直流电机轴的材料如何选择，有哪些要求？

电机轴是从电机及其外壳中伸出的圆柱形部件，轴的目的是将电机的能量转换为最终用途。当没有负载施加到轴上时，在额定电压下，轴将以最快的速度运行，扭矩接近零。当对轴施加足够的负载以使其完全停止旋转并且其速度变为零时，额定电压下生成最大的转矩。直流电机设计为在低转矩下运行，当轴在零负载和失速转矩之间运行时，直流电机被认为表现出最佳性能。如果需要更大的扭矩，通常与齿轮减速器与电机连接，以降低轴速增加其扭矩。

在直流电机中，电枢中产生的电磁转矩（T）不可能完全被使用，之所以如此，是因为损失了一部分转矩以克服铁损和机械（摩擦和风阻）损失，轴转矩（Tsh）略小于电枢中产生的转矩。在直流电机的情况下，轴上可用于执行有用的机械功的实际转矩称为轴转矩。

轴的材料大致可分为两类：一类是可导磁的碳钢，一类是不导磁的不锈钢，轴的材料的替代，主要从两个方面着手考虑，一是电机设计及应用本身的要求，例如磁路设计中要求轴导磁或不导磁，恶劣环境中要求轴的抗腐蚀能力。二是轴在制造过程中的可加工性。也就是说在大批量的生产中，轴越易加工越好。

几种金属元素对钢的切削性能的改善

硫（S）在钢铁中以硫化锰（MnS）夹杂物的形态存在，可提高切削速度，因MnS具有以下特性：切削铁屑卷易断裂，破碎，不会影响车刀进料加工速度，润滑刀具 ，降低刀具磨损。铅（Pb）在钢铁中附着在Mns的周围存在，或单独存在，对切削性的提高作用，润滑刀具，由于铅脆化使铁屑破碎断裂，作为应力集中源，使切碎容易破碎。钙（Ca）在钢铁中添加钙化脱氧剂时，会形成低熔点的CaO夹杂在钢铁组织中，当碳化物刀具高速切削时，刀具表面温度高，这些低熔点的夹杂物会接合在碳化物刀具上，润滑刀具，延长刀具加工寿命，如果以高速钢刀切削时，切削速度比较慢，刀具表面温度低，没有直接的效果。其他微量添加剂的快削元素，添加Bi有类似Pb的功能。添加硒，钛控制MnS的形态，促进切削性。 添加Te有类似Ca的功能，锆（Zr）：添加Zr控制MnS的形态，增强切削性和改善冷锻效果。

轴的设计

轴的结机应便于加工，测量，装配和维修，因此在轴的结机设计时，应考虑以下几个主要问题： 考虑加工工艺所必须的结机要素（如中心孔，螺尾退刀槽，砂轮越程槽等）。合理的确定轴与零件的配合性质，加工精度和表面粗糙度，轴的直径必须尽量靠拢现有的系列值。确定各轴段长度时，必须尽可能使结台尺寸缩小，同时要保证虚位等要求，轴上各个零件都要无过盈的达到配合部位。为了更好引导和避免擦伤伤配合表面，轴的对齐及台阶处都应有倒角或导圆。为了减少加工刀具机种和提高生产效率，轴上的倒角，圆角，槽，中心孔等，应采用相同的尺寸。

结论

为了提高轴的表面质量，防锈，防止在加工过程中的花痕产生等，我们常采用给轴的表面加镀镍层，镍镀层可以用微米表测量按2mm最小，用X射线检测仪测量可作为参考数对轴表面的划痕的检测和合格条件。在可能引起铁枝花痕迹的各道工序（例如冲芯）之后，仔细检查轴的外观，找出与轴承配合区域有划痕的零件，用圆度机画出有划痕的铁枝表面的圆度，当披锋有凸出和下凹两种情况时，只测量凸出的披锋高度，合格标准为披锋高度小于0.4mm。