De mechanische sleutel (Key), als een van de meest voorkomende methoden voor aansluiting en koppeloverdracht, wordt op grote schaal gebruikt in verschillende roterende componenten, met name in verbindingen tussen tandwielen, katrolen,Ondanks de eenvoudige structuur heeft de tolerantie tussen de sleutel en de sleutelgang rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid, levensduur,en gemak van demontage en onderhoud van het gehele transmissiesysteem.

In dit artikel wordt systematisch de belangrijkste logica van tolerantieontwerp in mechanische sleutelverbinding geanalyseerd en zal de nadruk worden gelegd op het beantwoorden van:Hoe kan een betrouwbare koppeloverdracht worden gewaarborgd en tegelijkertijd de spanningsconcentratie worden vermeden?, vermoeidheidsfractuur of montageproblemen veroorzaakt door interferentie?

De basisstructuur en functie van mechanische sleutelverbinding

De mechanische sleutel zendt het koppel over tussen de sleutelgang op de as en de sleutelgang op de knoop.

Veel voorkomende soorten zijn:

flat-sleutel

Houten sleutel

Schroefknop, spline, enz.

Typische storingsmodus bij mechanische sleutelverbinding

Bij onredelijke toleranties is de sleutelverbinding gevoelig voor de volgende soorten storingsproblemen:

Een redelijk ontwerp van tolerantie: om "overfit" te beheersen en vooral om "separatie" te voorkomen

De kerntoleranties van de sleutelverbinding zijn gebaseerd op de volgende drie dimensies:

Sleutelbreedte b en sleutelwegbreedte van de as (Js9)

Sleutelbreedte b en hub-sleutelwegbreedte (H9)

Sleutelhoogte h is de diepte van de schachtgroef + de diepte van de schakelgroef

Het zit zo:

✅ De sleutel van het knooppunt is ontworpen als een overgangspassend. ✅ De sleutel van het knooppunt is ontworpen als een vrije passend

Deze combinatie zorgt ervoor dat de sleutel en de as dicht bij elkaar liggen, waardoor ze niet glijden, terwijl de sleutel en de knooppunt een lichte kloof hebben, die gemakkelijk te monteren is en niet plakt als gevolg van thermische uitbreiding.

Werkelijk aanbevolen tolerantieschema:

Vermogen om koppel over te dragen en ontwerp dat overeenkomt met het contactgebied

Referentie van de formule:

Tork T = druk x contactgebied x werkingsradius

Het contactgebied is gelijk aan de sleutelhoogte vermenigvuldigd met de effectieve lengte (L).

Verleng de sleutellengte L (niet langer dan de knooplengte)

Verhoging van de sleutelhoogte (verhoging van het inzetoppervlak)

Dubbele banden (180 symmetrisch)

De invloed van materiaalverschillen op het ontwerp van toleranties

Vanwege het verschil in thermische uitbreidingscoëfficiënt tussen sleutels, assen en knooppunten van verschillende materialen,bij hoge temperaturen gemakkelijk extra interferentie of vrijstelling optreedt, dus moet de vergoeding vooraf worden betaald in tolerantie.

Instantieanalyse: 8 x 7, referentie voor het instellen van een platte toetsenpas

Sleutelbreedte b = 8 mm

Sleutelwijdte Js9 → 8 +0/-0,025 mm

Naaldgroefbreedte H9 → 8 +0,043/-0 mm

Minimale splitsing = 0,018 mm om een soepele montage en geen schudden te garanderen

Voorzorgsmaatregelen bij het assemblageproces

Afronding: Beide uiteinden van de sleutel en de ingang van de sleutelgang moeten afgerond zijn om bij het inbrengen te voorkomen dat ze bijten.

Smeerwerk ter voorkoming van verstoptheid: de installatiespanning kan worden verminderd door gebruik te maken van in passende hoeveelheden verpakkingsvet om bijten van metaal te voorkomen.

Aflossen: bij een hoge slagbelasting wordt aanbevolen om de sleutel te bevestigen met behulp van een vasthoudingswasser of een gespleten pin.

Vermijd de installatie met hameren: krachtig kloppen veroorzaakt gemakkelijk schachtvervorming of spanningsconcentratie, dus moet overgangspersing of koude samentrekking worden gebruikt.

✅ Tolerantie en passend ontwerp gaat niet alleen over "afmetingen", maar ook over "betrouwbaarheid".

✅ Bij mechanische sleutelverbindingen moet de schachtsleutel een beetje strak zijn, terwijl de knooppunt een beetje los moet zijn.

✅ Na het bepalen van het transmissieschema is het essentieel om de belasting, de temperatuurstijging, materiaalverschillen en assemblagevereisten omvattend te overwegen om de toleranties aan te passen.

✅ Probeer bij het selecteren van gestandaardiseerde onderdelen de door normen zoals GB/T 1096 en ISO 2491 aanbevolen belangrijkste maten en kwaliteiten te gebruiken.