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电机轴设计的技术参数都有哪些?

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电机轴是从电机及其外壳中伸出的圆柱形部件,轴是电机中电枢部分的主要支撑和连接件,也是电机产生的动力的输出件,轴的目的是将电机的能量转换为最终用途,精密销和电机轴用来提供电机的速度与转矩,是电机中不可缺少的的重要零件之一。
简单轴通常用于电机应用中,例如动力转向控制系统,小型家电电机,电动工具电机和专用组件。设计不合理的会导致轴半径不足,安装位置的变化所产生的应力集中,可能会导致轴在很短的使用寿命后发生灾难性的故障,因此轴必须满足一定的技术要求。
强度和刚度
电机运行时,轴所承受的机械力和力矩的形式随电机的机种和传动机构的不同而异。公众号:solidworks非标机械设计
作用力主要有:转子组件自身的重力,转子偏心引起的单向磁拉力,不平衡重量的离心力,轴伸端由传动机械作用在轴上的负载扭力矩等。
因此,电机的轴首先要有足够的强度,以保证电机在工作状态和加工中轴不产生残余变形或损坏,同时,电机轴要有足够的刚度,以便轴在工作时,轴的扰度在允许范围之內,还应考虑轴的临界转速的高低,应使轴的工作转速和临界转速之间有足够的差值,以防止产生共振,特別是对转速较高的电机,必要时要进行临界转速的验算。
表面硬度在制造过程中,轴经常要和装配模具碰撞,在冲芯、啤定位圈等工序中, 有一定的装配过盈量,轴的硬度必须高于定位圈、芯片材料一定的差值,才可以保证在装配中不产生轴表面擦伤, 绕伤等现象。另一方面,如果要在轴上安装轴承,须控制轴的表面硬度不高于 HV450。对滚动轴承来说,可适当的放松对轴的表面硬度的要求,一般不进行表面热处理。
表面粗糙度
表面粗糙度是一个很重要的表面质量控制参数,如果是滑动轴承,过高的表面粗糙度会直接破坏接触面油膜,从而增大轴承的磨损,但过低的表面粗糙度又会使轴与轴承之间形成分子之间的摩擦,同样有害。
因此,我们常控制的范 围在使用材料的不同及应用条件的差异,控制的范围也相应有所改变。如果是滚动轴承,当表面粗糙度达不到要求时,轴的轴承段会使轴承內圆的接触面減小、配合变松,引起轴承响、噪声大。
轴伸段会直接影响与负载装置的连接精度,容易引起振动和噪声,铁芯段会引起定、转子之间气隙的变化和芯片排列的平整度,影响电机的性能和芯片绕线的难度。
直线度(T.I.R.)
如果整体轴身的直线度达不到要求,在轴芯段会造成不平衡,使电机振动,在轴承段会使轴与轴承的接触面倾斜,造成速度低、电流高的次品电机,在轴伸段会使连接件振动和产生噪声。总之,轴的直线度是电机正常运转的必须条件,特殊环境中,要求轴的材料有一定的抗腐蚀性。
结论

在轴的制造过程中,一定要控制轴的直线度到达一定的要求,这个要求来自两个方面:一是应用器件传动精度的要求;一是电机的自身正常运转的要求。应用器件传动精度的要求来源于用户根据其应用器件的精度,而电机自身正常运转的要求是根据电机的轴与轴承的配合间隙、电机的振动、电机的噪声、电机的性能要求等综合考虑得到的结果。