中职 汽车机械基础（第2版）10-3 轴电子课件 .ppt

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1、中职汽车机械基础（第2版）10-3轴电子课件高教版中职汽车机械基础（第2版）10-3轴电子课件高教版101010103 3 3 3 轴轴轴轴 轴的功用主要是支持旋转零件（如凸轮、齿轮、链轮和带轮等），它的结构和尺寸是由被支持的零件和支承它的轴承的结构和尺寸决定的，是重要的非标准零件。10103 31 1 轴的分类与应用轴的分类与应用 按轴的功用和承载情况，轴可分为三种类型：1、转轴 既传递转矩又承受弯矩的轴称为转轴，如齿轮减速器中的轴（图10-18），机器中的多数轴均属于转轴。2、传动轴 只传递转矩而不承受弯矩的轴称为传动轴，如汽车变速箱与后桥之间的传动轴（图10-19）图10-18图10-1

2、9101010103 3 3 3 轴轴轴轴3、心轴 只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。心轴按其是否转动又分为转动心轴，如车辆心轴（图10-20）和固定心轴，如自行车前轮心轴（图10-21）。图10-20图10-21101010103 3 3 3 轴轴轴轴 按轴线几何形状的不同，轴还可分为直轴（图10-18到图10-21）和曲轴（图10-22）。曲轴常用于往复式内燃机中。此外，还有轴线可按使用要求变化的挠性轴（图10-23），挠性轴可将转矩和旋转运动绕过障碍A、B，传到所需要的位置，常用于建筑机械中的捣振器、汽车中的转速表等。图10-22图10-23101010103 3 3 3 轴轴轴轴轴的

3、设计一般要解决两方面的问题。（1）具有足够的承载能力。轴应具有足够的强度和刚度，以保证轴能正常地工作。（2）具有合理的结构形状。轴的结构应使轴上的零件能可靠地固定和便于装拆，同时要求轴的加工方便和成本低廉。101010103 3 3 3 轴轴轴轴10103 32 2 轴的材料选择轴的材料选择 转轴工作时的应力多为重复性的变应力，所以轴的失效形式多是疲劳破坏，因此轴的材料要求有一定的疲劳强度，且对应力集中的敏感性低。轴与滑动轴承发生相对运动的表面应具有足够的耐磨性。还应按经济性和工艺性等要求，合理地选择轴的材料。轴的材料主要是碳素钢和合金结构钢。碳素钢比合金结构钢价廉，对应力集中的敏感性低，经热

4、处理后可改善其综合力学性能，故应用广泛。常用的碳素钢有35、40、45等优质碳素钢，其中45钢应用最普遍。为保证其力学性能，应进行调质或正火处理。合金结构钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，故多用于要求减轻重量、提高轴颈耐磨性以及在高温或低温条件下工作的轴。由于在常温下合金结构钢与碳素钢的弹性模量相差很小，因此，用合金结构钢代替碳素钢并不能提高轴的刚度。轴的毛坯一般采用轧制的圆钢或锻件。锻件的内部组织较均匀，强度较好，故重要的轴以及大尺寸的阶梯轴，应采用锻制毛坯。球墨铸铁适用于形状复杂的轴，可用来代替合金结构钢作内燃机中的曲轴、凸轮轴，具有成本低廉、吸振性好

5、、对应力集中敏感性低、强度也可满足要求等优点。但铸件品质不易控制，可靠性较差。101010103 3 3 3 轴轴轴轴10103 33 3 轴的结构轴的结构 图10-24所示为一齿轮减速器中的高速轴。轴上与轴承配合的部分称为轴颈，与传动零件（带轮、齿轮、联轴器）配合的部分称为轴头，连接轴颈与轴头的非配合部分统称为轴身。轴结构设计的基本要求是：（1）轴和轴上的零件要有准确的工作位置（定位要求）；（2）各零件要可靠地相互连接（固定要求）；（3）轴应便于加工，轴上零件要易于装拆（工艺性能）；（4）尽量减少应力集中（疲劳强度要求）；（5）轴各部分的直径和长度的尺寸要合理（尺寸要求）等。图10-2410

6、1010103 3 3 3 轴轴轴轴1、轴上零件的定位阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩，它对轴上的零件起轴向定位的作用。在图10-24中，带轮、齿轮和右端轴承都是依靠轴肩作轴向定位的。左端轴承依靠套筒定位。两端轴承盖将轴在箱体定位。2、轴上零件的固定1）轴上零件的轴向固定轴上零件的轴向固定是为了防止在轴向力作用下零件沿轴向窜动。常用的固定方式有轴肩、套筒、圆螺母及轴端挡圈等。在图10-24中，齿轮沿轴向双向固定，向右是通过轴肩，向左则通过套筒顶在滚动轴承内圈上。当无法采用套筒或套筒太长时，可采用圆螺母加以固定（图10-25）。带轮靠轴肩及轴端挡圈实现双向固定，图10-26是这种轴端挡圈的两种形式

7、。图10-25图10-26101010103 3 3 3 轴轴轴轴轴向力较小时，零件在轴上的固定可采用弹性挡圈（图10-27）、紧定螺钉（图10-28）或销（图10-29）。2）轴上零件的周向固定 轴上零件的周向固定是为了防止零件与轴产生相对转动。常用的固定方式有键连接、花键联接和轴与零件的过盈联接等。在减速器中，齿轮与轴常同时采用普通平键联接和过盈联接作为周向固定，这样可传递更大的转矩。当传递小转矩时，可采用紧顶螺钉（图10-28）或销（图10-29），以同时实现轴向和周向固定。图10-27图10-28图10-29101010103 3 3 3 轴轴轴轴3、轴的结构工艺性 为了便于零件的装卸

8、和固定，常将轴设计成阶梯形。图10-30为图10-24高速轴零件的装拆图。图中表明，可依次把齿轮、套筒、左端滚动轴承、轴承盖、带轮和轴端挡圈从轴的左端装入，这样当零件往轴上装配时，既不擦伤配合表面，又使装配方便；右端滚动轴承从轴的右端装入。为使左、右端滚动轴承易于拆卸。套筒厚度与高度均应小于滚动轴承内圈的厚度。图9-30101010103 3 3 3 轴轴轴轴为了车制完整的螺纹，应留出退刀槽（图10-31a）其结构尺寸见GB379；为了磨削出准确的定位轴肩，应留出砂轮越程槽（图10-31b）其结构尺寸见GB 60403.5-86；为了测量和磨削轴的外圈，在轴的端部应制有定位中心孔（图10-31

9、c），其结构尺寸见GB 14585；对于过盈联接，其轴头要制成引导装配的锥度（图10-31d），图中c0.01d+2mm.图10-31101010103 3 3 3 轴轴轴轴4、减小应力集中，提高轴的疲劳强度 进行结构设计时，应尽量减小应力集中。由于合金结构钢对应力集中比较敏感、结构设计时更应注意。轴承面突然变化的地方都会造成应力集中。因此，阶梯轴在截面尺寸变化处应采用圆角过渡，圆角半径不宜过小。在重要的结构中，在采用凹切圆角（图10-32a）或中间环（图10-32b）以增大轴肩圆角半径，缓和应力集中。图10-32101010103 3 3 3 轴轴轴轴5、轴的直径和长度轴的直径应满足强度与刚度的要求。此外，还要根据下面具体情况来确定轴的实际直径。（1）与滚动轴承配合的轴颈直径，必须符合滚动轴承内径的标准系列。（2）轴上车制螺纹部分的直径，必须符合外螺纹大径的标准系列。（3）安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围相适应。（4）与零件（如齿轮，带轮等）相配合的轴头直径，应采用按优先数系制定的标准尺寸，可查表。