轴和联轴器[外文翻译].doc

译文

轴和联轴器

实际上，几乎所有的机器都装有轴。轴最常见的形状是圆形，其截面可以是实心的，也可以是空心的。同时也采用矩形轴，例如，螺丝起子的头、套筒扳手和控制旋钮的杆。
为了在传递扭矩时不发生过载，轴应该具有适当的抗扭强度。轴还应该具有足够的抗扭刚度，以便使同一个轴上的两个传动零件之间的相对转角不会过大。一般来说，在轴的长度等于其直径的20倍时，扭转角不应该超过1度。
轴安装在轴承中，通过齿轮、皮带轮、凸轮和离合器等零件传递动力。通过这些零件传来的力可能会使轴产生弯曲变形。因此，轴应该有足够的刚度以防支承轴承受力过大。总而言之，在两个轴承支撑之间，轴在每英尺长度上的弯曲变形不应该超过0.01英寸。
此外，轴还必须能够承受弯矩和扭矩的组合作用。因此，要考虑扭矩和弯矩的当量载荷。因为扭矩和弯矩会产生交变应力，在许用应力中也应该有一个考虑疲劳现象的安全系数。
直径小于3英寸的轴可以采用含碳量大约0.4%的冷轧钢，直径在3~5英寸之间的轴可以采用冷轧钢或锻造毛坯。当直径大于5英寸时，则要采用锻造毛坯，然后机械加工到所要求的尺寸。轻载时，广泛采用塑料轴。由于塑料是电的不良导体，在电器中用它比较安全。
齿轮和皮带轮等零件个、通过键联接在轴上。在对键及轴上与之相应的键槽进行设计时，必须进行认真的计算。例如，轴的键槽会引起应力集中，由于键槽的存在使轴的横截面面积减小，会进一步减弱轴的强度。
如果轴以临界速度转动，将会发生强烈的震动，可能会毁坏整台机器。知道这些临界速度的大小是很重要的，因为这样可以避开它。一般凭经验来说，工作速度与临界速度之间至少应该相差20%。
轴的设计工作的另一个重要方面是轴与轴之间的直接联接方法。这是由刚性或弹性联轴器来实现的。
联轴器是用来把两个相邻轴端联接起来的装置。在机械结构中，联轴器被用来实现相邻的两根转轴之间的半永久性联接。在机器的正常使用期间内，这种联接一般不必拆开，在这种意义上，可以说联轴器的联接是永久性的。但是在紧急情况下，或者需要更换已磨损的零件时，可以先把联轴器拆开，然后再联接上。