轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件,但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。
碳素钢35、45、50等优质碳素结构钢因具有较高的综合力学性能,应用较多,其中以45钢用得为广泛。为了改善其力学性能,应进行正火或调质处理。
轴的力学模型是梁、多数要转动,因此其应力通常是对称循环。轴上通常要安装一些带轮毂的零件,因此大多数轴应作成阶梯轴,切削加工量大。
设计者可根据轴的具体要求进行设计,必要时可做几个方案进行比较,以便选出设计方案,以下是一般轴结构设计原则:1、节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状;2、易于轴上零件定位、稳固、装配、拆卸和调整;3、采用各种减少应力集中和提度的结构措施;4、便于加工制造和精度。
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。
轴类零件的毛坯常见的有型材(圆棒料)和锻件。大型的,外形结构复杂的轴也可采用铸件。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。
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。