电机轴的设计要素和技术要求
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轴是电机产品特别关键的机加工零部件，轴的设计、加工因素，以及其后期使用效果，都会直接影响电机产品的性能和使用寿命。从加工工艺上分析，轴的台阶应尽量减小，以节省材料和加工工时，光轴结构简单，切削少，工艺性好。 为了满足轴的强度和刚度的要求，轴的机械计算的主要内容是确定轴的各段直径，确定轴的直径和其他几何尺寸时，可以参考已生产的电机转轴的尺寸或参考电磁计算的有关尺寸。绝大部分微电机，特别是控制用微电机，轴上受力和力矩小、转速不高时，一般不进行强度、刚度、临界转速的验算。对于功率大、转速高的特殊用电机，如较大功率航空用电机、高速感应电机等，需要在初选轴的几何尺寸后，进行强度、刚度、临界转速的验算，并有必要的加工工艺来保证。 电机的转轴技术要求 ●电机中转轴的强度和刚度的保证，电机运行时，转轴所受的机械力和力矩的形式随电机种类和传动机构的不同而异。作用力主要包括转子组件自身的重力，转子偏心引起的单向磁拉力和不平衡重量导致的离心力。电机轴伸端由传动机械作用在轴上的负载扭力矩等。 ●轴的尺寸公差要求。轴上的尺寸有径向尺寸和轴向尺寸两类。主要的、关键的径向尺寸包括轴承位、铁心位、换向器或集电环位和轴伸位等，这些尺寸精度要求较高，采用精车甚至是磨削的方式达到。轴向尺寸中，特别是两个轴承轴肩尺寸、铁芯位与轴承位之间的距离尺寸等。 ●轴的形位公差要求。轴的形位公差主要包括轴承位、轴伸位与铁芯位外圆之间的同轴度或圆跳动。轴的轴承位是支承电机旋转的定位。其他形位公差有轴的直线度、两轴肩平面相对轴中心线的垂直度，轴伸位键槽对称度等。 ●轴伸位会直接影响与负载装置的连接，如果加工不适宜，很容易引起振动和噪声问题;铁心位会造成定子、转子之间的气隙变化，严重时导致电机气隙不匀或扫膛故障。对于少极低转速电机，由于定转子间的气隙相对较小，两者的同轴度保证就更关键和必要。 轴的设计内容和特点简述 ●轴的结构设计。即根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺等方面的要求，合理确定轴的结构形状和尺寸。 ●轴的工作能力设计。即从强度、刚度和振动稳定性等方面来保证轴具有足够的工作能力和可靠性。对于不同机械的轴的工作能力的要求是不同的，必须针对不同的要求进行。但是强度要求是任何轴都必须满足的基本要求。 设计轴时主要应该满足轴的强度要求和结构要求：对于刚度要求较高的轴，主要应该满足刚度要求;对于一些高速旋转的轴，要考虑满足振动稳定性的要求，另外要根据装配、加工、受力等具体要求，合理确定轴的形状和各部分的尺寸，即进行轴的结构设计。 同时应当注意：在转轴设计中，因为转轴工作时受到弯矩和转矩的联合作用，而弯矩是与轴上载荷的大小及轴上零件相互位置有关的，所以在轴的结构尺寸未确定之前，轴上载荷的大小及分布情况以及支反力的作用点还不能确定，无法求出轴所承受的弯矩，因此不能对轴进行强度计算。 鉴于以上原因，轴设计时，应先根据扭转强度条件，初步确定轴的最小直径;然后，根据轴上零件的相互关系和定位要求，以及轴的加工、装配工艺性等，合理地拟定轴的结构形状和尺寸;在此基础上，再对较为重要的轴进行强度校核，必要时，进行轴的刚度或振动动稳定性校核。 |
