轴的类型、材料及选择原则

1.轴的类型

根据轴线形状的不同，轴可分为直轴（图1-1）、曲轴（图1-2）和挠性钢丝轴（图1-3）。

图1-1 直轴

图1-2 曲轴

根据轴的承载情况不同，直轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。这三种轴的承载情况及特点见表1-1。

2.轴的材料及选择原则

（1）轴的选材原则 一般工作条件下的轴，广泛应用碳素钢制造，又以45钢为多。碳素钢较合金钢价廉且对应力集中不太敏感；在高温、低温、腐蚀或重载条件下工作的轴用合金钢制造。(www.xing528.com)

（2）轴的材料

图1-3 挠性钢丝轴

1）碳素钢。优质中碳钢30～50钢因具有较高的综合力学性能，常用于比较重要或承载较大的轴，其中45钢应用最广。对于这类材料，可通过调质或正火等热处理方法改善和提高其力学性能。普通碳素钢Q235、Q275等可用于不重要或承载较小的轴。

2）合金钢。合金钢具有较高的综合力学性能和较好的热处理性能，常用于重要性很强、承载很大而质量、尺寸受限或有较高耐磨性、防腐性要求的轴。例如，采用滑动轴承的高速轴常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性；汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，必须具有良好的高温力学性能，常采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等合金结构钢。值得注意的是：钢材的种类和热处理对其弹性模量影响甚小，因此，如欲采用合金钢代替碳素钢或通过热处理来提高轴的刚度，收效甚微。此外，合金钢对应力集中较敏感，且价格较高。

表1-1 转轴、传动轴和心轴的承载情况及特点

3）球墨铸铁。球墨铸铁适于制造成形轴（如曲轴、凸轮轴等），它具有价廉、强度较高、良好的耐磨性、吸振性和易切性以及对应力集中较不敏感等优点。但铸铁件品质不易控制，可靠性差。