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轴的毛坯以锻件、其次是钢;尺寸较大或结构复杂者可考虑铸钢或球墨铸铁。例如,用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴,具有成本低廉、吸振性较好,对应力集中的敏感性较低、强度较好等优点。
轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。
传动轴,主要用来传递扭矩而不承受弯矩,如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢,也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度,转速高时还取决于振动稳定性。
轴的扭转刚度校核是计算的轴的工作时扭转变形量,是用每米轴长的扭角 度量的。轴的扭转变形要影响机器的性能和工作精度,如内燃机凸轮轴的扭转角过大,会影响气门的正确启闭时间;
轴类零件材料的选取,主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺性而决定,力求经济合理。常用的轴类零件材料有 35、45、50碳素钢,以45钢应用为广泛。
对于受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255等普通碳素钢。对于受力较大,轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢。
型材毛坯分热轧或冷拉棒料,均适合于光滑轴或直径相差不大的阶梯轴。锻件毛坯经加热锻打后,金属内部纤维组织沿表面分布,因而有较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度,一般用于重要的轴。
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