Ce calcul est destiné à la conception géométrique et au contrôle de la résistance des joints formés d'arbres et des moyeux. Ce programme permet de résoudre les tâches suivantes:
Le calcul est basé sur les données, les procédures et les algorithmes de la
littérature spécialisée et des normes ANSI, OIN, DIN et d'autres.
Liste de normes: ANSI B17.1, ANSI B17.2, ANSI B92.1, ANSI B92.2M, OIN R773,
OIN 14, OIN 4156, DIN 6885, DIN 6888, DIN 5464, DIN 5471, DIN 5472, DIN 5480, BS
4235, BS 6, JIS B 1301, CSN 02 2562, CSN 30 1385, CSN 01 4942, CSN 4950
L’interface d’utilisateur.
A télécharger.
Tarif, Achat.
L'information sur la syntaxe et la commande du calcul peut être trouvée dans le document " commande, structure et syntaxe des calculs ".
L'information sur le but, l'utilisation et la commande du paragraphe "information sur le projet" peut être trouvée dans le document " information sur le projet ".
Le cahier de travail avec le calcul des joints formés d'arbres et des moyeux peut être divisé en deux parties. Une partie des données initiales communes et des résultats (paragraphes [1, 10, 11]) et une partie de différents calculs (chapitres A, B, C, D) appropriés rien que pour le type d'assemblage donné. Deux tâches différentes peuvent alors être résolues en utilisant ce calcul:
Dans le choix du type d'assemblage approprié, il est nécessaire de prendre en considération, en plus des paramètres dimensionnels de l'assemblage, sa valeur d'utilisation, le temps et le coût de la production, du montage et du fonctionnement de l'assemblage. Le document de comparaison " choix du type de joint de l'arbre avec un moyeu " peut être utilisé dans le choix du type d'assemblage approprié.
Le calcul/la conception typique d'un assemblage comprend les étapes suivantes:
Dans ce paragraphe, écrivez les paramètres d'entrée de base, caractérisant le mode, la réalisation et la grandeur de chargement, la conception de l'assemblage et les matériaux de l'arbre et du moyeu.
Choisissez le système d'unités de calcul désiré sur la liste. Après le changement d'unités, toutes les valeurs seront immédiatement converties.
Entrez la puissance qui sera transmise par l'arbre.
Entrez la vitesse (révolutions) de l'arbre.
Le moment de torsion est calculé à partir de la puissance transférée et de la révolution. Ce moment est la valeur initiale de base pour la conception de l'assemblage.
Choisissez le type de commande qui satisfait le mieux à vos spécifications.
Choisissez le type de chargement qui correspond le mieux à vos spécifications.
Choisissez si pendant le fonctionnement l'assemblage sera chargé dans un seul sens de rotation ou le sens de la rotation de l'arbre sera double.
Choisissez le nombre total de démarrages de la machine pour la durée de vie désirée de l'assemblage.
Ce paramètre indique la durée de vie désirée en heures. Des valeurs d'orientation en heures sont indiquées dans le tableau.
Spécifications |
Longévité |
Machines de ménage, dispositifs rarement utilisés | 2000 |
Outils à main électriques, machines de fonctionnement à court terme | 5000 |
Machines de fonctionnement de huit heures | 20000 |
Machines de fonctionnement 16-heures | 40000 |
Machines de fonctionnement continu | 80000 |
Machines de fonctionnement continu avec une longue durée de vie | 150000 |
Sur la liste, choisissez le type de réalisation de l'assemblage qui correspond le mieux à vos spécifications.
Si vous utilisez un arbre creux dans l'assemblage, écrivez le diamètre intérieur de l'arbre. Ce paramètre affecte l'intensité du chargement de l'arbre dans la torsion et affecte considérablement la détermination du diamètre minimal autorisé de l'arbre [ 1.20 ].
En rapport avec la précision et la fiabilité des données initiales, l'importance de l'assemblage, la qualité de production et de l'exactitude du calcul, elle est souvent choisie dans l'intervalle de 1,5 à 3.
Le diamètre minimal de l'arbre signifie le diamètre d'un arbre plein non affaibli par des rainures (voir l'image). Utilisez le diamètre minimal conçu de l'arbre comme donnée initiale pour la conception de l'assemblage.
Sur la liste, choisissez le type de matériel qui sera utilisé pour la production de l'arbre. La résistance minimale à la traction [ MPa/psi ] et la trempe du matériel sont données dans la parenthèse. Si la case à la droite de la liste est cochée, les paramètres nécessaires de la résistance du matériel choisi seront déterminés automatiquement. Autrement, entrez les propriétés des matériaux manuellement. La valeur de la pression autorisée [1.19] est utilisée pour les contrôles des surfaces de contact des assemblages à la déformation. La tension de cisaillement autorisée [1.20] est utilisée pour les contrôles de la résistance de l'arbre à la torsion.
Sur la liste, choisissez le type de matériel qui sera utilisé pour la production du moyeu. La résistance minimale à la traction [MPa/psi] et la trempe du matériel sont données dans la parenthèse. Au cas où la case à la droite de la liste serait cochée, les paramètresnécessaires de la résistance du matériel choisi sont déterminés automatiquement. Autrement, entrez la valeur de la pression autorisée [1.24] qui est utilisée pour les contrôles des surfaces de contact de l'assemblage à la déformation.
Ce coefficient exprime l'effet du type de réalisation de l'assemblage sur la diminution de sa puissance. Il est déterminé selon les valeurs empiriques données dans le tableau suivant:
Conception du raccordement | Kd |
Joint fixe | 1 |
Joint coulissant non chargé | 3 |
Joint coulissant chargé | 9 |
Ce coefficient exprime l'effet du caractère et du type de chargement sur la diminution de la puissance de l'assemblage. Il est déterminé selon les valeurs empiriques données dans le tableau suivant:
Commande |
Type de chargement |
|||
Continu | Chocs legers | Chocs cycliques | Chocs lourds | |
Uniforme | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 1.8 |
Chocs legers | 1.2 | 1.3 | 1.8 | 2.1 |
Chocs moyens | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.8 |
Ce coefficient reflète l'effet du caractère de fonctionnement et de la durée de vie désirée de l'assemblage (mésurée en nombres de démarrages) sur la hausse de sa puissance. Il est déterminé selon les valeurs empiriques données dans le tableau suivant:
Nombre de démarrages | Fonctionnement | |
A sens unique | Entièrement à double sens | |
1000 | 1.8 | 1.8 |
10000 | 1.0 | 1.0 |
100000 | 0.5 | 0.4 |
1000000 | 0.4 | 0.3 |
10000000 | 0.3 | 0.2 |
Ce coefficient reflète l'effet de l'usure des surfaces de contact pour une durée de vie désirée de l'assemblage (mésuré en nombre de révolutions) sur la hausse de sa puissance. Il est déterminé selon les valeurs empiriques données dans le tableau suivant:
Nombre total de révolutions [millions] | Kw |
0.01 | 4.0 |
0.1 | 2.8 |
1 | 2.0 |
10 | 1.4 |
100 | 1.0 |
1000 | 0.7 |
10000 | 0.5 |
Les assemblages avec des clefs précises sont appropriés pour le transfert des moments de torsion, généralement dans le même sens de rotation. Ils sont utilisés pour les joints fixes d'arbres cylindriques et des moyeux. Ce genre est moins approprié pour les joints coulissants et les arbres coniques. L'usage typique de ce genre d'assemblage: les boites de vitesse, les roues dentées et les poulies. Les clefs ont souvent les faces frontales arrondies.
Avantages de l'assemblage:
Inconvénients de l'assemblage:
La puissance de l'assemblage peut être augmentée en utilisant deux clefs. Cependant, ceci peut causer l'affaiblissement sensible de l'arbre et donc une possible nécessité d'utiliser un arbre avec un plus grand diamètre.
Type de montage | Joints fixés | Joints coulissants | ||
Montage courant | Montage étroit | Clef de guide | Clef coulissante | |
Montage de la clef dans la rainure du moyeu | N9 / h9 | P9 / h9 | N9 / h9 | D10 / h9 |
Montage de la clef dans la rainure de l'arbre | Js9 / h9 | P9 / h9 | D10 / h9 | N9 / h9 |
Montage du moyeu sur l'arbre | H8 / h7
H8 / k7 H8 / m7 H8 / p7 |
H8 / f7
H8 / h7 H7 / h6 |
Ce paragraphe peut être utilisé pour le choix des paramètres du type d'assemblage donné et son dimensionnement.
Sur la liste, choisissez le type (normes) de clef. Les dimensions des clefs de type A sont exprimées dans les normes en [pouces], les dimensions des clefs d'autres types sont exprimées en [mm].
Pour le transfert de plus grands moments de torsion, il est possible d'utiliser deux clefs dans l'assemblage. Les clefs sont souvent placées symétriquement sur l'arbre (décalage de 180°). L'arrangement non symétrique est également utilisé pour le transfert des moments cycliques (décalage de 120°).
Dans les assemblages avec deux clefs, la charge n'est pas exactement distribuée uniformement sur les deux clefs à cause des imperfections de production et de montage. La surface de contact réelle de l'assemblage est plus petite que la surface théoriquement déterminée. Le rapport entre la surface de contact théorique et réelle de l'assemblage est défini par le coefficient de la distribution de la charge. En rapport avec la précision de montage, la valeur du coefficient est dans l'intervalle de 0,6-0,8.
Ce coefficient exprime l'effet total des paramètres de production et de fonctionnement sur la diminution de la puissance de l'assemblage. Sa valeur dépend du type d'assemblage, de commande et de chargement, des conditions de fonctionnement et de la durée de vie de l'assemblage. En rapport avec les paramètres mentionés ci-dessus, la documentation donne des valeurs du coefficient dans l'intervalle de 1 à 40.
Pour un choix plus facile du coefficient, ce programme permet la conception automatique. Si le bouton à la droite du champs d'entrée est coché, le coefficient est déterminé automatiquement et basé sur les paramètres d'assemblage définis dans le paragraphe [1]. Pour un assemblage fixe, le coefficient de fonctionnement est calculé selon la formule suivante:
Pour un joint coulissant, la formule suivante est utilisée:
où:
Ka - coefficient d'usage de l'assemblage
Kf- coefficient de la durée de vie
Kd - coefficient de la réalisation de l'assemblage
Kw - coefficient d'usure
Les significations et les valeurs de differents coefficients, voir [1].
Sur la liste, choisissez le type de matériel qui sera utilisé pour la production de la clef. La résistance minimale à la traction [MPa/psi] et la trempe du matériel sont données dans la parenthèse. Si le bouton à la droite de la liste est cochée, les paramètres nécessaires de la résistance du matériel choisi sont déterminés automatiquement. Autrement, entrez la valeur de la pression autorisée [2.9] qui est utilisée pour les contrôles de la déformation de la clef.
Ce paragraphe peut être utilisé pour le dimensionnement de l'assemblage. Dans la conception de l'assemblage, choisissez d'abord le diamètre désiré de l'arbre [2.14]. Pour le diamètre de l'arbre donné, la clef correspondante sera choisie automatiquement selon les normes. Pour la clef choisie, le programme calcule la longueur minimale [2.20] qui est nécessaire pour le transfert du moment de torsion donné. Terminer la conception de l'assemblage pour en suite choisir la longueur réelle de la clef [2.22].
Ce paramètre donne les diamètres de l'arbre pour le type de clef choisi selon les normes dans [2.2].
Ce paramètre donne le diamètre minimal de l'arbre plein non affaibli par des rainures, ce qui est nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné.
Choisissez le diamètre de l'arbre suffisament grand, de sorte que le diamètre de l'arbre plein d1, non affaibli par des rainures soit plus grand que le diamètre minimal requis d1min.
Recommandation: Pour les arbres sous l'action des forces radiales externes supplémentaires (ex.: les roues dentées), il est recommandé de choisir un diamètre de l'arbre de sorte que le diamètre d1 soit approx. de 20 à 30% plus grand que le diamètre minimum d1min.
La longueur minimale calculée de la clef choisie, nécessaire pour un transfert sans problème du moment de torsion donné.
Longueurs minimale et maximale permises par les normes de la clef choisie.
Choisir une longueur de la clef dans la marge déterminée par les normes [2.21] de sorte qu'elle soit supérieure à la longueur minimale [2.20]. En déterminant la longueur, ne pas oublier que la longueur de la clef choisie influence la longueur du moyeu. Les longueurs recommandées du moyeu peuvent être trouvées dans le document "Valeurs d'orientation pour le choix des dimensions du moyeu".
Pour les assemblages avec des clefs, il y a souvent deux types de contrôles de la résistance. Le contrôle de chargement de torsion de l'arbre et le contrôle de la déformation des surfaces de contact de l'assemblage. Souvent le contrôle du chargement de la clef au cisaillement n'est pas effectué. Les clefs normalisées sont conçues de sorte qu'en cas de nécessité d'effectuer le contrôle de la déformation, le contrôle d'effort de cisaillement soit également effectué.
Le contrôle est effectué pour le diamètre d'un arbre plein d1 [2.18], non affaibli par des rainures. La sûreté résultante de l'assemblage [3.4] est donnée par le rapport de l'effort de cisaillement permis du matériel de l'arbre à l'effort de comparaison calculé. Pour un assemblage convenable, la sûreté calculée doit être supérieure à la sûreté réquise [1.19].
Le contrôle de la déformation est effectué individuellement pour chaque pièce de l'assemblage. Les différents niveaux de sûreté [3.8, 3.12, 3.16] sont donnés par le rapport de pression permise du matériel respectif à la pression de comparaison calculée agissant sur la piece donnée de l'assemblage. Pour un assemblage convenable, la valeur de la sûreté minimale devrait être supérieure à la valeur de la sûreté réquise [1.19].
Les assemblages avec les clefs de Woodruff (à disques) sont appropriés pour le transfert de plus petits moments de torsion avec les arbres de plus petits diamètres souvent dans le même sens de rotation. Ces assemblages sont utilisés pour les joints fixes d'arbres cylindriques ou coniques avec des moyeux courts. Souvent ce type n'est pas utilisé pour les joints coulissants.
Avantages de l'assemblage:
Inconvénients de l'assemblage:
La puissance de l'assemblage peut être augmentée en utilisant deux clefs. Cependant, ceci peut causer l'affaiblissement sensible de l'arbre et donc une possible nécessité d'utiliser un arbre avec un plus grand diamètre.
Type de montage | Montage courant | Montage étroit |
Montage de la clef dans la rainure du moyeu | N9 / h9 | P9 / h9 |
Montage de la clef dans la rainure de l'arbre | Js9 / h9 | Js9 / h9 |
Montage du moyeu sur l'arbre
|
H8 / h7
H8 / k7 H8 / m7 H8 / p7 |
Ce paragraphe peut être utilisé pour le choix des paramètres du type d'assemblage donné et son dimensionnement.
Sur la liste, choisir le type (normes) de clef. Les dimensions de la clef pour les types A, B, E, F sont exprimées dans les normes en [pouces], pour les autres types, les dimensions sont données en [mm]. Les clefs sont produites en deux conceptions de base (voir l'image):
Les deux types peuvent être conçus avec des extrémités chanfreines.
Pour le transfert de plus grands moments de torsion, il est possible d'utiliser deux clefs dans l'assemblage. Les clefs sont souvent placées symétriquement sur l'arbre (décalage de 180°). L'arrangement non symétrique est également utilisé pour le transfert des moments cycliques (décalage de 120°).
Dans les assemblages avec deux clefs, la charge n'est pas exactement distribuée uniformement sur les deux clefs à cause des imperfections de production et de montage. La surface de contact réelle de l'assemblage est plus petite que la surface théoriquement déterminée. Le rapport entre la surface de contact théorique et réelle de l'assemblage est défini par le coefficient de la distribution de la charge. En rapport avec la précision de montage, la valeur du coefficient est dans l'intervalle de 0,6-0,8.
Ce coefficient exprime l'effet total des paramètres de production et de fonctionnement sur la diminution de la puissance de l'assemblage. Sa valeur dépend du type d'assemblage, de commande et de chargement, des conditions de fonctionnement et de la durée de vie de l'assemblage. En rapport avec les paramètres mentionés ci-dessus, la documentation donne des valeurs du coefficient dans l'intervalle de 1 à 40.
Pour un choix plus facile du coefficient, ce programme permet la conception automatique. Si le bouton à la droite du champs d'entrée est coché, le coefficient est déterminé automatiquement et basé sur les paramètres d'assemblage définis dans le paragraphe [1]. Pour un assemblage fixe, le coefficient de fonctionnement est calculé selon la formule suivante:
Pour un joint coulissant, la formule suivante est utilisée:
où:
Ka - coefficient d'usage de l'assemblage
Kf - coefficient de la durée de vie
Kd - coefficient de la réalisation de l'assemblage
Kw - coefficient d'usure
Les significations et les valeurs de differents coefficients, voir [1].
Sur la liste, choisissez le type de matériel qui sera utilisé pour la production de la clef. La résistance minimale à la traction [MPa/psi] et la trempe du matériel sont données dans la parenthèse. Si le bouton à la droite de la liste est cochée, les paramètres nécessaires de la résistance du matériel choisi sont déterminés automatiquement. Autrement, entrez la valeur de la pression autorisée [2.9] qui est utilisée pour les contrôles de la déformation de la clef.
La conception automatique choisit toutes les clefs appropriées pour le type d'assemblage choisi [4.2] et en plus calcule le diamètre minimal suffisant de l'arbre pour les clefs choisies. Pour démarrer le calcul de la conception, cliquez sur le bouton dans la rangée [4.13]. Après la conclusion du calcul, le tableau des solutions conçues [4.14] est rempli et les valeurs de la solution choisie sont automatiquement transférées au paragraphe [4.15]. Le tableau est arrangé selon les critères fixées dans la rangée [4.12] et peut être réarrangé n'importe quand par le choix d'autres critères.
Si le calcul serait incorrecte et aucune solution adéquate n'este trouvée, un message d'avertissement apparaît et le tableau des solutions est supprimé. Dans ce cas, répétez la conception pour un assemblage avec plus de clefs ou des matériaux de qualité supérieure.
Signification des paramètres dans le tableau:
d | Diamètre de l'arbre |
d1 | Diamètre de l'arbre plein non affaibli par les rainures |
L | Longueur de la clef |
sT | Sûreté du contrôle de la résistance de l'arbre à la torsion |
sp | Sûreté du contrôle de la résistance à la déformation |
Key | Marquage de la clef (voir [4.19]) |
Ce paragraphe sert à la détermination des dimensions de l'assemblage par l'utilisateur. Les dimensions peuvent être choisies manuellement ou les valeurs de la solution conçue peuvent être transférées en utilisant le choix du tableau [4.14]. Pour les valeurs entrées manuellement, choisissez d'abord le diamètre désiré de l'arbre [4.18]. Après l'entrée du diamètre de l'arbre, la liste des clefs assignées au diamètre donné est automatiquement remplie selon les normes [4.19]. Conclure la conception de l'assemblage par le choix de la clef appropriée.
Ce paramètre donne les diamètres de l'arbre pour le type de clef choisi selon les normes dans [4.2].
Ce paramètre donne le diamètre minimal de l'arbre plein non affaibli par des rainures, ce qui est nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné.
Choisissez le diamètre de l'arbre suffisament grand, de sorte que le diamètre de l'arbre plein d1, non affaibli par des rainures soit plus grand que le diamètre minimal requis d1min. Après l'entrée du diamètre de l'arbre, la liste des clefs assignées à ce diamètre est automatiquement remplie.
Sur la liste, choisissez la clef appropriée. La liste contient toutes les clefs assignées au diamètre de l'arbre choisi [4.18] selon les normes respectives. Le marquage des clefs sur la liste est donné par le type de clef choisi (normes). La convention de marquage de différents types de clefs est donnée dans le tableau suivant.
Type de clef [4.2] | Norme |
Marquage |
A,B,E,F | ANSI B17.2, BS 6 | No. (b x D) |
C,D,I,J | DIN 6888, CSN 30 1385 | b x h |
G,H | JIS B 1301 | b x D |
où:
b - largeur de la clef
h - hauteur de la clef
D - diamètre de la clef
Pour les assemblages avec des clefs, il y a souvent deux types de contrôles de la résistance. Le contrôle de chargement de torsion de l'arbre et le contrôle de la déformation des surfaces de contact de l'assemblage. Souvent le contrôle du chargement de la clef au cisaillement n'est pas effectué. Les clefs normalisées sont conçues de sorte qu'en cas de nécessité d'effectuer le contrôle de la déformation, le contrôle d'effort de cisaillement soit également effectué.
Le contrôle est effectué pour le diamètre d'un arbre plein d1 [4.22], non affaibli par des rainures. La sûreté résultante de l'assemblage [5.4] est donnée par le rapport de l'effort de cisaillement permis du matériel de l'arbre à l'effort de comparaison calculé. Pour un assemblage convenable, la sûreté calculée doit être supérieure à la sûreté réquise [1.19].
Le contrôle de la déformation est effectué individuellement pour chaque pièce du raccordement. Les différents niveaux de sûreté [5.8, 5.12, 5.16] sont donnés par le rapport de pression permise du matériel respectif à la pression de comparaison calculée agissant sur la pièce donnée du raccordement. Pour que le raccordement soit approprié, la valeur de la plus petite sûreté devrait être supérieure à la valeur de la sûreté requise [1.19].
Les assemblages avec des cannelures droites symétriques sont appropriés pour le transfert de moments de torsion très grands, cycliques et de choc. Ces assemblages représentent pratiquement le type de rainurage le plus utilisé (approx. 80%). Ce type est utilisé tant pour les joints fixes que coulissants d'arbres cylindriques avec des moyeux. Usage typique: les roues dentées coulissantes dans les boîtes de vitesse manuelles.
Avantages de l'assemblage:
Inconvénients de l'assemblage:
La méthode de centrage est choisie selon les besoins technologiques et de fonctionnement et selon le niveau de précision nécessaire. Le centrage est possible sur le diamètre intérieur (rarement utilisé) ou sur les parois des dents. Le centrage sur les diamètres est utilisé si la précision de montage est requise. Les assemblages centrés sur les côtés ont une puissance élevée et sont convenables pour les chargements avec des moments variables et des chocs.
Dimension de centrage | Montage de la dimension |
Note |
||
d | b | D | ||
Assemblages fixes sous un grand chargement avec des chocs, sans démontage fréquent |
||||
b | - | F8 / js7 | - | |
Assemblages fixes sous un chargement moyen, démontage fréquent |
||||
d | H7 / g6 | D9 / js7
D9 / k7 F10 / js7 F10 / f9 |
- | Vitesses moyennes |
b | - | F8 / js7 | - | Petites vitesses |
D | - | F8 / js7 | H7 / js6 | Grandes vitesses |
Pour les assemblages coulissants sous chargement |
||||
d | H7 / f7
H7 / g6 |
D9 / h9
D9 / js7 F10 / f9 |
- | Surfaces durcies |
Pour les assemblages coulissants sous sans chargement |
||||
d | H7 / f7
H7 / g6 |
D9 / h9
F10 / f9 |
- | Petites et moyennes vitesses |
D | - | F8 / f7
F8 / f8 |
H7 / f7 | Grandes vitesses |
où:
d - diamètre intérieur de la rainure
D - diamètre extérieur de la rainure
b - largeur des dents
Ce paragraphe peut être utilisé pour le choix des paramètres du type d'assemblage donné et son dimensionnement.
Choisir le type de rainurage (normes) sur la liste. Les dimensions du rainurage pour les types A, B, C sont définies dans les normes en [pouces], pour les autres types, les dimensions sont données en [mm].
Type | Norme | Séries | Usage |
A | SAE | A | Assemblages fixes avec chargement leger ou moyen |
B | SAE | B | Joints coulissants sans chargement, assemblages pour le tranfert de moments grands et cycliques |
C | SAE | C | Joints coulissants sous chargement pour le transfert des moments grands, cycliques et de choc. |
D | ISO 14 | Léger | Assemblages fixes avec chargement leger ou moyen |
E | ISO 14 | Moyen | Joints coulissants, Assemblages pour le tranfert de moments grands et cycliques |
F, I | DIN 5464
CSN 014942 |
Lourd | Joints coulissants sous chargement pour le transfert des moments grands, cycliques et de choc, industrie automobile |
G, H | DIN 5471
DIN 5472 |
Assemblages pour les machines outils |
La charge n'est pas exactement distribuée uniformement sur toutes les dents du rainurage à cause des imprécisions de production et de montage. La surface de contact réelle de l'assemblage est plus petite que la surface théoriquement déterminée. Le rapport entre la surface de contact théorique et réelle de l'assemblage est défini par le coefficient de la répartition de la charge. En rapport avec la précision de montage, la valeur du coefficient est dans l'intervalle de 0,6-0,8.
Ce coefficient exprime l'effet total des paramètres de production et de fonctionnement sur la diminution de la puissance de l'assemblage. Sa valeur dépend du type d'assemblage, de commande et de chargement, des conditions de fonctionnement et de la durée de vie de l'assemblage. En rapport avec les paramètres mentionés ci-dessus, la documentation donne des valeurs du coefficient dans l'intervalle de 1 à 40.
Pour un choix plus facile du coefficient, ce programme permet la conception automatique. Si le bouton à la droite du champs d'entrée est coché, le coefficient est déterminé automatiquement et basé sur les paramètres d'assemblage définis dans le paragraphe [1]. Pour un assemblage fixe, le coefficient de fonctionnement est calculé selon la formule suivante:
Pour un joint coulissant, la formule suivante est utilisée:
où:
Ka - coefficient d'usage de l'assemblage
Kf - coefficient de la durée de vie
Kd - coefficient de la réalisation de l'assemblage
Kw - coefficient d'usure
Les significations et les valeurs de differents coefficients, voir [1].
Ce paragraphe peut être utilisé pour le dimensionnement de l'assemblage. Dans la conception de l'assemblage, choisissez d'abord la dimension adéquate du rainurage [6.8]. Pour la rainure choisie, le programme calcule la longueur minimale [6.14] qui est nécessaire pour le transfert du moment de torsion donné. Terminer la conception de l'assemblage par le choix de la longueur réelle du rainurage dans la rangée [6.15].
Ce paramètre donne la marge des diamètres extérieurs du rainurage spécifiés par les normes pour les séries de rainurage choisies dans [6.2].
Ce paramètre donne le diamètre minimal de l'arbre plein non affaibli par des rainures, ce qui est nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné.
Sur la liste, choisissez un rainurage de dimensions adéquates. Choisissez le rainurage de sorte que le diamètre intérieur d du rainurage soit supérieur au diamètre minimal dmin. Les dimensions du rainurage sont données sur la liste dans l'ordre suivant: "Diamètre extérieur" - "Marquage prescrit". La convention de marquage de différents types de rainurages est donnée dans le tableau suivant.
Type de rainurages [6.2] |
Marquage |
A,B,C | D x n |
D - I | n x d x D |
où:
n - nombre de rainures
d - diamètre intérieur du rainurage
D - diamètre extérieur du rainurage
Ce paramètre donne la longueur fonctionnelle minimale du rainurage choisi, nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné.
Choisir une longueur de rainurage supérieure à la longueur minimale calculée [6.14]. En déterminant la longueur, ne pas oublier que la longueur de rainurage est en également la longueur minimale permise du moyeu. Les longueurs recommandées du moyeu peuvent être trouvées dans le document "Valeurs d'orientation pour le choix des dimensions du moyeu".
Pour les raccordements avec des rainurages, il y a souvent deux types de contrôles de la résistance. Le contrôle de chargement de torsion de l'arbre et le contrôle de la déformation des surfaces de contact de l'assemblage.
Le contrôle est effectué pour le diamètre d'un arbre plein d [6.10], non affaibli par des rainures. La sûreté résultante de l'assemblage [7.4] est donnée par le rapport de l'effort de cisaillement permis du matériel de l'arbre à l'effort de comparaison calculé. Pour un assemblage convenable, la sûreté calculée doit être supérieure à la sûreté requise [1.19].
Le contrôle de la déformation est effectué par la comparaison de la pression permise du matériel de qualité inférieure à la pression calculée agissant sur les parois de la rainure. Pour que l'assemblage soit convenable, la valeur de la sûreté minimale devrait être supérieure à la valeur de la sûreté requise [1.19].
Les assemblages avec un rainurage involuté est approprié pour le transfert des moments de torsion grands, cycliques et de choc. Ce type est utilisé tant pour les joints fixes que coulissants d'arbres cylindriques et des moyeux. L'usage est similaire à celui des rainures droites symétriques.
Avantages de l'assemblage:
Avantages de l'assemblage par rapport aux rainures droites symétriques:
Inconvénients de l'assemblage:
Le profil rainuré a la forme de la denture involutée dans la section transversale, avec les angles de base du profil 30°, 37.5° ou 45°. Il est centré sur le diamètre extérieur ou sur les parois des dents. Le centrage sur le diamètre est plus précis, le centrage sur les parois est plus économique et en pratique utilisé plus fréquemment. le fond de la rainure peut être plat ou arrondi.
Dimension de centrage | Montage de la dimension | Note | |
t | Do | ||
Assemblages fixes sous un grand chargement avec chocs, sans demontage fréquent |
|||
t | 7H / 9r
7H / 8p 7H / 7n |
H11 / h11 | |
Assemblages fixes sous un chargement moyen, demontage fréquent |
|||
t | 7H / 8k
7H / 9h |
H11 / h12 | Petites vitesses |
Do | 9H / 9h
9H / 9g 9H / 9d |
H7 / n6
H7 / js6 |
Grandes vitesses |
Pour les assemblages coulissants |
|||
Do | - | H7 / h6
H7 / g6 H7 / f7 |
Surfaces durcies |
Où:
Do - diamètre extérieur de la rainure
t - largeur des dents
Ce paragraphe peut être utilisé pour le choix des paramètres du type d'assemblage donné et son dimensionnement. Etant donné que le marquage de différentes dimensions du rainurage varie dans les différentes normes, ce calcul utilise le marquage selon ANSI B92.1 et les différences dans le marquage sont données dans le tableau suivant:
ANSI B92.1 | ANSI B92.2M
ISO 4156 |
DIN 5480
CSN 4950 |
|
Lancement | P | - | - |
Module | - | m | m |
Nombre de dents | N | Z | z |
Diamètre de lancement | D | D | d |
Diamètre de base | Db | DB | db |
Diamètre nominal | - | - | D |
Décalage du profile de base | - | - | xm |
Diamètre majeur du rainurage externe (arbre) | Do | DEE | da |
Diamètre mineur du rainurage externe (arbre) | Dre | DIE | df |
Diamètre mineur du rainurage interne (moyeu) | Di | DII | Da |
Diamètre majeur du rainurage interne (moyeu) | Dri | DEI | Df |
Epaisseur de la dent | tv | SV | s |
Largeur de la rainure | sv | EV | e |
Sur la liste, choisir la norme et le type de rainurage. Les dimensions du rainurage pour les types de A à E sont définies dans les normes en [pouces], pour les autres types, les dimensions sont données en [mm]. Les différents types de rainurages sont décrits sur la liste de manière suivante: "Norme du rainurage" - "Angle du profil", "Conception du rainurage", "Méthode de centrage".
La charge n'est pas exactement distribuée uniformement sur toutes les dents du rainurage à cause des imprécisions de production et de montage. La surface de contact réelle de l'assemblage est plus petite que la surface théoriquement déterminée. Le rapport entre la surface de contact théorique et réelle de l'assemblage est défini par le coefficient de la répartition de la charge. En rapport avec la précision de montage, la valeur du coefficient est dans l'intervalle de 0,4-0,8.
KL | Conception du rainurage |
0.75 |
Assemblages fixes de courte longueur et avec un niveau de précision de montage élevé |
0.6 - 0.7 |
Assemblages avec un niveau de précision de montage normal |
0.5 |
Joints coulissants de grande longueur des surfaces de contact et sans coaxialité |
Ce coefficient exprime l'effet total des paramètres de production et de fonctionnement sur la diminution de la puissance de l'assemblage. Sa valeur dépend du type d'assemblage, de commande et de chargement, des conditions de fonctionnement et de la durée de vie de l'assemblage. En rapport avec les paramètres mentionés ci-dessus, la documentation donne des valeurs du coefficient dans l'intervalle de 1 à 40.
Pour un choix plus facile du coefficient, ce programme permet la conception automatique. Si le bouton à la droite du champs d'entrée est coché, le coefficient est déterminé automatiquement et basé sur les paramètres d'assemblage définis dans le paragraphe [1]. Pour un assemblage fixe, le coefficient de fonctionnement est calculé selon la formule suivante:
Pour un joint coulissant, la formule suivante est utilisée:
où:
Ka - coefficient d'usage de l'assemblage
Kf - coefficient de la durée de vie
Kd - coefficient de la réalisation du raccordement
Kw - coefficient d'usure
Les significations et les valeurs de differents coefficients, voir [1].
La conception automatique choisit les 20 meilleures solutions pour le type et les séries de rainurage choisis en rapport avec la condition d'un diamètre minimal de l'arbre. La longueur du rainurage est choisie en tenant compte des dimensions recommandées du moyeu. La conception élimine toutes les solutions dans lesquelles la longueur du moyeu est supérieure au double du diamètre extérieur du rainurage. Pour démarrer le calcul de la conception, cliquez sur le bouton dans la rangée [8.9]. Après la conclusion du calcul, le tableau des solutions conçues [8.10] est rempli et les valeurs de la solution choisie sont automatiquement transférées au paragraphe [8.11]. Le tableau est arrangé selon les critères fixées dans la rangée [8.7] et peut être réarrangé n'importe quand par le choix d'autres critères.
Si le calcul est incorrecte et aucune solution adéquate n'a été trouvée, un message d'avertissement apparaît et le tableau des solutions est supprimé. Dans ce cas, répétez la conception pour un assemblage avec plus de clefs ou des matériaux de qualité supérieure.
Sur la liste, choisissez la marge des données initiales (dimensions du rainurage) à partir de laquelle la conception automatique choisira les solutions appropriées.
En cochant cette case, la conception élimine toutes les solutions dans lesquelles la longueur du moyeu est supérieure à la valeur de Lmax.
Signification des paramètres dans le tableau:
m/P | Module ou respectivement lancement du rainurage (selon le type de rainurage) |
n | Nombre de dents |
Do | Diamètre majeur du rainure externe (arbre) |
Dre | Diamètre mineur du rainure externe (arbre) |
Lmin | Longueur fonctionnelle minimale du rainurage, nécessaire pour un transfert sans problème du moment de torsion donné. |
L | Longueur choisie du rainurage |
sT | Sûreté pour le contrôle de l'arbre à la torsion |
sp | Sûreté pour le contrôle de l'arbre à la déformation |
Ce paragraphe sert à la détermination des dimensions de l'assemblage par l'utilisateur. Les dimensions peuvent être choisies manuellement ou les valeurs de la solution conçue peuvent être transférées en utilisant le choix du tableau [8.10]. Pour les valeurs entrées manuellement, choisissez d'abord la dimension appropriée du rainurage [8.13]. Pour le rainurage choisi, le programme calcule sa longueur fonctionnelle minimale [8.21], nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné. Conclure la conception de l'assemblage par le choix de la longueur réelle du rainurage dans la rangée [8.22].
Recommandations: La longueur du moyeu ne devrait en aucun cas être supérieure au double du diamètre extérieur du rainurage. Au cas où la longueur fonctionnelle de la cannelure serait plus grande, répétez la conception pour un rainurage avec plus de rainures ou d'un plus grand diamètre.
Ce paramètre donne le diamètre minimal de l'arbre plein non affaibli par des rainures, ce qui est nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné.
Sur la liste, choisissez un rainurage de dimensions adéquates. Choisissez le rainurage de sorte que le diamètre intérieur Dre du rainurage soit supérieur au diamètre minimal Dremin. Les dimensions du rainurage sont données sur la liste dans la forme suivante: "Diamètre extérieur" - "Module / Lancement" x "Nombre de dents". Les dimensions préférées (recommandées) du rainurage sont marquées sur la liste par le symbole "*".
Ce paramètre donne la longueur fonctionnelle minimale du rainurage choisi, nécessaire pour le transfert sans problème du moment de torsion donné.
Choisir une longueur de rainurage supérieure à la longueur minimale calculée [8.21]. En déterminant la longueur, ne pas oublier que la longueur du rainurage est en également la longueur minimale permise du moyeu. Les longueurs recommandées du moyeu peuvent être trouvées dans le document "Valeurs d'orientation pour le choix des dimensions du moyeu".
Pour les raccordements avec des cannelures, il y a souvent deux types de contrôles de résistance. Le contrôle de chargement de torsion de l'arbre et le contrôle de la déformation des surfaces de contact du raccordement.
Le contrôle est effectué pour le diamètre Dre d'un arbre plein [8.17], non affaibli par des rainures. La sûreté résultante de l'assemblage [9.4] est donnée par le rapport de l'effort de cisaillement permis du matériel de l'arbre à l'effort de comparaison calculé. Pour un assemblage convenable, la sûreté calculée doit être supérieure à la sûreté réquise [1.19].
Le contrôle de la déformation est effectué par la comparaison de la pression permise du matériel de qualité inférieure à la pression calculée agissant sur les côtés de la cannelure. Pour que le raccordement soit convenable, la valeur de la plus petite sûreté devrait être supérieure à la valeur de la sûreté requise [1.19].
Ce paragraphe peut être utilisé pour une comparaison rapide des solutions conçues des joints d'arbres et des moyeux. Seulement les dimensions de base sont données pour les différents types d'assemblages. Les dimensions complètes de l'assemblage peuvent être trouvées dans le chapitre (dans la section) du calcul respectif.
Les informations sur les options des résultats graphiques 2D et 3D et les informations sur la compatibilité entre les systèmes de DAO 2D et 3D peuvent être trouvés dans le document "Résultat graphique, systèmes de DAO".
L'information sur le réglage des paramètres de calcul et le choix de la langue peut être trouvée dans le document "Réglage des calculs, changement de langue".
Les informations générales sur la façon dont vous pouvez modifier et prolonger les cahiers de travail du calcul sont mentionnées dans le document "Modifications du cahier de travail (calcul)".