渐开线花键齿侧定心建模及载荷分析

花键具有传输转矩大、自动定心等诸多优点,在传动系统中有着广泛的应用。花键在理想情况下各齿均匀承载,然而,制造误差和安装误差导致各齿间隙存在差异,花键齿间不再均载,从而降低了花键的寿命。在振动环境下,内外花键之间的相对径向运动使各齿的相对间隙不断变化,花键齿间载荷分配更加复杂。为了进一步了解花键齿间载荷分配规律,建立了齿侧定心花键副的动力学模型,并使用Newmark-β法求解了系统动力学方程。计算结果显示,花键各齿啮合力对齿侧间隙很敏感,容易出现偏载现象。此外,探讨了接触长度和精度等级对花键齿间载荷分配的影响,发现接触长度越大、精度等级越低的花键偏载越严重。最后,进行了齿侧配合花键副的接触分析,并对比了两种方法计算的花键各齿啮合力,验证了本文模型的正确性。