机械工程学报

作者：喻天翔, 赵庆岩, 尚柏林, 宋笔锋

单位：西北工业大学航空学院 西安 710072

关键词：花键,齿侧间隙,不确定性,数值模型,疲劳寿命；

基金：国家自然科学基金资助项目(52075443)

花键在机械传动领域占有不可替代的地位，其使用寿命直接影响着设备的可靠性。现有的花键疲劳寿命预测模型大多仅考虑外载荷和材料等参数的影响，忽视制造中所产生的加工误差。加工误差导致花键的各齿侧隙不同，使得分配到各齿上的力大小各异，受载大的齿产生的累计损伤更严重，降低花键的实际使用寿命。因此，为得到更准确的花键疲劳寿命，基于国标对花键各误差的要求，推导不同加工精度时的花键侧隙分布范围，考虑侧隙不确定性对花键啮合齿数和齿上载荷分配的影响，建立等效力学模型，得到啮合齿数不确定性时的花键疲劳寿命分布，并与按照传统方法计算的花键疲劳寿命进行了对比。案例结果表明，花键疲劳寿命的均值为108个载荷循环，花键在2×107~7×108个载荷循环内发生疲劳破坏的概率达到50%。提出的花键概率疲劳寿命预测方法能够进一步考虑间隙不确定性的影响，为花键的可靠性设计提供指导。

来源：2022年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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