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各种轴的功用以及分类

        轴是组成机器的重要零件之它的功用有两个支持转零件如齿轮,带轮、链轮使其有确定的工作位置传递运动和转矩

        轴的分类轴可分为直轴、曲轴和软轴

        直轴按其外形不同可分为光轴、阶梯轴及一些特殊闬途的轴,如凸轮轴、花键轴、迹齿轮轴及连蜗杆轴等。

        光轴形简单、加工方便、轴上应力集中源少、成本低;缺点是轴与轴上零件孔的配合采用基轴制零件定位不便,允其是轴上需安装几个受轴向力的零件时就更加困难,因此光轴往往只在轴端安装零件。另外,光轴外形与其上弯矩分布不相适应,故多用于传递转矩。

        光轴在纺织机械:机床、农业机械中应用较多。

 

        阶梯轴各轴段的直径不同,轴上零件的安装,定位比较方便。由于轴上应力分布通常是中间大、两端小所以阶梯轴受载比较合理,其外形接近于等强度梁阶梯轴应用最广。

        直轴一般是实心剖面。有时因机器结构要求铕在轴中装其它零件或待加工的棒料(如车床主轴),或者需在轴孔中输送润油、冷却液、或者对减轻轴的重量重大作用时(如水轮发电机轴:),则将轴制成空心的。

        简单的空心轴可用无缝钢管制造复杂的空心轴需专门制造,费工、费料所以必须从经济和技术指标两方面综合分析,决定其是否有利。

        曲轴是内燃机、曲柄压力机等机器上的专用零件,以将往复运动转变为旋转运动,或作相反转变。

        软轴要用于两传动轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动,也可用于受连续振动的场合,以缓和冲击近年来,也成功地用于机器人和机械手中。

        通常只承受弯矩而不承受转矩的轴称为心轴。心轴可以是旋转的,如火车轮轴;也有不转动的,如自行车前,后轮轴,汽车轮轴当心轴上所受的横向力方向不变时,固定心轴上任一点所受的弯曲应力不变,而转动心轴上任一点的弯曲应力是对称循环的,因此,前者的疲劳强度比后者高

        既受弯矩又受转矩的轴称为转轴。转轴在各种机器中最为常见

        只受矩不受弯矩或受很小弯矩的轴辞为传动轴。车床上的光杠、船舶艨旋桨轴、连接汽车发动机镎出和后桥的轴,均是传动轴。

 

  轴的材料

        首先应有足够的强度,对应力集中敏感性低还应满足刚度、耐磨性、耐腐蚀性及良好的可加工性,以及价格低廉,易于获得的要求。

        轴常用的材料主要有碳钢、合金钢、球墨铸铁和高强度铸铁

        碳镝有足够高的强度,对应力集中的敏感性较低,便于迸行各种热处理及机械加工,价格低,供应充足,故应用最广。一般机器中的轴,可用30404550等牌号的优质中碳钢制造,尤以45号钢经调质处理最常用。对低速轻载或不重要的轴,可用 A3A4, A5等普通碳素钢制造。

        合金钢的机械性能更高,常用于制造高速、重载的轴,或受力大而要求尺寸小、重童轻的轴。至于那些处于高温、低温或腐蚀介质中工作的轴,多数用合金钢制造。

        为了提高轴的强度及耐磨性,用优质碳素钢或合钢制造的轴,常迸行各种热处理、化学处理及表面强化处理。特别是合金钢,只有进行热处理后才能充分显沄其忧越的机械性能。

        值得注意的是,合金钢对应力集中敏感性高所以合金钢轴的结构形状必须合理,尽量减少应力集中源并且要求表面耝糙度数值低,否则就先去用合金钢的意义另外,在一般工作温度下,合金钢和碳钢的弹性模量十分接近,因此依靠选用合金钢来提高轴的刚度是不行的,此时应通过增大轴径等方式来解决

        球墨铸铁和高强度铸铁的机械强度比碳钢低,但因其铸造工艺性好易于得到较复杂的外形,吸振性、耐磨性好对应力集中的敏感性低,价廉,故应用日趋增多。汽车、拖拉机发动机的曲轴,多用球墨铸铁制造

 


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