מפתחות פיר מקבילי מוסברים

מפתחות גל מקבילי, הידועים בדרך כלל כמפתחות שטוחים, הם רכיבים מכניים המשמשים לחיבור צירים ורכיבים מסתובבים, כגון גלגלי שיניים, גלגלת או גלגלים, כדי להבטיח שהם מסתובבים יחד על ידי העברת מומנט. עקרונות העבודה, הסוגים, המאפיינים והיישומים שלהם מתוארים בפירוט להלן:

עקרונות העבודה
מפתחות שטוחים מסתמכים על הצד של המפתח (צד) כדי להעביר מומנט. המפתח מוחדר לפתח מפתח על הציר ועל הרכיב הסיבובי, ומשאיר פער מרווח על המשטח העליון.
במהלך הפעולה, מתחים לרוחב (שחול) בין צד המפתח לקיר חריץ המפתח מעבירים מומנט מהפיר לאיבר המסתובב (ולהיפך). עיצוב זה ממקד את הכוח על אזורי מגע גדולים יותר משני הצדדים כדי למנוע נזק שנגרם על ידי מתח- נקודתית אחת.

סוגי כפיות שטוחות
מפתח יחידה כללי:
מאפיינים: מבנה פשוט, פירוק נוח, דיוק מרכוז טוב. עם זאת, הם אינם יכולים לעמוד בכוחות ציריים ודורשים מבנים נוספים למיקום צירי.
שימושים: בשימוש נרחב לדיוק גבוה, מהירות גבוהה או עומס פגיעה/משתנה, כגון חיבור ציוד או גלגלת לציר.

בונד שטוח דק:
מאפיינים: קשר שטוח דק יותר מהרגיל, מתאים למבנה דופן דק או יישומים עם דרישות העברת מומנט נמוכות.
מטרה: מערכות מכניות קלות או קומפקטיות עם שטח מוגבל.

מקש מדריך (מקשי שקף):
מאפיינים: מוברג לציר, ומאפשר לרכיבים מסתובבים לנוע לאורך ציר-החריץ המפתח. יש להם מפתח להסרת חור בורג להסרה קלה.
מטרה: משמש לרכיבים מסתובבים הדורשים תנועה צירית מוגבלת, כגון גלגלי שיניים הזזה בתמסורת.

מאפיינים מרכזיים
המבנה פשוט: רק חריצי המפתח בציר והרכיבים המסתובבים אינם צריכים להיות מסובכים.
דיוק מרכזי טוב: התאמת המפתחות והחריצים מבטיחה מעלות קונצנטריות בין הציר לרכיבים מסתובבים.
קל לפירוק: אין צורך בכלים מיוחדים כדי להתקין ולפרק מפתחות סטנדרטיים.
קיבולת עומס צירית מוגבלת: לא יכול לעמוד בכוחות צירים בלבד; מבנים נוספים (למשל, טבעות כתף, טבעות תמיכה) נדרשים למיקום צירי.

מצבי כשל
ריסוק צד:
חשיפה ללחץ שחול מוגזם לאורך תקופה ארוכה עלולה להוביל לעיוות פלסטי של המשטח הצדי (אקסטרוזיה), במיוחד בחיבורים סטטיים.

כשל בגזירה:
כאשר המומנט עולה על חוזק הגזירה של המפתח, המפתח עלול להישבר לאורך משטח הגזירה (מקביל לציר הציר), במיוחד כאשר חיבור הכוח או חוזק החומר אינם מספיקים.
שיקולי עיצוב
מידות חתך-(bxh): קוטר הפיר (d) נקבע לפי (למשל, GB/T 1095). התקן מפרט את הקשר בין רוחב מפתח (b), גובה (h) וקוטר פיר כדי להבטיח התאמה של חוזק ולהימנע ממבנים גדולים מדי.
בחירת חומרים: פלדת פחמן בינונית (למשל . 45פלדה מס') משמשת בדרך כלל לטיפול בחום כדי לשפר את הקשיות ועמידות השחיקה. עבור סביבות קורוזיביות, ניתן להשתמש בפלדת אל חלד או סגסוגת.

בַּקָשָׁה

קשרים שטוחים נמצאים בשימוש נרחב במערכות מכניות הדורשות העברת מומנט אמינה, כגון:

1. תעשיית המנוע: חבר גלגלי שיניים או גלגלות לצירים ברכיבי הילוכים או מנוע.
2. כלי מכונה: רכיבים מסתובבים קבועים (כגון ציר, מחזיקי כלים) במחרטה, מכונות כרסום או מטחנה.
3. מפחית הילוכים ומנוע: חבר את הציר לגלגלת או לגלגלת במפחיתי מהירות או למנוע.
4. מכונות כלליות: הציר צריך להניע כל יישום של רכיבים מסתובבים עם דיוק ואמינות גבוהים.