18.5 软轴

软轴主要用于空间传动，两传动件轴线几乎可以是处于任意位置，且允许工作时彼此可以有相对运动。

18.5.1 软轴的类型、特点和用途

软轴是一种可以自由弯曲的轴，分为钢丝绕线式、联轴器式和钢丝弹簧式三种型式，如图18-15所示。最常用的是钢丝绕线式软轴，通常称为钢丝软轴，或简称软轴。

软轴既可用于传递功率，也可用于控制系统，例如用于仪表、辅助装置中的传动，以及电动的手持小型机具（如钻孔、铰孔、刮削等机具）的传动。软轴具有安装简便、结构紧凑，工作适应性较强，可以缓和冲击振动等优点。但当软轴工作中弯曲半径较小时，效率较低；而当以低转速传递大转矩时，从动端转速往往不均匀；软轴的扭转刚度也不易保证。

软轴大多用于高转速，小转矩的传动，一般传递功率不超过5.5kW，转速可达20000r/min。下面主要介绍钢丝软轴。

18.5.2 软轴的结构形式和规格

软轴一般由钢丝软轴、软管、软轴接头和软管接头等几部分组成。按照用途不同，软轴有功率型（G型）和控制型（K型）两种。功率型软轴一般有防逆转装置，以保证单向传动。

18.5.2.1 钢丝软轴

钢丝软轴由几层弹簧钢丝绕在一起构成。每层又由若干根钢丝组成，相邻钢丝层的缠绕方向相反，见图18-16。软轴传递转矩时，相邻两层钢丝中的一层趋于绕紧，而另一层趋于旋松，使各层钢丝相互压紧。轴的旋转方向，应使表层钢丝趋于绕紧才为合理。按照外层钢丝绕向不同，钢丝软轴有左旋和右旋两种，以适应不同转向的轴。如果轮轴需双向转动时，则应将所传递的最大转矩提高，依此来选择软轴的直径d。

按结构不同，钢丝软轴的中心可以有钢丝为芯，称为有芯软轴；也可没有芯，称为无芯钢丝软轴，前者刚性较好，而后者则挠性较好。有芯钢丝软轴，经消除内应力处理，称为无内应力钢丝软轴。

功率型钢丝软轴外层钢丝直径较大，耐磨性较好，有的还不带芯丝，因而挠性较好。控制型钢丝软轴都有芯丝，钢丝层数和每层钢丝的根数较多，扭转刚度大。常用钢丝软轴的直径规格见表18-35。

部分生产厂生产的钢丝软轴的技术规格见表18-36。

18.5.2.2 软管

软管用来保护钢丝软轴，以免与外界的机件接触，并保存润滑剂和防止尘垢侵入；工作时软管还起支承作用，使软轴便于操作。常用软管结构形式与规格尺寸见表18-37。

18.5.3 软轴接头和软管接头

（见表18-38～表18-40）

18.5.4 钢丝软轴的选择与使用

钢丝软轴的轴径d，应根据所需传递的转矩转速、旋转方向、工作中的弯曲半径、传递距离等，结合生产厂的产品性能、规格进行选择。软轴在额定转速下所能传递的最大转矩见表18-41。当工作转速低于额定转速时，软轴应按恒转矩传递动力；当工作转速高于额定转速时，应按恒功率传递动力。

软轴直径d按下式从表18-41中选择

式中T0——软轴能传递的最大转矩（N·m）；

T——软轴的工作转矩（N·m）；

n——软轴的工作转速（r/min），当n＜n0时，用n0代入；

n0——额定转速，即与T0相应的转速（r/min）；

Kt——过载系数，当短时最大转矩小于软轴无弯曲时所能传递的最大转矩时，Kt=1，当大于此值时，Kt可取与此值的比值；

Kr——软轴的转向系数，当旋转时，软轴外层钢丝趋于绕紧，Kr=1；如趋于旋松，Kr≈1.5；

Kb——软轴支承情况系数，当软轴在软管内，其支承跨距与软轴直径之比小于50时，Kb≈1，当比值大于150时，Kb≈1.25；

η——软轴传动的效率，通常η=1～0.7，当软轴无弯曲工作时，η≈1，弯曲半径越小，弯曲段越多，则η值越接近0.7。

软轴通常用在传动系统中转速较高的一级，并使其工作转速尽可能接近额定转速。传动的长度一般是几米到十几米；如需要更长时，建议只在弯曲处采用软轴。

使用软轴时注意如下：

1）钢丝软轴工作时，必须定期涂适当润滑脂和定期清洗软管。润滑脂品种按工作温度选择。

2）在运输和安装过程中，不得使软轴的弯曲半径小于允许最小半径（一般为钢丝软轴直径的15～20倍）。运转时应尽可能使软管夹定位置，并使其在靠近接头部分伸直。

3）钢丝软管与软管要分别与接头牢固连接。当工作中弯曲半径变化较大时，应使钢丝软轴或软管的接头有一端可以移动，以补偿软轴弯曲时的长度变化。

4）切勿把控制型软轴与功率型软轴相互替代，因两者特性显著不同。