전달된 토크
설명:
|
P |
전달된 동력 [lb ft] |
|
|
n |
속도 [min -1 ] |
최소 샤프트 지름
1. 샤프트 내부 지름 d h > 0
a) 
b) d min ≤d h -> d min = 1.1 d h [in]인 경우
그렇지 않으면 다음 공식을 사용하여 최적 지름을 찾습니다.
2. 샤프트 내부 지름 d h = 0
설명:
|
d min |
최소 샤프트 지름 [inm] |
|
|
d h |
샤프트 내부 지름 [in] |
|
|
T |
토크 [lb ft] |
|
|
K a |
적용 계수 |
|
|
K f |
피로 수명 계수 |
|
|
S v |
원하는 안전율 |
|
|
τ Al |
허용 전단 응력 |
일반 계산
토크를 전달할 최소 스플라인 길이
1. 고정 연결:
2. 유동 연결:
설명:
|
T |
토크 [lb ft] |
|
|
K a |
적용 계수 |
|
|
K f |
마모 수명 계수 |
|
|
K w |
적용 계수 |
|
|
K m |
하중 분배 계수 |
|
|
S v |
원하는 안전율 |
|
|
d s |
중간 지름 = (D + d) / 2 [in] |
|
|
D |
그루브 단면의 외부 지름 [in] |
|
|
d |
그루브 단면의 내부 지름 [in] |
|
|
N |
그루브 수 [-] |
|
|
h |
그루브 높이 = (D - d) / 2 [in] |
|
|
s |
모따기 [in] |
|
|
h st |
연결 높이 h st = h - 2 s [in] |
|
|
p Dmin |
샤프트 또는 그루브 지지 표면의 허용 압력 [psi] |
허용 압력
|
1. 고정 연결: |
|
|
2. 유동 연결: |
|
|
설명: |
|
T |
토크 [lb ft] |
|
|
K a |
적용 계수 |
|
|
K f |
마모 수명 계수 |
|
|
K w |
적용 계수 |
|
|
K m |
하중 분배 계수 |
|
|
S v |
원하는 안전율 |
|
|
d s |
중간 지름 = (D + d) / 2 [in] |
|
|
D |
그루브 단면의 외부 지름 [in] |
|
|
d |
그루브 단면의 내부 지름 [in] |
|
|
N |
그루브 수 [-] |
|
|
h |
그루브 높이 = (D - d) / 2 [in] |
|
|
s |
모따기 [mm] |
|
|
h st |
연결 높이 h st = h - 2 s [in] |
|
|
l f |
활성 키 길이 [in] |
강도 검사
p min ≤ p Ds
p min ≤ p Dh
설명:
|
p min |
계산된 최소 h/2 압력 [psi] |
|
|
p Ds |
샤프트의 허용 압력 [psi] |
|
|
p Dh |
허브의 허용 압력 [psi] |
외부 톱니의 루트 아래 전단 응력
전달된 토크 T의 경우 외부 스플라인의 루트 지름 아래에 있는 샤프트에 비틀림 전단 응력이 발생함
솔리드 샤프트
속 빈 샤프트
주: 계산된 응력은 표의 값을 초과하지 않아야 합니다.
톱니 피치 지름의 전단 응력
전달된 토크 T에 대한 톱니의 피치 선에서의 전단 응력
계산된 스플라인 길이:
L f = min {L, Le} [in]
스플라인 톱니면의 압축 응력
스플라인의 허용 압축 응력은 기어 톱니보다 훨씬 낮습니다. 균일하지 않은 하중 분포와 오정렬로 인해 톱니의 로드 공유와 최종 하중이 균일하지 않기 때문입니다.
유동 스플라인
고정 스플라인
설명:
|
계산된 스플라인 길이 |
L f = min {L, Le} [in] |
|
톱니 결속 깊이 h h ≅ 0.9 / P [in] |
플랫 그루브 밑면을 가진 스플라인 |
|
h ≅ 1 / P [in] |
모깎기 그루브 밑면을 가진 스플라인 |
스플라인에서의 파열 응력
전달된 하중의 반지름 구성요소로부터의 인장 응력, 원심 인장 응력 및 톱니의 굽힘을 유발하는 피치 선에서의 접선력으로 인한 인장 응력 때문에 내부 스플라인이 파열될 수 있습니다.
1. 반지름 하중 인장 응력
|
설명: 내부 스플라인의 벽 두께 |
t w = D oi - D ri [in] |
|
2. 원심 인장 응력 |
|
|
|
|
|
3. 빔 하중 인장 응력 |
|
|
|
|
설명: 계산된 스플라인 길이 |
L f = min {L, L e } [in] |
4. 외부 멤버의 림을 파열시킬 수 있는 총 인장 응력
오정렬이 큰 경우에 적합한 크라운 스플라인
크라운 스플라인은 최대 5도 정도의 잘못된 정렬을 수용할 수 있습니다. 같은 정렬에서 작동하는 경우 크라운 스플라인은 같은 크기의 각형 스플라인보다 용량이 훨씬 작습니다. 그러나 잘못된 정렬이 있을 경우에는 크라운 스플라인의 용량이 더 큽니다.
American Standard 톱니 형태를 곡선 외부 요소에 사용하여 표준 형태의 직선 내부 요소로 결합할 수 있습니다.
톱니의 압축 응력
설명:
|
크라운 톱니의 곡률 반지름 |
r 2 ≅ F 2 / 8 A [in] |
|
크라운 반지름 |
r 1 = r 2 tan Φ [in] |
|
톱니 결속 깊이 h h ≅ 0.9 / P [in] |
플랫 그루브 밑면을 가진 스플라인 |
|
h ≅ 1 / P [in] |
모깎기 그루브 밑면을 가진 스플라인 |
사용된 변수의 의미
|
T |
토크 [lbft] |
|
n |
속도 [min -1 ] |
|
D |
피치 지름 [in] |
|
D ri |
내부 스플라인의 장축(루트) 지름 [in] |
|
D re |
외부 스플라인의 루트 지름 [in] |
|
D h |
속 빈 샤프트의 내부 지름 [in] |
|
D oi |
그루브 허브의 외부 지름 [in] |
|
N |
그루브 수 [-] |
|
h |
그루브 높이 [in] |
|
L f |
계산된 스플라인 길이 [in] |
|
L |
활성 스플라인 길이 [in] |
|
L e |
최대 유효 길이 [in] |
|
t |
실제 톱니 두께, 원형 [in] |
|
t w |
내부 스플라인의 벽 두께 = (스플라인 슬리브의 외부 지름 - 장축 지름), 모두 2로 나눔 [in] |
| Φ |
스트로크 각도 [도] |
|
Y |
톱니 배치에서 가져온 Lewis 폼 계수. Y = 1.5 값이 계산에 사용됩니다. |
|
F |
압력각 [도] |
|
S v |
원하는 안전율 |
|
A |
톱니 끝에서의 크라운 릴리프 [in] |
|
r 1 |
크라운 스플라인의 모깎기 반지름 [in] |
|
r 2 |
크라운 스플라인의 둥근 톱니 곡률 반지름 [in] |
|
K a |
적용 계수 |
|
K f |
마모 수명 계수 |
|
K w |
적용 계수 |
|
K m |
하중 분배 계수 |
|
K s |
톱니 면 계수 |
|
K s = 0.5: 마운팅 정확도가 보통 이상인 스플라인의 경우(톱니의 1/2만 하중을 수반함) |
|
|
K s = 0.3: 생산 및 조립품 정확도가 낮은 스플라인의 경우(톱니의 1/3만 하중을 수반함) |