Les clavettes à arbre parallèle, communément appelées clavettes plates, sont des composants mécaniques utilisés pour relier les axes et les composants rotatifs, tels que les engrenages, les poulies ou les roues, afin de garantir qu'ils tournent ensemble en transférant le couple. Leurs principes de fonctionnement, types, caractéristiques et applications sont décrits en détail ci-dessous :
Principes de travail
Les clés plates s'appuient sur le côté de la clé (côté) pour transmettre le couple. La clé est insérée dans une rainure sur l'arbre et le composant rotatif, laissant un espace libre sur la surface supérieure.
Pendant le fonctionnement, les contraintes latérales (d'extrusion) entre le côté de la clavette et la paroi de la rainure de clavette transfèrent le couple de l'arbre à l'élément rotatif (et vice versa). Cette conception concentre la force sur des zones de contact plus larges des deux côtés pour éviter les dommages causés par une contrainte ponctuelle-.
Types de cuillères plates
Touche générale de l'unité :
Caractéristiques : structure simple, démontage pratique, bonne précision de centrage. Cependant, ils ne peuvent pas résister aux forces axiales et nécessitent des structures supplémentaires pour le positionnement axial.
Utilisations : largement utilisé pour une haute précision, une vitesse élevée ou une charge d'impact/variable, telle que la connexion d'engrenages ou de poulies à l'arbre.
Liaison plate mince :
Caractéristiques : Plus fin que la liaison plate normale, adapté aux structures à parois minces ou aux applications nécessitant de faibles exigences de transmission de couple.
Objectif : Systèmes mécaniques légers ou compacts avec un espace limité.
Touche de guidage (touches coulissantes) :
Caractéristiques : boulonné à l'arbre, permettant aux composants rotatifs de se déplacer le long de l'axe de la rainure de clavette. Ils ont une clé pour retirer le trou de vis pour un retrait facile.
Objectif : Utilisé pour les composants rotatifs nécessitant un mouvement axial limité, tels que les engrenages coulissants dans la transmission.
Caractéristiques clés
La structure est simple : seules les rainures de clavette sur l'essieu et les composants rotatifs ne doivent pas être compliquées.
Bonne précision centrale : la correspondance des clavettes et des rainures garantit des degrés concentriques entre l'axe et les composants rotatifs.
Facile à démonter : aucun outil spécial n'est nécessaire pour installer et démonter les clés standardisées.
Capacité de charge axiale limitée : ne peut pas résister seule aux forces axiales ; des structures supplémentaires (par exemple, des anneaux d'épaulement, des anneaux de support) sont nécessaires pour le positionnement axial.
Modes de défaillance
Coup de cœur latéral :
Une exposition prolongée à des contraintes d'extrusion excessives peut entraîner une déformation plastique de la surface latérale (extrusion), en particulier dans les connexions statiques.
Rupture de cisaillement :
Lorsque le couple dépasse la résistance au cisaillement de la clé, celle-ci peut se briser le long de la surface de cisaillement (parallèle à l'axe de l'arbre), en particulier lorsque la connexion électrique ou la résistance du matériau est insuffisante.
Considérations de conception
Dimensions de la section transversale-(bxh) : diamètre de l'arbre (d) déterminé selon (par exemple, GB/T 1095). La norme spécifie la relation entre la largeur de clé (b), la hauteur (h) et le diamètre de l'arbre pour garantir une adéquation de résistance et éviter les structures surdimensionnées.
Sélection des matériaux : l'acier au carbone moyen (par exemple . 45# acier) est généralement utilisé pour le traitement thermique afin d'améliorer la dureté et la résistance à l'abrasion. Pour les environnements corrosifs, de l’acier inoxydable ou de l’acier allié peut être utilisé.
Application
Les liaisons plates sont largement utilisées dans les systèmes mécaniques qui nécessitent une transmission de couple fiable, tels que :
- Industrie automobile : fixez des engrenages ou des poulies aux arbres des composants de transmission ou de moteur.
- Machine-outil : composants rotatifs fixes (tels que broche, porte-outils) dans un tour, une fraiseuse ou une meuleuse.
- Réducteur et moteur : connectez l'arbre à l'engrenage ou à la poulie dans les réducteurs de vitesse ou le moteur.
- Machines générales : l'essieu doit piloter toute application de composants rotatifs avec une précision et une fiabilité élevées.
