汽车机械基础机工配套课件：5单元1轴

1、汽车机械基础模块五 连接与轴系零件单元十六 轴学习目标1.知识目标了解轴的用途和分类。了解轴的材料选用理解轴的结构工艺特点。2.能力目标能正确识别轴的类型，并掌握轴的定位方式目录01任务一 轴的分类及材料02任务二 轴的结构及工艺任务引入轴是汽车中重要的传力零件，用来支持转动零件，并传递运动和转矩等。汽车中有变速器轴、曲轴、传动轴、半轴等。 变速箱轴 传动轴目录01任务一 轴的分类及材料02任务二 轴的结构及工艺轴的作用和分类轴作为重要的机械零件，主要起支承旋转零件，并传递运动和转矩的作用，如汽车传动轴、发动机曲轴、减速器齿轮轴、机床转动主轴等。轴的作用和分类轴的分类按轴线形状直轴曲轴挠 性

2、轴按载荷心轴转轴传动轴轴的作用和分类 直轴按外形不同可分为光轴、阶梯轴及一些特殊用途的轴（如花键轴、齿轮轴、蜗杆轴、凸轮轴及传动轴等）。光轴阶梯轴花键空心轴直轴一般都是实心的，只有当机器结构要求在轴内装设其他零件、减轻轴的质量或输送液体等特别要求时，才会将轴制成空心。直轴:一般截面为圆形，轴线为一直线.轴的作用和分类发动机配气机构中的摇臂轴凸轮轴轴的作用和分类曲 轴:轴线为一折线曲轴结构示意图 活塞曲轴连杆机构 曲轴的功用是将回转运动转变为直线往复运动，或将直线往复运动转变为回转运动，它是往复机械中的专用零件。轴的作用和分类挠 性 轴:轴线为一曲线挠性轴结构示意图 挠性轴一般用于连接不在同一轴

3、线或不在同一方向且存在相对运动的两轴，以传递旋转运动和扭矩，如连接车速里程表的转轴的传递等。可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。挠性软轴可以把旋转运动和转矩灵活地传到所需的任何位置。轴的作用和分类心轴 心轴工作时用来支承回转零件，只承受弯曲作用（弯矩）而不传递动力（转矩）。心轴按其是否转动可分为转动心轴和固定心轴。心轴工作时只承受弯矩，不承受转矩轴的作用和分类转 轴 既支承回转零件又传递动力，同时承受弯曲（弯矩）和扭转（转矩）两种作用的轴称为转轴。转轴是机械中最常用的轴，如汽车减速器中各承载轴和半轴。半轴应用图例轴的作用和分类传动轴 工作时用来传递动力（转矩），只承受扭转作用而不受弯曲（弯矩）

4、作用或弯曲（弯矩）作用很小的轴称为传动轴。传动轴轴的作用和分类传动轴 传动轴只承受转矩不承受弯矩或承受很小弯矩。如连接汽车发动机输出轴和后桥的轴就是传动轴。传动轴轴的材料轴的主要失效形式：疲劳断裂、塑性变形、磨损轴的材料要求：较高的强度、刚度和一定的耐磨性。轴的毛坯： 一般轴：轧制的圆钢或锻件。 重要轴：锻制毛坯。轴的材料选择轴的材料应考虑：轴的强度、刚度及耐磨性要求；轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；轴的材料来源和经济性等。1.碳素钢 碳素钢的强度高，对应力集中敏感性低，便于进行各种热处理及机械加工，价格低，故应用最广。一般机器中的轴，最常用的是经过调质处理的45号优质碳素钢。对不重要的轴

5、可以使用Q235等普通碳素钢。轴的材料2.合金钢 合金钢的机械性能高，常用于制造高速、重载、结构要求紧凑、重量轻的轴以及经常处于高温、低温或腐蚀介质中工作的轴。常用的合金钢有40Cr、35SiMn、40MnB等，对于耐磨性要求高的轴可采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢。 合金钢对应力集中敏感性强，价格较高，因此对于合金钢轴应从结构尺寸上考虑减少应力集中。另外，在一般工作温度下，合金钢和碳素钢的弹性模量很接近，二者轴的刚度是一样的。注意：采用合金钢并不能提高轴的刚度。轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。 轴的材料3.球墨铸铁 球墨铸铁的机械强度虽然比碳钢低，但铸造工艺性好，对应力集中

6、敏感性低，吸振性、耐磨性好，价格也较低，故应用日趋增多，适用于结构形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等。常用的球墨铸铁有QT400-15、QT600-2。 需要强调的是，通过进行各种热处理、化学处理及表面强化处理，可以提高用碳钢或合金钢制造的轴的强度及耐磨性，特别是合金钢，只有进行热处理后才能充分显示其优越的机械性能。目录01任务一 轴的分类及材料02任务二 轴的结构及工艺轴的组成部分 轴主要由轴颈、轴头、轴身三部分组成。轴颈用来安装轴承，轴头安装轮毂，轴身连接轴颈和轴头。轴的定位与固定为保证轴的正常工作，轴上的零件必须准确定位和固定。定位是指零件安装在轴上时应具有确定的位置固定是指轴运转时零件在轴

7、上应保持原有位置不动。轴上零件的定位及固定包括轴向和周向两种。轴的定位与固定1.轴向定位及固定轴上零件轴向固定的目的是保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件轴上移动，并能承受轴向力。常用的方法有利用轴肩、周环、圆锥面，以及轴端挡圈、轴套、圆螺母、弹性挡圈等零件进行轴向固定。轴的定位与固定轴的定位与固定2.周向定位及固定轴上零件周向固定的目的是为了传递转矩及防止零件与轴产生相对转动，常采用键、销和过盈配合等方法来实现轴的定位与固定 （a）平键连接 （b）花键连接 （c）销连接 （d）型面连接 （e）过盈连接常用的周向定位与固定方式轴的结构工艺性1.装配工艺性为了保证装配的顺利进行，该轴设计成阶

8、梯形，使齿轮、套筒、左端轴承、轴承盖、带轮等能够很方便地从轴的左端依次装配，右轴承从轴的右端装入。对于装有零件的轴端，装入端需要加工45倒角，以方便导入并避免划伤配合表面。套筒或轴肩的高度应低于滚动轴承的内圈高度，以保证滚动轴承的有效定位。轴的结构工艺性1.装配工艺性1轴端挡圈；2带轮；3轴承盖；4套筒；5齿轮；6滚动轴承减速器中轴的结构图轴的结构工艺性2.加工工艺性为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴相邻两轴段直径相差不应过大。轴上截面尺寸变化的位置应有倒角或过渡圆角，过渡圆角半径应尽可能大些，当轴上有多处倒角或过渡圆角时，尽可能选同样的倒角或圆角半径，以减少刀具规格和换刀次数。轴的结构恭喜2.轴的加工工艺性轴上有多个键槽时，为加工方便，