轴的常用材料的C值是什么(C轴是什么轴)
今天给各位分享轴的常用材料的C值是什么的知识,其中也会对C轴是什么轴进行解释,现在开始吧!
轴的材料要求
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。
轴的分类方式
轴是组成机械的重要零件之一,各类做回转运动的传动零件都是通过轴来传递运动和动力。通常轴与轴承和机架一同支承着回转零件,再通过联轴器或离合器实现运动和动力的传递。在轴的设计中,必须将轴与构成轴系部件的轴承、联轴器、机架以及传动零件等的设计要求一并考虑。
1.轴的分类
可以从轴所受载荷的不同、轴的形状以及轴的应用场合等方面对轴进行分类。
1)按轴所受载荷的不同,可将轴分为心轴、传动轴和转轴。
只承受弯矩,不传递转矩的轴称为心轴。心轴又可分为工作时轴不转动的固定心轴和工作时轴转动的转动心轴两种。心轴主要用于支承各类机械零件。
只传递转矩,不承受弯矩的轴称为传动轴。传动轴主要通过承受转矩作用来传递动力。
既传递转矩又承受弯矩的轴称为转轴。各类传动零件主要是通过转轴进行动力传递。
2)按结构形状的不同,可将轴分为光轴、阶梯轴、实心轴、空心轴等。由于空心轴的制造工艺较复杂,所以通常主要在轴的直径较大并有减重要求的场合,设计空心轴。
3)按几何轴线形状的不同,可将轴分为直轴和曲轴等。
此外,还有一类结构刚度较低的轴——软轴。软轴主要用于两个传动机件的轴线不在同一直线上时的传动。
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2.轴的常用材料
轴的材料种类很多,设计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。 由于轴在工作时通常受到交变应力的作用,轴最常见的失效形式是因交变应力的作用而产生断裂,因此轴的材料应具有一定的韧性和较好的抗疲劳性能,这是对轴的材料的基本要求。
轴的常用材料是含碳量适中的优质碳素结构钢。对于受载较小或不太重要的轴,也可用普通碳素结构钢。对于受力较大,轴的尺寸和重童受到限制,以及有某些特殊要求的轴,可采用中碳合金钢。合金钢对应力集中的敏感性高,所以采用合金钢的轴的结构形状应尽量减少应力集中源,并要求表面粗糙度值低。
由于铸铁的韧性较差,所以应尽量少用铸铁作为轴的材料。但对于结构复杂且不太重要的轴,也可选用球墨铸铁或高强度铸铁作为轴的材料。
虽然强度极限高的材料,其弹性模量也稍大, 但由于各类钢材弹性模童的差异不大,所以只为了提高轴的刚度而选用强度极限高的材料是不合适的。
轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。直径较小的轴,可用轧制圆钢制造。对于直径大或重要的轴,常采用锻件制造。
轴的常用材料及力学性能见下表
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3.轴的设计方法概述
轴的设计必须考虑多方面因素和要求,主要包括材料选择、结构设计、强度和刚度分析。对于高速轴还应考虑振动稳定性问题。
轴的设计是以满足结构功能要求为出发点的。就是首先根据轴在具体系统中的作用,设计出满足功能要求的结构,然后再根据载荷与工作要求进行相应的承载能力验算。
事实上,在轴的具体结构未确定之前,轴上力的作用点是难以精确确定的,弯矩的大小和分布情况不能求出。所以,轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算,计算准则主要包括轴的强度准则、刚度准则,以及轴的振动稳定性准则等。轴的设计通常是按照“结构设计一承载能力验算一结构改进设计一承载能力再验算一…”的顺序进行的。
40cr是什么材料
40Cr属于国标合金结构钢,执行标准:GB/T 3077-1999
40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。这是最常用的合金调质结构钢,用于制造承受中等负荷和中等速度工作条件下的机械零件,如汽车的转向节、后半轴及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等;也可经调质并高频淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无大冲击的零件,如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、螺钉、进气阀等;也可经淬火、中温或低温回火,制造承受重负荷的零件;又适用于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件,如直径较大和要求低温韧性好的齿轮和轴。
40Cr化学成分如下图:
轴的常用材料主要是什么?
1. 轴毛坯的选择对于自锁螺母光轴或轴段直径变化不大的轴、不太重要的轴,可选用轧材圆棒做轴的毛坯,有条件的可直接用冷拔圆钢;对于重要的轴受载、受载较大的轴、直径变化较大的阶梯轴,一般采用锻柸;对于形状复杂的轴可用铸造毛坯。 2. 根据使用条件选用轴的材质 多数轴即承受转矩又承受弯矩,多处于变应力条件下工作,因此轴的材料应具有较好的强度和韧性,用于滑动轴承时,还要具有较好的耐磨性。其中优质碳素结构钢使用广泛,45钢最为常用,它调质后具有优良的综合力学性能。不太重要的轴也可用Q235、Q275等普通碳素结构钢。高速、重载的轴、受力较大而要求尺寸小的轴以及有特殊要求的轴,要用合金结构钢,如铬钢,铬镍钢、硅锰钢等。合金钢对应力集中敏感性小,在机械行业应用日趋增多。3. 热处理和表面处理工艺提高材料的力学性能 冷作硬化是一种机械表面处理工艺,也可以用来改善轴的表面质量,提高疲劳强度,其方法有喷丸和滚压等。喷丸表面产生薄层塑性变形,并大大降低表面粗糙度,硬化表层,也能消除微裂纹,使表面产生残余压缩应力
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