汽车机械基础-汽车常用零件-轴课件

导入：

1、汽车的传动轴为什么做成同一直径？

2、变速箱上的轴为什么做成阶梯形？本章教学目标

第三章汽车常用零件项目一轴1）认识轴的类型、结构特点及应用，了解轴的材料及选用，常见失效形式；2）掌握轴的结构设计方法、考虑因素及提高轴的强度的措施；本章内容第二节

轴上零件的布置第一节概述轴的分类第四章轴引子:轴的功用支承其他回转件，承受转矩与弯矩，并传递运动和动力。1.按所受载荷特点分三种：

心轴：只承受弯矩;如传动轴：只承受转矩;如转轴：同时承受弯矩和转矩;如任务一.轴的分类

直轴，曲轴；光轴，阶梯轴；空心轴，实心轴；刚性轴，挠性轴。重点：阶梯轴例汽车轴2.按轴的结构形状分：阶梯轴曲轴：挠性钢丝轴转轴：机器中最常见的轴，通常简称为轴。工作时既承受弯矩又承受转矩。例：减速器中的轴心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。例：车辆轴和滑轮轴，图中为自行车的前轮轴。自行车的前轮轴传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴。例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。传动轴传动轴：二、轴的材料轴的功用，主要承受弯矩和扭矩。轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。轴的常用材料是：碳素钢和合金钢等。在一般工作温度下，各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不大，故在选择钢的种类和热处理方法时，所依据的主要是强度和耐磨性，而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度等。1、碳素钢：碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广；一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的优质碳素钢，尤其是45号钢。对于不重要或受力较小的轴也可用Q235、Q275等碳素结构钢。2、合金钢：

具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵；多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。3、球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。例如：内燃机中的曲轴。对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。

轴的材料及选择任务二轴的结构设计轴的结构组成；轴结构决定因素；结构设计的几个方面。

轴的结构设计结构要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置②轴上零件装拆、调整方便③轴应具有良好的制造工艺性等④尽量避免应力集中设计要点:①拟定轴上零件的装配方案

原则：①轴的结构越简单越合理②装配越简单、方便越合理

③轴上零件的定位,固定及位置调整一.轴的结构组成轴头：与传动零件或联轴器、离合器相配部分；轴颈：与轴承相配部分轴身：联接轴头和轴颈之间部分；

（轴的结构图）轴端轴头轴颈轴头轴身机器的装配简图——

结构分析轴颈轴头轴身轴的结构设计(一)轴上零件的布置在进行结构设计时，首先应按传动简图上所给出的各主要零件的相互位置关系拟订轴上零件的装配方案；轴上零件的装配方案不同，轴的结构形状也不同；在实际设计过程中，往往拟订几种不同的装配方案进行比较，从中选出一种最佳方案。

图4-7汽车变速器输出轴的零件分布(三)轴上零件的定位和固定为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和使用可靠，零件必须可靠地安装在轴上，不允许零件沿轴向发生相对运动。因此，轴上零件都必须有可靠的轴向定位措施；轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小；零件的定位分：轴向定位、周向定位。1.轴上零件的轴向定位和固定

轴向定位和固定是指将轴上的零件沿轴线方向进行定位和固定。常用方式：轴肩、轴环套筒、圆螺母弹性挡圈、紧定螺钉；轴端挡圈、圆锥面。零件的轴向定位

1）轴肩和轴环:要求r轴<R孔或r轴<C孔

错误正确为了使轴上零件的端面能与轴肩紧贴，轴肩的圆角半径R必须小于零件孔端的圆角半径R1或倒角C1；否则，无法紧贴。轴肩或轴环的高度h必须大于R1或C1。

轴环与轴肩尺寸：h=（0.07d＋3）—（0.1d＋5）mm轴环宽度：

b≈l.4h要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度错误

正确2）套筒3）轴用圆螺母

特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降。应用：常用于轴的中部和端部4）轴端挡圈当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴<L毂正确正确错误

5）轴承端盖轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置

6）弹性挡圈8）其它固定形式7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销

这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。

锥形面或过盈配合联接2.零件的周向定位1）键2）花键3）紧定螺钉、销4）过盈配合(四)提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施

1、改进轴的结构，减少应力集中2、合理布置轴上零件以减少轴的载荷3、改进轴上零件的结构，减小轴的载荷5、改进表面质量提高轴的疲劳强度(五)轴的结构工艺性由于阶梯轴接近于等强度，而且便于加工和轴上零件的定位和拆装，所以实际上的轴多为阶梯形.1、关于轴的形状：阶梯轴2、关于轴的有关尺寸为了能选用合适的圆钢和减少切削用量，阶梯轴各轴段的直径不宜相差过大，一般取为5~10MM。为了便于切削加工，一根轴上的圆角应尽可能取相同的半径；退刀槽取相同的宽度；倒角尺寸相同；若需开键槽的轴段直径相差不大时，应尽可能采用相同宽度的键槽（如图），一根轴上各键槽应开在同一母线上，以减少换刀次数。3.轴的结构工艺性1）轴肩圆角r2）轴端倒角

3）砂轮越程槽

4）螺纹退刀槽

5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。

完毕1)圆角半径和倒角为使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端部都应有45°的倒角。

2)轴端倒角轴上磨削的轴段应设有砂轮越程槽，以便磨削时砂轮可以磨削到轴肩的端部。3)砂轮越程槽轴上车螺纹的轴段应设有螺纹退刀槽，以保证螺纹牙均能达到预期的高度。

4)螺纹退刀槽轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将键槽安排在轴的同一母线上。

5)键槽轴系结构改错

四处错误正确答案三处错误正确答案两处错误1.左侧键太长，套筒无法装入2.多个键应位于同一母线上轴系结构改错(六)轴上的零件装拆和调整为了能够顺利地装拆轴上零件，轴的结构多半设计成中间粗两端逐渐细的阶梯轴形状。为装拆方便，轴肩一般可取为1~3mm。安装轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度，以便拆卸。例:汽车轴(某汽车型号