Padanan Kunci dan Alur Kunci: Toleransi, Tork dan Aci

Gear menentukan sama ada aci berputar dengan tepat. Kunci menentukan sama ada tork sampai utuh. Kedua-dua rusuk kunci menanggung pada dinding alur kunci, dan tork melintasi sambungan sebagai tekanan galas. Kelegaan antara keduanya bukan persoalan bagaimana pemasangan terasa di tangan: ia menetapkan di mana beban duduk pada kunci dan berapa luas yang menanggungnya.

Keratan datang dari aci

DIN 6885-1 dan ISO 773 menetapkan saiz kunci selari dari diameter aci dan bukan dari tork, kerana kedalaman alur kunci dihadkan oleh apa yang keratan aci boleh luangkan. Julat yang meliputi kebanyakan kerja pengurang dan gearmotor:

Diameter ialah titik permulaan, bukan keputusan muktamad. Aci berongga, pemacu ringan atau dinding hab nipis boleh mewajarkan keratan lebih kecil setelah tekanan galas diperiksa; pemacu terbalik biasanya mahukan kunci lebih panjang dan bukan lebih tinggi.

Tiga kelas padanan, tiga tugas

Lebar kunci ialah h9 dalam setiap kes. Yang berbeza ialah zon toleransi pada kedua-dua alur kunci, dan pilihan itu ialah pernyataan tentang bagaimana sambungan akan diservis.

• Normal — N9 dalam aci, JS9 dalam hab. Hab tetap, dibuka sekali-sekala. JS9 simetri terhadap nominal, jadi hab boleh masuk sama ada arah.
• Ketat — P9 dalam kedua-dua. Tork berselang-seli, beban kejutan, atau sambungan yang kelegaan tidak boleh diterima. Ia perlu ditekan, dan setelah ditekan dan ditarik ia tidak akan tahan lagi.
• Bebas — H9 dalam aci, D10 dalam hab. Hab menggelongsor sepanjang aci, seperti pada kolar klac.

Keluaran pengurang di bawah tugas terbalik dan aci kipas yang berputar satu arah pada beban mantap tidak sepatutnya berkongsi padanan, walaupun pada diameter sama dan keratan kunci sama.

Dimensikannya supaya pemeriksa boleh mengukurnya

Kedalaman alur kunci t1 sukar disahkan: angkup tidak dapat mencapai dari dasar slot ke sisi bertentangan aci, dan mikrometer kedalaman yang dirujuk ke tepi slot mengukur sesuatu yang lain.

Lukisan kerja menyebut d − t1 sebaliknya, supaya pemeriksa mengukur dari dasar slot ke penjana jauh aci. Nombor itu kemudian boleh dihasilkan semula dengan mikrometer luar. Dalam hab, d + t2 melakukan tugas yang sama. Ini bukan citarasa pelukisan; ia menentukan instrumen mana yang digunakan dan sama ada dua pemeriksa mengembalikan nilai yang sama pada bahagian yang sama.

Kapasiti tork diperiksa dua kali

Kapasiti kunci biasanya diperiksa pada dua mod kegagalan, dan jawapan yang lebih pendek yang mengawal.

• Ricih merentas kunci: τ = 2T / (d · b · L)
• Tekanan galas pada rusuk: σ = 4T / (d · h · L)

T ialah tork, d diameter aci, b lebar kunci, h tinggi kunci, L panjang berkesan yang bersentuhan. Kunci biasanya dipotong daripada keluli karbon sederhana, dan IS 2048 menghendaki keluli kunci dengan kekuatan tegangan tidak kurang daripada 600 MPa.

Nilai yang digantikan ke dalam formula tersebut ialah tegasan dibenarkan daripada buku panduan reka bentuk, dipilih berdasarkan bahan dan tugas, bukan kekuatan tegangan bar. Menganggap kekuatan tegangan sebagai tegasan dibenarkan ialah cara sambungan yang dikira dengan selesa gagal di lapangan.

Apa yang alur kunci lakukan kepada aci

Inilah separuh pengiraan yang selalu dilangkau.

Memotong slot mengurangkan keratan berkesan daripada d kepada d − t1, dan kapasiti kilasan berjalan dengan kuasa tiga diameter. Ambil aci 40 mm dengan kunci 12 × 8: t1 ialah 5 mm, jadi keratan pada slot ialah 35 mm, dan 35³ berbanding 40³ meninggalkan kira-kira dua pertiga kapasiti kilasan — kehilangan satu perlapan bahan, kehilangan satu pertiga kekuatan, sebelum sebarang tumpuan tegasan dikira.

Dasar slot ialah penaik tegasan dengan sendirinya. Letakkannya pada jurnal yang sudah kecil, atau bersebelahan bulatan akar gear, dan tumpuan itu bertindih pada tegasan lentur yang ditanggung oleh akar gigi. Kegagalan jenis ini bermula pada garis antara dua ciri tersebut, dan kunci kelihatan elok dalam laporan kegagalan kerana kunci tidak pernah menjadi pautan lemah.

Urutan menentukan sama ada padanan bertahan

Alur kunci dikisar, dibentuk atau di-broach sebelum rawatan haba sebagai peraturan: slot lebih mudah dipotong lembut dan alat bertahan lebih lama. Selepas pengkarbonan dan pengerasan, lebar dan simetri slot berubah — ketara pada aci terkarbur keras, dan tidak sekata apabila alur kunci memecahkan keratan pada satu sisi sahaja.

Dua laluan adalah jujur. Tinggalkan stok dan siapkan slot selepas pengerasan dengan pengisaran atau broaching: mengekalkan julat, memerlukan operasi pemesinan keras, dan perlu elaun disediakan pada lukisan. Atau terima lebar seperti selepas pengerasan dan luaskan julat, yang lebih murah dan baik untuk banyak pemacu am asalkan kelas padanan dipilih untuk julat lebih luas dan bukan yang nominal.

Kedua-duanya berkesan. Lukisan mesti menamakan satu. Jika diserahkan kepada lantai kilang, pilihan dibuat oleh sesiapa yang berada di mesin syif itu, dan lot seterusnya mungkin keluar berbeza.

Apa yang kami pegang dalam pengeluaran

Alur kunci di PinyiGear dipotong dengan slotter, broach dan pengisaran CNC dengan kedudukan dipegang pada 0.01 mm. Simetri dan keselarian diperiksa dengan tolok alur kunci dan CMM, kerana kunci yang menanggung pada satu rusuk sahaja biasanya masalah simetri atau keselarian dan bukan masalah saiz. Permukaan aci diputar dan dikisar pada skema datum yang sama dengan tempat duduk galas, supaya alur kunci, tempat duduk gear dan jurnal berkongsi satu paksi dan bukan tiga.

Gear dan bahagian pemacu jenis aci dipotong mengikut lukisan dari modul M0.5 hingga M20, dengan ketepatan pengeluaran pada DIN 4–5 dan gigi dikisar mencapai DIN 3. Bahan termasuk 20CrMnTi, 20CrMo, 20CrNiMo, 42CrMo, 40Cr, 38CrMoAl dan 45#, dengan pengkarbonan, nitriding, pengerasan aruhan atau sepuh lindas dipilih mengikut tugas. Pemeriksaan melalui pusat pengukur gear, CMM, penguji kebulatan dan kekerasan, pengukuran kekasaran dan pemeriksaan jaringan.

Ke mana industri bergerak

Di IMTS 2026, desakan daripada pembina mesin gear adalah ke arah keadaan alat dan kestabilan proses dan bukan lagi satu titik perpuluhan pada helaian spesifikasi. Sebuah pembina memberi sistem kamera robotik penampilan awam pertamanya, menggunakan penglihatan mesin dengan kecerdasan buatan untuk memeriksa keadaan alat pemotong, bersama pengisar bentuk yang membawa gear ke diameter luar 260 mm dan mesin power skiving yang meliputi gigi dalam dan luar hingga diameter 300 mm, lebar muka 100 mm dan kelajuan gelendong 5,000 rpm (Sumber: Gear Solutions, September 2026, https://gearsolutions.com/news/nidec-machine-tool-america-touts-advanced-gear-manufacturing).

Bagi alur kunci implikasinya langsung. Alat yang hanyut muncul pada ciri bukan gigi sebelum sesiapa mengukur rusuk gigi, dan pembeli yang menjalankan sel pemeriksaan mereka sendiri kini meminta lebar, d − t1, simetri dan keselarian sebagai nombor dan bukan label pematuhan.

Enam baris menentukan hayat sambungan berkunci: lebar dengan zon toleransinya, d − t1 dalam aci, d + t2 dalam hab, panjang slot, datum yang dirujuk oleh slot, dan urutan proses sekitar rawatan haba. Hantar lukisan ke halaman hubungan kami dan kami akan memeriksa keratan aci sebelum memberi sebut harga.

Bacaan berkaitan: aci ketepatan, splin dan aci gear.