轴的常用材料与性能.docx

...... .. .. .. 专业 word 专业 word 可编辑 . 轴常用材料及主要力学性能 转轴： 支承传动机件又传递转矩 ，既同时承受弯矩和扭矩的作用 。心轴： 只支承旋转机件而不传递转矩 ，既承受弯矩作用 。 (转动心轴 ：工作时转动 ；固定心轴 ： 工作时轴不转动 )； 传动轴：主要传递转矩 ，既主要承受扭矩 ， 不承受或承受较小的弯矩 。花键轴、空心轴：为保持尺寸稳定性和减少热处理变形可选用铬钢 ； 轴常用材料是优质碳素结构钢 ， 如35 、45 和50， 其中 45 号钢最为常用 。不太重要及受 载较小的轴可用 Q235 、Q275 等普通碳素结构钢 ； 受力较大 ，轴尺寸受限制 ，可用合金结构钢。受载荷大的轴一般用 调质钢 。 调质钢调质处理后得到的是索氏体组织 ，它比正火或退火所得到的铁素体混合组织 ，具有更好的综合力学性能 ，有更高的强度 ，较高的冲击韧度 ，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度。 调质钢：35 、45 、40Cr 、45Mn2 、40MnB 、35CrMo 、30CrMnSi 、40CrNiMo ； 大截面非常重要的轴可选用铬镍钢 ； 高温或腐蚀条件下工作的轴可选用耐热钢或不锈钢 ； 在一般工作温度下 ，合金结构钢的弹性模量与碳素结构钢相近 ， 为了提高轴的刚度而选用合金结构钢是不合适的 。 轴的强度计算 轴的强度计算一般可分为三种 ： 1：按扭转强度或刚度计算 ； 2：按弯扭合成强度计算 ； 3：精确强度校核计算 1 ：按扭转强度或刚度计算 按扭转强度及刚度计算轴径的公式 表 6― 1― 18 轴的类型 按 扭 转 强 度 计 算 按 扭 转 刚 度 计 算 实心轴 空心轴 d d 17.2 T T P 1 P n A3 P 1 d d 9.3 T 9.3 T P 1 P n B4 P 1 P 3 1 4 n 1 4 4 1 4 n 4 1 4 说 明 d： 轴端直径 mm τP：许用扭转剪应力 MPa ， 按表 6-1-19 选取 T： 轴所传递的扭矩 N m ￠P： 许用扭转角 °/m ， 按表 6-1-20 选取 P T 9550 A： 系数 ，按表 6-1-19 选取 n P： 轴所传递的功率 ， kW B：系数 ， 按表 6-1-20 选取 n： 轴的工作转速 r/min d1 (空心轴内径 d1 与外径 d 之比 ) d 注： 当截面上有键槽时 ， 应将求得的轴径增大 ， 其增大值见表 6-1-22 。 剪切弹性模量 G=79.4GPa 时的 B 值 表 6―1―20 ￠ P(°)/m 0.25 0.5 1 1.5 2 2.5 B 129 109 91.5 82.7 77 72.8 注： 1.表中 ￠ P 值为每米轴长允许的扭转角 ； 许用扭转角的选用 ，应按实际而定 。参考的范围如下 ： 要求精密 ， 稳定的传动 ， 取￠ P=0.25 ～ 0.5 ( °)/m 一般传动 ， 取￠ P=0. 5 ～ 1 ( °)/m ；要求不高的传动 ， 可取￠ P 大于 1 ( °)/m ；起重机传动轴 ￠ P=15 ′～20 ′/m ； 几种常用轴材料的 τP 及 A 值 表 6―1―19 轴的材料 Q235 ―A ； Q275 ； 20 45 40Cr ； 35SiMn ； 42SiMn ； 20 1Cr18Ni9Ti 40MnB ； 38SiMnM O ； 3Cr13 ； τP MPa 15 ～ 25 20 ～ 35 25 ～ 45 35 ～ 55 A 149 ～ 126 135 ～ 112 126 ～ 103 112 ～ 97 注： 1. 表中 τP 值是考虑了弯曲影响而降低了的许用扭转剪应力 。 在下列情况下 τP 取较大值 、A 取较小值 ：弯矩较小或只受扭矩作用 、 载荷较平稳 、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷 、减速器的低速轴 、轴单向旋转 。反之， τP 取较小值 ， A 取较大值 。 在计算减速器的中间轴的危险截面处 ( 安装小齿轮处 )的直径时 ， 若轴的材料为 45 号钢 ： 取 A=130 ～ 165 。其中二级减速器的中间轴及三级减速器的高速中间轴取 A=155 ～ 165 。三级减速器的低速中间轴取 A=130 。 2 ：按弯扭合成强度计算 ； 按弯扭合成强度计算轴径的公式 表 6―1―21 心 轴 转 轴 实 心 轴 d 21.68 M P 实 心 轴  d 21.68 M 2 ( 1 P T) 2 空 心 轴 计 21.68 M 1 d许转动用心轴 d 许 转 动 用 心 轴 应 固 定 力 心 轴 空 心 轴 d 21.68 M 2 ( 4校 4 校 单 向 Ψ 正 旋 转 系 双 向