Cannelure rotative
Qu'est-ce que la cannelure rotative
La cannelure rotative est un mécanisme de mouvement linéaire utilisant le mouvement de recirculation d'éléments à billes. Il peut être utilisé dans une grande variété d’applications, notamment la robotique et les équipements de transport.
Avantages de la cannelure rotative
Capacité de charge accrue
Le mécanisme rotatif à linéaire de la cannelure rotative peut généralement supporter 10 fois la charge des douilles à billes classiques, qui ne maintiennent qu'un seul point de contact à un moment donné.
Une plus grande durée de vie en voyage
En utilisant la grande surface de contact des billes des rainures en forme d'arc, la durée de vie est prolongée jusqu'à 700 fois (par rapport aux douilles à billes classiques).
Moins de pièces
De même, en fournissant des mouvements linéaires et rotatifs, les cannelures rotatives effectuent efficacement le travail de deux composants. En plus de permettre des appareils plus petits, cela minimise également le nombre de pièces requises, ce qui vous permet d'économiser de l'argent et de réduire les besoins de maintenance.
Possibilités accrues de miniaturisation
Les cannelures rotatives présentent une configuration à axe unique qui, par rapport au système à deux axes de la plupart des bagues à billes, permet des systèmes globalement plus petits et plus légers.
Haute précision
Les cannelures rotatives offrent une précision exceptionnelle dans toute application dans laquelle la précision est une nécessité.
Une plus grande rigidité
La conception compacte des cannelures rotatives ne se fait pas au détriment de la rigidité, grâce à leur structure de circuit à billes à quatre rangées.
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Applications des cannelures rotatives dans la fabrication
Les arbres cannelés rotatifs sont fréquemment utilisés dans les automobiles, l'aviation et les engins de terrassement car ils peuvent gérer des vitesses de rotation élevées pour fournir un couple. Contrairement aux arbres alternatifs comme les arbres de clavette, les arbres cannelés peuvent fournir plus de couple en raison de la répartition uniforme de la charge sur toutes les dents ou rainures.
De nombreux produits manufacturés incluent des cannelures rotatives telles que des vélos, des véhicules motorisés, etc.
De nombreuses industries utilisent des cannelures rotatives ou des produits avec des cannelures telles que le commerce, la défense, l'industrie générale et l'équipement, l'énergie, la santé, les instruments de musique, les loisirs, les outils électriques, les transports et la recherche scientifique.
Méthodes d’usinage des cannelures rotatives
Fraisage
Les dentelures et les cannelures parallèles ou en développante peuvent être fraisées. Une fraise à double angle conçue pour produire l'espace d'une dentelure ou d'une cannelure rotative est utilisée pour usiner les espaces entre les dents. Pour les cannelures à développante, une fraise ayant la forme inversée de la développante pour ce pas diamétral, cet angle de pression et ce nombre de dents spécifiques serait utilisée pour usiner ces espaces. L'utilisation d'un index, d'une tête de division ou d'une table rotative CNC fournit l'index entre les dents.
Taillage par taillage
Tous les types de cannelures externes peuvent être produits avec la méthode de taillage. Une fraise-mère cylindrique avec la forme de crémaillère correspondante de la cannelure rotative à produire constitue l'outil de coupe. Le nombre de démarrages de la fraise-mère et le nombre de dents dans la cannelure déterminent le rapport que la machine à tailler est conçue ou programmée pour produire. La table de cuisson « roule » alors avec la cannelure, comme un engrenage roulerait avec une crémaillère, tandis que la table de cuisson traverse la pièce le long de l'axe de rotation de la pièce. Les dents coupantes de la table de cuisson enlèvent de la matière des espaces entre les dents cannelées.
Façonner
Cette méthode peut être utilisée pour produire des splines internes et externes. Une fraise façonneuse – un disque avec un nombre de dents, un pas diamétral et un angle de pression donnés – a un tranchant sur une face. Le rapport entre le nombre de dents dans la fraise et le nombre de dents dans la pièce détermine le train d'engrenages différentiel ou le rapport programmé pour la machine de façonnage. Cela détermine le rapport de rotation spécifique entre la fraise et la pièce. La fraise effectue ensuite un mouvement alternatif le long d'un axe parallèle à la pièce pendant que la fraise et la pièce tournent. La fraise et la pièce roulent ensemble (comme le feraient un engrenage et un pignon) tandis que la fraise enlève la matière de la pièce pendant l'action de course vers le bas. Les dents résultantes sur la pièce ont généré des côtés en développante.
Les avantages des cannelures
Cannelure de clé parallèle -Ce type a des dents équidistantes et droites. Les dents de l'arbre ont une épaisseur de dent égale en tout point mesurée radialement à partir de l'axe de rotation. À l’inverse, la spline parallèle interne possède des espaces correspondants à côtés droits. Ce type de cannelure est similaire à un entraînement à rainure de clavette, à l'exception du fait que les clavettes font partie intégrante de l'arbre et sont également espacées sur la circonférence. La caractéristique de pilotage peut être le diamètre extérieur de l'arbre et le grand diamètre de la cannelure interne ou le diamètre intérieur de la cannelure interne et le petit diamètre de l'arbre. Les types d'ajustement sont 1) permanents ; 2) glisser lorsqu'il n'est pas sous charge ; 3) pour glisser sous charge. Les types d'ajustements et de tolérances sont décrits dans le manuel SAE.
Spline en développante -Encore une fois, ce type a des dents équidistantes, mais elles ne sont pas droites. Les dents ont une forme en développante, tout comme une dent d’engrenage. Les dents n'ont pas les mêmes proportions qu'une dent d'engrenage ; ils sont plus courts en hauteur. Cette hauteur tronquée combinée aux côtés en forme de développante offre une plus grande résistance. Il n'y a pas de coins intérieurs pointus à la base des dents comme on le trouve dans les entraînements à cannelures à clé parallèle. Au lieu de cela, il y a une transition douce à travers un rayon de congé. Cela diminue le risque de fissuration par fatigue dans ces zones. Les cannelures en développante existent en plusieurs variétés : ajustement côté racine plate, ajustement côté racine en congé et ajustement avec diamètre majeur.
Cannelure couronnée -Ces splines sont généralement en développante. Il peut s'agir d'une racine plate, d'une racine en filet ou d'un ajustement de grand diamètre. Le but de ce type de cannelure est de permettre un désalignement angulaire entre l'arbre et la pièce d'accouplement. Ceci est accompli en « couronnant » la dent mâle. La dent a (généralement) une couronne symétrique autour de la ligne médiane de la largeur de la face cannelée. Sur cette ligne médiane, l’épaisseur de la dent est maximale. En se déplaçant vers les extrémités, l'épaisseur de la dent diminue progressivement, les sections les plus fines apparaissant sur chaque face d'extrémité. L'épaisseur de la dent est mesurée au diamètre primitif. Habituellement, le diamètre extérieur de la cannelure est également couronné, le plus grand diamètre se trouvant au même endroit que l'épaisseur de dent la plus épaisse et diminuant proportionnellement au désalignement conçu vers chaque face d'extrémité. La spline femelle n'est généralement pas couronnée.
Dentelure -Ce type de cannelure a une forme de dent non développante. Les dents de la partie mâle se présentent sous la forme d'un angle inclus, la dentelure femelle présentant des espaces du même angle inclus. Les dentelures sont généralement utilisées sur des disques de plus petit diamètre où une forme en développante n'ajouterait pas de résistance. Étant donné que les dents ont une forme simple à angle inclus, davantage de dents peuvent être utilisées sur une petite circonférence, offrant ainsi une plus grande surface de contact. Les dentelures sont utilisées dans les entraînements d'instruments, les arbres de vannes, etc. Les normes se trouvent dans SAE, JIS et DIN.
Cannelure rotative -Celles-ci peuvent être en forme de dent parallèle ou en développante. La cannelure rotative a un angle d'attaque et d'hélice spécifique. Ces cannelures sont utilisées pour plusieurs applications.
Inspection des cannelures rotatives
Mesures des broches de jauge
Une, deux ou trois broches de calibre d'un diamètre spécifique placées dans les espaces de la cannelure rotative peuvent être utilisées pour obtenir une mesure sur ou entre les broches. Une goupille de jauge d'une taille spécifique entrera en contact avec les côtés en développante des dents cannelées. La dimension calculée pour la mesure au-dessus ou au-dessous de la goupille, selon qu'il s'agit d'une cannelure externe ou interne, détermine l'épaisseur réelle de la dent ou la largeur de l'espace. Cette mesure réelle de la largeur de la dent ou de l'espace ne prend en compte aucun autre élément d'une cannelure. Pour cette raison, la bande de tolérance d'épaisseur ou de largeur d'espace réelle commence à l'état minimum du matériau pour garantir l'ajustement entre les détails.
Composite
Les jeux de jauges composites Go et No Go vérifient la cannelure par rapport à la largeur effective de la dent ou de l'espace. L'ajustement effectif est celui qui est « plus serré » que l'ajustement réel mesuré par la méthode des broches. L'ajustement efficace ne tolère pas les erreurs d'espacement, de développante ou d'attaque. Les jauges aller et non aller sont fabriquées avec un ensemble complet de dents. Les jauges sont « parfaites » dans tous les éléments : espacement, avance et développante. Les cannelures usinées selon ces normes sont usinées selon les largeurs effectives de dent et d'espace. Cette bande de tolérance est tirée de l'état maximum du matériau et chevauchera légèrement la dimension réelle de l'épaisseur de la dent. Il est possible de produire une cannelure qui « prend » la jauge de déplacement mais qui est toujours hors tolérance par rapport à la largeur réelle de la dent ou de l'espace mesurée sur ou entre les broches. Il s'agit d'une condition acceptable car la jauge assure un ajustement avec la pièce d'accouplement.
Secteur interdit
L'utilisation de cette jauge permet toute la gamme de tolérance d'épaisseur de dent, depuis l'efficacité minimale ou maximale jusqu'à la largeur réelle minimale ou maximale de la dent ou de l'espace. Dans ce cas, une jauge de passage entièrement composite et une jauge de secteur interdit seraient utilisées. La jauge de secteur interdit comporte deux groupes de deux dents ou plus diamétralement opposées. Ces dents (ou espaces sur une bague de jauge) sont produites en fonction de la largeur réelle maximale de l'espace (bouchon) ou de l'épaisseur réelle minimale de la dent (bague).
Comment spécifier une spline rotative
Importance de la précharge
Lorsqu'une force provoque la rotation de l'arbre ou de l'écrou cannelé (et non du roulement de support radial), les deux tourneront ensemble car les roulements à billes de l'écrou sont fixés par les rainures. Si les roulements à billes ne sont pas préchargés, il peut y avoir marge de manœuvre entre l'écrou cannelé et l'arbre. Ainsi, lorsque l'on veut déplacer une charge en faisant tourner l'arbre, l'écrou ne suit pas immédiatement ou se déplace un peu à cause du léger jeu. Il s'agit d'un jeu angulaire qui nuit à un positionnement précis. Bien sûr, il y a un compromis. Plus la précharge est élevée, plus les billes sont serrées dans les rainures et plus la friction est importante. Il est donc important de sélectionner la précharge appropriée pour l'application afin de maintenir un mouvement fluide et de maximiser la durée de vie, la rigidité et la précision du produit.
Maximiser le couple
Le couple nominal d'une cannelure rotative est déterminé par le nombre de rainures sur l'arbre et le nombre de points de contact de la bille dans les rainures. Les arbres à quatre rainures auront un couple nominal plus élevé que ceux à trois rainures. De même, les rainures en forme d'arcs gothiques, qui fournissent quatre points de contact avec la balle, ont des couples nominaux plus élevés que les rainures circulaires, qui fournissent deux points de contact avec la balle. La conception de l'arc gothique élimine tout dégagement pouvant entraîner une déviation. Cela rend la cannelure de la balle plus précise. Le contact à quatre points augmente également la capacité de charge et la rigidité. Bien que différentes cannelures à billes puissent avoir exactement la même taille, elles peuvent avoir des couples de serrage différents en fonction du nombre total de points de contact entre l'arbre et l'écrou cannelé. Une cannelure à bille avec quatre rainures et un contact à bille à quatre points fournit 16 points de contact au total entre l'arbre et l'écrou cannelé. Une cannelure à bille avec trois rainures et un contact à bille à deux points fournit seulement six points de contact entre l'arbre et l'écrou.
Caractéristiques de l'arbre
Les arbres cannelés peuvent être étirés, rectifiés ou rectifiés avec précision. Le matériau de base peut également varier. Les arbres sont classés en fonction de caractéristiques telles que la qualité du matériau, la tolérance du diamètre de l'arbre, la perpendiculaire à la face d'extrémité et la concentricité de la section de montage de la pièce par rapport à la section de support. L'augmentation de la symétrie de l'arbre cannelé augmentera sa vitesse de rotation maximale et stabilité. L'usinage de rainures linéaires droites et précises sur un arbre cannelé le rendra très précis, mais également plus coûteux. Les arbres cannelés étirés sont moins chers, mais aussi moins précis.
Matériau de la cannelure rotative
Aciers alliés
Les aciers alliés sont des alliages ferreux à base de fer, de carbone et d'éléments d'alliage tels que le chrome, le molybdène, le vanadium et le nickel. Les aciers alliés comprennent les aciers fortement alliés durcissables, les aciers faiblement alliés à haute résistance, les aciers maraging et d'autres alliages d'aciers spéciaux.
Alliages d'aluminium
Les alliages d'aluminium offrent une ténacité élevée à des niveaux de résistance modérés, avec une bonne résistance à la corrosion et une densité inférieure à la moitié de celle de l'acier.
Acier Carbone
L'acier au carbone est un fer commercial qui contient du carbone en quantité allant jusqu'à environ 1,7 pour cent comme constituant d'alliage essentiel. Elle est malléable dans des conditions appropriées et se distingue de la fonte par sa malléabilité et sa faible teneur en carbone.
Aciers inoxydables
Les aciers inoxydables sont des alliages ferreux très résistants à la corrosion qui contiennent des ajouts de chrome et/ou de nickel.
Notre usine
Wenzhou Xionglian Hardware Machinery Co., Ltd. est membre de la China Machinery General Parts Industry Association. L'entreprise a été fondée en 1988 et est un fabricant moderne intégrant la production, la R&D, la fabrication et les ventes. L'entreprise se concentre sur la production de fixations, de pièces d'emboutissage et de types spéciaux de fixations. Nos produits sont largement utilisés dans les domaines des machines, de l'automobile, de l'armée, de l'aérospatiale, de la métallurgie, des mines, de l'automatisation industrielle et autres.
Notre certificat
Question posée
Q : A quoi sert une spline ?
Q : Quelle est la différence entre un engrenage et une cannelure ?
Q : Quelle est la différence entre une vis à billes et une cannelure à billes ?
Q : Quel est le but de l’arbre cannelé ?
Q : Quels sont les avantages des cannelures ?
Q : Que renforce-t-on avec une spline ?
Q : Quel est l’angle de pression d’une cannelure ?
Q : Qu'est-ce qu'une spline et comment fonctionne-t-elle ?
Q : Quel est l'inconvénient d'une vis à billes ?
Q : Quelle est la meilleure vis à billes ou vis mère ?
Q : Pourquoi est-ce appelé une spline ?
Q : Comment spécifier une spline ?
Q : Les cannelures ajoutent-elles de la résistance ?
Q : Les cannelures ont-elles un jeu ?
Q : Quelle doit être la profondeur d’une spline ?
Q : Combien de temps dure la cannelure ?
Q : Pouvez-vous réutiliser une ancienne cannelure ?
Q : Combien de nœuds pour la cannelure ?
Q : Quel est le diamètre primitif d’une cannelure ?
Q : Qu'est-ce qu'un nœud dans une spline ?