轉換的扭矩
其中：
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P |
傳遞的功率 [lb ft] |
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n |
速度 [min -1 ] |
最小軸直徑
1. 軸內徑 d h > 0
a) 
b) 如果 d min ≤d h -> d min = 1.1 d h [in]
c) 如果 d min ≤ 1.5 d h -> d min = 1.5 d h [in]
2. 軸內徑 d h = 0
其中：
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d min |
最小軸直徑 [inm] |
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d h |
軸內徑 [in] |
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T |
扭矩 [lb ft] |
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K a |
應用係數 |
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K f |
疲勞壽命係數 |
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S v |
理想的安全度 |
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τ Al |
允許的剪應力 |
一般計算
用於傳遞扭矩的最小栓槽長度
1. 固定接頭：
2. 彈性接頭：
其中：
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T |
扭矩 [lb ft] |
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K a |
應用係數 |
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K f |
磨損壽命係數 |
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K w |
應用係數 |
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K m |
負載分配係數 |
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S v |
理想的安全度 |
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d s |
中間直徑 = (D + d) / 2 [in] |
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D |
槽剖面的外部直徑 [in] |
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d |
槽剖面的內部直徑 [in] |
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N |
槽數目 [-] |
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h |
起槽高度 = (D - d) / 2 [in] |
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s |
倒角 [in] |
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h st |
接頭高度 h st = h - 2 s [in] |
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p Dmin |
軸或槽的支撐曲面上容許的壓力 [psi] |
允許的壓力
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1. 固定接頭： |
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2. 彈性接頭： |
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其中： |
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T |
扭矩 [lb ft] |
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K a |
應用係數 |
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K f |
磨損壽命係數 |
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K w |
應用係數 |
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K m |
負載分配係數 |
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S v |
理想的安全度 |
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d s |
中間直徑 = (D + d) / 2 [in] |
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D |
槽剖面的外部直徑 [in] |
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d |
槽剖面的內部直徑 [in] |
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N |
槽數目 [-] |
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h |
起槽高度 = (D - d) / 2 [in] |
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s |
倒角 [mm] |
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h st |
接頭高度 h st = h - 2 s [in] |
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l f |
有效鍵長度 [in] |
強度檢查
p min ≤ p Ds
p min ≤ p Dh
其中：
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p min |
計算的最小 h/2 壓力 [psi] |
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p Ds |
軸中的容許壓力 [psi] |
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p Dh |
輪轂中的容許壓力 [psi] |
外部齒根部下方的剪切應力
對於傳輸扭矩 T 而言，為外栓槽的齒根直徑處的軸中的扭剪應力
對於實體軸
對於空心軸
註記：計算出的應力不應超過表格中的值。
齒節圓直徑上的剪切應力
傳輸扭矩 T 的齒節線處的剪應力
計算的雲形線長度：
L f = min {L, Le} [in]
栓槽齒側邊的壓縮應力
栓槽上允許的壓縮應力低於輪齒，因為不均勻的負載分配和失準會導致不相等的負載共用和齒的端負載。
對於彈性雲形線
對於固定雲形線
其中：
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計算的栓槽長度 |
L f = min {L, Le} [in] |
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齒接合的深度 h h ≅ 0.9 / P [in] |
適用於具有平槽底的栓槽 |
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h ≅ 1 / P [in] |
適用於具有圓角槽底的栓槽 |
栓槽上的爆破應力
內栓槽可能會因傳輸負載的徑向分力產生的拉應力、離心拉應力，以及節距直線處引起齒彎曲的切向力所產生的拉應力而爆破。
1. 徑向負載抗拉應力
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其中：內栓槽的牆厚度 |
t w = D oi - D ri [in] |
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2. 離心抗拉應力 |
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3. 樑負載抗拉應力 |
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其中：計算的栓槽長度 |
L f = min {L, L e } [in] |
4. 可能會引起外部成員輪緣斷裂的總抗拉應力
用於嚴重失準的凸面栓槽
凸面栓槽可以適應的失準最大為 5 度。凸面栓槽的負載能力比同樣大小的直栓槽的負載能力小很多 (二者均在精確對齊的狀態下作業)。但是，當存在嚴重失準時，凸面栓槽的負載能力更大。
可以對凸面外部成員使用美國標準齒形，以使它們能夠與標準造型的直線內部成員貼合。
齒上的壓縮應力
其中：
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凸面齒曲率半徑 |
r 2 ≅ F 2 / 8 A [in] |
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齒冠半徑 |
r 1 = r 2 tan Φ [in] |
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齒接合的深度 h h ≅ 0.9 / P [in] |
適用於具有平槽底的栓槽 |
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h ≅ 1 / P [in] |
適用於具有圓角槽底的栓槽 |
所用變數的含義
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T |
扭矩 [lbft] |
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n |
速度 [min -1 ] |
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D |
節圓直徑 [in] |
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D ri |
內栓槽的主要 (齒根) 直徑 [in] |
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D re |
外栓槽的齒根直徑 [in] |
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D h |
空心軸的內徑 [in] |
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D oi |
槽輪轂的外徑 [in] |
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N |
槽的數量 [-] |
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h |
起槽高度 [in] |
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L f |
計算的栓槽長度 [in] |
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L |
有效栓槽長度 [in] |
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L e |
最大有效長度 [in] |
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t |
實際的齒厚度 (環形) [in] |
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t w |
內栓槽的牆厚度 = 栓槽套筒的外徑減去大徑，然後將結果除以 2 [in] |
| Φ |
行程角度 [度] |
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Y |
從齒配置獲得的吊楔形式係數。計算中使用 Y = 1.5 值。 |
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F |
壓力角 [deg] |
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S v |
理想的安全度 |
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A |
齒端的齒冠離隙 [in] |
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r 1 |
凸面栓槽的圓角半徑 [in] |
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r 2 |
凸面栓槽的圓角齒的曲率半徑 [in] |
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K a |
應用係數 |
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K f |
磨損壽命係數 |
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K w |
應用係數 |
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K m |
負載分配係數 |
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K s |
齒側係數 |
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K s = 0.5 適用於裝配一般和較高精確度的栓槽 (僅有一半的齒承受負載) |
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K s = 0.3 適用於具有較低產量和組合精確度的栓槽 (僅有三分之一的齒承受負載) |