文献综述-文献翻译-轴

m , s,em m em ,s,em m em um um il,um em am Y,K K K am em m m m m m m m m m em m em em 轴 轴 作为 机械 零件 通常 是一 根圆 柱形 杆 ， 用 来支 撑部 件并 随部 件一 起转 动以 接受和 传递 转动 和扭 矩 。 往 复式 发动 机的 曲轴 接受 每一 根曲 轴通 过活 塞和 连杆 （ 滑 块 机 构 ）传 来的 转动 ， 并 通过 联轴 器 、 齿 轮 、 链 条或 皮带 把转 动传 递到 变速 箱 、 凸 轮轴 、 泵 和其 它装置 。 由 曲轴 通过 齿轮 或链 条驱 动的 凸轮 轴只 有一 根受 力轴 即输 入轴 ， 但 轴上 的每 一个 凸轮 都能 把转 动传 递给 气门 的传 动机 构沟 。 轮 轴通 常的 定义 是车 轮和 皮带 轮能 在其 上旋 转的 一根 固定 的圆 柱形 构件 ， 但 驱动 汽车 后轮 的旋 转轴 也叫 轮轴 ， 这 可能 是从 过去 马车 时代 传下 来的 。 通 常习 惯上 把机 器上 的短 轴叫 做主 轴（ 或心 轴 ） ， 特别 是指 机床 上安 装刀 具和 工件 的轴 。在 以前 一个 车间 里所 有的 机器 都由 一个 大电 动机 或原 动机 的 ， 这 样就 必须 有一 根同 车间一 样长 的主 传动 轴 （ 即 天轴 ） 通 过皮 带把 动力 供给 较短 的副 轴 、 中 间轴 或顶 轴 。 这 种主 传动轴 是用 一节 节的 轴装 配起 来的 ， 用 刚性 联轴 器固 定在 一起 。 尽 管一 般说 来用 单独 的电 动机 来驱 动每 一台 机器 更为 方便 ， 并 且现 代的 趋势 也是 按照 这个 方向 发展 的 ， 但 现在 仍有 某些 场合采 用分 组传 动更 为经 济。 应 力和 变力 轴 在转 动时 承受 剪应 力 ， 其 大小 取决 于扭 矩和 断面 的尺 寸 。 这 个剪 应力 是轴 的材 料对 作用 扭矩 所产 生的 抗力 的一 种量 度。 所有 传递 扭矩 的轴 都承 受扭 转剪 应力 。 除 剪应 力之 外 ， 传 递扭 矩的 轴还 会产 生剪 切变 形 。 扭 转的 状态 通常 用每 单位 长度 的扭 转角 来表 示， 即用 轴的 某一 截面 所转 过的 角度 来表 示。 安 装齿 轮和 皮带 轮的 轴不 但会 产生 扭矩 ， 而 且还 会产 生弯 矩 ， 弯 曲应 力 （ 在 凸面 是拉 应力 ，在 凹面 是压 应力 ）的 大小 取决 于两 轴承 间的 距离 及轴 的截 面尺 寸， 弯 曲 和 扭 转 综 合 起 来 使 轴 内 所 产 生 的 受 力 状 态 比 单 纯 扭 转 所 产 生 的 纯 剪 切 状 态 或 单 纯弯 曲所 产生 的拉 伸 压 缩状 态更 为复 杂。对 轴的 设计 工作 者来 说 ， 重 要的 是要 知道 轴是 否可 能产 生过 大的 发向 应力 或过 大的 剪应力 以致 损坏 。 如 果扭 转一 支粉 笔 ， 它 必定 在同 轴线 成 45 角 的平 面上 而不 是在 与轴 线垂 直的平 面上 断裂 。 这 是因 为最 大的 应力 就作 用在 这个 平面 上 ， 而 粉笔 的抗 拉强 度是 很差 的 。 通 常在 设计 钢轴 时要 使弯 曲和 扭转 产生 的最 大剪 应力 小于 规定 的最 大设 计应 力。 圆 形截 面的 轴与 其它 截面 的轴 相比 ， 在 扎钢 上更 易于 扎制 ， 且 更易 于加 工 ， 同 时也 易于支 撑在 轴承 上。 因此 ，在 实际 应用 中很 少使 用非 远行 截面 的轴 。此 外， 圆轴 的强 度和 刚度 ，无 论是 在弯 曲或 是扭 转时 ， 都 较易 与计 算 。 最 后 ， 对 一定 量的 材料 来说 ， 圆 轴对 一定 的扭 矩所 产生 的最 大剪 应力 最小 ，而 抗扭 刚度 则最 大。 圆 轴 内 的 剪 应 力 在 表 面 最 大 ， 而 在 轴 线 部 分 则 降 到 零 。 这 就 是 说 大 部 分 扭 矩 是 由 表 面和 靠近 表面 的材 料来 承受 的。 临 界转 速 用 弓拉 小提 琴时 琴弦 会发 生振 动 ， 同 样 ， 支 撑在 两轴 承之 间的 圆轴 也有 一个自 然的 横向 振动 频率 。 如 果轴 的转 速与 自然 频率 重合 ， 轴 就处 于临 界转 速并 发出 噪音 。 多 半长 的挠 性轴 比短 的刚 性轴 更容 易出 现临 界转 速。 轴的 自然 频率 可随 其刚 度的 增加 而提 高。 如 果把 一根 细长 杆的 一端 固定 在天 花板 上 ， 另 一端 支撑 一个 很重 的圆 盘 ， 如 果给 圆盘 一个 起始 的扭 矩就 把手 松开 ， 圆 盘就 会像 扭摆 一样 绕杆 轴来 回振 动 。 振 动的 频率 取决 于杆 的抗扭 刚度 和圆 盘的 重量 ； 杆 的刚 度越 大且 圆盘 越轻 则频 率越 高 。 往 复式 发动 机的 曲轴 也会 产生类 似的 扭转 振动 。 特 别是 多拐 曲轴 和带 有很 重飞 轮的 曲轴 更是 如此 。 每 一个 曲拐 和与 之相 联的 连杆 部分 的作 用就 像一 个小 飞轮 ， 并 且对 作为 一个 整体 的曲 轴来 说 ， 这 些小 飞轮 能按 很多种 方式 彼此 安相 反的 方向 与主 飞轮 反反 方向 地绕 轴线 来回 振动 。当 发动 机运 转时 ， 由 连杆 传递 给曲 轴的 扭矩 是波 动的 ， 如 果曲 轴的 转速 使连 杆的 起伏 推力 以与 轴的 自然 扭转 频率 之一 相符 合的 速度 传递 ，则 扭转 摆动 就将 同轴 的转 动叠 加起 来 。 这样 的转 速称 之为 扭转 临界 转速 ， 它 能导 致轴 的损 坏 。 因 此 ， 已 经设 计了 许多 装置 来控 制轴 的振 动。挠 性 轴 挠 性 轴 是 把 单 根 的 心 线 或 新 心 轴 上 绕 成 螺 旋 形 金 属 丝 左 向 和 右 向 重 叠 地 紧 紧绕 许多 层而 制成 的 。 这 种轴 借助 装在 轴的 两端 的专 用配 件连 接到 动力 源和 从动 件上 。 也 可以采 用金 属或 非金 属材 料的 挠性 套来 引导 和保 护挠 性轴 ， 但 要封 装一 定的 润滑 剂 。 与 实心 轴相比 ，挠 性轴 可以 弯成 半径 小得 多的 弧形 而不 至产 生超 限应 力。对 于把 传递 的动 力拐 几个 角和 达到 相当 长的 距离 来说 ，通 常利 用挠 性轴 比利 用皮 带 、 链条 或齿 轮装 置要 经济 和方 便 。 汽 车上 大多 数速 度表 都是 用挠 性轴 来驱 动的 ， 这 根挠 性轴 从变速 箱一 直接 到仪 表板 上 。 如 果有 一个 阀门 、 开 关或 其它 控制 装置 处在 难以 达到 的位 置 ， 可 以用 一根 挠性 轴从 比较 方便 的位 置来 操纵 。 对 于像 喷砂 器 、 研 磨机 和钻 孔机 这样 一些 手提 式工具 来说 ，挠 性轴 几乎 是必 不可 少的 。 键 花键和销如 果要 把动 力从 一个 连轴 器 、 离 合器 、 齿 轮 、 飞 轮或 皮带 轮这 样的 机械 零件 传到 安装 这个 零件 的轴 上， 必须 采取 措施 防止 轴和 这个 之间 产生 相对 运动 。在 螺旋 齿轮 或伞 齿轮 上 ， 可以 在轴 上做 一台 阶， 或使 齿轮 直接 地或 通过 管状 垫圈 同支 撑面 相接 触来 防止 由推 力（ 轴向 ）复 负荷 引起 的轴 向相 对运 动 。 如 果轴 向负 荷是 偶然 出现 的且 数值 很小 ， 可 以用 定位 螺钉 来防止 零件 沿轴 向滑 动。 键、 花键 和销 的主 要用 途就 是防 止相 对的 转动 。 通 常键 的截 面呈 正方 形 ， 一 半嵌 在键 里 ， 一 半嵌 在其 它零 件的 毂里 。 如 果键 是用 钢制 作的 （通 常都 是这 样得 ） ， 其强 度应 该与 轴的 强度 一样 ，其 截面 的宽 度与 高度 是轴 直径 的四 分之 一（ 这一 比例 十分 接近 实际 情况 ） ， 如果 键的 长度 是轴 直径 的 其 抗扭 能力 同实 心轴 的抗 扭能 力相 同 。 另 一常 用的 平键 的截 面成 矩形 ， 高 与宽 之比 为 这 两种 平键 在高 度上 可以 是直 的， 也可 以是 斜的 。直 茧只 同键 槽的 两侧 紧密 配合 。钩 头键 是一 头突 出的 斜键 ，以 便于 拆卸 。半 圆 键 广 泛 应 用 于 机 床 和 机 动 车 辆 。 这 种 键 呈 月 牙 形 同 轴 上 用 特 制 铣 刀 铣 出 的 键 槽 配合 。 尽 管这 种键 的键 槽特 别深 ， 且 会大 大消 弱轴 的强 度 ， 但 它能 防止 键出 现转 动或 轴向 移动的 任何 可能 性。 半圆 键特 别适 用于 轴的 锥形 端部 。 由 于对 轴的 强度 的消 弱程 度比 较小 ， 所 以常 常用 圆柱 键或 圆锥 键来 代替 正方 形和 矩形 的平 键 ， 但 一半 在轴 上 ， 一 半在 榖上 的键 槽必 须在 把榖 装配 好之 后再 钻出 来 ， 因 此零 件的 互换性 几乎 是不 可能 的 。 如 果大 齿轮 的毛 胚是 在较 便宜 的轮 心外 面缩 套上 一个 高强 度的 轮圈 所制成 的， 紧密 配合 的圆 键常 常用 来保 证永 久连 接。 花 键是 同轴 连接 成整 体的 几个 固定 键 ， 它 们与 轮毂 上切 出的 几个 凹形 键槽 相配 合 。 花 键的 尺寸 不论 对永 久 （ 压 入 ） 配 合还 是滑 动配 合而 言 ， 都 是标 准化 的 。 花 键齿 的剖 面形 状可 以是 直齿 ， 也 可以 是渐 开线 形的 ； 渐 开线 齿的 强度 较高 ， 易 于测 量 ， 在 扭转 时能 起自 动对 中的作 用。 圆 锥销 能用 来防 止安 装在 轴上 的零 件产 生轴 向运 动和 转动 。 圆 锥销 紧密 配合 在铰 光的 锥销 孔中 ，这 种锥 销孔 同轴 线垂 直， 既可 位于 轴表 面的 径向 ，也 可位 于轴 表面 的切 线方 向 。 工业 上用 的许 多圆 柱销 钉打 进销 钉孔 之后 是靠 弹性 或塑 性变 形来 紧固 的。 上 述各 种键 和销 都是 标准 的传 动件 。 在 某些 情况 下 ， 它 们是 不能 满足 要求 的 ， 必 须采 取某 种非 传统 性的 方法 。 对 于齿 轮孔 和齿 根之 间没 有足 够的 地方 来开 纵向 键槽 的小 齿轮 ， 可 以在 齿轮 的端 部开 一横 的径 向槽 同轴 上的 径向 凸起