轴类零件选材

第十三章轴

§13-1 轴类零件选材§13-2 轴的结构设计

§13-1 轴类零件选材

本节课主要内容

•一、轴类零件选材的依据

1.工作条件

2.失效形式

•二、轴类零件的性能要求•三、常用轴类零件的材料•四、典型轴的选材

转轴

减速器中的轴

固定心轴

自行车的前轮轴

转动心轴铁路机车轮轴

汽车中联接变速箱与后桥之间的轴传动轴

曲轴、挠性钢丝轴

一、轴的分类

转轴：机器中最常见的轴，通常简称为轴。

工作时既承受弯矩又承受转矩。

心轴：用来支承转动零件，

只承受弯矩而不传递转矩。

传动轴：用于传递转矩而不承受弯矩，

或所承受的弯矩很小的轴。

根据轴线的形状的不同：

轴又可分为：直轴、曲轴和挠性钢丝轴。

二、轴类零件的工作条件

• 1. 主要受交变弯曲、扭转或弯曲、扭转应力的复合作用；

• 2.轴与轴上零件有相对运动时相互间存在摩擦和磨损；

• 3.轴在高速运转过程中会产生振动，使轴承受冲击载荷；

• 4. 多数轴会承受一定的过载载荷。

三、轴类零件的失效方式

1.疲劳断裂；

2.过量变形甚至断裂；

3.表面过度磨损等。

四、轴类零件的性能要求

•1.良好的综合机械性能；•2.高的疲劳强度；

•3.足够的淬透性；

•4.良好的切削加工性能。

五、轴类零件材料

• 1.优质碳素钢：

35、40、45、50钢等，其中45钢最常用。

一般要经正火、调质或表面淬火热处理。

• 2.合金钢：

20Cr、40Cr、40CrNi、20CrMnTi、40MnB等。

采用合金钢必须采取相应的热处理。

• 3.球墨铸铁或可锻铸铁：

QT600-3、QT700-2、KTZ450-5、KTZ500-4等。

六、典型轴的选材调质220HB~250HB

C620车床主轴简图

1.机床主轴选材

•车床主轴可选用45钢。热处理工艺为调质处理，硬度要求为220HB－250HB；轴颈和锥孔进行表面淬火，硬度要求为

52HRC。

它的工艺路线如下：

锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→表面淬火及低温回火→磨削加工。

2.内燃机曲轴选材

单缸内燃机曲轴

曲轴材料

•锻钢曲轴：

35、40、45、35Mn2、40Cr、35CrMo

钢等。

•铸造曲轴：

ZG45、QT600-3、QT700-2、KTZ450-5、KTZ500-4等。

单缸内燃机曲轴

缸径：75mm 功率：4.4KW

转速：2200r/min~2600r/min

性能要求:σb≥700MPa

整体硬度：240HB ~260HB

•材料可选用QT700-2。

•其工艺路线如下：

铸造→高温正火→切削加工→轴颈气体渗氮

本节课小结

•1.掌握轴类零件选材的主要依据；•2.掌握轴类零件的分类及工作条件；•3.掌握常用的轴类零件材料及典型轴的选材原则。

§13-2 轴的结构设计

单级圆柱齿轮减速器

一、拟定轴上主要零件的装配

二、零件在轴上的定位和固定方法

1、周向定位和固定

2、轴向定位和固定

三、轴的结构工艺性

四、确定各轴段的直径和长度

本节课主要内容

本节课主要内容目录习题小结例题

一、拟定轴上主要零件的装配

原则：

1）轴的结构简单

2）零件装配方便

轴的结构图

轴颈

轴

颈

轴

环

轴

肩

轴

头

轴

身

轴

头滚动轴承齿

轮

套

筒

轴

承

盖

联轴器

二、零件在轴上的定位和固定

定位：是指零件在轴上安装到位。

（位置准确）

固定：是指工作时零件与轴之间相对位置保持不变。（位置不动）

键

过盈配合

1、零件的周向定位与固定

销

花键

A 型平键

B 型平键

导向平键

半圆键

楔键

圆

锥

销

返

回

2、零件的轴向定位与固定

1）轴肩和轴环

2）套筒

3）圆螺母

4）轴端挡圈

5）弹性挡圈

6）紧定螺钉

1）轴肩和轴环

•能承受较大的轴向力。常用于齿轮、链轮等轴向定位。

错误

正确

要求r 轴

h=R(C)+(0.5~2)mm

2）套筒

用于距离较短、转速不高的场合。

注意：L轴

（2--3m m)

3）圆螺母

双圆螺母

装拆方便，可承受较大的轴向力。

用于固定轴端零件，可以承受振动和冲击。

注意：L轴

（2--3mm)4）轴端挡圈