轴的分类和常用材料
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发布时间：2024-06-01 15:41
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时间：2024-08-15 00:37
轴在机械装置中起着至关重要的支撑与驱动作用，它承载着各种齿轮、带轮和联轴器等部件的旋转，构成了机械设备的核心轴系。轴的设计并非孤立，必须考虑与其配合的部件，以及一系列复杂的设计考量，如材料选择、结构设计、强度和刚度要求，以及对于高速运转轴的振动稳定性。
轴的种类繁多，分类如下：</
1. 按轴承承受的载荷</
转轴</：既支撑传动，又传递动力，承受转矩和弯矩双重压力。
心轴</：主要支撑，无动力传递，分为固定（轴不动）和转动两种。
传动轴</：专司动力传输，以承受转矩为主。
2. 按轴的结构</
光轴</：简单结构。
阶梯轴</：具有不同直径的阶梯结构。
实心轴</：全实体的结构。
空心轴</：内部空洞，节省材料。
3. 按轴心线形状</
直轴</：轴线直挺。
曲轴</：适用于复杂运动轨迹的机械。
钢丝软轴</：具有柔软性的特殊类型轴。
轴设计的要点和步骤：</
首先，由于轴的精确载荷分析在结构确定前难以进行，设计程序通常为先结构设计，后强度校核，不断循环优化。
基本准则：保证轴的强度和刚度，易于加工和装配，同时考虑特殊工艺要求。
步骤包括：确定装配布局、选材、估算最小直径，考虑定位和装拆，强度和刚度计算，轴承和键连接的计算，临界转速分析，最终调整设计并制作图纸。
轴的材料选择至关重要：</
常见的轴材料有35、45、50优质碳素结构钢，45钢尤为常用。对于轻载或次要轴，Q235、Q275普通碳素结构钢也可用。对于承受较大载荷或有特殊要求的轴，合金钢是优选，如球墨铸铁和高强度铸铁，尤其是稀土镁球墨铸铁，以其优良的减震性和冲击韧性成为复杂轴零件的常见选择。
轴的表面处理和强化技术，如喷丸、滚压和化学渗处理，能显著提升其性能。在考虑材料选择时，需要平衡刚度、耐磨性和制造工艺的经济性。
轴的制造通常由圆钢或锻件经过切割加工，直径小的轴可以用圆钢棒，大直径或阶梯轴则采用锻件，甚至空心结构以节省材料和提高工艺性。对于复杂形状，铸造是常用的制造方法。
总结轴的常用材料及其特性，如表1所示，为轴的设计提供详尽的参考。
