一、軸的概念

1.1軸的定義

軸是支承轉動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。

1.2 軸的設計準則

一、 根據軸的工作條件、生產批量和經濟性原則，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，確定軸的合理結構形狀及尺寸、阻尼力度，即進行軸的結構設計。

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

二、 軸的分類

例如在對高速工作下的軸，因有共振現象出現，故進行振動穩定性計算。

常見的軸根據軸的結構形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸（軟軸）

2.1 曲軸

曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。

2.1.1 曲軸的功能分析

曲軸受到旋轉質量的離心力、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。

為減小曲軸質量及運動時所產生的離心力，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運動和扭矩。能把旋轉運動和轉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支撐以及調節方向的作用，其便利性較強，可塑性較高，但強度相對較弱，穩定性較差，適用于輕小型產品中

收納型：通過軟軸所具有的軟彈性而實現折疊收納

2.3 直軸

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

2.3.1 直軸的分類

轉軸，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，用來支承轉動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉動，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，如起重機移動機構中的長光軸、汽車的驅動軸等。

2.3.2轉軸的功能分析：

① 連接型 用于連接產品部件，可實現一定角度旋轉，多運用在產品連接處及把手支撐部分。

外露走線，結構簡單，組裝方便，節省成本，但由于電線裸露，破壞其整體性，也會產生一定的危險性適用于小功率電器。

隱藏走線，使得整體更加統一，安全性能高，但結構較為復雜，需要考慮走線位置。

② 調節型 用于調節產品連接處的松緊程度以實現角度固定

螺絲調節，通過調整螺絲的松緊以達到固定角度的目的，結構簡單，但調整較為費力。阻尼調節，其結構無需松緊便可以阻止物體繼續運動，

使物體可以固定在任一個角度，方便好用，調節時會有頓挫感及噪音。無極調節，是一種連續的，無擋位的調速，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 通過軸的轉動，從而實現產品部件的翻轉折疊既能實現轉動調節，又能進行折疊收納

④ 轉向型 通過多個直軸的組合來實現不同方向調節轉向，因其靈活度較高，限制性較小，被廣泛運用到各種產品中。

⑤ 穩定型 通過多個軸相互連接從而實現穩定可調節性

⑥ 萬向型 通過一種滾珠結構轉動來實現各方位角度的調節，多應用于輕小型產品中,這種滾珠結構一般都會打孔，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動執行機構運動的機械手。

其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩、結構緊湊、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動系統，可實現連續軌跡控制，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動執行機構運動的機械手。

其主要特點是:介質來源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，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構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環境中進行工作。

03 機械傳動機械手

即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等)驅動的機械手。

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，但結構較大，動作程序不可變。

04 電力傳動機械手

即有特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅動執行機構運動的械手，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。

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，但有發展前途。

三、運用分析

轉軸是一件產品調節旋轉的關鍵部分，大多都會由單個軸以及多個軸構成

軸在產品的不同位置會發揮不同的作用

四、總結

轉軸具有轉動，調節，連接，折疊，穩定以及調整方位的作用，可以通過不同的材質，不同的形式來表現，是一件產品不可或缺的部分。

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

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