空心转轴结构概说

一字型转轴分为空心结构及实心结构

空心结构: 此结构为利用公轴外径与母轴内径干涉，使公、母轴转动时产生扭力，不同于实心结构是利用套筒之干涉于公母轴间。

如下图

另外依公轴之油沟形式另有其他斜沟及无沟两种形式，为空心结构中之分类。如下图

空心结构之干涉：

空心结构之转轴：其构造十分简单、容易生产、影响扭力之因素即为公轴与母轴配合时之干涉量，但在一定之尺寸范围内其干涉量不得过大，否则即产生结构破坏，所以需要求较精密之尺寸公差，符合所需干涉要求。

空心结构之强度：

为了实际应用之扭力值以及装配上方便之需要，都将公轴之实心去除成为空心之公轴，故称之为空心结构。结构空心之强度，对扭力的影响亦非常大。目前最主要控制扭力范围之方式，主要就以干涉值以及公轴空心之强度设计，来配合母轴之外观尺寸需要。

切槽之设计：

一般而言，若以相同外观体积之空心结构可设计出较高扭力值之转轴，但为了考虑其寿命稳定性，需给予公母轴干涉摩擦时，增加公轴之挠度以期寿命稳定。另外均会于公轴套入母轴之截面上，对公轴切入一槽，其宽度与深度则依设计者扭力要求之需要作设计，亦可作为二次扭力调整之辅助。

油沟之设计：

原则上公母轴间之配合，干涉摩擦面积愈大，可产生之扭力值愈大，油沟之设计虽减少摩擦面积，却常用于较高扭力值的转轴中，其原因可对公母轴干涉所产生之径向压力探讨：

“『径向压力=径向力/圆周面积』” ;

转轴

“『摩擦力=径向压力*摩擦系数』”

可知油沟虽减少摩擦面积，却在相同之径向力下，产生更高之径向压力，而得到相同之摩擦力。

油沟之作用:

在较高的扭力转轴转动一段时间后，于摩擦面间磨屑逐渐产生，油沟除了供油蕴含外，也提供了愈来愈多的磨屑及时排出摩擦面之沟槽，避免磨屑影响扭力的不稳定，甚至是造成公母轴间的磨损，导致寿命减短。

斜沟与直沟之差别:

转轴的扭力值愈高磨屑愈难排出于摩擦面外，斜沟更助于转动的行径时更直接排出磨屑，而且在转动之方向与斜沟之方向成一夹角，即可将外力于转轴转动时分解成一「径向力」与「轴向分力」，增加公母轴抵抗外力之稳定能力。