Tres tipos de conexión de ejes para engranajes helicoidales
A engranaje helicoidal está conectado a su eje mediante uno de tres mecanismos, cada uno adecuado para un rango de par y una frecuencia de montaje diferentes:
Una chaveta rectangular de acero se asienta en chaveteros coincidentes tanto en el eje como en el... engranaje helicoidal orificio, transmitiendo el par a través del área de corte de la chaveta. Tolerancia del orificio H7 (ajuste con holgura): el engranaje se puede deslizar sobre el eje manualmente o con una ligera presión. Adecuado para engranajes que requieren desmontaje periódico para mantenimiento. Esta es la conexión predeterminada para aplicaciones industriales. engranajes helicoidales en M3–M32.
Tolerancia del orificio P7 o R7: la engranaje helicoidal Se ajusta mediante presión o contracción al eje con una interferencia radial de 0,01–0,05 mm. El par se transmite por fricción en la interfaz eje-orificio; no se utiliza chaveta. Ventajas: no hay concentración de tensiones en la ranura de la chaveta; toda el área del orificio está disponible para el par; no hay desgaste por fricción en el contacto de la chaveta. Desventajas: requiere prensa hidráulica o calentamiento para su instalación y desmontaje. Se utiliza para conexiones permanentes de alto par en la industria pesada.
Un estriado evolvente (DIN 5480) con muchos dientes pequeños alrededor del perímetro del orificio distribuye el par sobre una gran área de contacto, lo que permite un par mucho mayor que una chaveta simple con el mismo diámetro de eje, a la vez que se puede desmontar fácilmente. Se utiliza para conexiones de ejes de transmisión de vehículos de alto par, cajas de engranajes de grúas y cualquier aplicación donde engranaje helicoidal Debe desmontarse y reinstalarse repetidamente sin equipo especial.
Dimensiones de la llave paralela DIN 6885-1 — Tabla de referencia
La norma DIN 6885 Parte 1 especifica las dimensiones estándar de la chaveta paralela (Passfeder) para un diámetro de eje determinado. El ancho b y la altura h de la chaveta se seleccionan de la tabla estándar en función del diámetro del eje en el engranaje helicoidal aburrir:
| Rango de diámetro del eje (mm) | Ancho de la llave b (mm) | Altura de la tecla h (mm) | Profundidad en el pozo t₁ (mm) | Profundidad en el cubo t₂ (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 17–22 | 6 | 6 | 3.5 | 2.8 |
| 22–30 | 8 | 7 | 4.0 | 3.3 |
| 30–38 | 10 | 8 | 5.0 | 3.3 |
| 38–44 | 12 | 8 | 5.0 | 3.3 |
| 44–50 | 14 | 9 | 5.5 | 3.8 |
| 50–58 | 16 | 10 | 6.0 | 4.3 |
| 58–65 | 18 | 11 | 7.0 | 4.4 |
| 65–75 | 20 | 12 | 7.5 | 4.9 |
| 75–85 | 22 | 14 | 9.0 | 5.4 |
| 85–95 | 25 | 14 | 9.0 | 5.4 |
| 95–110 | 28 | 16 | 10.0 | 6.4 |
| 110–130 | 32 | 18 | 11.0 | 7.4 |
| 130–150 | 36 | 20 | 12.0 | 8.4 |
| 150–170 | 40 | 22 | 13.0 | 9.4 |
Fuente: DIN 6885-1:2019 (Forma A, chaveta de cabeza plana, extremos redondeados). t₁ = profundidad de la chaveta en el eje, t₂ = profundidad de la chaveta en el cubo (engranaje helicoidal orificio). La altura de la chaveta h se proyecta tanto en los chaveteros del eje como del cubo; la profundidad de acoplamiento total = t₁ + t₂ ≈ h con una pequeña holgura en la parte superior de la chaveta.
Selección de tolerancias de orificio: explicación de H7, K7 y P7
Conexión del eje del engranaje helicoidal: la tolerancia del orificio (holgura H7, transición K7 o interferencia P7) determina el método de montaje y la capacidad de par en la interfaz orificio-eje. La chaveta DIN 6885-1 transmite el par en los conjuntos con ajuste de holgura H7; las conexiones con ajuste de interferencia transmiten el par por fricción sin necesidad de chaveta.
| Tolerancia del orificio (ISO 286-1) | Tipo de ajuste | Espacio libre o interferencia a ⌀50 mm | Método de ensamblaje | Especificar cuándo |
|---|---|---|---|---|
| H7 | Espacio libre (con eje h6) | holgura de +0,000 / +0,025 mm | Empujar con la mano o con un martillo ligero; la llave transmite el par. | Desmontable estándar engranaje helicoidal; llave necesaria para el par |
| K7 | Transición (con eje k6) | −0,002 / +0,023 mm (transición) | Presión ligera; la tecla refuerza la capacidad de torsión. | Menor riesgo de vibraciones/desgaste por fricción en comparación con H7; frecuencia de desmontaje moderada. |
| M7 | Transición / interferencia de luz | −0,009 / +0,016 mm | Prensa (preferiblemente hidráulica) | Desmontaje poco frecuente; mejor retención del par que H7+key para cargas reversibles. |
| P7 | Interferencia | interferencia de −0,026 / −0,001 mm | Prensa hidráulica (10–30 toneladas); o calentar el engranaje a 150–200 °C. | Conexión permanente o de desmontaje poco frecuente; cargas reversibles de alta resistencia; no se necesita llave con par moderado. |
| H6 | Vacío de precisión | +0,000 / +0,016 mm (más ajustado que H7) | Ajuste selectivo: debe combinarse con el eje correspondiente. | Indexación o registro de precisión; reductores servo donde la concentricidad es fundamental. |
Espesor mínimo de pared: desde el orificio hasta el círculo de la raíz.
El espesor de la pared entre el engranaje helicoidal El diámetro interior y el círculo de la raíz del engranaje deben ser suficientes para evitar el agrietamiento en la raíz del diente durante el tratamiento térmico (los gradientes térmicos a través de secciones delgadas provocan tensiones residuales que pueden conducir al agrietamiento por temple) y para evitar la deformación de la cara del cubo bajo la presión de contacto de la conexión a presión:
Espesor mínimo de pared: t_wall ≥ 2,5 × Mn (norma coreana Ever-Power para engranajes carburizados)
t_wall ≥ 2,0 × Mn (mínimo para engranajes QT bajo carga moderada)
Revisando la pared:
Diámetro del círculo de la raíz d_f = Mn × (z − 2,5) / cos β (dedendum estándar 1,25 × Mn)
Diámetro máximo del orificio d_bore_max = d_f − 2 × t_wall_min
Ejemplo: M8, z=30, β=20°, carburizado:
d_f = 8 × (30 − 2,5) / cos20° = 8 × 27,5 / 0,9397 = 234,1 mm
t_wall_min = 2,5 × 8 = 20 mm
d_bore_max = 234,1 − 2 × 20 = 194,1 mm
Un calibre mayor de 194 mm en este ejemplo engranaje helicoidal Esto infringiría el espesor mínimo de pared y conllevaría el riesgo de agrietamiento por temple durante la carburización, o deformación de la superficie del cubo durante la instalación a presión. Korea Ever-Power verifica la restricción del espesor de pared en la etapa de revisión de planos y señala cualquier combinación de orificio y módulo que infrinja el mínimo antes de que comience la producción.
Chavetero doble: para un par de torsión muy elevado en engranajes de gran módulo.
Cuando el par requerido supera la capacidad de una sola chaveta DIN 6885-1 en el diámetro de eje dado, dos chavetas colocadas diametralmente opuestas (separadas 180°) duplican el área total de contacto de la chaveta y reducen a la mitad la tensión de corte por chaveta. Las chaveteras dobles son estándar para engranajes helicoidales En transmisiones de alto par, los ejes tienen diámetros superiores a aproximadamente 150 mm. Las dos chaveteras deben estar posicionadas exactamente a 180°, lo cual se mide y verifica con una máquina de medición por coordenadas (CMM) después del mecanizado. Un error angular entre las dos chaveteras mayor a ±0,1° genera una carga desigual en las chaveteras, lo que reduce la capacidad de par de la chaveta doble a aproximadamente 1,6 veces, en lugar de 2 veces, el valor de la chaveta simple.
Conexión estriada DIN 5480: ¿Cuándo elegir conexión estriada en lugar de chaveta?
Un cubo estriado de perfil evolvente DIN 5480 reemplaza la chaveta simple con 10 a 80 pequeños dientes estriados de perfil evolvente alrededor del perímetro del orificio. La capacidad de torsión de un estriado supera a la de una chaveta simple entre 3 y 8 veces con el mismo diámetro de eje, ya que el par se distribuye entre muchos dientes en lugar de concentrarse en una sola chaveta. Elija un estriado en lugar de una chaveta cuando:
- Es necesario desmontarlo con frecuencia: La conexión estriada se puede montar y desmontar sin herramientas especiales (ajuste deslizante) y, al mismo tiempo, transmite un par motor muy elevado, combinando la capacidad de par de un ajuste a presión con la facilidad de desmontaje de un ajuste con holgura H7. Es común en ejes de transmisión de vehículos y cajas de engranajes de grúas.
- Par motor muy elevado con un diámetro de eje moderado: Para un engranaje helicoidal Con un eje de 100 mm de diámetro y una transmisión de 5000 N·m, una chaveta DIN 6885-1 (28 × 16 mm) se rompería en el filete de la raíz. Un estriado DIN 5480 de 20 dientes y módulo 2,5 proporciona entre 10 y 15 veces más capacidad de torsión con el mismo diámetro de eje de 100 mm.
- Posicionamiento angular de precisión: Las estrías centradas en el diámetro según la norma DIN 5480 (centradas en el diámetro exterior de la estría) proporcionan una concentricidad de entre 0,005 y 0,015 mm entre el engranaje y el eje, mejor que una conexión con chaveta H7, que permite una ligera variación de la concentricidad entre el orificio y el eje debido a la holgura.
Korea Ever-Power: mecanizado de orificios y chaveteros como servicio estándar.
Mecanizado CNC Ever-Power de Corea engranaje helicoidal Agujero y chavetero DIN 6885-1: el agujero se mecaniza con tolerancia H7 (verificada con calibre de agujeros calibrado), el chavetero se mecaniza con las dimensiones exactas b × h de la tabla DIN 6885-1 para el diámetro del eje, y el espesor de pared se confirma con el mínimo de 2,5 × Mn antes de la entrega final.
Korea Ever-Power mecaniza las dimensiones del orificio, la chaveta y el cubo de cada uno. engranaje de corte helicoidal Pedido según las especificaciones del plano del cliente. Procesamiento estándar: mandrinado con tolerancia H7 (confirmado por calibre de mandriles y CMM), chavetero DIN 6885-1 brochado con tolerancia H9, posición del chavetero verificada a 90° y 180° de referencia según se solicite, espesor de pared confirmado contra un mínimo de 2,5 × Mn. Korea Ever-Power también mecaniza mandriles DIN 5480 y mandriles de ajuste a presión (P7) para aplicaciones de servicio pesado. Como proveedor directo fabricante de engranajes helicoidalesEl mecanizado de orificios se realiza después del rectificado de dientes como operación de mecanizado final, lo que garantiza que la concentricidad del orificio y la posición angular de la chaveta se midan en relación con la referencia del diente del engranaje terminado, no con la pieza en bruto previamente rectificada. Explore la Gama de productos de engranajes helicoidales Para todas las configuraciones de orificio y conexión.
Preguntas frecuentes
Para lograr un equilibrio dinámico, la posición de la chaveta con respecto al diente sí importa a alta velocidad. engranajes helicoidales. El chavetero elimina una pequeña masa asimétrica del orificio, aproximadamente entre 0,5 y 2% de la masa del cuerpo del engranaje, dependiendo del módulo y del espesor de la pared del cubo. En engranajes helicoidales Al funcionar por encima de 1500 RPM, esta masa asimétrica puede causar un desequilibrio medible que excita una vibración de 1× frecuencia del eje. Korea Ever-Power ofrece equilibrado dinámico de sistemas completos. engranajes helicoidales Para todos los engranajes con velocidad de línea de paso superior a 10 m/s, se debe cumplir con la norma ISO 21940 de grado de equilibrio G6.3 o superior, generalmente mediante la eliminación de una pequeña cantidad de material del lado opuesto de la cara del cubo. La posición angular de la chaveta se documenta en el archivo de pedido para que la ubicación de la corrección de equilibrio quede registrada y sea reproducible para futuros engranajes de repuesto.
Para un eje de 60 mm: chaveta DIN 6885-1 = 18 × 11 mm (del rango de diámetro del eje de 58–65 mm). El área de corte de la chaveta = b × L_key × τ_allowable, donde L_key es la longitud de acoplamiento efectiva de la chaveta (igual a la engranaje helicoidal ancho de cara b, pero sin exceder la longitud de chaveta recomendada por DIN 6885-1 para el diámetro del eje). Para una chaveta de acero en un eje y cubo de acero, τ_admisible ≈ 60–100 N/mm² (dependiendo del tipo de carga: estática o cíclica). Para b = 18 mm, L_key = 50 mm (ancho de cara), τ = 80 N/mm²: Fuerza cortante de la chaveta = 18 × 50 × 80 = 72 000 N; Capacidad de torsión T = Fuerza × radio_eje = 72 000 × 0,030 = 2160 N·m. Para pares de torsión mayores en un eje de 60 mm, utilice el ajuste K7 o M7 (añade fricción entre el orificio y el eje), o utilice la conexión estriada DIN 5480.
Para un orificio P7 en un eje de 50 mm (tolerancia del eje k6), la interferencia nominal es de 0,017 a 0,042 mm radialmente. La capacidad de par de fricción de este ajuste de interferencia: T_fricción = f × π × d_orificio × L_cubo × p × (d_orificio / 2), donde p = presión de interferencia = E × δ × (d_orificio)^(−1) × factor de pared [MPa], f = coeficiente de fricción ≈ 0,12–0,15 (acero-acero sin aceite, ensamblaje de prensa). Para un orificio de 50 mm × interferencia de 0,03 mm × longitud del cubo de 40 mm: p ≈ 210 GPa × 0,03 / (50 × corrección de pared) ≈ 50–70 MPa; T ≈ 0,13 × π × 50 × 40 × 60 × 25 ≈ 1220 N·m. Esto es aproximadamente 60% del par de conexión de la chaveta equivalente, pero el ajuste de interferencia transmite el par sin ninguna concentración de tensión en la chaveta, lo que proporciona un mejor rendimiento a la fatiga bajo par cíclico o reversible. Korea Ever-Power proporciona el cálculo de la capacidad de par teórica para cualquier ajuste de interferencia P7. engranaje helicoidal perforar bajo pedido.
Sí, siempre que el nuevo orificio más grande no infrinja el espesor mínimo de pared (2,5 × Mn desde el orificio hasta el círculo de la raíz). El orificio se vuelve a taladrar en un centro de torneado CNC después de que se completen todos los tratamientos térmicos y el rectificado, luego se vuelve a brochar el chavetero a las dimensiones DIN 6885-1 para el nuevo diámetro del eje. Si la ampliación del orificio requiere ensanchar el chavetero: tanto el ancho como la profundidad del chavetero cambian según DIN 6885-1 para el nuevo rango de diámetro del eje. Korea Ever-Power ofrece la ampliación del orificio como un servicio de modificación en cualquier suministro previamente engranaje helicoidal, sujeto a la verificación del espesor de la pared. El costo suele ser de 20 a 351 TP3T de un pedido de engranaje nuevo, significativamente menos costoso que pedir un engranaje nuevo cuando solo ha cambiado el tamaño del orificio.
Especificaciones del orificio, chavetero y cubo para su engranaje helicoidal
Indique el diámetro del eje, el par transmitido, la frecuencia de montaje y el tipo de conexión que prefiera. Korea Ever-Power verifica las dimensiones clave DIN 6885-1, la clase de tolerancia del orificio y el espesor de la pared antes de que comience la producción, como parte del proceso estándar de revisión de planos.
Diámetro interior H7/K7/P7 · Chaveta DIN 6885-1 · Estrías DIN 5480 · Doble chavetero · Verificación del espesor de pared · Grado de equilibrio G6.3 disponible
Editor: Cxm
