軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件,但也有少部分是方型的。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。一般為金屬圓桿狀,各段可以有不同的直徑,機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。
1、軸的分類:
軸的類型很多,按軸線形狀不同可分為直軸、曲軸和撓性軸。曲軸常用于往復(fù)式機械(如內(nèi)燃機、空氣壓縮機等)中,撓性軸可將旋轉(zhuǎn)運動靈活地傳到所需要的位置,常用于醫(yī)療設(shè)備中,我們在文章中只討論直軸。
直軸按它們的承載情況不同可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。
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;
▲轉(zhuǎn)軸
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;
▲心軸
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。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼,也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強度和剛度,轉(zhuǎn)速高時還取決于振動穩(wěn)定性;
▲傳動軸
2、軸的材料
軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價廉,對應(yīng)力集中的敏感性小,機械性能也比較好,所以應(yīng)用較為廣泛。
鋼軸的毛坯一般用軋制的圓鋼或鍛件。鍛件的內(nèi)部組織比較均勻,強度好,故重要的軸應(yīng)采用鍛制毛坯。
3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸,為軸設(shè)計的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式,載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況,軸承的類型與尺寸,軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸,對軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計者可根據(jù)軸的具體要求進行設(shè)計,必要時可做幾個方案進行比較,以便選出最佳設(shè)計方案,以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計原則:
4、軸上零件的軸向定位及固定
軸上零件的軸向定位和固定方式常用的有軸肩、軸環(huán)、鎖緊擋圈、套筒、圓螺母和止動墊圈、彈性擋圈、軸端擋圈及圓錐面等。
5、軸的維修
5.1 軸彎曲變形的校正
軸的變形過大時,可冷壓校正或局部火焰加熱校正。校正時的支承部位應(yīng)正確,尤其應(yīng)注意不要使階梯軸拐角處因校正而產(chǎn)生應(yīng)力集中。
▲軸彎曲變形的校正(左)和軸頸磨損的鑲套修復(fù)(右)
5.2 軸頸磨損的修復(fù)
通常先用磨削加工消除軸的幾何形狀誤差,然后金屬噴鍍或刷鍍,嚴(yán)重時可堆焊或鑲套修理,鑲套時套與軸為過盈配合。
5.3 花鍵、鍵槽、螺紋的修復(fù)
可用氣焊或堆焊法修復(fù)磨損的齒側(cè)面,然后再以磨損的花鍵為基礎(chǔ),銑出花鍵。鍵槽損傷后,可適當(dāng)加大鍵槽或?qū)⑴f鍵槽焊堵,并配新鍵。軸上的螺紋損壞時,應(yīng)進行堆焊,重車螺紋。
▲花鍵鍵槽的修復(fù)
"