De kern van het optimaliseren van het structurele ontwerp van de as ligt in het verbeteren van de sterkte, stijfheid, levensduur en assemblageprestaties, terwijl ook rekening wordt gehouden met de productiekosten en de maakbaarheid. Hieronder volgen systematische optimalisatiestrategieën gebaseerd op de technische praktijk:
1. Verminder de stressconcentratie en verbeter de vermoeidheidssterkte
Spanningsconcentratie is een belangrijke oorzaak van schachtvermoeidheidsfracturen. Optimalisatiemaatregelen omvatten:
Vloeiende overgangen: Gebruik overgangen met een grote afrondingsradius (R-waarde zo groot mogelijk) bij veranderingen in de asdiameter om scherpe of rechte hoeken te voorkomen.
Vermijd dwarsgroeven: Vermijd zoveel mogelijk horizontale gaten, sneden of groeven op de as; als groefsteken noodzakelijk is, verbreed dan het overgangsgebied.
Optimaliseer het spiebaanontwerp: gebruik vingerfrezen om spiebanen te bewerken (soepeler dan schijffrezen) en geef prioriteit aan ingewikkelde spiebanen boven rechthoekige spiebanen om de spanningsconcentratie te verminderen.
2. Optimaliseer de plaatsing van componenten en verbeter de spanningsomstandigheden
Verminder buigmomenten en koppelpieken door de indeling van componenten op de as aan te passen:
Plaats tandwielen, katrollen en andere transmissiecomponenten dichter bij lagersteunen, verkort de cantileverlengte en verminder de maximale buigspanning. Wanneer er kracht uit twee wielen moet worden gehaald, halveert het plaatsen van het invoerwiel in de middenpositie het maximale koppel op de as.
3. Verbetering van de stijfheid en sterkte van de schacht
Asdiameter vergroten: Volgens de formules van de materiaalmechanica is de torsiesterkte evenredig met de derde macht van de diameter; een kleine toename van de schachtdiameter kan de sterkte aanzienlijk verbeteren.
Gebruik van holle assen: In toepassingen waar het gewicht beperkt is of waar bedrading/leidingen vereist zijn, bieden holle assen een hogere torsiestijfheid voor dezelfde massa.
Optimaliseren van de ondersteuningsstructuur: het vergroten van het aantal lagersteunpunten of het selecteren van lagers met hoge{0}} stijfheid (zoals cilindrische rollagers) vermindert de doorbuiging van de as.
