一、軸的概念

1.1軸的定義

軸是支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。

1.2 軸的設計準則

一、 根據(jù)軸的工作條件、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性原則，選取適合的軸材料、毛坯形式及軸熱處理方法。

二、根據(jù)軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等具體要求，確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀及尺寸、阻尼力度，即進行軸的結(jié)構(gòu)設計。

三、軸的強度計算或校核。對受力大的細長結(jié)構(gòu)軸和對剛度要求高的軸結(jié)構(gòu)，還要進行剛度計算。

二、 軸的分類

例如在對高速工作下的軸，因有共振現(xiàn)象出現(xiàn)，故進行振動穩(wěn)定性計算。

常見的軸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸（軟軸）

2.1 曲軸

曲軸是發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動發(fā)動機上其他附件工作。

2.1.1 曲軸的功能分析

曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，

使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

為減小曲軸質(zhì)量及運動時所產(chǎn)生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔，以便將機油引入或引出，用以潤滑軸頸表面。

為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采用過渡圓弧連接。

2.2 軟軸

軟軸是剛性很小具有彈性可自由彎曲傳動的軸。

用于聯(lián)接不同一軸線和不在同一方向或有相對運動的兩軸以傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩。能把旋轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)矩靈活地傳到任何位置。

2.2.1 軟軸的功能分析

彎曲型：通過材料的柔軟可塑性從而實現(xiàn)支撐以及調(diào)節(jié)方向的作用，其便利性較強，可塑性較高，但強度相對較弱，穩(wěn)定性較差，適用于輕小型產(chǎn)品中

收納型：通過軟軸所具有的軟彈性而實現(xiàn)折疊收納

2.3 直軸

直軸指的是軸線為直線的軸。根據(jù)直軸所受載荷不同，可將其分為轉(zhuǎn)軸、傳動軸和心軸三類。

2.3.1 直軸的分類

轉(zhuǎn)軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。

心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等。

傳動軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，如起重機移動機構(gòu)中的長光軸、汽車的驅(qū)動軸等。

2.3.2轉(zhuǎn)軸的功能分析：

① 連接型 用于連接產(chǎn)品部件，可實現(xiàn)一定角度旋轉(zhuǎn)，多運用在產(chǎn)品連接處及把手支撐部分。

外露走線，結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便，節(jié)省成本，但由于電線裸露，破壞其整體性，也會產(chǎn)生一定的危險性適用于小功率電器。

隱藏走線，使得整體更加統(tǒng)一，安全性能高，但結(jié)構(gòu)較為復雜，需要考慮走線位置。

② 調(diào)節(jié)型 用于調(diào)節(jié)產(chǎn)品連接處的松緊程度以實現(xiàn)角度固定

螺絲調(diào)節(jié)，通過調(diào)整螺絲的松緊以達到固定角度的目的，結(jié)構(gòu)簡單，但調(diào)整較為費力。阻尼調(diào)節(jié)，其結(jié)構(gòu)無需松緊便可以阻止物體繼續(xù)運動，

使物體可以固定在任一個角度，方便好用，調(diào)節(jié)時會有頓挫感及噪音。無極調(diào)節(jié)，是一種連續(xù)的，無擋位的調(diào)速，方便，沒有換檔的頓挫感，傳動效率高。但故障率相對較高，成本相對較高。

③ 折疊型 通過軸的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)產(chǎn)品部件的翻轉(zhuǎn)折疊既能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，又能進行折疊收納

④ 轉(zhuǎn)向型 通過多個直軸的組合來實現(xiàn)不同方向調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向，因其靈活度較高，限制性較小，被廣泛運用到各種產(chǎn)品中。

⑤ 穩(wěn)定型 通過多個軸相互連接從而實現(xiàn)穩(wěn)定可調(diào)節(jié)性

⑥ 萬向型 通過一種滾珠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)各方位角度的調(diào)節(jié)，多應用于輕小型產(chǎn)品中,這種滾珠結(jié)構(gòu)一般都會打孔，一來是能夠防止塑料縮水，二來可以方便從中間走線。

01 液壓傳動機械手

是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。

其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。

02 氣壓傳動機械手

是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。

其主要特點是:介質(zhì)來源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。

03 機械傳動機械手

即由機械傳動機構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構(gòu)等)驅(qū)動的機械手。

它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動作程序不可變。

04 電力傳動機械手

即有特殊結(jié)構(gòu)的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。

其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。

三、運用分析

轉(zhuǎn)軸是一件產(chǎn)品調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部分，大多都會由單個軸以及多個軸構(gòu)成

軸在產(chǎn)品的不同位置會發(fā)揮不同的作用

四、總結(jié)

轉(zhuǎn)軸具有轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)，連接，折疊，穩(wěn)定以及調(diào)整方位的作用，可以通過不同的材質(zhì)，不同的形式來表現(xiàn)，是一件產(chǎn)品不可或缺的部分。

設計此類產(chǎn)品時應針對產(chǎn)品功能，產(chǎn)品屬性以及使用環(huán)境來選擇相應類型的軸，將其通過設計手法相互組合，使其能夠發(fā)揮最大的作用。

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