La rainure de clavette d'extension d'arbre d'un moteur est une structure critique pour la transmission du couple entre l'arbre et les composants de transmission. Selon la forme transversale et la méthode d'assemblage des clés, elles sont principalement classées dans les types suivants, chacun ayant une applicabilité unique.
1. Clé plate
A la rainure plate est associée une clé plate dont la section est rectangulaire ou carrée. Ses deux surfaces latérales servent de faces de travail, tandis qu'un jeu existe entre la surface supérieure et le fond de la rainure du moyeu. Les clés plates peuvent être divisées en clés plates ordinaires et clés plates de guidage. Le premier est utilisé pour les connexions fixes et est classé en trois types selon la forme de ses extrémités : Type A (tête ronde), Type B (tête carrée) et Type C (tête ronde unique). Ce dernier a un corps de clé plus long et convient aux connexions mobiles où les pièces de l'arbre nécessitent un mouvement axial, comme les vitesses de changement de vitesse d'une boîte de vitesses.
La rainure de clavette plate présente une structure simple, un montage et un démontage pratiques et un excellent alignement, ce qui la rend idéale pour les transmissions à grande vitesse ou de précision. Cependant, une seule clé a une capacité de charge limitée et nécessite parfois un diamètre d'arbre plus grand pour son support. Il est couramment appliqué aux équipements légers ou moyens entraînés par des moteurs à usage général, tels que les ventilateurs et les pompes à eau.
2. Rainure de clé Woodruff
La rainure de clavette Woodruff est couplée à une clavette Woodruff, qui présente un profil en forme d'arc. Ses deux surfaces latérales agissent comme des faces de travail, permettant à la clé de pivoter dans la rainure de clavette et de s'adapter automatiquement à la surface inférieure inclinée de la rainure de clavette du moyeu.
Il présente l'avantage d'être facile à assembler et convient particulièrement aux extrémités d'arbre coniques telles que celles des moteurs de perceuses électriques. Cependant, la rainure relativement profonde de l’arbre affaiblit la résistance de l’arbre. Pour cette raison, il ne s'applique qu'aux scénarios de connexion de charge légère ou auxiliaire, tels que les équipements de transmission légers, notamment les petits moteurs, les instruments et les compteurs, ainsi que les volants de machines-outils.
3. Rainure de clavette conique
La rainure de clavette conique est couplée à une clé conique dont la surface supérieure présente une conicité de 1:100. Lors de l'assemblage, la clavette est fermement coincée entre l'arbre et le moyeu, ses surfaces supérieure et inférieure servant de faces de travail. Ce type de rainure de clavette peut résister à une force axiale unidirectionnelle et fixer la position axiale des composants. Cependant, ses performances d'alignement sont médiocres et ont tendance à se desserrer dans des conditions de vitesse élevée ou de vibrations, ce qui peut provoquer une excentricité entre l'arbre et le moyeu. Par conséquent, la rainure de clavette conique est généralement utilisée dans les applications à faible vitesse et à faible charge qui nécessitent une fixation axiale, telles que les machines agricoles et les machines à bois.
4. Rainure cannelée
La rainure de clavette cannelée est associée à un arbre cannelé, qui est pourvu de plusieurs dents de clavette sur sa surface ; les profils de dents courants incluent les types rectangulaires et développants. La cannelure parvient à s'engager via ces multiples dents avec l'alésage cannelé du moyeu. Sa conception multi-dents lui confère une capacité de charge élevée, une faible concentration de contraintes, d'excellentes performances d'alignement et de guidage, lui permettant de transmettre un couple important ou de résister à des charges d'impact. Néanmoins, les rainures cannelées entraînent des coûts de traitement élevés et nécessitent un équipement spécialisé. En conséquence, ils conviennent aux scénarios de transmission robustes, à grande vitesse ou de précision, tels que les moteurs de levage et métallurgiques, les boîtes de vitesses automobiles et les réducteurs de vitesse à grande échelle.
5. Rainure de clavette tangentielle
La rainure de clavette tangentielle se compose de deux clavettes coniques avec une conicité de 1:100, assemblées le long de la direction tangentielle de l'arbre, et est spécialement conçue pour transmettre un couple unidirectionnel important. Il offre la capacité de charge la plus élevée parmi tous les types de rainures de clavette, mais souffre d'un mauvais alignement et nécessite un diamètre d'arbre relativement grand, et ne peut réaliser qu'une transmission unidirectionnelle. Les rainures tangentielles sont principalement utilisées dans des conditions de travail extrêmement exigeantes, telles que les machines minières à grande échelle et les équipements de forgeage lourds.
Dans les applications pratiques, la sélection du type de rainure de clavette d'extension d'arbre moteur doit être déterminée en tenant compte de manière exhaustive de facteurs tels que l'ampleur de la charge, les exigences de précision de la transmission et les conditions de fonctionnement. En général, les rainures de clavette plates sont préférées pour les applications de transmission légère et générale ; tandis que les rainures de clavette cannelées sont principalement adoptées pour les scénarios de transmission robustes, à impact ou de haute précision. Parallèlement, pour les applications à charges lourdes, il est également nécessaire de vérifier soigneusement la résistance de la clavette et le degré d'affaiblissement de l'arbre pour garantir la stabilité et la fiabilité du système de transmission du moteur.
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