(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210968724.X (22)申请日 2022.08.12 (71)申请人 株洲齿轮有限责任公司 地址 412007 湖南省株洲市天元区明日路 10号 (72)发明人 周迎春　胡迪　周爱球　袁仲谋　 (74)专利代理 机构 株洲湘知 知识产权代理事务 所(普通合伙) 43232 专利代理师 王宏 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种花键双过盈的压装力计算方法 (57)摘要 本发明涉及一种花键联接的压装力的计算 方法技术领域， 具体涉及一种花键双过盈的压装 力计算方法。 考虑到大径和健侧双过盈双方面因 素， 建立花键双过盈配合的计算模型， 通过对花 键一对齿进行分析， 分别结合大径方向和键侧方 向的膨胀量与变形量之间的关系， 采用了同一零 件受不同的力共同作用产生的变形的应力相等， 求得双过盈下的压装力FP和摩擦扭矩M。 本发明 提出了一种全新的花键双过盈的压装力计算方 法， 为今后在新能源汽车减速器的一级从动齿轮 与二级主动齿轮轴联结时的加工， 提供了计算方 式和检测标准， 使花键双过盈的计算方法明确， 为设计校核提供了依据， 解决了此类结构的制造 加工问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115358006 A 2022.11.18 CN 115358006 A 1.一种花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 考虑到大径和健侧双过盈双方面 因素， 建立花键双过盈配合的计算模型， 通过对花键一对齿进 行分析， 分别结合大径方向和 键侧方向的膨胀量与变形量之 间的关系， 采用了同一零件受不同的力共同作用产生的变形 的应力相等， 即大径过盈的压力PD和键侧过盈产生的径向力作用的压力PF相等， 求得双过盈 下的压装力FP和摩擦扭矩M 。 2.根据权利要求1所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述双过盈下的压 装力FP＝K μ(PDmaxAD+PSmaxAS)； 其中： K—考虑花键精度和变形差异引起的齿间分配轴向偏载 的修正系数， μ—摩擦系数， PDmax—花键受到的最 大的大径过盈的压力， AD—大径过盈作用面 积， PSmax—花键受到的最大的键侧的压力， AS—键侧过盈面积。 3.根据权利要求1所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述摩擦扭矩 其中： Dmin—内花键的大径最小值， L—花键接合长度， PD—大径过盈的压 力， μ—摩擦系数。 4.根据权利要求2所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述键侧过盈面积 其中： Dmin内花键的大径最小值， L—花键接合长度， Z—花键齿数， an—花 键压力角， dmax—外花键的大径最大值。 5.根据权利要求2所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述大径过盈作用 面积AD＝SaLZ， 其中： Sa—外花键齿顶宽， L—花键 接合长度， Z—花键齿数。 6.根据权利要求2所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 大径过盈的压力 其中： δD—大径实际过盈量， Dmin—内花键的大径最小值， EE—外花键的 弹性模量， CE—外花键的包容系数， EI—内花键的弹性模量， CI—内花键的包容系数。 7.根据权利要求6所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述大径实际过盈 量δD＝y3+y4‑1.6Rz， 其中： y3—内花键因大径过盈产生外张的变形量， y4—外花键因大径过 盈产生挤压的变形量， Rz—轮廓最大高度的表面粗糙度； 所述外花键的包容系数 其中， qE—零件的直径比， v—零件材 料的泊松比。 8.根据权利要求2所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 键侧的压力Ps＝ Fsinan/As， 其中： F—键齿受过盈派生的正压力； As—花键齿廓面积， an—花键压力角。 9.根据权利要求1所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述大径方向和键 侧方向的膨胀量与变形量之间的关系为： Dmin‑dmax＝y1+y2+y3+y4， 其中： Dmin—内花键的大径 最小值； dmax—外花键的大径最 大值； y1—内花键因键侧过盈产生外张的变形量， y2—外花键 因键侧过盈产生挤压的变形量， y3—内花键因大径过盈产生外张的变形量， y4—外花键因大 径过盈产生 挤压的变形量。 10.根据权利要求1所述花键双过盈的压装力计算方法， 其特征在于， 所述键侧方向的 膨胀量与变形量之间的关系为： Smin‑Emax＝x1+x2+x3+x4， 其中： Smin—内花键的作用齿槽宽最 小值； Emax—外花键的作用齿厚最 大值； x1—内花键因大径过盈产生外张的变 化量， x2—外花 键因大径过盈产生挤压的变 化量， x3—内花键因键侧过盈产生外张的变形量， x4—外花键因 键侧过盈产生 挤压的变形量。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115358006 A 2一种花键双过盈的压装力计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种花键联接的压装力的计算方法， 具体涉及一种花键双过盈的压装 力计算方法。 背景技术 [0002]渐开线花键联结因其传递扭矩大、 定心精度高等优点， 在汽车行业得到广 泛应用。 为保证内、 外花键同轴 度， 在汽车变速器中同步器齿 毂与轴、 齿轮与轴多采用大径定心的花 键过盈配合联 结方式。 [0003]目前各公司在制定花键压装工艺时多采用试验法来确定压装力参数。 采用该种方 法确定压装力时， 每一种配合花键按不同的配合过盈量取若干组。 通过测量花键在不同过 盈量下实际压装力， 来确定最 终压装参数。 受零件尺寸精度影响， 试验所得的压装力存在一 定偏差。 另外每一种花键配合均需进 行试验， 试验成本高、 操作极其不便。 王宋军等在 《渐开 线花键配合压装力计算》 公开了渐开线花键配合压装力计算， 根据渐开线花键结构特点， 以 光滑圆柱面过盈联结计算方法计算大径定心的渐开线花键配合压装力， 为制定渐开线花键 压装工艺 提供依据， 以保证压装参数的准确性。 [0004]现有的新能源汽车的电机特性使整车在低速时即可产生最大扭矩， 容易产生起步 倒车异响， 这种异响是 由零件间相对滑动的摩擦振动噪声引起的， 在汽车半轴与轮毂 的联 接中很常见， 在 减速器的中间轴组件的花键联接中也经常发生。 在新能源汽车减速器中， 一 级从动齿轮与二级主动齿轮轴 大多采用花键联接， 为保证花键联接牢固， 一般采用大径过 盈、 键侧过盈或采用螺旋角配合键侧过盈， 由于大径过盈具有很好的花键定心及工艺性而 广泛应用， 但当大径过盈量不能满足新能源汽车冲击要求时， 由粘滞噪声产生机理可知， 过 盈量越大， 可能产生的异响越大， 需要采用大径和健侧双过盈联接方式。 [0005]但目前并无花键双过盈配合的相关标准和压装力的分析与计算。 不能同时兼顾大 径过盈、 键侧过盈或采用螺旋角配合键侧过盈双过盈的情况下的压装力， 不能通过计算判 断减速箱的花键脱出力是否符合整车需求， 可评估异响发生的概 率。 发明内容 [0006]本发明针对当前并无花键双过盈配合的相关标准和压装力的分析与计算来判断 减速箱的花键脱 出力是否符合整 车需求和评估异响发生的概率， 提供了一种花键双过盈的 压装力计算方法， 通过考虑到大径和健侧双过盈双方面因素， 建立花键双过盈配合的计算 模型， 计算出双过盈下的压装力FP和摩擦扭矩M， 为 花键双过盈配合设计校核提供了依据。 [0007]并且本发明的方法可以用于判断减速箱的花键脱出力是否符合整车需求， 可评估 异响发生的概 率。 [0008]本发明为 解决上述问题所采用的技 术手段为： [0009]提供了一种花键双过盈的压装力计算方法， 考虑到大径和健侧双过盈双方面因 素， 建立花键双过盈配合的计算模型， 通过对花键一对齿进 行分析， 分别结合大径方向和键说　明　书 1/4 页 3 CN 115358006 A 3