Mối ghép đa giác (polygon) thay rãnh then bằng chính biên dạng không tròn của thân trục: trục ⛔ không bị khoét nên giữ nguyên tiết diện và ⛔ không có góc rãnh tập trung ứng suất. DIN 32711 quy định biên dạng P3G gần tam giác, DIN 32712 quy định P4C gần vuông.
Nội dung thuộc chuyên trang Thiết kế – chế tạo máy của cokhi.net, viết ở góc nguyên lý và tiêu chuẩn.
Nguyên lý: bỏ rãnh, đổi hình thân trục
Mọi mối ghép chống xoay đều cần một chỗ không tròn để chặn chuyển động quay tương đối. Mối ghép then tạo chỗ đó bằng cách khoét rãnh và cắm thêm một thanh; then hoa tạo bằng nhiều răng liền khối. Mối ghép đa giác đi xa hơn: toàn bộ mặt trục là mặt truyền lực, không thêm chi tiết rời và không có rãnh.
Hệ quả cơ học đi thẳng từ đó:
- ⛔ Không có góc rãnh ⇒ ⛔ không có điểm tập trung ứng suất kiểu góc vuông — thứ vốn là nơi khởi phát nứt mỏi trên trục có rãnh then.
- Tiết diện trục giữ gần như nguyên vẹn ⇒ cùng đường kính, trục chịu xoắn và uốn tốt hơn trục có rãnh.
- Áp lực trải trên mặt cong rộng ⇒ áp suất tiếp xúc thấp hơn so với hai mặt bên hẹp của một thanh then.
- Tự định tâm ⇒ biên dạng đối xứng kéo mayơ về đúng tâm khi siết, ⛔ không lệch như then vát.
P3G và P4C khác nhau ở đâu
| P3G — DIN 32711 | P4C — DIN 32712 | |
|---|---|---|
| Hình dạng | Gần tam giác, bề dày đều (Gleichdick) | Gần vuông, ghép từ đoạn trochoid và cung tròn |
| Trượt dọc trục khi đang tải | ⛔ Không | Có |
| Dùng khi | Mayơ cố định trên trục, cần độ bền mỏi cao | Chi tiết phải di chuyển dọc trục trong lúc truyền mô-men |
| Trị số kích thước biên dạng | đang cập nhật — tra bản gốc DIN 32711-1 | đang cập nhật — tra bản gốc DIN 32712 |
Nguồn: DIN 32711-1 — Shaft-to-hub connection — P3G polygon profile — Part 1: General information and geometry (bản ghi: https://standards.globalspec.com/std/1404089/din-32711-1); mô tả biên dạng P4C dùng cho trường hợp cần dịch chuyển dọc trục dưới tải theo tài liệu kỹ thuật công khai của INKOMA/ALBERT — Shaft hub connections: https://www.inkoma-albert.com/wp-content/uploads/2024/04/Product_sheet_INKOMA_shaft_hub_connection_EN.pdf — tra ngày 26/08/2026. ⚠️ Số liệu so sánh độ bền mỏi giữa polygon và then hoa: đang cập nhật — con số lưu hành trên tài liệu thương mại chưa đối chiếu được với bản gốc tiêu chuẩn, ⛔ không dẫn.
Cái giá phải trả
Lý do mối ghép đa giác ⛔ không thay thế hết then trong cơ khí phổ thông nằm ở gia công:
- Trục phải cắt biên dạng không tròn — cần máy chuyên dụng hoặc nguyên công phay/mài đặc biệt, ⛔ không tiện tròn thông thường được.
- Lỗ mayơ còn khó hơn: biên dạng trong phải chuốt hoặc xọc theo dao riêng cho từng cỡ. Đây cùng loại khó khăn với rãnh then trong lỗ — xem chuốt và xọc gia công rãnh then, lỗ định hình.
- Kiểm tra cần dưỡng riêng hoặc máy đo tọa độ, vì ⛔ không đo được bằng panme như một trục tròn.
⇒ Mối ghép đa giác hợp với sản lượng lớn hoặc cụm mà độ bền mỏi và độ đồng tâm quan trọng hơn chi phí gia công. Với đơn chiếc và tải vừa, then bằng vẫn rẻ hơn nhiều.
Chọn giữa bốn kiểu chống xoay
| Bài toán của bạn | Kiểu nên chọn | Vì sao |
|---|---|---|
| Tải vừa, sản lượng nhỏ, cần thay thế dễ | Then bằng | Rẻ nhất, hàng tiêu chuẩn có sẵn |
| Tải lớn, cần trượt dọc dưới tải | Then hoa hoặc P4C | Cả hai chia tải rộng và cho phép dịch chuyển dọc |
| Tải thay đổi/va đập, trục làm việc gần giới hạn mỏi | P3G | ⛔ Không có góc rãnh ⇒ ⛔ không có mầm nứt hình học |
| Cần ⛔ không rãnh, ⛔ không biên dạng đặc biệt, chỉnh được vị trí | Bạc côn kẹp / vòng khóa trục | Giữ bằng ma sát trên trục trơn |
Câu hỏi thường gặp
Mối ghép đa giác là gì? Là mối ghép trục – mayơ trong đó thân trục được cắt thành biên dạng không tròn (gần tam giác hoặc gần vuông) và lỗ mayơ có biên dạng khớp tương ứng, truyền mô-men bằng chính hình dạng đó thay vì bằng then rời.
P3G và P4C khác nhau thế nào? P3G (DIN 32711) gần tam giác, bề dày đều, dùng cho mayơ cố định. P4C (DIN 32712) gần vuông, ghép từ đoạn trochoid và cung tròn, cho phép chi tiết trượt dọc trục trong lúc vẫn truyền mô-men.
Vì sao mối ghép đa giác bền mỏi hơn rãnh then? Vì không có góc rãnh. Rãnh then tạo điểm gián đoạn hình học với tập trung ứng suất cao tại góc — nơi nứt mỏi hay khởi phát; biên dạng đa giác là mặt cong liên tục nên không có điểm đó.
Vì sao mối ghép đa giác không phổ biến bằng then? Vì chi phí gia công. Cả trục lẫn lỗ mayơ đều cần biên dạng đặc biệt với máy và dao riêng, và việc kiểm tra cũng cần dưỡng hoặc máy đo tọa độ thay vì panme thông thường.
Mối ghép đa giác có cần dung sai riêng không? Có. Biên dạng và dung sai của nó do chính DIN 32711/DIN 32712 quy định; phần trụ và vai tựa đi kèm trên cùng chi tiết vẫn dùng hệ dung sai thông thường — xem bảng tra dung sai lắp ghép trục – lỗ.
Tài liệu tham khảo
- DIN 32711-1 — Shaft-to-hub connection — Polygon profile P3G — Part 1: General information and geometry: https://standards.globalspec.com/std/1404089/din-32711-1
- DIN 32712 — Shaft-to-hub connection — Polygon profile P4C; mô tả kỹ thuật công khai, INKOMA/ALBERT: https://www.inkoma-albert.com/wp-content/uploads/2024/04/Product_sheet_INKOMA_shaft_hub_connection_EN.pdf (tra 26/08/2026).
Nhãn minh bạch: Bài kiến thức nền do Ban Biên tập Kỹ thuật cokhi.net biên soạn. Sơ đồ là hình khái niệm, không theo tỉ lệ. Bài nêu cơ chế và số hiệu tiêu chuẩn; ⛔ không nêu trị số kích thước biên dạng, và ⛔ không dẫn con số so sánh độ bền mỏi lưu hành trên tài liệu thương mại vì chưa đối chiếu được bản gốc — hai ô đó ghi rõ "đang cập nhật".