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三、渐开线花键冷搓模具设计原则
参考图2、图3,设计工作包括整体尺寸设计及工作部分齿形尺寸设计。由于工作部分具有齿数多(通常为100~300齿)齿形参数各异的特点,使设计计算量很大,在研究中采用了计算机辅助设计。下面仅介绍一下设计原则。
1.整体尺寸设计
(1)长度l
l=(7~10).t.z′(1)
式中t——冷搓模具的齿距 z′——花键的齿数
(2)高度h
h=(H-d′f)/2(2)
式中H——冷搓机上、下导轨间的装模高度 d′f——花键的齿根圆直径
(3)宽度b
b=b′+10mm(3)
式中b′——花键长度
2.工作部分尺寸设计
工作部分的全齿由直线型齿顶、齿侧、齿底及各交汇处的圆弧构成。由啮合原理知,具有如此齿形的模具搓制出的花键具有渐开线齿廓。在设计中,针对模具的不同部分具有不同的设计原则。
(1)工作面各部分长度
l2=(1.1~1.5).z′.t(4) l3=(0.6~0.8).z′.t(5) l1=L-l2-l3(6)
(2)齿距t
模具上所有齿间的齿距相同,按(7)式计算
t=dp.π/z′(7)
式中dp——光轴毛坯直径
(3)齿形角α
模具上所有齿具有相同的齿形角,并按(8)式设计
α=cos-1(d′.cosα′/dp)(8)
式中d′——花键的分度圆直径 α′——花键的齿形角
(4)齿顶高ha及齿根高hf
1)精搓部分
ha=h′f(9) hf=h′a(10)
式中h′a,h′f——花键的齿顶高及齿根高
2)粗搓部分
粗搓部分齿顶高以精搓部分齿顶高为基准以斜角φ1向端部呈下降趋势(如图2、图3右端),φ1值可取3′~5′,设计中初步确定了φ1值后要按咬入条件进行校核;粗搓部分齿根高与精搓部分齿根高相同。
3)退出部分
退出部分齿全高与精搓部分齿全高相同,同时以精搓部分为基准向端部以斜角φ2呈变位分布(如图2、图3左端)。
(5)齿厚S
1)精搓部分

式中α′p——花键上直径为dp的圆上的压力角 m′——花键模数
2)粗搓部分
齿厚由精搓部分向粗搓部分端部方向呈逐渐增加趋势,总增加量ΔS为
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