Um acoplamento de engrenagem estriado é um componente de transmissão de alto-desempenho que integra a capacidade de compensação de desalinhamento de um acoplamento de engrenagem com a transmissão de torque eficiente e a capacidade de deslizamento axial de um par estriado. Sua característica de projeto mais significativa é que o furo interno de seu anel de engrenagem interno é um furo estriado, não um furo liso, e a extremidade do eixo correspondente também deve ser usinada com uma estria externa correspondente.
Essa estrutura cria uma "engrenagem dupla"-a estria é responsável pela transmissão de torque e movimento axial entre o eixo e o cubo, enquanto o par de engrenagens conecta as duas extremidades e compensa desalinhamentos radiais e angulares.
Diferenças entre dois perfis de dentes
Com base nos diferentes perfis de dentes estriados, as estrias são divididas principalmente em duas categorias, que diferem em desempenho e padrões:
| Tipo | Características do perfil dentário | Principais vantagens | Principais Padrões | Cenários Aplicáveis |
| Acoplamento Spline Involuto | O perfil do dente é involuto, com ângulos de pressão geralmente de 30 graus, 37,5 graus ou 45 graus. | Boa-centralização, alta resistência da raiz do dente, baixa concentração de tensão e longa vida útil. Alta capacidade de carga-e alta precisão | GB/T 3478 (Padrão Nacional), ISO 4156, DIN 5480, etc. | A escolha principal para a maioria das aplicações de transmissão-pesadas, de alta-velocidade e de precisão |
| Acoplamento estriado retangular | O perfil do dente é retangular e os lados são linhas retas paralelas | Relativamente simples de fabricar e de baixo custo | GB/T 1144 | As aplicações estão diminuindo em novos projetos para transmissões gerais ou na modernização de equipamentos antigos onde os requisitos de precisão de centralização não são altos e as cargas são estáveis |
Diferença do acoplamento de cilindro-reto
"Tubo-reto" refere-se a um acoplamento de engrenagem tradicional com um furo interno liso e reto, conectado ao eixo por uma ou mais chavetas planas. A diferença entre os dois é fundamental, principalmente no método de "conexão do eixo-hub".
Acoplamento de engrenagem estriada Acoplamento de engrenagem de tubo-reto
| Dimensões de comparação |
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| Métodos de conexão | Malha circunferencial completa-multidente-. Os dentes estriados são distribuídos uniformemente ao longo de toda a circunferência e participam da operação simultaneamente. | Contato de ponto único-ou ponto-duplo. O torque é transmitido pelas laterais de uma ou duas chavetas planas; a chave e o rasgo de chaveta têm contato localizado. |
| Transmissão de Torque | A carga é distribuída uniformemente por todos os dentes estriados da malha, resultando em alta capacidade de carga-e distribuição uniforme de tensão. | A carga é altamente concentrada em uma área localizada do rasgo de chaveta, o que facilmente leva à concentração de tensões e é um ponto fraco do eixo. |
| O efeito de enfraquecimento na resistência do eixo | Pequeno. O efeito de enfraquecimento das ranhuras estriadas na seção transversal-do eixo é uniforme e contínuo, com baixo fator de concentração de tensão. | Grande. As chavetas (especialmente as chavetas-fresadas na extremidade) causam mudanças abruptas na seção transversal-do eixo, resultando em alta concentração de tensão e reduzindo significativamente a resistência à fadiga do eixo. |
| Precisão de centralização | Extremamente alto. A centralização automática é obtida através do engate dos dentes estriados, garantindo alta coaxialidade entre o anel de engrenagem interno e o eixo. | Menor precisão. Baseia-se nas tolerâncias de ajuste da chaveta e do rasgo de chaveta, resultando em folgas e uma tendência para desvio radial e excentricidade. |
| Capacidade de movimento axial | Uma das funções principais. O próprio par estriado é projetado para permitir que o anel de engrenagem interno deslize axialmente com precisão no eixo enquanto transmite torque continuamente. | Basicamente falta. O anel de engrenagem interno geralmente é fixado axialmente e não pode ser usado em aplicações que exigem movimento axial. |
| Orientado a aplicativos- | Projetado para aplicações pesadas-de alta-velocidade e alta{2}}precisão que exigem compensação de deslocamento axial. | Adequado para aplicações industriais gerais com cargas estáveis, alinhamento fixo e sem requisitos de movimento axial. |
Por que o design principal é do tipo-spline?
O uso de conexões spline visa resolver sistematicamente os defeitos inerentes às conexões de chave cilíndrica-retas sob condições de trabalho adversas, atingindo os seguintes objetivos principais de engenharia
1. Resolvendo problemas de concentração de tensão e fadiga: sob torque alternado de alta-frequência e carga pesada-, a raiz do rasgo de chaveta é um ponto de início típico para trincas por fadiga. A malha multi{4}}dentada da estria dispersa a carga, tornando o eixo tensionado de maneira mais uniforme, melhorando fundamentalmente a confiabilidade e a vida útil do sistema do eixo de transmissão.
2. Alcançar a função combinada de "transmissão de torque + deslizamento axial": Esta é uma função central que as teclas retas não conseguem alcançar. Muitas máquinas de precisão (como sistemas de alimentação de máquinas-ferramenta de grande porte) ou sistemas com expansão térmica exigem componentes para realizar posicionamento axial preciso ou movimento compensatório durante a transmissão. Os pares spline atendem perfeitamente a esse requisito, tornando-os um par de movimento linear rotativo.
3. Buscando maior equilíbrio dinâmico e precisão de transmissão: As conexões spline proporcionam excelente coaxialidade, aproximando o centro de massa rotacional do eixo teórico. Isso é crucial para equipamentos operacionais de alta-velocidade, reduzindo significativamente a vibração e garantindo uma transmissão suave e precisa.
4. Obtenção de transmissão de torque ultra{1}}alto em um espaço compacto: os pares spline utilizam o material de toda a circunferência, resultando em uma densidade de torque que excede em muito a das chavetas planas. Isso significa que sob o mesmo diâmetro de eixo e restrições de espaço radial, os tipos estriados podem transmitir maior torque, tornando os projetos dos equipamentos mais compactos e eficientes.
Diferenças significativas nos cenários de aplicação
Aplicações típicas de acoplamentos de engrenagens estriadas
• Transmissões de precisão que requerem deslizamento axial: Fusos de alimentação vertical de grandes tornos verticais e centros de usinagem de mandrilamento e fresamento; conexões flutuantes axiais de bancadas de teste de caixas de engrenagens/transmissões.
• Cargas extremamente pesadas e de impacto: juntas universais de laminadores-de serviço pesado; acionamentos principais de máquinas de perfuração de túneis; principais sistemas de acionamento de grandes britadores de mineração.
• Requisitos de desempenho de alta-velocidade e{1}}dinâmico: conexões de transmissão de compressores centrífugos e turbinas a gás de alta-velocidade; sistemas de eixo de propulsão de navios (compensando erros de instalação e expansão térmica).
Aplicações típicas de acoplamentos de engrenagens cilíndricas-retas (chaveadas)
• Transmissões de energia geral-de instalação fixa: conexões de entrada e saída da maioria dos ventiladores, bombas, redutores-de uso geral e transportadores de correia; esses dispositivos são centralizados e fixos, sem necessidade de movimento axial.
• Equipamentos de carga média-com operação estável e-sensíveis ao custo.
