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作者：袁细传;刘琦;唐进元;李元;粟晖;
单位：中国航发湖南动力机械研究所;中南大学机电工程学院;贵州电子科技职业学院汽车应用技术系;
摘要：【目的】针对渐开线花键副因角不对中引发的边缘接触与偏载问题，突破传统鼓形修形设计中经验试错法效率低下的局限，提出了一种基于接触力学特性的高效优化设计方法。【方法】以角不对中渐开线花键副为对象，通过分析鼓形花键的接触挤压变形特点，给出了不同修形量下花键各键齿齿面接触区域解析预测公式；通过设置不同的修形量生成计算样本，得到花键最大接触应力（P_(max)）与齿面修形量的关联规律；分析了P_(max)最小的样本中花键接触区域的特征，结合键齿接触区域预测公式获取花键修形量，实现了P_(max)最小化的花键齿面最优化修形设计；最后，通过有限元仿真分析和试验对比，验证了该修形设计方法的准确性和有效性。【结果】分析计算结果表明，在计算效率上，与传统试错法需6～10次有限元仿真寻找合适的鼓形修形量相比，新方法仅需单次仿真即可确定最佳修形量，计算效率提升80%以上；在性能提升方面，不对中工况下，优化后的修形使花键齿面接触应力降低30.22%，键齿最大磨损体积减小50%，可有效消除边缘接触、显著延长服役寿命。
关键词：渐开线花键;;鼓形修形;;接触分析;;角不对中
