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第十四章支承零部件的设计

传动零件必须借助其他零部件的支持才能传递运动与动力。这种起支持作用的零部件称为支承零部件。支承零部件主要有轴和轴承。/qinglv/77.html第一节轴的功用、结构和材料一、轴的功用与分类轴是组成机器的重要零件之一。各种做回转（或摆动）的零件（如齿轮、带轮）都必须安装在轴上才能进行运动和动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。轴有不同的分类方法，也有不同类型的轴。常用的分类方法有两类。1）根据受载情况分类；2）根据轴线形状的分类。1）根据受载情况分类1)转轴-既传递转矩又承受弯矩2)心轴-承受弯矩。不传递转矩3)传动轴-以传递转矩为主，不承受弯矩或承受很小的弯矩

转轴-既传递转矩（T）又承受弯矩（M）的轴例如齿轮减速器的输出轴轴颈轴头轴身心轴-承受弯矩（M），不传递转矩（T）的轴例如自行车的前轮轴

传动轴-以传递转矩（T）为主不承受弯矩（M）或承受很小的弯矩的轴。例如汽车的传动轴2）根据轴线形状分类光轴阶梯轴直轴根据需要可制成空心轴2）曲轴3）挠性钢丝轴1）直轴曲轴二、轴的材料

由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的应力集中敏感性和良好的加工性能等。

轴的主要材料是碳钢和合金钢碳钢：价格低廉，对应力集中的敏感性较低，可以利用热处理提高其耐磨性和抗疲劳强度。常用的有35、40、45、50钢，其中以45钢使用最广。对于受力较小的或不太重要的轴，可以使用Q235、Q275等普通碳素钢合金钢：对于要求强度较高、尺寸较小或有其它特殊要求的轴，可以采用合金钢材料。耐磨性要求较高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢；

要求较高的轴可以使用40Cr（或用35SiMn、40MnB代替）、40CrNi(或用38SiMnMo代替)等进行热处理。合金钢具有较高的力学性能，热处理变形小，价格贵，对应力集中比较敏感。用于要求重量轻及有特殊要求的轴。对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工。

球墨铸铁易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。同时应该知道，在一般工作温度下，各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不大。故在选择钢的种类和热处理方法时，所依据的主要是强度和耐磨性，而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度等。轴的常用材料见教材p250材料牌号热处理类型毛坯直径/mm硬度/HBS抗拉强度

屈服点应用说明Q275~Q235

149~610275~235用于不很重要的轴

35

正火

调质

≤100>100~300≤100>100~300149~187143~187156~207520500560540270260300280用与一般轴

45

正火

调质≤100>100~300≤200170~217162~217217~255600580650300290360用于强度高、韧性中等的较重要的轴轴的常用金属材料及力学性能

40Cr

调质25≤100>100~300≤207241~2861000750700800550500用于强度要求高、有强烈磨损而无很大冲击的重要轴35SiMn调质

25≤100>100~300≤229229~286217~269900800750750520450可代替40Cr，可用于中、小型轴

42SiMn

调质25≤100>100~200>200~300≤220229~286217~269217~255900800750700750520470450与35SiMn相同，但专供表面淬火之用40MnB调质

25≤200≤207241~2861000750800500可替代40Cr，用于小型轴35CrMo

调质25≤100>100~300≤229207~2691000750700350550500用于重载的轴38CrMnMo

调质≤100>100~300229~285217~269750700600550可代替35CrMo三、轴的结构轴颈轴环轴头图12-11所示为圆柱齿轮减速器低速轴的结构图。综上所述。轴的结构应满足于以下几点：1）轴上零件的准确定位与固定；2）轴上零件便于装拆和调整；3）