Причина первая, этническая. В общих чертах: на территориях автономных республик был либо паритет республиканской нации с русскими, либо незначительный (в рамках ±15%) перевес в пользу тех или других. В союзных напротив, существенное преобладание одной крупной нации над другими. Был небольшой ряд исключений, к примеру, Карело-Финская ССР, но о ней поговорим чуть ниже. Если же брать пример приведенных вами республик, то в Казахстане (Киргизская АССР 1920-25, Казакстан 1925-36) русских было большинство только на протяжении границы с РСФСР, где они веками компактно соседствовали с различными тюркскими этносами, и в ряде городов южной и центральной территории. Узбекистан - аналогично крупные города, и реже - поселения (зачастую образованные в результате точечного заселения территории в до-советский период). Далее по этой теме Вы также можете почитать про национально-территориальное размежевание в Средней Азии.
Причина вторая, политическая. Создавая любое территориальное образование внутри страны, советская власть, с большой долей вероятности и в теории не мыслила о возможном роспуске/распаде Союза, однако на этом любят спекулировать разного рода политические "эксперты" (за частую, правда, без соответствующего образования), выводя это к "сознательному заложению мин замедленного действия". За таковые почитают создание Абхазской АССР и Юго-Осетинской АО в Грузии, АОНК в Азербайджане, КБР и КЧР в РСФСР. Как то ни странно все гораздо проще, удовлетворялись политические амбиции местных элит в случае их совпадение с взглядом на обустройство края в Кремле. Перейдем к примеру с Карело-Финской АССР: создается она после проигрыша в Зимней войне 1939-40 года и просуществует немногим более полутора десятка лет. Причины ее возникновения сугубо политические, так как коренные народы населявшие территорию совокупно составляли едва ли 30% от общего населения, и смысл существования союзной республики сводиля к тому, что бы показать что по нашу сторону границы живут "правильные" финны, с помощью которых в случае чего можно начать "освобождать" соседнюю территорию ("-финская" было исключено из названия республики в 1956 году в виду нормализации отношений с пост-маннергеймовской Финляндией).
Надеюсь что смог ответить на Ваш вопрос.