【正文】
(d) wear。 Virtually all machines contain shafts. The most mon shape for shafts is circular and the cross section can be either solid or hollow (hollow shafts can result in weight savings).Rectangular shafts are sometimes used, as in screwdriver blades, socket wrenches and control knob stems . A shaft must have adequate torsion strength to transmit torque and not be overstressed. It also be torsion ally stiff enough so that one mounted ponent does not deviate excessively from its original angular position relative to a second ponent mounted on the same shaft. Generally speaking, the angle of twist should not exceed one degree in a shaft length equal to 20 diameters. Shafts are mounted in bearings and transmit power through such devices as gears, pulleys, cams and clutches. These devices introduce forces which attempt to bend the shaft。軸承設(shè)計(jì)的一 個(gè)重要組成部分是使密封裝置起到應(yīng)有作用。按照實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定,靜態(tài)承載能力是這樣一個(gè)載荷,當(dāng)它作用在軸承上時(shí),滾動(dòng)體與滾道在任何一個(gè)接觸點(diǎn)處的總變形量不超過滾動(dòng)體直徑的 %。軸肩處的圓弧半徑重要是為了避免應(yīng)力集中。 盡管球軸承和滾子軸承的基本設(shè)計(jì)責(zé)任在軸承制造廠家,機(jī)器設(shè)計(jì)人員必須對(duì)軸承所要完成的任務(wù)做出正確的評(píng)價(jià),不僅要考慮軸承的選擇,而且還要考慮軸承的正確安裝條件。但在許多機(jī)構(gòu)上不使用專門的套圈,而將相互作用的表面淬硬到大約 600HV。在轉(zhuǎn)速高的場合需要有專門的冷卻裝置,而這可能會(huì)增大摩擦阻力。 而幾乎所有的軸都裝有滾動(dòng)軸承。在把屬于不同的設(shè)備(例如一個(gè)個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)變速箱)的軸聯(lián)接起來的時(shí)候,要把這些軸精確地對(duì)準(zhǔn)是比較困難的,此時(shí)可以采用彈性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器有幾種類型,它們的特性隨其用途而定。 聯(lián)軸器是用來把兩個(gè)相鄰軸端 聯(lián)接起來的裝置。知道這些臨界速度的大小是很重 要的,因?yàn)檫@樣可以避開它。 齒輪和皮帶輪等零件通過鍵聯(lián)接在軸上。 直徑小于 3 英寸的軸可以采用含碳量大約為 %的冷軋鋼,直徑在 3~5 英寸之間的軸可以采用冷軋鋼或鍛造毛坯。總而言之,在兩個(gè)軸承支承之間,軸在每英尺長度上的彎曲變形不應(yīng)該超過 英寸。一般來說,在軸的長度等于其直徑 的 20倍時(shí),扭轉(zhuǎn)角不應(yīng)該超過 1 度。軸最常見的形狀是圓形,其截面可以是實(shí)心的,也可以是空心的(空心軸可以減輕重量)。有時(shí)也采用矩形軸,例如,螺絲起子的頭、套筒扳手和控制旋扭的桿。軸安裝在軸承中,通過齒輪、皮帶輪、凸輪、和離合器等零件傳遞動(dòng)力。 此外,軸還必須能承受彎矩和扭矩的組合作用。當(dāng)直徑大于 5 英寸大,則要采用鍛造毛坯,然后機(jī)械加工到所要求的尺寸。在對(duì)鍵及軸上與之相應(yīng)的鍵槽進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須進(jìn)行認(rèn)真的計(jì)算。一般憑經(jīng)驗(yàn)來說,工作速度與臨界速度之間至少應(yīng)該相差 20%。在機(jī)械結(jié)構(gòu)中,聯(lián)軸器被用來實(shí)現(xiàn)相鄰的兩根轉(zhuǎn)軸之間的半永久性聯(lián)接。如果制造工廠中或者船舶的螺旋漿需要一根特別長的軸,可以采用分段的方式將其制造出來,然后采用剛性聯(lián)軸器將各段聯(lián)接起來。這種聯(lián)軸器聯(lián)接軸的方式可以把由于被聯(lián)接的軸之間的軸線不重合所造成的有害影響減少到最低程度。對(duì)于 球軸承和滾子軸承,一個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮下面五個(gè)方面:( a)壽命與載荷的關(guān)系;( b)剛度,也就是在載荷作用下的變形;( c)摩擦;( d)磨損;( e)噪音。磨損主要是由于污染物的進(jìn)入引起的,必須選用密封裝置以防止周圍環(huán)境的不良影響。滾動(dòng)軸承由于在工作中會(huì)產(chǎn)生高的應(yīng)力,其主要失效形式是金屬疲勞,這一點(diǎn)并不奇怪,目前正在進(jìn)行大量的工作以求改進(jìn)這種軸承的可靠性。 軸承套圈與軸或軸承座的配合非常重要,因?yàn)樗鼈冎g的配合不僅應(yīng)該保證所需要的過盈良 好 ,而且也應(yīng)該保證軸承的內(nèi)部間隙。在軸承內(nèi)圈上加工出一個(gè)圓狐或者倒角,用來提供容納軸肩處圓弧半徑的空間。這相當(dāng)于直徑位 25mm 的球產(chǎn)生 的永久變形。此外,對(duì)摩擦學(xué)研究人員