Un giunto a ingranaggi scanalato è un componente di trasmissione ad alte- prestazioni che integra la capacità di compensazione del disallineamento di un giunto a ingranaggi con l'efficiente trasmissione della coppia e la capacità di scorrimento assiale di una coppia scanalata. La sua caratteristica progettuale più significativa è che il foro interno della corona dentata interna è un foro scanalato, non un foro liscio, e anche l'estremità dell'albero accoppiato deve essere lavorata con una corrispondente scanalatura esterna.
Questa struttura crea un "doppio ingranamento"-la scanalatura è responsabile della trasmissione della coppia e del movimento assiale tra l'albero e il mozzo, mentre la coppia di ingranaggi collega le due estremità e compensa i disallineamenti radiali e angolari.
Differenze tra due profili dei denti
In base ai diversi profili dei denti delle scanalature, le spline si dividono principalmente in due categorie, che differiscono per prestazioni e standard:
| Tipo | Caratteristiche del profilo del dente | Vantaggi fondamentali | Standard principali | Scenari applicabili |
| Accoppiamento scanalato ad evolvente | Il profilo del dente è ad evolvente, con angoli di pressione comunemente di 30 gradi, 37,5 gradi o 45 gradi | Buon autocentraggio-, elevata resistenza della radice del dente, bassa concentrazione di stress e lunga durata. Elevata capacità di carico-e alta precisione | GB/T 3478 (norma nazionale), ISO 4156, DIN 5480, ecc | La scelta principale per la maggior parte delle applicazioni di trasmissione di precisione-per impieghi gravosi, ad alta-velocità |
| Giunto scanalato rettangolare | Il profilo del dente è rettangolare e i lati sono linee rette parallele | Relativamente semplice da produrre e a basso costo | GB/T 1144 | Le applicazioni stanno diminuendo nei nuovi progetti per trasmissioni generali o nel retrofit di vecchie apparecchiature dove i requisiti di precisione di centraggio non sono elevati e i carichi sono stabili |
Differenza rispetto all'accoppiamento-cilindro dritto
"Tubo dritto-" si riferisce a un tradizionale giunto a ingranaggi con un foro interno liscio e diritto, collegato all'albero tramite una o più chiavette piatte. La differenza tra i due è fondamentale, soprattutto nel metodo "collegamento albero-mozzo".
Giunto a ingranaggi scanalato Giunto a ingranaggi-a tubo dritto
| Dimensioni di confronto |
|
|
| Metodi di connessione | Mesh multi-dente,-circonferenziale completo. I denti scanalati sono distribuiti uniformemente lungo l'intera circonferenza e partecipano simultaneamente all'operazione. | Contatto a-punto singolo o doppio-punto. La coppia viene trasmessa attraverso i lati di una o due chiavi piatte; la chiave e la sede per chiavetta hanno un contatto localizzato. |
| Trasmissione della coppia | Il carico è distribuito uniformemente su tutti i denti della scanalatura ingranata, con conseguente elevata-capacità di carico e distribuzione uniforme delle sollecitazioni. | Il carico è altamente concentrato in un'area localizzata della sede della chiavetta, il che porta facilmente alla concentrazione delle sollecitazioni e costituisce un punto debole dell'albero. |
| L'effetto indebolente sulla resistenza dell'albero | Piccolo. L'effetto di indebolimento delle scanalature scanalate sulla sezione trasversale dell'albero- è uniforme e continuo, con un basso fattore di concentrazione delle sollecitazioni. | Grande. Le chiavette (soprattutto quelle fresate) provocano bruschi cambiamenti nella sezione trasversale dell'albero, con conseguente elevata concentrazione di sollecitazioni e riduzione significativa della resistenza alla fatica dell'albero. |
| Precisione di centratura | Estremamente alto. Il centraggio automatico si ottiene attraverso l'impegno dei denti scanalati, garantendo un'elevata coassialità tra la corona dentata interna e l'albero. | Precisione inferiore. Si basa sulle tolleranze di accoppiamento della chiavetta e della sede per chiavetta, con conseguenti giochi e una tendenza all'eccentricità e alla eccentricità radiale. |
| Capacità di movimento assiale | Una delle funzioni principali. La coppia scanalata stessa è progettata per consentire alla corona dentata interna di scorrere assialmente con precisione sull'albero trasmettendo continuamente la coppia. | Fondamentalmente carente. La corona dentata interna è solitamente fissa assialmente e non può essere utilizzata in applicazioni che richiedono movimento assiale. |
| Orientato all'applicazione- | Progettato per applicazioni-per impieghi gravosi, ad alta-velocità e ad alta-precisione che richiedono compensazione dello spostamento assiale. | Adatto per applicazioni industriali generiche con carichi stabili, allineamento fisso e senza requisiti di movimento assiale. |
Perché il design principale è "spline-type"?
L'uso delle connessioni spline mira a risolvere sistematicamente i difetti intrinseci delle connessioni a chiavetta diritta-in condizioni di lavoro difficili, raggiungendo i seguenti obiettivi ingegneristici chiave
1. Risoluzione dei problemi di concentrazione delle sollecitazioni e fatica: sotto coppia alternata ad alta-frequenza e carico pesante-, la radice della sede della chiavetta è un tipico punto di inizio delle cricche da fatica. L'ingranamento multi-dente della scanalatura disperde il carico, sollecitando l'albero in modo più uniforme, migliorando sostanzialmente l'affidabilità e la durata del sistema di alberi di trasmissione.
2. Raggiungere la funzione combinata di "trasmissione della coppia + scorrimento assiale": questa è una funzione fondamentale che i tasti dritti non possono raggiungere. Molte macchine di precisione (come i grandi sistemi di alimentazione di macchine utensili) o sistemi con espansione termica richiedono che i componenti eseguano un posizionamento assiale preciso o un movimento compensativo durante la trasmissione. Le coppie spline soddisfano perfettamente questo requisito, rendendole una coppia di movimento lineare rotante.
3. Perseguimento di un maggiore equilibrio dinamico e precisione di trasmissione: le connessioni spline forniscono un'eccellente coassialità, avvicinando il centro della massa rotazionale all'asse teorico. Questo è fondamentale per le apparecchiature operative ad alta-velocità, poiché riduce significativamente le vibrazioni e garantisce una trasmissione fluida e precisa.
4. Ottenimento di una trasmissione di coppia ultra-elevata in uno spazio compatto: le coppie di scanalature utilizzano il materiale dell'intera circonferenza, risultando in una densità di coppia di gran lunga superiore a quella delle chiavi piatte. Ciò significa che, a parità di diametro dell'albero e di vincoli di spazio radiale, i tipi di scanalature possono trasmettere una coppia maggiore, rendendo i progetti delle apparecchiature più compatti ed efficienti.
Differenze significative negli scenari applicativi
Applicazioni tipiche dei giunti a ingranaggi scanalati
• Trasmissioni di precisione che richiedono scorrimento assiale: Mandrini ad avanzamento verticale di grandi torni verticali e centri di lavoro alesatrici e fresatrici; collegamenti assiali flottanti di banchi prova cambio/trasmissione.
• Carichi estremamente pesanti e carichi d'urto: giunti universali di laminatoi-per carichi pesanti; azionamenti principali delle fresatrici per gallerie; principali sistemi di azionamento di grandi frantoi minerari.
• Requisiti di prestazioni ad alta-velocità e alta-dinamica: collegamenti di trasmissione di compressori centrifughi ad alta-velocità e turbine a gas; sistemi di alberi di propulsione delle navi (compensazione degli errori di installazione e di dilatazione termica).
Applicazioni tipiche dei giunti a ingranaggi-a cilindro dritto (con chiavetta).
• Trasmissioni di potenza generali per installazione fissa-: collegamenti di ingresso e uscita della maggior parte dei ventilatori, pompe, riduttori-per uso generale e nastri trasportatori; questi dispositivi sono centrati e fissi, senza necessità di spostamenti assiali.
• Apparecchiature-sensibili ai costi, stabili-operative con carico medio-.
