传动轴

驱动轴传动轴驱动轴螺旋桨轴或卡丹轴是机器的一个部分,它将动力发动机马达带到可以做有用工作的地方。

大多数发动机或马达通过使某物旋转而产生动力,即扭矩。这可能来自于内燃机(如汽车),驱动水轮,或气体或水通过涡轮机。这种旋转的动力被称为扭矩。被转动的负载产生扭转和剪切应力。传动轴需要有足够的强度来承受这种压力。一根轻的传动轴会更有效地将动力传递给负载,所以需要在强度和重量之间取得平衡。

带有万向节的万向节传动轴Zoom
带有万向节的万向节传动轴

经典宝马摩托车上的外露传动轴Zoom
经典宝马摩托车上的外露传动轴

汽车

今天的大多数汽车使用传动轴将动力从发动机输送到车轮。今天制造的大多数汽车都是前轮驱动(前轮有动力来移动汽车)。在这种情况下,传动轴位于传动轴和每个前轮之间。

在后轮驱动汽车中,差速器和每个后轮之间有驱动轴。还有一根贯穿全车的传动轴,从前面的变速器到后面的差速器--在英国英语中,这不叫传动轴,而是螺旋桨轴,或螺旋轴,传动轴可称为半轴(因为有两根组成一个车轴)。

汽车中使用的传动轴有不同的类型。

  • 1件式传动轴
  • 2片式传动轴
  • 滑入管状传动轴

滑管式驱动轴是新型的,它有助于在碰撞中吸收能量,保护汽车或卡车上的人。它也被称为可折叠驱动轴。

一辆卡车的双螺旋桨轴Zoom
一辆卡车的双螺旋桨轴

摩托车传动轴

几乎在有摩托车的时候,传动轴就已经在摩托车上使用了。许多摩托车使用更简单的链条或皮带传动来代替,但传动轴需要的护理较少,而且使用寿命长。在摩托车上使用传动轴的一个问题是,需要用齿轮将动力从轴转到后轮的90°,在此过程中会损失一些动力。

一辆1913年的FN(Fabrique Nationale),比利时,四汽缸和轴传动。Zoom
一辆1913年的FN(Fabrique Nationale),比利时,四汽缸和轴传动。

拖拉机

农用拖拉机使用一种叫做动力输出轴的传动轴,或称PTO轴。这是一个从拖拉机后面出来的轴。它可以连接到任何需要拖拉机发动机动力的农用设备上,如干草打捆机或玉米切碎机。这让拖拉机可以用于很多不同的用途,而且农用设备不需要自己的发动机,节省了资金。

老约翰迪尔拖拉机,保护帽下的PTOZoom
老约翰迪尔拖拉机,保护帽下的PTO

自行车中的传动轴

传动轴也可以用在自行车上,而不是用链条驱动。它们已经被使用了一个世纪,尽管从未变得非常流行。在自行车上使用时,传动轴有几个优点和缺点。

优势

  • 驱动系统不太可能被卡住或损坏,这是链条驱动自行车的常见问题
  • 骑手身上没有油污,也没有 "咬链子 "来抓衣服。
  • 与链条系统相比,当驱动轴被封闭在一个管子里时,需要更少的照顾,这是常见的惯例。
  • 性能更稳定。Dynamic Bicycles声称,传动轴自行车始终提供94%的效率,而链条驱动的自行车根据情况可以提供75-97%的效率。
  • 在地面以上有更多的空间(离地间隙),以便越过颠簸或路径上的东西
  • 对于自行车租赁公司来说,传动轴自行车不太可能被盗,因为它看起来显然不同。这种类型的自行车在欧洲的几个主要城市使用,那里有大型的城市运营的自行车租赁或共享项目。

劣势

  • 传动轴系统比链条系统更重,通常要重1-2
  • 在最佳状态下,链条能提供更大的效率
  • 用金属或塑料盖子覆盖链条和齿轮可以解决链条的一些问题
  • 虽然可以使用轮毂齿轮,但不可能使用具有高比率的轻型齿轮
  • 脱离车轮可能很难做到

 

一个轴驱动的自行车。Zoom
一个轴驱动的自行车。

问题和答案

问:什么是传动轴?
答:传动轴是机器的一个部分,它将动力从发动机或马达传递到可以做有用工作的地方。

问:发动机或马达中的动力是如何产生的?
答:发动机和电动机中的动力是通过使物体旋转而产生的扭矩。

问:旋转动力的来源有哪些例子?
答:旋转动力源的例子包括内燃机(在汽车中),水驱动水轮,以及气体或水通过涡轮机。

问:什么是扭转和剪切应力?
答:扭转和剪切应力是由驱动轴转动的负载对旋转产生阻力而产生的应力类型。

问:为什么驱动轴需要坚固?
答:传动轴需要有足够的强度来承受这种由负载产生的扭矩、扭转和剪切应力。

问:在设计传动轴时,需要达到怎样的平衡?
答:在设计传动轴时,需要在强度和重量之间取得平衡,这样传动轴就会很坚固,但不会太重。

问:轻的传动轴如何影响动力传输的效率?
答:轻的传动轴会更有效地将动力传递给负载,因为它的加速和减速质量较小,导致浪费的能量较少。

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