La chiave meccanica (Key), come uno dei metodi più comuni per il collegamento e la trasmissione della coppia, è ampiamente utilizzata in vari componenti rotanti, in particolare nei collegamenti tra ingranaggi, pulegge,Nonostante la sua struttura semplice, la tolleranza di adattamento tra la chiave e la chiavetta influisce direttamente sull'affidabilità, la durata di vita,e facilità di smontaggio e manutenzione dell'intero sistema di trasmissione.

Questo documento analizzerà sistematicamente la logica chiave della progettazione della tolleranza nella connessione meccanica a chiave e si concentrerà sulla risposta:come garantire una trasmissione affidabile della coppia evitando la concentrazione di sollecitazione, frattura da stanchezza o difficoltà di montaggio causate da interferenze?

La struttura e la funzione di base del collegamento meccanico della chiave

La chiave meccanica trasmette la coppia tra la chiavetta dell'albero e la chiavetta del mozzo.

I tipi più comuni sono:

fchiave lat

chiave woodruff

Chiave a vite, spline, ecc.

Modalità di guasto tipica per il collegamento meccanico della chiave

L'impostazione di tolleranze irragionevoli rende la connessione chiave soggetta ai seguenti tipi di problemi di guasto:

Progettazione ragionevole della tolleranza: per controllare la "sovrappeso" e, soprattutto, per prevenire la "separazione"

Le tolleranze del nucleo della connessione chiave derivano dalle seguenti tre dimensioni:

Larghezza della chiave b e larghezza della chiavetta dell'albero (Js9)

Larghezza della chiave b e larghezza della chiavetta del mozzo (H9)

L'altezza della chiave h è la profondità del solco dell'albero + la profondità del solco del mozzo

Il fatto e' questo:

✅ La chiavetta dell'hub è progettata come adattamento di transizione.

Questa combinazione rende la chiave e l'albero vicini l'uno all'altro, evitando lo scivolamento, mentre la chiave e il mozzo hanno un leggero vuoto, che è facile da assemblare e non si attacca a causa dell'espansione termica.

Diagramma delle tolleranze raccomandate:

Capacità di trasmissione della coppia e progettazione per la corrispondenza dell'area di contatto

Formula di riferimento:

Torsione T = pressione x area di contatto x raggio d'azione

L'area di contatto è uguale all'altezza della chiave moltiplicata per la lunghezza effettiva (L).

Estendere la lunghezza della chiave L (non superiore alla lunghezza del mozzo)

Aumentare l'altezza della chiave (aumentare la superficie di attacco)

Disposizione di doppi legami (180 simmetrici)

L'influenza della differenza di materiale sulla progettazione delle tolleranze

A causa della differenza di coefficiente di espansione termica tra chiavi, alberi e nodi realizzati in materiali diversi,è facile che si verifichino ulteriori interferenze o cancellazioni in condizioni di alta temperatura, quindi la compensazione deve essere effettuata in anticipo in tolleranza.

Analisi delle istanze: 8 x 7, riferimento per l'impostazione del passaggio a tasti piatti

Larghezza della chiave b = 8 mm

Larghezza della chiavetta Js9 → 8 +0/-0,025 mm

Larghezza del solco del mozzo H9 → 8 +0,043/-0 mm

Spazio minimo = 0,018 mm per garantire un montaggio liscio e senza scosse

Precauzioni nel processo di assemblaggio

Arrotondamento: entrambe le estremità della chiave e l'ingresso della chiavetta devono essere arrotondate per evitare di mordere quando viene inserita.

Lubrificazione per evitare blocchi: la tensione di installazione può essere ridotta utilizzando grasso di montaggio in quantità adeguate per evitare il morso del metallo.

Progettazione di allentamento: si raccomanda di utilizzare una lavastoviglie di ritenuta o un perno diviso per fissare la chiave.

Evitare l'installazione a martello: un forte colpo è facile a causare deformazioni dell'albero o concentrazione di sollecitazioni, quindi si deve utilizzare una pressione di transizione o una contrazione a freddo.

✅ La tolleranza e la progettazione di adattamento non sono solo "dimensioni", ma anche una questione di "decisione di affidabilità".

✅ Nelle connessioni meccaniche delle chiavi, la chiavetta dell'albero dovrebbe essere leggermente stretta, mentre lo slot del mozzo dovrebbe essere leggermente allentato.

✅ Dopo aver determinato lo schema di trasmissione, è essenziale considerare in modo completo il carico, l'aumento della temperatura, le differenze di materiale e i requisiti di assemblaggio per adattare le tolleranze.

✅ Quando si selezionano componenti standardizzati, cercare di utilizzare le dimensioni chiave e i gradi raccomandati da standard come GB/T 1096 e ISO 2491.