Três tipos de conexão de eixo para engrenagens helicoidais
UM engrenagem helicoidal é conectado ao seu eixo por um de três mecanismos, cada um adequado a uma faixa de torque e frequência de montagem diferentes:
Uma chaveta retangular de aço encaixa-se em ranhuras correspondentes tanto no eixo quanto na... engrenagem helicoidal Furo que transmite torque através da área de cisalhamento da chaveta. Tolerância do furo H7 (ajuste com folga) — a engrenagem pode ser deslizada para dentro e para fora do eixo manualmente ou com uma leve pressão. Adequada para engrenagens que requerem remoção periódica para manutenção. Esta é a conexão padrão para aplicações industriais. engrenagens helicoidais em M3–M32.
Tolerância do furo P7 ou R7 — a engrenagem helicoidal É prensado ou ajustado por contração no eixo com uma interferência radial de 0,01 a 0,05 mm. O torque é transmitido por atrito na interface eixo-furo; não se utiliza chaveta. Vantagens: ausência de concentração de tensão na chaveta; área total do furo disponível para torque; ausência de desgaste por atrito no contato da chaveta. Desvantagens: requer prensa hidráulica ou aquecimento para instalação e remoção. Utilizado para conexões permanentes de alto torque na indústria pesada.
Uma estria involuta (DIN 5480) com muitos dentes pequenos ao redor do perímetro do furo distribui o torque sobre uma grande área de contato, permitindo um torque muito maior do que uma chaveta simples com o mesmo diâmetro de eixo, mantendo-se, ao mesmo tempo, facilmente desmontável. Utilizada em conexões de eixos de transmissão de veículos de alto torque, caixas de engrenagens de guindastes e em qualquer aplicação onde a engrenagem helicoidal Deve ser removido e reinstalado repetidamente sem equipamento especial.
DIN 6885-1 Dimensões de chaveta paralela — Tabela de referência
A norma DIN 6885 Parte 1 especifica as dimensões padrão da chaveta paralela (Passfeder) para um determinado diâmetro de eixo. A largura b e a altura h da chaveta são selecionadas na tabela padrão com base no diâmetro do eixo. engrenagem helicoidal chato:
| Faixa de diâmetro do eixo (mm) | Largura da tecla b (mm) | Altura da tecla h (mm) | Profundidade no eixo t₁ (mm) | Profundidade no 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 |
Fonte: DIN 6885-1:2019 (Forma A, chaveta de topo plano, extremidades arredondadas). t₁ = profundidade da chaveta no eixo, t₂ = profundidade da chaveta no cubo (engrenagem helicoidal furo). A altura da chaveta h se projeta nas ranhuras da chaveta do eixo e do cubo; a profundidade total de engate = t₁ + t₂ ≈ h com uma pequena folga no topo da chaveta.
Seleção de tolerância de furo — H7, K7 e P7 explicados
Conexão do eixo da engrenagem helicoidal — a tolerância do furo (folga H7, transição K7 ou interferência P7) determina o método de montagem e a capacidade de torque na interface furo-eixo. A chaveta DIN 6885-1 transmite torque em montagens com folga H7; conexões com interferência transmitem torque por atrito, sem chaveta.
| Tolerância do furo (ISO 286-1) | Tipo de ajuste | Folga ou interferência em ⌀50 mm | Método de montagem | Especifique quando |
|---|---|---|---|---|
| H7 | Folga (com eixo h6) | Folga de +0,000 / +0,025 mm | Empurre com a mão ou use um martelo leve; a chave transmite o torque. | Removível padrão engrenagem helicoidal; chave necessária para torque |
| K7 | Transição (com eixo k6) | −0,002 / +0,023 mm (transição) | Pressione levemente; a tecla reforça a capacidade de torque. | Risco reduzido de vibração/desgaste por atrito em comparação com o H7; frequência moderada de desmontagem. |
| M7 | Transição/interferência de luz | −0,009 / +0,016 mm | Prensa (preferencialmente hidráulica) | Remoção pouco frequente; melhor retenção de torque do que H7+chave para inversão de cargas. |
| P7 | Interferência | Interferência de −0,026 / −0,001 mm | Prensa hidráulica (10–30 toneladas); ou aquecer a engrenagem a 150–200 °C. | Conexão permanente ou de remoção rara; cargas reversas de alta resistência; sem necessidade de chave com torque moderado. |
| H6 | folga de precisão | +0,000 / +0,016 mm (mais apertado que H7) | Encaixe seletivo — deve ser usado com um eixo compatível. | Indexação ou registro de precisão; servocaixas de engrenagens onde a concentricidade é crítica. |
Espessura mínima da parede — furo até o círculo de raiz
A espessura da parede entre os engrenagem helicoidal O diâmetro do furo e o círculo da raiz da engrenagem devem ser suficientes para evitar fissuras na raiz do dente durante o tratamento térmico (gradientes térmicos em seções finas causam tensões residuais que podem levar a fissuras por têmpera) e para evitar o escoamento da face do cubo sob a pressão de contato da conexão por interferência:
Espessura mínima da parede: t_wall ≥ 2,5 × Mn (padrão coreano Ever-Power para engrenagens cementadas)
t_wall ≥ 2,0 × Mn (mínimo para engrenagens QT sob carga moderada)
Verificando a parede:
Diâmetro do círculo da raiz d_f = Mn × (z − 2,5) / cos β (dedendum padrão 1,25 × Mn)
Diâmetro máximo do furo d_bore_max = d_f − 2 × t_wall_min
Exemplo: M8, z=30, β=20°, cementado:
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
Neste exemplo, o diâmetro do cano é superior a 194 mm. engrenagem helicoidal violaria a espessura mínima da parede e apresentaria risco de trincas por têmpera durante a cementação, ou deformação plástica da face do cubo durante a instalação por pressão. A Korea Ever-Power verifica a restrição de espessura da parede na fase de revisão do desenho e sinaliza qualquer combinação de furo e módulo que viole o mínimo antes do início da produção.
Chaveta dupla — Para torque muito elevado em engrenagens de módulo grande
Quando o torque exigido excede a capacidade de uma única chaveta DIN 6885-1 para o diâmetro do eixo especificado, duas chavetas colocadas diametralmente opostas (a 180° de distância) dobram a área total de contato da chaveta e reduzem pela metade a tensão de cisalhamento por chaveta. Chavetas com rasgos duplos são padrão para engrenagens helicoidais Em acionamentos de alto torque com diâmetros de eixo acima de aproximadamente 150 mm, as duas chavetas devem estar posicionadas exatamente a 180° — medida e verificada por CMM após a usinagem. Um erro angular entre as duas chavetas superior a ±0,1° cria uma distribuição desigual da carga nas chavetas, o que reduz efetivamente a capacidade de torque da chaveta dupla para aproximadamente 1,6 vezes, em vez de 2 vezes, o valor da chaveta simples.
Conexão estriada DIN 5480 — Quando optar pela estria em vez da chaveta
Um cubo estriado DIN 5480 com perfil involuto substitui a chaveta simples por 10 a 80 pequenos dentes estriados com perfil involuto ao redor do perímetro do furo. A capacidade de torque de um cubo estriado excede a de uma chaveta simples em 3 a 8 vezes para o mesmo diâmetro de eixo, porque o torque é distribuído por vários dentes em vez de concentrado em uma única chaveta. Selecione o cubo estriado em vez da chaveta quando:
- É necessária desmontagem frequente: A conexão estriada pode ser montada e desmontada sem ferramentas especiais (encaixe deslizante estriado), mantendo a capacidade de transmitir um torque muito elevado — combinando a capacidade de torque de um encaixe por interferência com a facilidade de remoção de um encaixe com folga H7. Comum em eixos de transmissão de veículos e caixas de engrenagens de guindastes.
- Torque muito elevado com diâmetro de eixo moderado: Para um engrenagem helicoidal Com um eixo de 100 mm de diâmetro transmitindo 5.000 N·m, uma única chaveta DIN 6885-1 (28 × 16 mm) seria cortada na raiz da chaveta. Uma estria DIN 5480 com 20 dentes e módulo 2,5 proporciona uma capacidade de torque 10 a 15 vezes maior com o mesmo diâmetro de eixo de 100 mm.
- Posicionamento angular de precisão: As estrias centradas no diâmetro, conforme a norma DIN 5480 (centragem no diâmetro externo da estria), proporcionam concentricidade entre a engrenagem e o eixo dentro de uma tolerância de 0,005 a 0,015 mm — melhor do que uma conexão com chaveta H7, que permite uma ligeira variação na concentricidade entre o furo e o eixo devido à folga.
Korea Ever-Power — Usinagem de furos e chavetas como padrão
Usinagem CNC Ever-Power da Coreia engrenagem helicoidal Furo e rasgo de chaveta DIN 6885-1 — o furo é usinado com acabamento até a tolerância H7 (verificada por calibrador de furo), o rasgo de chaveta é brochado com as dimensões exatas b × h da tabela DIN 6885-1 para o diâmetro do eixo, e a espessura da parede é confirmada em relação ao mínimo de 2,5 × Mn antes da entrega final.
A Korea Ever-Power usina as dimensões do furo, da chaveta e do cubo de cada peça. engrenagem helicoidal Fabricação de acordo com as especificações do desenho do cliente. Processamento padrão: furo com tolerância H7 (confirmada por medidor de furo e CMM), chaveta DIN 6885-1 brochada com tolerância H9, posição da chaveta verificada a 90° e 180° conforme solicitado, espessura da parede confirmada com base em um mínimo de 2,5 × Mn. A Korea Ever-Power também usina furos estriados DIN 5480 e furos com ajuste por interferência (P7) para aplicações de serviço pesado. Como fornecedor direto fabricante de engrenagens helicoidaisO usinagem do furo é realizada após a retificação dos dentes como a operação final de usinagem — garantindo que a concentricidade do furo e a posição angular da chaveta sejam medidas em relação à referência do dente da engrenagem acabada, e não à peça bruta pré-retificada. Navegue pelo gama de produtos de engrenagens helicoidais Para todas as configurações de furos e conexões.
Perguntas frequentes
Para o balanceamento dinâmico, a posição da chaveta em relação ao dente é importante em altas velocidades. engrenagens helicoidaisA chaveta remove uma pequena massa assimétrica do furo — aproximadamente 0,5–2% da massa do corpo da engrenagem, dependendo do módulo e da espessura da parede do cubo. engrenagens helicoidais Operando acima de 1.500 RPM, essa massa assimétrica pode causar um desequilíbrio mensurável que gera vibração com frequência de 1× a do eixo. A Korea Ever-Power oferece balanceamento dinâmico de peças completas. engrenagens helicoidais Para atingir o grau de balanceamento ISO 21940 G6.3 ou superior para todas as engrenagens com velocidade na linha de passo acima de 10 m/s, geralmente é feita removendo-se uma pequena quantidade de material do lado oposto da face do cubo. A posição angular da chaveta é documentada no arquivo do pedido para que o local da correção de balanceamento seja registrado e reproduzível para futuras engrenagens de reposição.
Para um eixo de 60 mm: chaveta DIN 6885-1 = 18 × 11 mm (para eixos com diâmetro entre 58 e 65 mm). A área de cisalhamento da chaveta é dada por b × L_chaveta × τ_admissível, onde L_chaveta é o comprimento efetivo de engate da chaveta (igual a engrenagem helicoidal A largura da face é b, mas não deve exceder o comprimento da chaveta recomendado pela norma DIN 6885-1 para o diâmetro do eixo. Para uma chaveta de aço em um eixo e cubo de aço, τ_admissível ≈ 60–100 N/mm² (dependendo do tipo de carga — estática ou cíclica). Para b = 18 mm, L_chave = 50 mm (largura da face), τ = 80 N/mm²: Força de cisalhamento da chaveta = 18 × 50 × 80 = 72.000 N; Capacidade de torque T = Força × raio_do_eixo = 72.000 × 0,030 = 2.160 N·m. Para torques mais elevados em um eixo de 60 mm, utilize um encaixe K7 ou M7 (aumenta o atrito entre o furo e o eixo) ou utilize uma conexão estriada DIN 5480.
Para um furo P7 em um eixo de 50 mm (tolerância do eixo k6), a interferência nominal é de 0,017 a 0,042 mm radialmente. A capacidade de torque de atrito deste ajuste com interferência: T_fricção = f × π × d_furo × L_cubo × p × (d_furo / 2), onde p = pressão de interferência = E × δ × (d_furo)^(−1) × fator de parede [MPa], f = coeficiente de atrito ≈ 0,12–0,15 (aço-aço sem óleo, conjunto de prensa). Para furo de 50 mm × interferência de 0,03 mm × comprimento do cubo de 40 mm: p ≈ 210 GPa × 0,03 / (50 × correção da parede) ≈ 50–70 MPa; T ≈ 0,13 × π × 50 × 40 × 60 × 25 ≈ 1.220 N·m. Isso corresponde aproximadamente a 60% do torque de conexão da chaveta equivalente — mas o ajuste por interferência transmite o torque sem qualquer concentração de tensão na chaveta, proporcionando melhor desempenho à fadiga sob torque reverso ou cíclico. A Korea Ever-Power fornece o cálculo teórico da capacidade de torque para qualquer ajuste por interferência P7. engrenagem helicoidal furo sob encomenda.
Sim — desde que o novo furo maior não viole a espessura mínima da parede (2,5 × Mn do furo até a raiz do cilindro). O furo é retificado em um centro de torneamento CNC após a conclusão de todos os tratamentos térmicos e retificação, e então a chaveta é rebrocada de acordo com as dimensões da norma DIN 6885-1 para o novo diâmetro do eixo. Se o alargamento do furo exigir o alargamento da chaveta: tanto a largura quanto a profundidade da chaveta são alteradas de acordo com a norma DIN 6885-1 para a nova faixa de diâmetro do eixo. A Korea Ever-Power oferece o serviço de alargamento de furo como uma modificação para qualquer eixo fornecido anteriormente. engrenagem helicoidal, sujeito à verificação da espessura da parede. O custo normalmente é de 20 a 35% de um pedido de engrenagem nova — significativamente mais barato do que encomendar uma engrenagem nova quando apenas o diâmetro do furo foi alterado.
Especificações do furo, chaveta e cubo para sua engrenagem helicoidal.
Forneça o diâmetro do eixo, o torque transmitido, a frequência de montagem e a sua preferência de tipo de conexão. A Korea Ever-Power confirma as dimensões corretas da chaveta DIN 6885-1, a classe de tolerância do furo e a espessura da parede antes do início da produção — como padrão na fase de revisão do desenho.
Furo H7/K7/P7 · Chaveta DIN 6885-1 · Estrias DIN 5480 · Chaveta dupla · Verificação da espessura da parede · Grau de balanceamento G6.3 disponível
Editor: Cxm
