18.5 軟軸

軟軸主要用于空間傳動，兩傳動件軸線幾乎可以是處于任意位置，且允許工作時彼此可以有相對運動。

18.5.1 軟軸的類型、特點和用途

軟軸是一種可以自由彎曲的軸，分為鋼絲繞線式、聯軸器式和鋼絲彈簧式三種型式，如圖18-15所示。最常用的是鋼絲繞線式軟軸，通常稱為鋼絲軟軸，或簡稱軟軸。

軟軸既可用于傳遞功率，也可用于控制系統，例如用于儀表、輔助裝置中的傳動，以及電動的手持小型機具（如鉆孔、鉸孔、刮削等機具）的傳動。軟軸具有安裝簡便、結構緊湊，工作適應性較強，可以緩和沖擊振動等優點。但當軟軸工作中彎曲半徑較小時，效率較低；而當以低轉速傳遞大轉矩時，從動端轉速往往不均勻；軟軸的扭轉剛度也不易保證。

軟軸大多用于高轉速，小轉矩的傳動，一般傳遞功率不超過5.5kW，轉速可達20000r/min。下面主要介紹鋼絲軟軸。

18.5.2 軟軸的結構形式和規格

軟軸一般由鋼絲軟軸、軟管、軟軸接頭和軟管接頭等幾部分組成。按照用途不同，軟軸有功率型（G型）和控制型（K型）兩種。功率型軟軸一般有防逆轉裝置，以保證單向傳動。

18.5.2.1 鋼絲軟軸

鋼絲軟軸由幾層彈簧鋼絲繞在一起構成。每層又由若干根鋼絲組成，相鄰鋼絲層的纏繞方向相反，見圖18-16。軟軸傳遞轉矩時，相鄰兩層鋼絲中的一層趨于繞緊，而另一層趨于旋松，使各層鋼絲相互壓緊。軸的旋轉方向，應使表層鋼絲趨于繞緊才為合理。按照外層鋼絲繞向不同，鋼絲軟軸有左旋和右旋兩種，以適應不同轉向的軸。如果輪軸需雙向轉動時，則應將所傳遞的最大轉矩提高，依此來選擇軟軸的直徑d。

按結構不同，鋼絲軟軸的中心可以有鋼絲為芯，稱為有芯軟軸；也可沒有芯，稱為無芯鋼絲軟軸，前者剛性較好，而后者則撓性較好。有芯鋼絲軟軸，經消除內應力處理，稱為無內應力鋼絲軟軸。

功率型鋼絲軟軸外層鋼絲直徑較大，耐磨性較好，有的還不帶芯絲，因而撓性較好。控制型鋼絲軟軸都有芯絲，鋼絲層數和每層鋼絲的根數較多，扭轉剛度大。常用鋼絲軟軸的直徑規格見表18-35。

部分生產廠生產的鋼絲軟軸的技術規格見表18-36。

18.5.2.2 軟管

軟管用來保護鋼絲軟軸，以免與外界的機件接觸，并保存潤滑劑和防止塵垢侵入；工作時軟管還起支承作用，使軟軸便于操作。常用軟管結構形式與規格尺寸見表18-37。

18.5.3 軟軸接頭和軟管接頭

（見表18-38～表18-40）

18.5.4 鋼絲軟軸的選擇與使用

鋼絲軟軸的軸徑d，應根據所需傳遞的轉矩轉速、旋轉方向、工作中的彎曲半徑、傳遞距離等，結合生產廠的產品性能、規格進行選擇。軟軸在額定轉速下所能傳遞的最大轉矩見表18-41。當工作轉速低于額定轉速時，軟軸應按恒轉矩傳遞動力；當工作轉速高于額定轉速時，應按恒功率傳遞動力。

軟軸直徑d按下式從表18-41中選擇

式中T0——軟軸能傳遞的最大轉矩（N·m）；

T——軟軸的工作轉矩（N·m）；

n——軟軸的工作轉速（r/min），當n＜n0時，用n0代入；

n0——額定轉速，即與T0相應的轉速（r/min）；

Kt——過載系數，當短時最大轉矩小于軟軸無彎曲時所能傳遞的最大轉矩時，Kt=1，當大于此值時，Kt可取與此值的比值；

Kr——軟軸的轉向系數，當旋轉時，軟軸外層鋼絲趨于繞緊，Kr=1；如趨于旋松，Kr≈1.5；

Kb——軟軸支承情況系數，當軟軸在軟管內，其支承跨距與軟軸直徑之比小于50時，Kb≈1，當比值大于150時，Kb≈1.25；

η——軟軸傳動的效率，通常η=1～0.7，當軟軸無彎曲工作時，η≈1，彎曲半徑越小，彎曲段越多，則η值越接近0.7。

軟軸通常用在傳動系統中轉速較高的一級，并使其工作轉速盡可能接近額定轉速。傳動的長度一般是幾米到十幾米；如需要更長時，建議只在彎曲處采用軟軸。

使用軟軸時注意如下：

1）鋼絲軟軸工作時，必須定期涂適當潤滑脂和定期清洗軟管。潤滑脂品種按工作溫度選擇。

2）在運輸和安裝過程中，不得使軟軸的彎曲半徑小于允許最小半徑（一般為鋼絲軟軸直徑的15～20倍）。運轉時應盡可能使軟管夾定位置，并使其在靠近接頭部分伸直。

3）鋼絲軟管與軟管要分別與接頭牢固連接。當工作中彎曲半徑變化較大時，應使鋼絲軟軸或軟管的接頭有一端可以移動，以補償軟軸彎曲時的長度變化。

4）切勿把控制型軟軸與功率型軟軸相互替代，因兩者特性顯著不同。