Hur man bygger din allt riktigt riktigt snabbt (12 / 19 steg)

Steg 12: Roterande delar: döda axlar och Standoffs

Tidigare i steg 9 jag introducerat idén att använda standoffs som "död" axlar. Vad det innebär av begreppet små mekaniska widget församlingar montering av lager på den roterande delen och låta den snurra på en fast axel, i motsats till den vanliga uppfattningen om "axel" som betyder spinning i en uppsättning lager monterade till en stationär struktur.

Exempel i det dagliga livet är mest nondriven hjul hjul (e.g. shopping kärror, unpowered skotrar, bagage, handtrucks och kontorsstolar) eftersom det är lättast att genomföra till förmån för ett hjul som bara har att snurra. I industriella tillämpningar som involverar drivna hjul, är axlar-i-kullager fortfarande den dominerande topologin.

För oss har den döda axeln några fördelar.

Stänger strukturella loopar och bidrar till stelhet

Standoff själv blir en del av strukturen och hjälper stelnar det område där roterande medlemmarna hålls. Särskilt på utskjutande hjul som de hittade på drivlinor, innebär ett dödläge vid ratten själv att området är lokalt maximally stel. Om det inte vore det, t.ex. i en levande roterande axel situation deformationer som resulterar i en situation liknande steg 7 parallellogram fotled kommer att binda axeln i dess lager ganska lätt (bild 2).

Dubbel-stöd bidrar till stelhet

I allmänhet stöds en standoff axel på båda ändar av material som är integrerad med resten av strukturen. Denna konfiguration kallas "dubbel stöds" eller "dubbel hängde", och det är faktiskt om två gånger så bra som ett enda stöd! Bilderna 3 och 4 är FEA simuleringar av en enda stöds vs dubbel stöds axeln av samma diameter.

Det är viktigt att notera att styvheten i singel-stödda axlar ökar som diameter kubik (D ^ 3), så gör en mycket fett singel-stödda axel kan kompensera, men resten av strukturen måste också kunna reagera dess böjpåkänning på lämpligt sätt.

Förenklar Design för små mekanismer

För till exempel robot drivlinor och även vissa typer av fordon drivlinor förenklar bristen på behovet av att utforma uthärda block och fästen för levande axel utformningen kraftigt. Dessutom de flesta små hjul, gears, remskivor, etc. är gjord av tekniska plaster som Delrin (POM, acetal), nylon eller polyolefiner (- etylen - propylen) som självsmörjande lager material själva. Det är inte ovanligt att se en plast Hjulnavet kör utan diskret kullager.

Det finns också några nackdelar till dubbel-stödda axlar, dock.

Kan vara svårare att underhålla och ta isär

Eftersom en dubbel-stödda axel är nödvändigtvis delen av strukturen och som finns på båda sidor av material, har minst en sida för att kunna lossna lätt att serva delen. Vanligtvis ett gängat hål på dödläget är belagd med tråd-låsning förening och den sidan åtdragna ner permanent, och andra sidan anses "flyttbara". Man måste vara försiktig som om mekanismen bryter eller behöver ersättning det vara en lätt avtagbar komponent i strukturen så att det.

Kan vara svårare att fabricera

Många lager power transmission komponenter har ställskruvar, kilspår eller andra funktioner för att fixa det till en snurrande axel. Därför kan försöker anpassa dessa direkt till en arm eller hjul eller koppling vara en svårare ackorden. De exakta omständigheterna kommer att bero på dina delar urval och vad du har tillgång till i form av verktyg. Det innebär i allmänhet, att sätta en anpassade bult battern (cirkulärt mönster av gängade eller genomgående hål) i båda delar, minst. Ofta en svarv används för att göra runda parning funktioner - externa kallas

och matchande interna kallas axlar eller skrymslen eller bara sockets.

Metoder för att fästa komponenter till varandra för att användas på döda axlar, speciellt med "begränsade verktyg", är ett ämne som är kommande i steg 15.