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3。2。1轴的概述

轴是用来支撑旋转的机械零件，如齿轮，带轮，凸轮，链轮等。轴按承受载荷分为：转轴（传递扭矩又承受弯矩），传动轴（只传递扭矩），心轴（只承受弯矩）按形状分为：直轴（光轴和阶梯轴）；曲轴；挠性钢丝轴。设计轴的时候应该满足轴与轴上零件要有准确的工作位置，并且各个零件要牢固可靠地保持相对固定；轴上零件的安装，拆卸，调整要方便；制造工艺良好；改善应力状况，尽量减少在某一部分应力过于集中，改善轴的受力状态这几点要求。

3。2。2选材

现在最为常见的轴的材料是碳素结构钢和合金钢，球墨铸铁和可锻铸铁其次。强度足够高，对应力集中的敏感性很低，在热处理加工和机械加工中使用非常方便，综合力学性能较好，应用较为广泛，尤其是45钢应用最广。碳素结构钢经过调质处理后具有良好的综合性能，在各种重要的结构零件中应用最为广泛，特别是交变负荷下工作的轴，连杆，齿轮等。而在力学性能和热处理能力的方面合金钢比碳素结构钢更好，淬透性很好，韧性和疲劳强度较高，但是由于价格较为昂贵，多用于强度及韧性均要求较高，耐腐蚀能力强或有特殊要求的轴。球墨铸铁和可锻铸铁不仅具有较高的强度，而且价格低廉，因为这两种材料的可锻性很好，经常被用来加工制造外形较为复杂的轴，如：“凸轮轴”。轴的常用材料的主要性能见下表。

表3-3 轴常用材料及其主要力学性能

轴的材料 Q235、20 Q255、35 45 40Cr、35SiMn

[τ]/MPa 12～20 20～30 30～40 40～53

A 160～135 135～118 118～107 107～93

    根据表3-1及本次的设计要求，我们选用45钢作为此次轴的材料。

3。2。3轴的设计计算

根据设计要求，传动比为1。5。    (3-1)

式中，P为轴的传递的功率 ，KW

      [τ]为许用的扭转剪应力，MPa，具体见表3-3

      n为轴的转速，r/min

      A为[τ]的计算系数，具体见表3-3

经过式（3-1）的计算，传动轴1的直径dmin1≥17。85mm,取直径为20mm；心轴的直径dmin2≥20。43mm,取直径为21mm;传动轴2的直径dmin3≥23。39mm,取直径为24mm。

3。2。4 轴的校核来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

刚开始设计轴的时候，通常不知道轴上零件的位置，无法确定轴的受力情况，只有等轴的结构设计基本完成后，才能对轴进行受力分析和强度、刚度等校核计算。轴在工作过程中会受到压缩，扭转等负荷，在应力集中的部位容易发生塑性变形，弯曲或疲劳断裂等情况。因此我们需要在设计完成之后进行一系列的强度校核来保证所设计的试验台能够达到要求，正常工作，延长寿命。

轴的强度计算有三种方法：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算，安全系数校核计算。[2]