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Guides de conception d'engrenages

Usinage des clavetages et cannelures d'engrenages : normes, tolérances et mesure

Clavetages et cannelures sur engrenages et arbres : normes courantes, comment lire une indication comme 12,5h8, les méthodes d'usinage et la vérification de l'ajustement.

Un engrenage est inutile tant qu'il n'est pas lié à son arbre, et dans la plupart des transmissions industrielles, cette liaison est un clavetage ou une cannelure. Ces détails paraissent simples au plan — un rectangle découpé dans l'alésage ou l'arbre —, mais l'ajustement qu'ils procurent détermine le couple que la transmission peut transmettre sans micro-frottement, jeu ou bruit. Les acheteurs qui comprennent les indications de clavetage obtiennent des devis plus rapides et évitent la plainte classique « la clavette entre, l'engrenage ballotte ».

Deux familles dominent la pratique industrielle. Un clavetage est une rainure unique découpée dans l'alésage ou sur l'arbre, appariée avec une clavette parallèle ou inclinée ; c'est économique, facile à mesurer et normalisé dans le monde entier (GB/T 1095, DIN 6885, ANSI B17.1). Une cannelure est une série de dents découpées autour de l'alésage ou de l'arbre — cannelures en développante pour engrenages, dentures en dents de scie ou à côtés parallèles pour services légers —, qui répartit le couple sur de nombreuses surfaces et permet l'engagement glissant. Le choix est généralement fait par l'application, pas par préférence.

Lire l'indication est simple une fois le système familier. Dans une indication comme 12,5h8, le nombre est la largeur nominale de la rainure et h8 est la tolérance ISO de cette largeur. Pour un siège de clavette parallèle dans le moyeu, la largeur est souvent faite en Js9 ou D10, tandis que la rainure d'arbre est tenue en h9 ou N9 ; la classe h8 de cet exemple est une largeur contrôlée contre laquelle la clavette est sélectionnée. La profondeur, sa position par rapport à l'axe de l'alésage et sa symétrie sont aussi fonctionnelles que la largeur.

L'usinage diffère selon la pièce et le volume. Le brochage est la façon la plus rapide et la plus constante de couper les clavetages et cannelures internes, et c'est le standard en production. Pour les pièces uniques ou de grand diamètre, les clavetages sont fraisés sur un centre d'usinage ou découpés par électroérosion à fil. Les clavetages externes d'arbre sont fraisés ou rectifiés ; les cannelures d'arbres sont taillées ou brochées, puis rectifiées quand la classe d'ajustement l'exige. Chaque méthode laisse un état de surface différent, important pour les ajustements serrés et glissants.

La vérification est là où la plupart des problèmes apparaissent. La largeur est contrôlée avec des calibres tampons, la profondeur et la symétrie avec un micromètre ou un calibre de clavetage, et les cannelures avec des calibres passe/ne passe pas ou une machine à mesurer tridimensionnelle. Pour un couple, le test pratique est l'assemblage : une clavette parallèle doit s'enfoncer avec une légère interférence et le moyeu doit glisser sur l'arbre avec un jeu contrôlé. Un fournisseur qui communique les valeurs mesurées réelles au lieu de « conforme » est digne de confiance.

Dans notre usine, les clavetages et cannelures internes sont brochés, les externes fraisés ou rectifiés, et chaque rainure est contrôlée avant expédition. Envoyez-nous votre plan avec les indications de clavetage ou cannelures marquées — nous confirmerons la méthode et vous donnerons un devis sous 24 heures.

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