轴受载荷时,表而应丿最髙,同时轴的表面还直接受到冲击和摩擦等作用。因此重载或表闻受到摩擦的轴 常要求进行表面热处理。其方法很多,主要有表面淬火和化学处理两类。表面淬火只对轴的表面层进行加热、冷 却,使组织转变,有高硬度的表面层和有利的残余应力分布。一般适用于含碳量为04%以上的中碳结构钢。化 学处堙改变了辋表面的化学成分,从面提高疲劳强度、耐磨性或耐腐蚀等性能。轴类零件常用的方法有渗碳淬 被火、渗氮、碳氮共渗和低温氮碳共渗(软氮化)等。有时为了提岛轴的强度和抗疲劳能力,将轴调质处理后,再 在相应的表面上进行表面处理。有的轴各部位的要求不同,或不需将轴的各个表面都处理,就可以采用表面处理 或局部淬火处理的方法。轴的表面淬火处理淬硬层见表5-1-2、轴用化学处理方法见表5-1-3 表512 轴的表面淬火处理淬硬层 淬硬层深度 性能要求 T作条件 注F性能要求工作条件 硬层深度 / mm 载荷不大 0.5~1.5 中小型拙淬硬层深 第我荷较大,或有冲 2.0~6,5 抗疲劳|曲或扭转302度可按轴衿的10% 周期性弯 20%计算(直径40mm 击载荷作用 以上轴取上限) 表5-1-3 轴的化学热处理方法 渗层深度 渗人元然t.艺方法米用钊材 层组织 表面硬度 作用与特点 低碳钢,低碳|淬火后为碳化0.3-1.657-6HRC渗碳淬火能提高板面硬度 碳|合金钢 物+马氏体+残(一般为(一般为性、疲劳强度、能承受重载荷 余奥氏体 0.8-1.2) R~62)理度较高,件变形较大 含铝低和中合合金氮化物+ 撾髙表面硬度、耐磨性、抗胶合能 金钢,中碳含铬含氮固溶体 力、疲劳强度、耐腐蚀性(不锈钢例 0.0.6 渗氮合金钢,奥氏体 (氮化)不锈钢等 -般为70-外,以及抗回火软化能力、坡度和 耐磨性比渗碳者高,赉用也较高,但 2-0.3) 渗氮温度低,工件变形小。但滲氮时 问长,渗层脆性较大 低、牛碳钢,浒火后为碳氮 0.25~0.6 提髙表啣硬度、耐性和劳强 氮碳共海低、中碳合金钢化合物+含氮马 般为 58-63度。共渗温度比渗碳低,.件变形 氏体+残余奥氏 IiRC 0.3-0.4) 小。要滲层厚时较困难 C, N 体 低温磺碳钢,合金碳氮化合物 提高表面硬度、埘磨性、疲劳强 共滲钢,铸铁,不锈含氮固溶体 0.m000250-68度。温度低,件变形小。硬度较 (软氮化)钢 般渗氨低 冷作硬化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 形和残余压箱应力,能消除微裂纹和其他加工方法造成的残余应力,多用于热处理或锻压后不需要精加工的表 面。滚压使表面产生薄层塑性变形,并大大降詆表面粗糙度,硬化表层,也能消除微裂纹,使表面产生残余压缩 应力 1.2轴的结构设计 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它与轴上安装的零件类型,尺寸 及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配 工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。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,以便选出最佳设计方案,以下是-般轴结构设计原则 )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;