直齿圆柱齿轮的中心孔的大小不全是轴的最小直径,只能说,齿轮中心的孔一般不做为最小轴径,如果轴承位的直径跟齿轮中心的孔的直径相同的话,由于存在加工误差,容易磕碰轴承位而影响整个轴的精度。最小轴径正常考虑的话应比齿轮中心的孔要小,除非有特殊结构考虑的情况。
最小轴径的计算要考虑到轴传递的功率,扭矩,及齿轮、轴承在轴上的分布的问题。
轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件,但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。
主要分类
常见的轴有曲轴、直轴和软轴三种。
直轴又可分为:①转轴,工作时既承受弯矩又承受扭矩,是机械中最常见的轴,如各种减速器中的轴等。②心轴,用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩,有些心轴转动,如铁路车辆的轴等,有些心轴则不转动,如支承滑轮的轴等。③传动轴,主要用来传递扭矩而不承受弯矩,如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢,也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度,转速高时还取决于振动稳定性。
结构设计
轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计,必要时可做几个方案进行比较,以便选出最佳设计方案,以下是一般轴结构设计原则:
1、节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状;
2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整;
3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施;
4、便于加工制造和保证精度。
先根据轴所传递的扭矩计算出所需轴径(最小轴径),再根据标准轴径尺寸圆整,比如计算值为48.7mm,一般要取50mm。