軸的常用材料及性能

1、第1頁(yè)共18頁(yè)軸常用材料及主要力學(xué)性能軸常用材料及主要力學(xué)性能轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸：支承傳動(dòng)機(jī)件又傳遞轉(zhuǎn)矩，既同時(shí)承受彎矩和扭矩的作用。心軸心軸：只支承旋轉(zhuǎn)機(jī)件而不傳遞轉(zhuǎn)矩，既承受彎矩作用。(轉(zhuǎn)動(dòng)心軸：工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；固定心軸：工作時(shí)軸不轉(zhuǎn)動(dòng))；傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩，既主要承受扭矩，不承受或承受較小的彎矩?；ㄦI軸、空心軸花鍵軸、空心軸：為保持尺寸穩(wěn)定性和減少熱處理變形可選用鉻鋼；軸常用材料是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如35、45和50，其中45號(hào)鋼最為常用

2、。不太重要及受載較小的軸可用Q235、Q275等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；受力較大，軸尺寸受限制，可用合金結(jié)構(gòu)鋼。受載荷大的軸一般用調(diào)質(zhì)鋼。調(diào)質(zhì)鋼。調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理后得到的是索氏體組織，它比正火或退火所得到的鐵素體混合組織，具有更好的綜合力學(xué)性能，有更高的強(qiáng)度，較高的沖擊韌度，較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度和較高的疲勞強(qiáng)度。調(diào)質(zhì)鋼：調(diào)質(zhì)鋼：35、45、40Cr、45Mn2、40MnB、35CrMo、30CrMnSi、40CrNiMo；大截面非常重要的軸可選用鉻

3、鎳鋼；高溫或腐蝕條件下工作的軸可選用耐熱鋼或不銹鋼；在一般工作溫度下，合金結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近，為了提高軸的剛度而選用合金結(jié)構(gòu)鋼是不合適的。軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可分為三種：1：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算；2：按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算；3：精確強(qiáng)度校核計(jì)算1：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度及剛度計(jì)算軸徑的公式按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度及剛度計(jì)算軸徑的公式表6―1―18軸的類型按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算按扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算實(shí)心軸nP

4、ATdP???2.17nPBTdP???3.9空心軸433411112.17?????????nPATdP4444411113.9?????????nPBTd說(shuō)明d：軸端直徑mmτP：許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力MPa，按表6119選取T：軸所傳遞的扭矩Nm￠P：許用扭轉(zhuǎn)角m，按表6120選取A：系數(shù)，按表6119選取nPT9550?P：軸所傳遞的功率，kWB：系數(shù)，按表6120選取n：軸的工作轉(zhuǎn)速rmin(空心軸內(nèi)徑d1與外徑d之比)dd1??注：

5、當(dāng)截面上有鍵槽時(shí)，應(yīng)將求得的軸徑增大，其增大值見(jiàn)表6122。剪切彈性模量剪切彈性模量G=79.4GPa時(shí)的時(shí)的B值表6―1―20￠P()m0.250.511.522.5B12910991.582.77772.8注：1.表中￠P值為每米軸長(zhǎng)允許的扭轉(zhuǎn)角；2.許用扭轉(zhuǎn)角的選用，應(yīng)按實(shí)際而定。參考的范圍如下：要求精密，穩(wěn)定的傳動(dòng)，取￠P=0.25～0.5()m一般傳動(dòng)，取￠P=0.5～1()m；要求不高的傳動(dòng)，可取￠P大于1()m；第3頁(yè)共1

6、8頁(yè)有鍵槽時(shí)軸徑增大值有鍵槽時(shí)軸徑增大值表6122軸的直徑mm100有一個(gè)鍵槽時(shí)的增大值%有兩個(gè)相隔180鍵槽時(shí)的增大值%71551037附加載荷計(jì)算公式附加載荷計(jì)算公式表6123聯(lián)軸器名稱計(jì)算公式說(shuō)明齒輪聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器NZ撓爪型聯(lián)軸器彈性圈柱銷聯(lián)軸器M=KTF=(0.2～0.4)DT2000F=(0.1～0.3)DT2000F=(0.2～0.35)02000DTM―附加彎矩，NmT―傳遞扭矩NmK―系數(shù)用稀油或清潔的干油潤(rùn)滑K=

7、0.07用臟干油潤(rùn)滑K=0.13不能保證及時(shí)潤(rùn)滑K=0.3F―附加徑向力，ND―聯(lián)軸器外徑，mmD0―柱銷中心圓直徑，mm3：精確強(qiáng)度校核計(jì)算：精確強(qiáng)度校核計(jì)算軸強(qiáng)度的精確校核是在軸的結(jié)構(gòu)及尺寸確定后進(jìn)行，通常采用安全系數(shù)校核法。3.1疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核的目的是校核軸對(duì)疲勞破壞的抵抗能力，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，根據(jù)其實(shí)際尺寸，承受的彎矩、轉(zhuǎn)矩圖，考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素及軸材料的疲勞極

8、限，計(jì)算軸的危險(xiǎn)截面處的安全系數(shù)值是否滿足許用安全系數(shù)值。軸的疲勞強(qiáng)度是根據(jù)長(zhǎng)期作用在軸上的最大變載荷(其載荷循環(huán)次數(shù)不小于104)來(lái)計(jì)算，危險(xiǎn)截面應(yīng)是受力較大，截面較小及應(yīng)力集中較嚴(yán)重的既實(shí)際應(yīng)力較大的若干個(gè)截面。同一個(gè)截面上有幾個(gè)應(yīng)力集中源，計(jì)算時(shí)應(yīng)選取對(duì)軸影響最大的應(yīng)力源。校核公式見(jiàn)表6―1―24。當(dāng)軸的強(qiáng)度不能滿足要求時(shí)，采取改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)，降低應(yīng)力集中的方法解決，降低應(yīng)力集中的主要措施表6―1―7，或采用不同的熱處理及表面強(qiáng)化處

9、理等工藝措施，或加大軸徑，改變軸的材料來(lái)解決。軸的材料內(nèi)部可能存在不同程度的裂紋或其其它缺陷。一般裂紋的尺寸小于臨界值時(shí)，暫時(shí)影響不大，但長(zhǎng)期交變應(yīng)力作用下，裂紋會(huì)作穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展，達(dá)到臨界值時(shí)，發(fā)生脆性破壞。重要的軸，除了進(jìn)行上述的計(jì)算和檢查表面質(zhì)量外，還要對(duì)內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損探傷，如發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)根據(jù)斷裂力學(xué)計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)判斷其壽命，決定是否可用。(機(jī)械工程手冊(cè)二版1卷5篇)危險(xiǎn)截面安全系數(shù)危險(xiǎn)截面安全系數(shù)S的校核公式的校核公式表6―1―24S=PS