外花键大径的基本尺寸 21 内花键小径 D. mm 内花键小径的基本尺寸 S值—般可取1.25~1.50； 齿面接触强度的 22 SH 较重要的及淬火的花键取较大值，一般的未经淬火的花键取较 计算安全系数 小值 23 齿面许用压应力 [oH] MPa 24 材料的屈服强度 0.0.2 MPa 花键材料的屈服极限（按表层取值） 25 齿根弯曲应力 gr MPa 花键齿根的计算弯曲应力 26 全齿高 h mm 花键的全齿高，h=（D—Die）/2 27 弦齿厚 Sra mm 花键齿根危险截面（最大弯曲应力处）的弦齿厚 28 许用齿根弯曲应力 [or] MPa 29 材料的拉伸强度 MPa 弯曲强度的 对矩形花键1.25~2.00； 30 Sr 计算安全系数 对渐开线花键1.00～1.50 31 齿根最大剪切应力 TFmax MPa 32 剪切应力 MPa 靠近花键收尾处的剪应力 应力集中系数 atm 34 外花键小径 Die mm 外花键小径的基本尺寸 35 作用直径 dh mm 当量应力处的直径相当于光滑扭棒的直径，见6.5.1的公式（19） 36 齿根圆角半径 mm 般指外花键齿根圆弧最小曲率半径 37 许用剪切应力 [42] MPa 齿面磨损 38 [om] MPa 花键副在10°次循环数以下工作时的许用压应力 许用压应力 齿面磨损 39 [oHe] MPa 花键副长期工作无磨损的许用压应力 许用压应力 40 当量应力 av MPa 计算花键扭转与弯曲强度时，剪切应力与弯曲应力的合成应力 41 弯曲应力 OFn MPa 计算花键扭转与弯曲强度时的弯曲应力 42 转换系数 K 确定作用直径d的转换系数（见表6) 43 许用应力 [ov] MPa 计算花键扭转与弯曲强度时的许用应力 44 作用侧隙 Cv mm 花键副的全齿侧隙 45 位移量 eo mm 花键副的内外花键两轴线的径向相对位移量 4 受载分析与计算 受载分析 4.1 4.1.1无载荷 由于花键副是相互联结的同轴偶件，所以对于无误差的花键联结，在其无载荷状态时（不计自重，下 2 GB/T178552017 同），内花键各齿槽的中心线（或对称面）与外花键各键齿的中心线（或对称面）是重合的。此时，键齿两 侧的间隙（或过盈）相等，均为侧隙之半（见图1） Cv/ 2 1l IL G/2 (/ 2JLl1 (Gv/ 2 图1无载荷、有间隙的渐开线花键联结（左边）和矩形花键联结（右边）的理论位置 4.1.2受纯转矩载荷 对无误差的花键联结，在其只传递转矩T而无压轴力F时， 侧的各齿面在转矩的作用下，彼此接 触、侧隙相等，内花键与外花键的两轴线仍是同轴的（见图2）。 所有键齿传递转矩，承受同样大小的载 荷（见图3)。 . (. 图2有载荷、有间隙的渐开线花键联结（左）和矩形花键联结（右）的理论位置