Trois types de liaisons d'arbres pour engrenages hélicoïdaux
UN engrenage hélicoïdal est relié à son arbre par l'un des trois mécanismes, chacun adapté à une plage de couple et à une fréquence d'assemblage différentes :
Une clavette rectangulaire en acier se loge dans des rainures de clavette correspondantes, à la fois dans l'arbre et dans le engrenage hélicoïdal Alésage transmettant le couple par la zone de cisaillement de la clavette. Tolérance d'alésage H7 (ajustement avec jeu) : l'engrenage peut être monté et démonté de l'arbre à la main ou par simple pression. Convient aux engrenages nécessitant un démontage périodique pour maintenance. Il s'agit du raccordement standard pour les applications industrielles. engrenages hélicoïdaux dans M3–M32.
Tolérance d'alésage P7 ou R7 — engrenage hélicoïdal La pièce est emmanchée à force ou par frettage sur l'arbre avec un jeu radial de 0,01 à 0,05 mm. Le couple est transmis par frottement à l'interface arbre-alésage ; aucune clavette n'est utilisée. Avantages : absence de concentration de contraintes due à la rainure de clavette ; pleine section d'alésage disponible pour le couple ; absence de frottement au niveau du contact de la clavette. Inconvénients : nécessite une presse hydraulique ou un chauffage pour l'installation et le démontage. Utilisée pour les assemblages permanents à couple élevé dans l'industrie lourde.
Une cannelure en développante (DIN 5480) comportant de nombreuses petites dents sur le pourtour de l'alésage répartit le couple sur une large surface de contact, permettant un couple bien supérieur à celui d'une clavette unique de même diamètre d'arbre, tout en restant facile à démonter. Elle est utilisée pour les transmissions de véhicules à couple élevé, les réducteurs de grues et toute application nécessitant une cannelure en développante. engrenage hélicoïdal doit être démonté et réinstallé à plusieurs reprises sans équipement spécial.
Dimensions des clés parallèles DIN 6885-1 — Tableau de référence
La norme DIN 6885-1 spécifie les dimensions standard des clavettes parallèles (Passfeder) pour un diamètre d'arbre donné. La largeur b et la hauteur h de la clavette sont sélectionnées dans le tableau standard en fonction du diamètre de l'arbre. engrenage hélicoïdal alésage:
| Plage de diamètres d'arbre (mm) | Largeur de la touche b (mm) | Hauteur de la touche h (mm) | Profondeur dans l'arbre t₁ (mm) | Profondeur dans le moyeu 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 |
Source : DIN 6885-1:2019 (Forme A, clavette à tête plate, extrémités arrondies). t₁ = profondeur de la rainure de clavette dans l'arbre, t₂ = profondeur de la rainure de clavette dans le moyeu (engrenage hélicoïdal alésage). La hauteur de clavette h se projette à la fois dans les rainures de clavette de l'arbre et du moyeu ; la profondeur d'engagement totale = t₁ + t₂ ≈ h avec un petit jeu au sommet de la clavette.
Sélection des tolérances d'alésage — Explication des tolérances H7, K7 et P7
Assemblage par engrenage hélicoïdal — la tolérance d’alésage (jeu H7, transition K7 ou serrage P7) détermine la méthode d’assemblage et le couple admissible à l’interface alésage-arbre. La clavette DIN 6885-1 transmet le couple dans les assemblages à jeu H7 ; les assemblages à serrage transmettent le couple par friction sans clavette.
| Tolérance d'alésage (ISO 286-1) | Type de coupe | Jeu ou interférence à ⌀50 mm | Méthode d'assemblage | Précisez quand |
|---|---|---|---|---|
| H7 | Dégagement (avec arbre h6) | Jeu de +0,000 / +0,025 mm | Poussée manuelle ou maillet léger ; la clé transmet le couple | Standard amovible engrenage hélicoïdal; clé requise pour le couple |
| K7 | Transition (avec arbre k6) | −0,002 / +0,023 mm (transition) | Appui léger ; la clé renforce la capacité de couple | Risque de vibrations/frottement réduit par rapport au H7 ; fréquence de démontage modérée |
| M7 | Transition / interférence lumineuse | −0,009 / +0,016 mm | Presse (hydraulique de préférence) | Démontage peu fréquent ; meilleure rétention du couple que H7+clé pour les charges inversées |
| P7 | Ingérence | interférence de −0,026 / −0,001 mm | Presse hydraulique (10 à 30 tonnes) ; ou chauffage de l'engrenage à 150–200 °C | Connexion permanente ou à démontage rare ; charges inversées importantes ; aucune clé nécessaire à un couple modéré |
| H6 | Jeu de précision | +0,000 / +0,016 mm (plus serré que H7) | Ajustement sélectif — doit être associé à une tige assortie | Indexage ou registre de précision ; servoréducteurs où la concentricité est essentielle |
Épaisseur minimale de paroi — Alésage jusqu'au cercle de base
L'épaisseur de la paroi entre les engrenage hélicoïdal L'alésage et le cercle de pied de dent doivent être suffisants pour éviter la fissuration à la base de la dent lors du traitement thermique (les gradients thermiques à travers les sections minces provoquent des contraintes résiduelles qui peuvent conduire à la fissuration par trempe) et pour éviter la déformation de la face du moyeu sous la pression de contact de l'assemblage par ajustement serré :
Épaisseur minimale de paroi : t_wall ≥ 2,5 × Mn (norme coréenne Ever-Power pour les engrenages cémentés)
t_wall ≥ 2,0 × Mn (minimum pour les engrenages QT sous charge modérée)
Vérification du mur :
Diamètre du cercle racine d_f = Mn × (z − 2,5) / cos β (dédendum standard 1,25 × Mn)
Diamètre d'alésage maximal d_bore_max = d_f − 2 × t_wall_min
Exemple : M8, z=30, β=20°, cémenté :
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 alésage supérieur à 194 mm sur cet exemple engrenage hélicoïdal Cela entraînerait un non-respect de l'épaisseur minimale de paroi et un risque de fissuration par trempe lors de la cémentation, ou de déformation de la face du moyeu lors d'un montage par emmanchement forcé. Korea Ever-Power vérifie l'épaisseur de paroi dès la phase de revue des plans et signale toute combinaison alésage-module non conforme avant le début de la production.
Double rainure de clavette — Pour couples très élevés sur engrenages à grand module
Lorsque le couple requis dépasse la capacité d'une clavette DIN 6885-1 pour un diamètre d'arbre donné, deux clavettes diamétralement opposées (à 180° d'écart) doublent la surface de contact totale et divisent par deux la contrainte de cisaillement par clavette. Les rainures de clavette doubles sont la norme pour engrenages hélicoïdaux Pour les entraînements à couple élevé dont le diamètre d'arbre dépasse environ 150 mm, les deux rainures de clavette doivent être positionnées à 180° précisément ; cet angle doit être mesuré et vérifié par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) après usinage. Un écart angulaire supérieur à ±0,1° entre les deux rainures engendre une répartition inégale du couple de serrage, réduisant ainsi la capacité de couple du système à double clavette à environ 1,6 fois celle du système à clavette simple, au lieu de 2 fois.
Assemblage cannelé DIN 5480 — Quand privilégier la cannelure à la clavette
Un moyeu cannelé à développante DIN 5480 remplace la rainure de clavette unique par 10 à 80 petites dents cannelées à profil en développante disposées sur le pourtour de l'alésage. La capacité de couple d'une cannelure est 3 à 8 fois supérieure à celle d'une clavette unique, à diamètre d'arbre égal, car le couple est réparti sur de nombreuses dents plutôt que concentré sur une seule clavette. Privilégiez la cannelure à la clavette lorsque :
- Un démontage fréquent est nécessaire : L'assemblage et le démontage de l'emboîtement cannelé (cannelure à glissement) ne nécessitent aucun outil spécifique, tout en assurant une transmission de couple très élevée. Ce système combine la capacité de couple d'un ajustement serré avec la facilité de démontage d'un ajustement H7. On le retrouve fréquemment dans les arbres de transmission de véhicules et les réducteurs de grues.
- Couple très élevé pour un diamètre d'arbre modéré : Pour un engrenage hélicoïdal Avec un arbre de 100 mm de diamètre transmettant un couple de 5 000 N·m, une clavette DIN 6885-1 (28 × 16 mm) serait cisaillée au niveau du congé de raccordement. Une cannelure DIN 5480 à 20 dents de module 2,5 offre une capacité de couple 10 à 15 fois supérieure pour un même diamètre d'arbre de 100 mm.
- Positionnement angulaire précis : Les cannelures DIN 5480 centrées sur le diamètre (centrage sur le diamètre extérieur de la cannelure) assurent une concentricité de 0,005 à 0,015 mm entre l'engrenage et l'arbre, meilleure qu'une liaison par clavette H7 qui permet une légère variation de concentricité entre l'alésage et l'arbre due au jeu.
Korea Ever-Power — Usinage d'alésages et de rainures de clavette en standard
Usinage CNC Ever-Power de Corée engrenage hélicoïdal Alésage et rainure de clavette DIN 6885-1 — l’alésage est fini à la tolérance H7 (vérifiée par un comparateur d’alésage étalonné), la rainure de clavette est brochée aux dimensions exactes b × h du tableau DIN 6885-1 pour le diamètre de l’arbre, et l’épaisseur de paroi est vérifiée par rapport au minimum de 2,5 × Mn avant la livraison finale
Les machines Korea Ever-Power usinent les dimensions d'alésage, de rainure de clavette et de moyeu de chaque engrenage à denture hélicoïdale Usinage selon les spécifications du plan client. Traitement standard : alésage à tolérance H7 (vérifié par comparateur d'alésage et machine à mesurer tridimensionnelle), rainure de clavette DIN 6885-1 brochée à tolérance h9, position de la rainure de clavette vérifiée à 90° et 180° selon les besoins, épaisseur de paroi vérifiée à 2,5 × Mn minimum. Korea Ever-Power usine également des alésages cannelés DIN 5480 et des alésages à ajustement serré (P7) pour applications intensives. fabricant d'engrenages hélicoïdauxL'usinage de l'alésage est effectué après la rectification des dents, en tant qu'opération d'usinage finale. Ceci garantit que la concentricité de l'alésage et la position angulaire de la rainure de clavette sont mesurées par rapport à la dent de l'engrenage fini, et non à l'ébauche avant rectification. Consultez la gamme de produits à engrenages hélicoïdaux pour toutes les configurations de perçage et de raccordement.
Foire aux questions
Pour un équilibrage dynamique optimal, la position de la rainure de clavette par rapport à la dent est importante à haute vitesse. engrenages hélicoïdauxLa rainure de clavette enlève une petite masse asymétrique de l'alésage — environ 0,5 à 2% de la masse du corps de l'engrenage, selon le module et l'épaisseur de la paroi du moyeu. engrenages hélicoïdaux Fonctionnant à plus de 1 500 tr/min, cette masse asymétrique peut engendrer un déséquilibre mesurable qui provoque des vibrations à la fréquence de l'arbre. Korea Ever-Power propose un équilibrage dynamique des machines. engrenages hélicoïdaux Pour tous les engrenages dont la vitesse angulaire primitive dépasse 10 m/s, l'équilibrage est conforme à la norme ISO 21940, classe G6.3 ou supérieure. Cet équilibrage est généralement réalisé par enlèvement d'une fine couche de matière sur la face opposée du moyeu. La position angulaire de la rainure de clavette est consignée dans le dossier de commande afin que la correction d'équilibrage soit enregistrée et reproductible pour les futurs engrenages de remplacement.
Pour un arbre de 60 mm : clavette DIN 6885-1 = 18 × 11 mm (pour un diamètre d’arbre de 58 à 65 mm). La surface de cisaillement de la clavette = b × L_clavette × τ_admissible, où L_clavette est la longueur d’engagement effective de la clavette (égale à la engrenage hélicoïdal La largeur de la face de clavette (b) ne doit pas dépasser la longueur de clavette recommandée par la norme DIN 6885-1 pour le diamètre de l'arbre. Pour une clavette en acier dans un arbre et un moyeu en acier, le couple admissible (τ_admissible) est d'environ 60 à 100 N/mm² (selon le type de charge : statique ou cyclique). Pour b = 18 mm et L_clavette = 50 mm (largeur de la face de clavette), le couple admissible (τ) est de 80 N/mm² : l'effort tranchant de la clavette est de 18 × 50 × 80 = 72 000 N ; le couple admissible (T) est égal à l'effort × le rayon de l'arbre, soit 72 000 × 0,030 = 2 160 N·m. Pour des couples plus élevés sur un arbre de 60 mm, il est recommandé d'utiliser un assemblage K7 ou M7 (qui augmente le frottement entre l'alésage et l'arbre) ou un assemblage cannelé conforme à la norme DIN 5480.
Pour un alésage P7 sur un arbre de 50 mm (tolérance d'arbre k6), le jeu nominal est de 0,017 à 0,042 mm radialement. La capacité de couple de frottement de cet ajustement serré : T_friction = f × π × d_bore × L_hub × p × (d_bore / 2), où p = pression de frottement = E × δ × (d_bore)^(−1) × facteur de paroi [MPa], f = coefficient de frottement ≈ 0,12–0,15 (acier-acier sans huile, assemblage par presse). Pour un alésage de 50 mm × un jeu de 0,03 mm × une longueur de moyeu de 40 mm : p ≈ 210 GPa × 0,03 / (50 × correction de paroi) ≈ 50–70 MPa ; T ≈ 0,13 × π × 50 × 40 × 60 × 25 ≈ 1 220 N·m. Cela représente approximativement 60% du couple de serrage équivalent d'une clavette. Cependant, l'ajustement serré transmet le couple sans concentration de contraintes au niveau de la rainure de clavette, ce qui améliore la résistance à la fatigue sous couple inverse ou cyclique. Korea Ever-Power fournit le calcul théorique de la capacité de couple pour tout ajustement serré P7. engrenage hélicoïdal perçage sur demande.
Oui, à condition que le nouvel alésage, plus large, ne dépasse pas l'épaisseur minimale de paroi (2,5 × Mn entre l'alésage et le fond de puits). L'alésage est réalésé sur un centre de tournage CNC après tous les traitements thermiques et la rectification. La rainure de clavette est ensuite réalésée aux dimensions de la norme DIN 6885-1 pour le nouveau diamètre d'arbre. Si l'alésage nécessite un élargissement de la rainure de clavette : la largeur et la profondeur de cette dernière sont modifiées conformément à la norme DIN 6885-1 pour la nouvelle plage de diamètres d'arbre. Korea Ever-Power propose l'alésage comme service de modification sur tous les produits précédemment fournis. engrenage hélicoïdalsous réserve de la vérification de l'épaisseur de paroi. Le coût est généralement de 20 à 351 TP3T, soit le prix d'une nouvelle commande d'engrenage — nettement moins cher que de commander un nouvel engrenage lorsque seul le diamètre d'alésage a changé.
Spécifications de l'alésage, de la rainure de clavette et du moyeu de votre engrenage hélicoïdal
Veuillez indiquer le diamètre de l'arbre, le couple transmis, la fréquence d'assemblage et le type de raccordement souhaité. Korea Ever-Power vérifie systématiquement la conformité des dimensions clés (norme DIN 6885-1), la classe de tolérance d'alésage et l'épaisseur de paroi avant le lancement de la production, lors de la validation des plans.
Alésage H7/K7/P7 · Clavette DIN 6885-1 · Cannelure DIN 5480 · Double rainure de clavette · Contrôle d'épaisseur de paroi · Équilibrage de classe G6.3 disponible
Éditeur : Cxm
