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轴材料的机械性能大全讲解轴材料是工程中常见的一种材料，在各种机械设备中被广泛使用。
轴材料对机械设备的稳定性和可靠性起着重要的作用。
如何选取合适的轴材料，了解轴材料的机械性能是非常重要的。
本文将从轴材料的强度、硬度、韧性、疲劳强度等方面进行讲解。
强度轴材料的强度是指轴在承受外力的作用下不发生破坏的最大能力。
轴材料的强度主要受到其成分和制备工艺的影响。
常用的轴材料有普通碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金等。
普通碳钢的强度相对较低，但制造工艺简单，适用于一些要求不高的场合。
合金钢的强度相对较高，适用于机械设备的高强度要求。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性和强度，适用于一些对耐腐蚀性和强度都有较高要求的场合。
铝合金轴材料的强度相对较低，不过具有轻质化和强度高效的特点，适用于一些重量要求较低的应用场合。
硬度轴材料的硬度可用来衡量其抗磨损能力。
轴材料的硬度一般用洛氏硬度计进行测试。
在不同的用途场景下，轴材料的硬度需求也不同。
例如，在一些需要耐磨损的环境下，轴材料的硬度需求会比较高。
在一些需要抗冲击的机械设备中，轴材料的硬度需求比较低，因为硬度高的轴材料在受到冲击时容易发生裂纹和断裂。
韧性轴材料的韧性是指材料在受到外力作用下发生永久形变的能力。
韧性高的轴材料不容易发生变形和破裂。
在一些需要经常受到大力剪切、扭转、拉压力的机械设备中，需要选择韧性高的轴材料。
常见的韧性较高的轴材料有高强度合金钢、钛合金等。
疲劳强度轴材料在长期使用过程中，受到外界作用而产生微小裂痕，这些裂痕将会逐渐扩大，最终导致轴材料断裂。
轴材料的疲劳强度是指材料在长期受到交替应力作用下不能承受的最大应力值。
疲劳强度高的轴材料能够经受住长期的应力变化，不容易发生裂纹和断裂。
常见的具有高疲劳强度的材料有高强度合金钢、不锈钢等。
轴材料的机械性能是影响机械设备运行稳定性和可靠性的重要因素，选用合适的轴材料对机械设备的性能和寿命具有关键作用。
本文从轴材料的强度、硬度、韧性、疲劳强度等方面进行了讲解。
轴的常用的材料的及性能 Revised by Jack on December 14,2020轴常用材料及主要力学性能转轴：支承传动机件又传递转矩，既同时承受弯矩和扭矩的作用。
心轴：只支承旋转机件而不传递转矩，既承受弯矩作用。
(转动心轴：工作时转动；固定心轴：工作时轴不转动)；传动轴：主要传递转矩，既主要承受扭矩，不承受或承受较小的弯矩。
花键轴、空心轴：为保持尺寸稳定性和减少热处理变形可选用铬钢；轴常用材料是优质碳素结构钢，如35、45和50，其中45号钢最为常用。
不太重要及受载较小的轴可用Q235、Q275等普通碳素结构钢；受力较大，轴尺寸受限制，可用合金结构钢。
受载荷大的轴一般用调质钢。
调质钢调质处理后得到的是索氏体组织，它比正火或退火所得到的铁素体混合组织，具有更好的综合力学性能，有更高的强度，较高的冲击韧度，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度。
调质钢：35、45、40Cr、45Mn2、40MnB、35CrMo、30CrMnSi、40CrNiMo；大截面非常重要的轴可选用铬镍钢；高温或腐蚀条件下工作的轴可选用耐热钢或不锈钢；在一般工作温度下，合金结构钢的弹性模量与碳素结构钢相近，为了提高轴的刚度而选用合金结构钢是不合适的。
轴的强度计算轴的强度计算一般可分为三种：1：按扭转强度或刚度计算；2：按弯扭合成强度计算；3：精确强度校核计算1：按扭转强度或刚度计算按扭转强度及刚度计算轴径的公式表6―1―18注：当截面上有键槽时，应将求得的轴径增大，其增大值见表6-1-22。
剪切弹性模量G=时的B值表6―1―20注：1.表中￠P值为每米轴长允许的扭转角；2.许用扭转角的选用，应按实际而定。
参考的范围如下：要求精密，稳定的传动，取￠=～ (°)/mP一般传动，取￠P=0. 5～1 (°)/m；要求不高的传动，可取￠P大于1 (°)/m；起重机传动轴￠P=15′～20′/m；几种常用轴材料的τP及A值表6―1―19注：1. 表中τP值是考虑了弯曲影响而降低了的许用扭转剪应力。
轴的常用材料及其机械性能轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。
轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr钢。
对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等普通碳素钢。
对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi 等。
球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于制造外形复杂的轴。
特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。
根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正火处理。
对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理，以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)，以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。
在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。
轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。
轴的直径较小时，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，多采用锻件。
为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。
对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。
轴的常用材料及其机械性能(MPa)各种发动机曲轴材料及热处理各种凸轮轴材料及热处理工艺机床主轴材料和热处理半轴常用材料及技术要求。
轴的常用材料有哪些
轴是一种用于传递动力和扭矩的机械零件，广泛应用于各种机械设备中。
根据
不同的使用场景和要求，轴的材料也有所不同。
下面将介绍一些轴常用的材料及其特点。
1.碳素钢。
碳素钢是一种常见的轴材料，具有良好的强度和硬度，适用于一般机械设备中。
碳素钢轴经过热处理后，可以获得更高的硬度和耐磨性，适用于承受较大载荷和高速旋转的场合。
2.合金钢。
合金钢是由碳素钢中添加一定比例的合金元素（如铬、镍、钼等）而成，具有
更高的强度、硬度和耐磨性。
合金钢轴适用于承受高温、高压或腐蚀环境下的工作条件，如汽车发动机、航空发动机等。
3.不锈钢。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，适用于在潮湿、腐蚀性环境中工作的轴。
不锈
钢轴常用于化工设备、海洋工程等领域，能够保持良好的表面光洁度和机械性能。
4.铝合金。
铝合金轴具有较轻的重量和良好的导热性能，适用于要求轴重量轻、散热性能
好的场合。
铝合金轴常用于航空航天、汽车制造等领域，能够满足高速旋转和高温条件下的要求。
5.钛合金。
钛合金轴具有良好的耐腐蚀性能和高强度，是一种理想的轴材料。
钛合金轴常
用于航空航天、船舶制造等领域，能够满足复杂工作条件下的要求。
总的来说，轴的材料选择应根据具体的工作条件和要求进行综合考虑。
在选择
轴材料时，不仅要考虑其力学性能，还要考虑其耐磨性、耐腐蚀性、导热性等特点，以确保轴能够在各种复杂的工作环境中稳定可靠地工作。
希望以上内容能够对您有所帮助。
轴的常用材料及其机械性能轴的常用材料及其机械性能轴的常用材料及其机械性能轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。
轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr 钢。
对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等普通碳素钢。
对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi等。
球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于制造外形复杂的轴。
特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。
根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正火处理。
对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理，以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)，以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。
在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。
轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。
轴的直径较小时，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，多采用锻件。
为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。
对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。
轴的常用材料及其机械性能(MPa)材料牌号热处理毛坯直径(mm)硬度HB抗拉强度σb≥屈服强度σs≥弯曲疲劳极限σ-1≥扭转疲劳极限τ-1≥许用弯曲应力备注[σ+1][σ0] [σ-1]Q235-A - - - 440 240 180 105 125 70 40用于不重要或载荷不大的轴20 正火25 ≤156 420 250 180 100 125 70 40用于载荷不大，要求韧性较高的场合。
轴常用材料的选用轴是机械设备中的一种重要零件，主要用于承载和传递力量，使机械能够正常运转。
轴的选材直接关系到机械设备的性能、使用寿命和安全性。
常用的轴材料有金属和非金属两大类，下面将就轴常用材料的选用进行介绍。
金属轴常用材料的选用：1.碳素钢：碳素钢具有良好的机械性能，抗拉强度和抗震性能较高，适用于一般负载和低速运动的轴。
2.合金钢：合金钢具有较高的强度和硬度，耐磨性强，适用于承受较大负载和高速运动的轴，如汽车传动轴、发动机曲轴等。
3.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，在湿润或腐蚀环境中使用能够减少轴的磨损和氧化，适用于耐腐蚀要求较高的轴。
4.铜合金：铜合金具有良好的导热性和导电性，适用于高速运动时需要较好的散热性能的轴，如电机、发动机内部的轴。
5.铝合金：铝合金具有较低的密度和良好的强度，适用于重量要求较轻的轴，如飞机、航天器等。
非金属轴常用材料的选用：1.陶瓷：陶瓷具有高温稳定性和耐磨性，适用于高温环境和对轴与轴套磨损要求较高的场合，如高温烘干炉、化工设备等。
2.聚合物：聚合物具有良好的耐磨性和自润滑性能，适用于无润滑或少润滑的场合，如食品加工机械、医疗设备等。
在选用轴材料时，需考虑以下几个因素：1.负载类型和大小：负载情况是选材的主要依据，根据实际工作条件选择合适的材料。
2.运动速度：高速运动时轴对材料的要求较高，需选用相对强度较高的材料。
3.工作温度：高温和低温环境对轴材料的选择有一定影响，需根据工作温度范围选用合适的材料。
4.耐腐蚀性：若工作环境存在腐蚀性介质，需选用耐腐蚀材料，如不锈钢等。
5.经济性：在满足工作要求的前提下，需考虑材料的价格以及加工成本，选择经济合理的材料。
综上所述，轴的选材是根据实际工作条件和要求综合考虑的，在不同条件下可能选用不同的材料。
合理的轴材料选用能够提高设备的性能和使用寿命，因此在设计和选择轴材料时需仔细考虑各个因素的影响。
轴的材料主要是
轴是机械设备中的重要零部件，其材料选择直接影响到设备的性能和使用寿命。
轴的材料主要包括金属材料和非金属材料两大类。
金属材料是轴的常用材料之一，主要包括普通碳素钢、合金钢、不锈钢等。
普
通碳素钢具有良好的可加工性和热处理性能，适用于一般要求不高的轴承零件；合金钢由于添加了合金元素，具有较高的强度和硬度，适用于承受较大载荷和高速旋转的轴承零件；不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于要求较高的环境下使用的轴承零件。
非金属材料也是轴的重要材料之一，主要包括塑料、陶瓷等。
塑料轴由于具有
良好的自润滑性和耐磨性，适用于一些特殊要求的轴承零件；陶瓷轴由于具有良好的耐磨性和耐高温性能，适用于高速、高温、高精度的轴承零件。
在选择轴的材料时，需要综合考虑轴的工作条件、使用要求、成本控制等因素。
不同的材料具有不同的特性，需要根据具体情况进行选择，以满足设备的性能要求和使用寿命的需求。
总的来说，轴的材料选择是一个复杂而重要的工作，需要充分考虑各种因素，
才能选择出最适合的材料，以确保设备的正常运行和长期稳定性能。
材料牌号热处理毛坯直径（mm）硬度(HBS抗拉强度极限σb屈服强度极限σs弯曲疲劳极限σ-1剪切疲劳极限τ-1许用弯曲应力[σ-1]备注Q235A 热轧或锻后空冷≤100400~420 225 170 105 40用于不重要及受载荷不大的轴>100~250 375~390 21545 正火回火≤10170~217 590 295 225 140 55 应用最广泛>100~300 162~217 570 285 245 135调质≤200 217~255 640 355 275 155 6040Cr 调质≤100>100~300241~28673568554049035535520018570用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴40CrNi 调质≤100>100~300270~300240~27090078573557043037026021075用于很重要的轴38SiMnMo 调质≤100>100~300229~286217~26973568559054036534521019570用于重要的轴，性能近于40CrNi38CrMoAlA 调质≤60>60~100>100~160293~321277~302241~27793083578578568559044041037528027022075用于要求高耐磨性，高强度且热处理（氮化）变形很小的轴20Cr 渗碳淬火回火≤60渗碳56~62HRC 640 390 305 160 60用于要求强度及韧性均较高的轴3Cr13 调质≤100≥241835 635 395 230 75 用于腐蚀条件下的轴1Cr18Ni9Ti 淬火≤100≤192530 195 190 115 45 用于高低温及腐蚀条件下的轴180 110 100~200 490QT600-3 190~270 600 370 215 185 用于制造复杂外形的轴QT800-2 245~335 800 480 290 250几种材料的[][]。
适合做轴的材料
适合做轴的材料
轴是一种机械零件，通常用于支撑和转动其他部件。
由于其特殊的功能，需要选择适合做轴的材料。
下面是几种适合做轴的材料：
1. 钢
钢是一种常用的轴材料，由于其高强度和耐磨性能，被广泛应用于机械制造领域。
其中最常见的是碳钢、合金钢和不锈钢。
碳钢轴通常用于低速、低负荷和低摩擦环境下，例如传送带、输送机等。
合金钢轴通常用于高速、高负荷和高摩擦环境下，例如汽车发动机、飞机引擎等。
不锈钢轴则通常用于腐蚀性环境下，例如食品加工设备、医疗器械等。
2. 铝
铝是一种轻质、耐腐蚀的金属材料，具有良好的导热性能和可加工性能。
铝制轴通常用于低负荷和低速度环境下，例如电动工具、家电制品等。
3. 铜
铜是一种优良的导电材料，具有良好的导热性能和抗腐蚀性能。
铜制轴通常用于高速度和高温度环境下，例如电机、发电机等。
4. 碳纤维
碳纤维是一种轻质、高强度、高刚性的材料，具有优异的耐磨性能和抗腐蚀性能。
碳纤维轴通常用于高速度和高负荷环境下，例如赛车、飞机等。
总之，选择适合做轴的材料需要根据具体的使用环境和要求来确定。
在选择时应考虑到材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性、导热性等因素，并结合实际情况进行综合评估。
轴材料的机械性能大全讲解轴材料是机械设计中非常重要的一环，因为它们被用于传递能量和承受负载。
在设计和选择轴材料时，需要考虑各种性能因素，如硬度、强度、韧性、耐磨性等等。
本文将深入探讨轴材料的机械性能，以便您了解如何正确选择最适合您应用的轴材料。
轴材料的硬度轴材料的硬度是指它在试验中针对特定载荷时的抗压强度。
硬度越高，材料越难被切削和加工，但是它也能够更好地保持形状，并且更耐磨。
下面列出了一些常见的轴材料和它们的硬度：材料硬度钢中等到高铝合金低到中等铜低到中等塑料非常低轴材料的强度轴材料的强度是材料在受到应力时所能承受的强度。
强度本质上是材料在受压时的稳定程度。
下列表格显示了一些常见的轴材料及其强度：材料强度316不锈钢高到非常高钢中等到高7075铝非常高塑料低到非常低轴材料的韧性轴材料的韧性是指抗断裂性能，也就是材料的延展性、塑性，能够在承受冲击或者挤压时抵御断裂的能力。
以下为一些常见的材料及其韧性：材料韧性铝高钢高塑料非常低轴材料的耐磨性轴材料的耐磨性是指在磨损条件下，材料所能持续承受的磨损程度。
依据不同的应用场景，如轴床、轿车驱动轴、航空轮胎和大型机械运作等等，轴材料所要求的耐磨性也是不同的。
下面列出的是一些常见的耐磨材料及相应的特征：材料耐磨性316不锈钢高钢高铝合金低铜低塑料极低轴材料的耐腐蚀性轴材料的耐腐蚀性是指它们能够在腐蚀性环境下承受多少时间而不发生化学反应。
不耐腐蚀的轴材料会降低设计寿命，而使用具有高耐腐蚀性的轴材料能够增加轴寿命。
下表是对于几种常见材料的耐腐蚀特征：材料耐腐蚀性316不锈钢高钢中等铝合金低铜低塑料低轴材料的疲劳特性轴材料的疲劳特性是指它们所能承受多循环的应力而不断裂的能力。
在机械设计中，疲劳通常被认为是重要的性能指标之一。
以下为常见的材料及其特征：材料疲劳特性钢高铝合金中等铜中等总结在机械工程中，选择最合适的轴材料非常重要，并且非常多样化。
真正有用的轴材料是针对特定应用而选择的，设计工程师需要了解材料的各个机械性能之间的平衡，以确保获得所需的机件性能和长期寿命。
轴的常用材料范文轴是指能够传输力或者承受力的机械元件，广泛应用于各种机械设备中。
轴的材料选择直接影响着轴的性能、寿命和可靠性，所以轴的材料选择非常重要。
下面是一些常用的轴的材料。
1.碳钢：碳钢是最常见的轴材料之一，具有良好的机械性能和可加工性。
常见的碳钢材料有45钢、40Cr和35CrMo等。
碳钢轴具有良好的韧性和强度，适用于一般要求不高的轴。
2.不锈钢：不锈钢轴具有良好的抗腐蚀性能和强度，适用于要求高耐蚀性的场合。
常见的不锈钢材料有304、316和630等。
不锈钢轴广泛应用于食品机械、医疗设备和化工设备等领域。
3.铝合金：铝合金轴具有良好的强度和良好的抗腐蚀性能，同时具有较低的密度。
铝合金轴适用于要求轻量化和良好耐腐蚀性能的场合。
常见的铝合金材料有6061、7075等。
5.钛合金：钛合金轴具有良好的强度和良好的抗腐蚀性能，同时具有较低的密度。
钛合金轴适用于要求高强度和轻量化的场合，如航空航天领域。
常见的钛合金材料有Ti-6Al-4V和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等。
6.铸铁：铸铁轴具有良好的耐磨性和强度，适用于要求高强度和耐磨性的场合。
常见的铸铁材料有灰铸铁、球墨铸铁等。
铸铁轴主要应用于重型机械设备中。
7.聚合物材料：聚合物材料轴具有良好的自润滑性和吸震性能，适用于不需要高强度和硬度的场合。
常见的聚合物材料有聚酰胺、聚酰亚胺等。
聚合物轴广泛应用于汽车、纺织和家电等领域。
以上是一些常用的轴的材料，选择适合的轴材料需要综合考虑轴的工作条件、负载要求、环境腐蚀性和机械性能等因素。
谈钻机零件材料的选用无锡探矿机械总厂王学渊摘要：钻机零件材料的选用，应根据其工作条件所要求的机械性能，及材料热处理后所能达到的性能相结合，才能做到选材科学、经济、合理。
关键词：钻机零件材料；调质；淬透性；淬透层；渗碳钻机零部件设计的优劣，直接决定了钻机的质量档次及在市场上的竞争力。
钻机零部件设计，离不开科学、合理、经济地选用材料，既要考虑零件的工作和受载情况，又要考虑零件尺寸与质量限制，以及材料的经济适用与管理方便等，正确选材是比较复杂的。
钻机设计人员要将一些钢铁材料与热处理方面的知识，融汇于零部件的设计之中，设计的钻机才可迈上一个新的台阶。
本文主要就钻机中用得较多的调质钢，渗碳钢等浅谈几点看法。
1 调质钢含碳量0.30%～0.50%的中碳结构钢与中碳低合金结构钢经调质后具有良好的综合机械性能，即具有较高的抗拉强度，σb＝700～1100 Mpa，又具有较高的塑韧性(伸长率)δ＝8%～10%，不收缩率ψ＝45%～55%，冲击值αk＝60～100 J/cm2。
调质是指中碳(低合金)结构钢先进行淬火得马氏体组织(或马氏体为主体的组织)，尔后再550～650 ℃高温回火得回火索氏体组织。
同一轴径选用不同钢材的工件采用不同调质工艺处理至同一硬度，得到的机械性能产生差异；不同轴径选用同一钢材的工件采用相同的调质工艺处理，各自的机械性能也产生差异，这一现象的产生是钢材淬透性这一特性造成的。
通俗地讲，淬透性是钢材能够被淬透的能力接受淬火成马氏体的能力。
淬透性与工件截面厚度有一定关系，即所谓尺寸效应，截面尺寸增大，淬透层深度减小。
合金结构钢较碳素结构钢的淬透性高。
40Cr、35CrMo等合金结构钢较40、45碳素钢的淬透层的截面相应增大。
如全淬透截面尺寸：45钢水淬12～18 mm，油淬5～8 mm，淬透已不易；40Cr钢油淬18～32 mm；35CrMo钢油淬25～40 mm。
而40Cr钢φ50 mm料油淬工件表面15～8 mm淬硬已较难，φ60～70 mm工件油淬则几乎无淬硬层。
轴的常用材料有哪些轴是机械传动中常见的零部件，其材料选择直接影响到机械传动的性能和使用寿命。
常用的轴材料主要包括钢、铝合金、铜合金和塑料等。
不同的材料具有不同的特性和适用范围，下面将对这些常用的轴材料进行介绍。
一、钢。
钢是最常见的轴材料之一，其优点是强度高、刚性好、耐磨性强，适用于承受大扭矩和重载的场合。
常见的钢材包括碳钢、合金钢和不锈钢等，其中碳钢价格低廉，适用于一般要求不高的传动轴；合金钢具有较高的强度和硬度，适用于承受较大载荷和高速旋转的轴；不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于潮湿或腐蚀性环境下的轴。
二、铝合金。
铝合金轴具有重量轻、导热性好、耐腐蚀等优点，适用于要求轴重量轻、速度快、耐腐蚀的场合。
铝合金轴的缺点是强度和硬度较低，不适用于承受大扭矩和重载的场合。
因此，铝合金轴主要应用于航空航天、汽车和摩托车等领域。
三、铜合金。
铜合金轴具有良好的导热性、耐磨性和耐腐蚀性，适用于高速旋转和高温环境下的轴。
铜合金轴常见的材料有青铜、铝青铜和锡青铜等，其中青铜具有较好的耐磨性和导热性，适用于高速旋转的轴；铝青铜具有较高的硬度和耐磨性，适用于承受较大载荷的轴；锡青铜具有较好的耐蚀性，适用于腐蚀性环境下的轴。
四、塑料。
塑料轴主要包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙和聚甲醛等，其优点是重量轻、绝缘性好、耐腐蚀等，适用于要求轴重量轻、绝缘性能好的场合。
但塑料轴的强度和硬度较低，不适用于承受大扭矩和重载的场合，因此主要应用于一些低载荷、低速度的传动系统中。
综上所述，不同的轴材料具有不同的特性和适用范围，选择合适的轴材料需要根据具体的使用场合和要求来进行综合考虑。
在实际应用中，除了材料本身的特性外，还需要考虑到成本、加工工艺、使用环境等因素，以确保选择的轴材料能够满足机械传动的要求。
轴的常用材料
轴是机械设备中常见的零部件，它承载着旋转部件的转动，因此对轴的材料要求较高。
常用的轴材料有钢、铝、铜、塑料等，不同的材料具有不同的特点和适用范围。
首先，钢是最常见的轴材料之一。
钢具有良好的强度和硬度，能够承受较大的载荷和冲击，因此在要求较高的机械设备中广泛应用。
钢材的优点是稳定可靠，适用于大多数机械设备的轴承部件，但缺点是重量较大，不适合要求轻量化的设备。
其次，铝是一种轻质的轴材料。
铝具有良好的导热性和导电性，适用于一些对重量要求较低的设备。
铝轴的优点是重量轻，适用于一些需要降低设备整体重量的场合，但缺点是强度和硬度相对较低，不适合承受大的载荷和冲击。
另外，铜也是常用的轴材料之一。
铜具有良好的导热性和耐腐蚀性，适用于一些特殊环境下的设备。
铜轴的优点是耐腐蚀，适用于一些特殊环境下的设备，但缺点是成本较高，不适合大规模应用。
最后，塑料作为一种新型的轴材料，正在逐渐得到应用。
塑料轴具有重量轻、耐腐蚀、绝缘等优点，适用于一些特殊场合的设备。
塑料轴的优点是重量轻，适用于一些对重量要求较低的设备，但缺点是强度和硬度较低，不适合承受大的载荷和冲击。
综上所述，不同的轴材料具有各自的特点和适用范围，选择合适的轴材料需要根据具体的机械设备要求和工作环境来进行综合考虑。
在实际应用中，可以根据设备的要求和性能指标，选择合适的轴材料，以确保设备的稳定运行和长期使用。
轴的常用材料及其机械性能轴的材料种类很多,选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求,以及为实现这些要求而采用的热处理方式,同时考虑制造工艺问题加以选用,力求经济合理.轴的常用材料是优质碳素钢3５、45、50,最常用的是4５和40Cr钢。
对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q2３5或Q275等普通碳素钢。
对于受力较大,轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴,可采用合金钢,常用的有４０Cｒ、４０ＭnB、40 CrNｉ等。
ﻫ球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好,容易铸成复杂形状，且减振性能好,应力集中敏感性低,支点位移的影响小,故常用于制造外形复杂的轴。
特别是我国研制成功的稀土—镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点,已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。
ﻫ根据工作条件要求,轴都要整体热处理,一般是调质，对不重要的轴采用正火处理.对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理,以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等）,以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。
在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近,所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。
ﻫ轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。
轴的直径较小时,可用圆钢棒制造;对于重要的,大直径或阶梯直径变化较大的轴,多采用锻件．为节约金属和提高工艺性,直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。
ﻫ对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。
轴的常用材料及其机械性能(MPa)各种发动机曲轴材料及热处理各种凸轮轴材料及热处理工艺机床主轴材料和热处理半轴常用材料及技术要求。
轴常用材料及主要力学性能转轴：支承传动机件又传递转矩，既同时承受弯矩和扭矩的作用。
心轴：只支承旋转机件而不传递转矩，既承受弯矩作用。
（转动心轴：工作时转动；固定心轴：工作时轴不转动）；传动轴：主要传递转矩，既主要承受扭矩，不承受或承受较小的弯矩。
花键轴、空心轴：为保持尺寸稳定性和减少热处理变形可选用铬钢；轴常用材料是优质碳素结构钢，如35、45和50，其中45 号钢最为常用。
不太重要及受载较小的轴可用Q235、Q275等普通碳素结构钢；受力较大，轴尺寸受限制，可用合金结构钢。
受载荷大的轴一般用调质钢。
调质钢调质处理后得到的是索氏体组织，它比正火或退火所得到的铁素体混合组织，具有更好的综合力学性能，有更高的强度，较高的冲击韧度，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度。
调质钢：35、45、40Cr、45Mn2、40MnB、35CrMo、30CrMnSi、40CrNiMo；大截面非常重要的轴可选用铬镍钢；高温或腐蚀条件下工作的轴可选用耐热钢或不锈钢；在一般工作温度下，合金结构钢的弹性模量与碳素结构钢相近，为了提高轴的刚度而选用合金结构钢是不合适的。
轴的强度计算轴的强度计算一般可分为三种：1：按扭转强度或刚度计算；2：按弯扭合成强度计算；3：精确强度校核计算1：按扭转强度或刚度计算按扭转强度及刚度计算轴径的公式表6―1―18注：当截面上有键槽时，应将求得的轴径增大，其增大值见表 6-1-22剪切弹性模量G=时的B 值表6―1―20注：1.表中￠P值为每米轴长允许的扭转角；2. 许用扭转角的选用，应按实际而定。
参考的范围如下：要求精密，稳定的传动，取￠P=～ ( °)/m一般传动，取￠P=0. 5 ～1 ( ° )/m ；要求不高的传动，可取￠P大于 1 ( °)/m；起重机传动轴￠P=15′～ 20′/m；几种常用轴材料的τP及A值表6―1―19注： 1. 表中τP值是考虑了弯曲影响而降低了的许用扭转剪应力2. 在下列情况下τP 取较大值、A 取较小值：弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴单向旋转。
反之，τ P取较小值，A取较大值3. 在计算减速器的中间轴的危险截面处（安装小齿轮处）的直径时，若轴的材料为 45号钢：取 A=130 ～ 165 。
其中二级减速器的中间轴及三级减速器的高速中间轴取 A=155～ 165。
三级减速器的低速中间轴取 A=130。
2：按弯扭合成强度计算；按弯扭合成强度计算轴径的公式表6―1―21 计心轴转轴算实心轴实心轴公空心轴空心轴式许转动校单向Ψ = 或Ψ = 用心正旋应轴系转力固定载荷平稳： P 1P数双向Ψ = 1 载荷变化：P 0P心旋轴转说d：轴的直径 mm σ +1P、σ 0P、σ -1P ：轴的许用弯曲明应力 MPa ，按表 6-1-1M：轴在计算截面所受弯矩，注4 的说明取T：轴在计算截面所受的扭矩 N m（空心轴内径 d1 与外径 d 之比）d1d注：校正系数Ψ值是由扭应力的变化来决定的；扭应力不变时1p≈；扭应力按脉动循环变化时1p 扭应力按对称循环变化时1当零件用紧配合装于轴上时，轴径应比计算值增大8～10%。
如果截面上有键槽时，应将求得的轴径增大，其增大值见表6-1-22 。
如果轴端装有补偿式联轴器或弹性联轴器，由于安装误差和弹性元件的不均匀磨损，将会使轴及轴承受到附加载荷，附加载荷的方向不定。
附加载荷计算公式见表6-1-23有键槽时轴径增大值表6-1-22附加载荷计算公式表6-1-233：精确强度校核计算轴强度的精确校核是在轴的结构及尺寸确定后进行，通常采用安全系数校核法。
疲劳强度安全系数校核疲劳强度安全系数校核的目的是校核轴对疲劳破坏的抵抗能力，在轴的结构设计后，根据其实际尺寸，承受的弯矩、转矩图，考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素及轴材料的疲劳极限，计算轴的危险截面处的安全系数值是否满足许用安全系数值。
轴的疲劳强度是根据长期作用在轴上的最大变载荷（其载荷循环次数不小于104）来计算，危险截面应是受力较大，截面较小及应力集中较严重的既实际应力较大的若干个截面。
同一个截面上有几个应力集中源，计算时应选取对轴影响最大的应力源。
校核公式见表6―1―24。
当轴的强度不能满足要求时，采取改进轴的结构，降低应力集中的方法解决，降低应力集中的主要措施表6― 1―7，或采用不同的热处理及表面强化处理等工艺措施，或加大轴径，改变轴的材料来解决。
轴的材料内部可能存在不同程度的裂纹或其其它缺陷。
一般裂纹的尺寸小于临界值时，暂时影响不大，但长期交变应力作用下，裂纹会作稳态扩展，达到临界值时，发生脆性破坏。
重要的轴，除了进行上述的计算和检查表面质量外，还要对内部进行无损探伤，如发现缺陷，应根据断裂力学计算或经验判断其寿命，决定是否可用。
（机械工程手册二版1卷5篇）危险截面安全系数S 的校核公式表6― 1― 24应力幅及平均应力计算公式表6―1―25许用安全系数P 表――表6― 1― 27注：公式中各几何尺寸均以 cm计。
螺纹、键、花键、横孔处及配合的边缘处的有效应力集中系数表6―1―30注： d0为横孔直径； d 为轴径。
钢的平均应力折算系数ψ σψτ表6―1―33环槽处的有效应力集中系数表6 ―1― 32绝对尺寸影响系数ε σε τ表6―1― 34不同表面粗糙度的表面质量系数β表6― 1― 36各种强化方法的表面质量系数β表6― 1― 38注：1高频淬火系根据直径为 10 ～ 20mm，淬硬层厚度为～ d的试件实验求得的数据；对大尺寸的试件强化系数的值会有某些降低。
2氮化层厚度为时用小值；在～ d 时用大值。
3喷丸硬化系根据 8～ 40mm试件求得的数据；喷丸速度低时用小值；速度高时用大值。
4滚子滚压系根据 17～ 130mm试件求得的数据。
静强度安全系数校核本方法的目的是校验轴对塑性变形的抵抗能力，既校核危险截面的静强度安全系数。
轴的静强度是根据轴上作用的最大瞬时载荷（包括动载荷和冲击载荷）来计算的。
般，对于没有特殊安全保护装置的传动，最大瞬时载荷可按电动机最大过载能力确定。
危险截面应是受力较大，截面较小既静应力较大的若干截面。
危险截面安全系数S S 校核公式表6―1― 39静强度的许用安全系数S SP 表6― 1― 40如最大载荷只能近似求得及应力无法准确计算时，上述S SP之值应增大20～50%。
如果校核计算结果表明安全系数太低，可通过增大轴径尺寸及改用好材料等措施。
以提高轴的静强度安全系数。
4 轴的刚度校核轴在载荷作用下会产生弯曲和扭转变形，当变形超过某个允许值时，会使机器无法正常工作，要进行刚度校核，刚度校核分为扭转刚度和弯曲刚度。
轴的扭转刚度轴的扭转刚度校核是计算轴在工作时的扭转变形量，用每米轴长的扭转角Φ度量。
圆轴扭转角Φ的计算公式/( ° )m-1表6―1―41空心轴内径T i ： i 段轴所受扭矩， Nm。
注：1 精密、稳定的传动Φ= ～（°）/m ；一般传动Φ= ～1（°）/m；要求不高Φ可大于 1（°）/m ；起重机传动轴Φ = 15 ′～ 20′ /m。
2本表公式适用于剪切弹性模量 G=的钢轴轴的弯曲刚度轴在受载的情况下会产生弯曲变形，过大的弯曲变形会影响轴上零件的正常工作，如安装齿轮的轴，因轴变形会影响齿轮的啮合正确性及工作平稳性；轴的偏转角θ会滚动轴承的内外圈相互倾斜，如偏转角超过滚动轴承允许的转角，就显着降低滚动轴承的寿命；会使滑动轴承所受的压力集中在轴承的一侧，使轴径和轴承发生边缘接触，加剧磨损和导致胶合；轴的变形还会使高速轴回转时产生振动和噪音。
光轴的挠度和偏转角一般按双支点梁计算，计算公式列表6―1―44。
阶梯轴按当量直径d V的光轴计算。
当量直径d V按表6―1―43 公式计算。
按当量法计算阶梯轴的挠度和偏转角，误差可达到+20%。
所以对十分重要的轴应采用更准确的计算法，详见材料力学。
计算有过盈配合轴段的挠度时，应将该轴段与轮毂当作一整体考虑，取轮毂的外径作为轴的直径。
如轴上作用的载荷不在同一平面内，采将载荷分解为两互相垂直平面上的分量，分别计算两个平面内各截面的挠度（y x、y y）和偏转角（θX、θy），然后用几何法相加（既在同一平面内作用有几个载荷，其任一截面的挠度和偏转角等于各载荷分别作用时该截面的挠度和偏转角的代数和（既Y=ΣY i、θ=Σθi ）。
Y P θ P 6142条件Y P 条件θP / rad一般用途的轴Y maxP= ～ l滑动轴承处θ P =金属切削机床Y maxP= 0.0002 l向心球轴承处θ P =主轴（l ：跨距）向心球面轴承处θ P =安装齿轮处Y P = ～ m n 圆柱滚子轴承处θ P =安装蜗轮处Y P = ～ m t 圆锥滚子轴承处θ P =(m n、m t 法面及端面模安装齿轮处θ P = ～数）Y2)注：为计算方便，当量直径以 d V形式保留不必开方（见表6―1―44的公式）轴的挠度及偏转角计算公式表6― 1― 44当量直径 mm截面 注：1 如实际作用载荷的方向与图示相反，则公式中的正负号应相应改变。
2 表中公式适用于弹性模量 E=206×10 3MPa 。
3 标有*的y max 计算公式适用于 a>b 的场合， y max 产生在 A ―D 段。
当 a<b 时，y max 产生在 B ― D 段。
计算时应将式中的 b 换成 a ；x 换成 x 1；θ A 换成θ B 。
轴的临界转速校核轴系（轴和轴上零件 ） 是一个弹性体，当其回转时，一方面由于本身的质量 （或转动惯 量）和弹性产生自然振动；另一方面由于轴系零件的材料组织不均匀、制造误差及安装误F ―集中载荷 N M ―外力矩 a 、b载荷至左及右支点距离 mm 22 a3 x1ll（在 B ―D 段）21 3 b 3 xll 在 A ― D 段 ）21 3 a3 x1ll在 B ― D 段）yX1在xyCFalx 1 6 104d4V1B Cl2 b 23l23b232a llx1（在 B ―D 段）0.577 l 2 b 2 处（在 A ―D 段）在 B ― D 段）0.577 l 2 3b 2处― 支点间距 mm ― 外伸端长度 mmV1― 载荷作用于支点间时的d V2 ― 载荷作用于外伸端时的当量直径mm、 B 、C 、 D 、 x 、x 1 等表示各该Fal 16 104d 4V1Ml 6 104d 4V1Ml 44 6 104 d 4V1差等原因造成轴系重心偏移；倒致回转时产生离心力、从而产生以离心力为周期性干扰外力所引起的强迫振动。
