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。
例如采用滑动轴承的高速轴,常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金结构钢,经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性;机转子轴在高温、高速和重载条件下工作,具有良好的高温力学性能,常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金结构钢。
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。
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;
龙门式起重机运动机构传动轴的扭转角会影响驱动轮的同步性;对有发生扭转振动危险的轴以及操纵系统中的轴,都需要有较大的扭转刚度。
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。