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轴材的选择及热处理方法

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:轴的材料一般选用碳素钢和合金钢。但合金钢价格较贵,对应力集中的敏感性较高,设计合金钢轴时,应从结构上避免或减小应力集中,减小其表面粗糙度。表11.1中列出了轴的常用材料及其主要力学性能。表11.1轴的常用材料及其主要力学性能续表注:表中所列疲劳极限σ-1值是按下列关系式计算的,供设计时参考。

轴材的选择及热处理方法

轴在工作时经常要承受多种变应力作用,因此要求轴应具有较高的静强度和疲劳强度,足够的韧性,即具有良好的综合力学性能,此外还应具有良好的工艺性特点。

轴的材料一般选用碳素钢和合金钢。对于载荷不大、转速不高的一些不重要的轴可采用Q235、Q275等碳素结构钢来制造,以降低成本;对于一般用途和较重要的轴,多采用35、45号钢等中碳的优质碳素结构钢制造,这类钢对应力集中的敏感性低,经济性好,经过调质(或正火)处理后可获得良好的综合力学性能,轴颈处可进行表面淬火处理。对于传递较大转矩,要求强度高、尺寸小、质量轻、要求耐磨性高或要求在高低温条件下工作的轴,可采用合金钢制造,如40Cr、35SiMn、40CrNi、38CrMoAlA等,并经调质处理。但合金钢价格较贵,对应力集中的敏感性较高,设计合金钢轴时,应从结构上避免或减小应力集中,减小其表面粗糙度。值得注意的是:钢材的种类和热处理对其弹性模量的影响很小,采用合金钢或通过热处理并不能提高轴的刚度。表11.1中列出了轴的常用材料及其主要力学性能。

表11.1 轴的常用材料及其主要力学性能

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续表

注:表中所列疲劳极限σ-1值是按下列关系式计算的,供设计时参考。碳钢:σ-1=0.43σB;合金钢:σ-1=0.2(σBS)+100;不锈钢:σ-1≈0.27(σBS)。

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