T.B.M תכנון מכני ושרטוט

Mechanical Design & Drawings

חיבורים והידוק

שגם וחריץ שגם

Key and Keyway

שגם הוא מוט קטן שמונח בחריץ משותף לגל ולרכזת, ומעביר מומנט סיבוב מהגל לגלגל או לגלגלת.

בהתאם לתקן: DIN 6885, ISO 773

In English

A key fits in matching slots in a shaft and hub to transmit torque between them.

הסבר

הנפוץ ביותר הוא שגם מקבילי (DIN 6885). מידות השגם והחריץ נגזרות מקוטר הגל. בעומסים גבוהים או בהחלפת כיוון סיבוב משתמשים בגל משונן או בתותב נעילה (Taper Lock). את התאמת רוחב החריץ בוחרים לפי השימוש: חופשית (H9 בגל ו-D10 ברכזת) כשהרכזת נעה לאורך הגל, רגילה (N9 ו-JS9) לשימוש כללי, והדוקה (P9 בשניהם) בהחלפת כיוון סיבוב או בעומס משתנה. רוחב השגם עצמו נקבע ב-h9, עומק החריץ ב-+0.1 עד +0.3 mm לפי גובה השגם.

מה זה אומר בפועל

גלגלת עם קדח מעובד מושחלת על גל. בגל מכורסם חריץ סגור באצבע כרסום, ובקדח הגלגלת נעשה חריץ בחיטוט או במכונת חריצה. השגם יושב בחריץ הגל בהתאמה הדוקה, והמומנט עובר דרך הדפנות הצדדיות שלו. את הגלגלת מקבעים צירית בנפרד, בבורג מקבע מעל השגם או בדסקית קצה.

למה זה חשוב

חיבור פשוט, זול ותקני להעברת מומנט, שקל לפרק.
מבטיח מיקום זוויתי קבוע בין הגל לגלגל.
השגם הוא חלק זול שנכשל לפני הגל, ולכן משמש לעתים כחוליה החלשה במכוון.
החריצים נעשים בכלים רגילים בכל בית מלאכה.

בעיות נפוצות ופתרונות

מרווח בין השגם לחריץ בתנועה הלוך-חזור מרחיב את החריץ ויוצר חופש → משתמשים בהתאמה הדוקה (P9) או בתותב נעילה ללא שגם.
חריץ שמגיע עד שינוי קוטר מגדיל מאוד את ריכוז המאמצים → מסיימים אותו לפני הכתף ומשאירים רדיוס בתחתית.
השגם נודד החוצה לאורך הציר → מוסיפים בורג מקבע או קיבוע צירי לרכזת.
שגם קצר מדי גורם למעיכת הדפנות → בודקים לחץ מגע על הדפנות, מאריכים את השגם או מוסיפים שגם שני ב־180°.

איפה משתמשים

גלגלות רצועה וגלגלי שרשרת
גלגלי שיניים על גלים
גלי יציאה של מנועים וממסרות
מצמדים
משאבות ומאווררים

נוסחאות ונתונים הנדסיים

לחץ שטחי על דופן השגםp = 2 · T / (d · (h − t₁) · l_tr)

מאמץ גזירה בשגםτ = 2 · T / (d · b · l_tr)

אורך נושא בשגם עם קצוות עגולים (צורה A)l_tr = l − b

מקרא
p	לחץ שטחי	MPa
T	מומנט	N·mm
d	קוטר הגל	mm
b, h	רוחב וגובה השגם	mm
t₁	עומק החריץ בגל	mm
l	אורך השגם	mm
l_tr	אורך נושא	mm
τ	מאמץ גזירה	MPa

ערכים מקובלים

DIN 6885: גל 17–22שגם 6×6 , t₁ = 3.5
DIN 6885: גל 22–30שגם 8×7 , t₁ = 4.0
DIN 6885: גל 30–38שגם 10×8 , t₁ = 5.0
DIN 6885: גל 38–44שגם 12×8 , t₁ = 5.0
לחץ מותר, רכזת פלדה (עומס שקט)≈ 90–150 MPa
לחץ מותר, רכזת ברזל יציקה≈ 50–70 MPa
סבולות: רוחב השגם bh9
סבולות: גובה השגם hh11 (h9 בשגם ריבועי)
סבולות: אורך השגם lh14
סבולות: אורך החריץ בגלH15
רוחב החריץ, התאמה חופשית (גל / רכזת)H9 / D10
רוחב החריץ, התאמה רגילה (גל / רכזת)N9 / JS9
רוחב החריץ, התאמה הדוקה (גל / רכזת)P9 / P9
סבולות עומק החריץ t₁ ו-t₂ (לפי גובה השגם)h ≤ 6: ‎+0.1 | h עד 22: ‎+0.2 | h עד 70: ‎+0.3 mm
התאמת הרכזת לגל (נפוץ)H7 / k6 או H7 / m6

דוגמה: גל Ø30 עם שגם 8×7 (t₁ = 4) באורך 40 mm (l_tr = 32 mm) שמעביר 150 N·m: p = 2 · 150000 / (30 · 3 · 32) ≈ 104 MPa. זה עובר ברכזת פלדה, אבל לא ברכזת מברזל יציקה.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

Types of Shaft Keys – Introduction with Animation – Machine Design · Solidworks Fun (YouTube)

סוגים נפוצים

מקבילי (DIN 6885)
חצי ירח (Woodruff, DIN 6888)
קוני (DIN 6886)

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו

התרגומים, השמות, ההסברים והנתונים במילון נאספו ממקורות מקצועיים שונים ונועדו להתמצאות כללית בלבד. ייתכנו בהם אי-דיוקים, ו-T.B.M אינה אחראית לנכונותם או לכל שימוש שייעשה בהם. המידע אינו מחליף ייעוץ הנדסי, תקנים או נתוני יצרן. השימוש כפוף לתנאי השימוש ולהוראות השימוש במילון.