汽车机械基础：汽车常用轴系零部件

项目七汽车常用轴系零部件

任务一

轴

一、轴的分类1.根据承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三种1）转轴既传递转矩又承受弯矩（M≠0，T≠0）图7-1-1齿轮轴——转轴

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一、轴的分类2）传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小（T≠0，M≈0）。图7-1-2汽车驱动轴——传动轴

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一、轴的分类3）心轴只承受弯矩而不传递转矩（M≠0，T=0）图7-1-3火车轮轴——转动心轴

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轴

一、轴的分类3）心轴只承受弯矩而不传递转矩（M≠0，T=0）图7-1-3火车轮轴——转动心轴

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轴

一、轴的分类图7-1-4自行车轮轴——固定心轴

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一、轴的分类2.按轴线的形状轴还可分为：直轴、曲轴和挠性钢丝轴。图7-1-5直轴图7-1-6曲轴

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一、轴的分类图7-1-7挠性钢丝软轴及其绕制轴的设计，主要是根据工作要求并考虑制造工艺等因素，选用合适的材料，进行结构设计，经过强度和刚度计算，定出轴的结构形状和尺寸，必要时还要考虑振动稳定性。

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轴

二、轴的常用材料轴的材料常采用碳素钢和合金钢。1.碳素钢有35、45、50等优质碳素结构钢，因具有较高的综合力学性能，应用较多，2.合金钢合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。

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结构设计应满足的基本要求为：轴与轴上零件应具有准确的工作位置——定位要求；轴上零件应易于装拆和调整——安装调整要求；轴上零件的固定应牢固可靠——紧固要求；轴应具有良好的制造工艺性——工艺要求；应尽量减少应力集中——提高疲劳强度的要求。

任务一

轴

三、轴的结构设计1．轴的结构设计内容及要求轴的结构设计内容包括：1）几何结构的设计——如果是阶梯轴，需确定各轴段的直径、长度；2）固定结构的设计——轴上零件的轴向固定与周向固定；3）工艺结构的设计——轴的加工工艺和轴上零件的安装工艺（圆角、倒角、退刀槽、砂轮越程槽、导向锥面等）。

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轴

三、轴的结构设计2.轴的结构设计需解决的问题图7-1-8轴的各部分结构

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三、轴的结构设计1）制造安装要求2）轴上零件的定位3）轴上零件的固定4）改善轴的受力状况，减小应力集中图7-1-10轴的周向固定

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轴

三、轴的结构设计b)圆螺母定位c)弹性挡圈固定

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三、轴的结构设计d)止动垫圈固定e)紧定螺钉固定

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三、轴的结构设计图7-1-12减少应力集中方式

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轴

【任务实施】

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轴

【任务实施】

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承1.滚动轴承的构造滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和4保持架图7-2-1滚动轴承结构

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承图7-2-2滚动体形状2.滚动轴承的类型①向心轴承——主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从0到45。按公称接触角不同，又细分为：径向接触轴承（公称接触角为0的向心轴承）；向心角接触轴承（公称接触角大于0到45的向心轴承）。②推力轴承——主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为：轴向接触轴承（公称接触角为90的推力轴承）；推力角接触轴承（公称接触角大于45但小于90的推力轴承）。

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承a)推力圆柱滚子轴承b)圆锥滚子轴承c)推力轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承d)角接触球轴承e)深沟球轴承图7-2-3几种常用轴承类型2)轴承按其滚动体的种类，分为：①球轴承——滚动体为球；②滚子轴承——滚动体为滚子。

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承3)轴承按其工作时能否调心,分为：①调心轴承——滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承；②非调心轴承(刚性轴承)

——能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。4)轴承按滚动体的列数,分为:①单列轴承——具有一列滚动体的轴承；②双列轴承——具有两列滚动体的轴承；③多列轴承——具有多于两列滚动体的轴承,如三列、四列轴承。5)轴承按其部件能否分离,分为：①可分离轴承——具有可分离部件的轴承；②不可分离轴承——轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。6)轴承按其结构形状(如有无装填槽、有无内外圈以及套圈的形状、挡边的结构、甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型，可参见机械设计相关手册

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承3.滚动轴承的特点滚动轴承与滑动轴承相比,具有下列优点:1）滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小,传动效率高。2）滚动轴承已实现标准化、系列化、通用化,适于大批量生产和供应，使用和维修十分方便；3）滚动轴承用轴承钢制造,并经过热处理,因此滚动轴承不仅具有较高的机械性能和较长的使用寿命,而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有色金属；4）滚动轴承内部间隙很小,各零件的加工精度较高,因此运转精度较高。同时,可以通过预加负荷的方法使轴承的刚性增加。5）某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷,因此可以简化轴承支座的结构；6）由于滚动轴承传动效率高,发热量少,因此可以减少润滑油的消耗,润滑维护较为省事；7）滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承5.滚动轴承类型的选择1）轴承的载荷2）轴承的转速3）轴承的调心性能4）轴承的安装和拆卸

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

一、滚动轴承5.滚动轴承类型的选择1）轴承的载荷2）轴承的转速3）轴承的调心性能4）轴承的安装和拆卸

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任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承1.滑动轴承的特点滑动轴承的主要优点：普通滑动轴承结构简单，制造、装拆方便；具有良好的耐冲击性和吸振性；运转平稳，旋转精度高；高速时比滚动轴承的寿命长；可做成剖分式。滑动轴承的主要缺点：维护复杂；对润滑条件要求高；边界润滑时轴承摩擦损耗较大。2.滑动轴承的类型滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为：l）向心滑动轴承——又称径向滑动轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承图7-2-4径向滑动轴承图7-2-5推力滑动轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承

①整体式滑动轴承由轴承座和轴承衬套组成，轴承座上部有油孔，整体衬套内有油沟，分别用以加油和引油，进行润滑。这种轴承结构简单，价格低廉，但轴的装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整。使用于轻载低速或间歇工作的场合。图7-2-6整体式径向滑动轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承②对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖、对开式轴瓦、双头螺柱和垫片组成。轴承座和轴承盖接合面作成阶梯形，为了定位对中，此处放有垫片，以便磨损后调整轴承的径向间隙，故装拆方便，广泛应用。图7-2-7剖分式（对开式）径向滑动轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承③自动调心轴承其轴瓦外表面作成球面形状，与轴承支座孔的球状内表面相接触，能自动适应轴在弯曲时产生的偏斜，可以减少局部磨损。适用于轴承支座间跨距较大或轴颈较长的场合。调心式轴承必须成对使用。图7-2-8自动调心轴承

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任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承2）推力滑动轴承——承受轴向载荷图7-2-9止推滑动轴承轴颈结构

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常用的轴瓦和轴承村材料有轴承合金和青铜

任务二滚动轴承与滑动轴承

二、滑动轴承3.轴瓦及轴承衬材料根据轴承的工作情况，要求轴瓦材料具备下述性能：1）摩擦系数小；2）导热性好，热膨胀系数小；3）耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；4）要有足够的机械强度和可塑性。

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任务二滚动轴承与滑动轴承

【任务实施】一、滚动轴承的具体选择1． 载荷不是特别大2． 在载荷较大，对径向尺寸要求较严格的情况下，考虑选用滚子轴承，因为线接触的滚子轴承承载能力比球轴承高，但滚子轴承极限转速较低，摩擦系数高，价格较贵，N0000型轴承不允许承受Fa；3． 当轴承所受A较大时，可考虑选用30000和70000型轴承，特别是70000型轴承，各种性能指标较好，可承受较大的Fr、，Fa极限转速高，30000型轴承更适合用于中速、重载、受较大Fa的条件；4． 调心轴承（10000、20000型）、滚针轴承（NA0000型）、推力轴承（50000型）一般只用在有特殊要求时；5． 有些轴承由于其结构特点而具有某些特殊功能；6． 有些支承点上，同时受很大的Fr、Fa，对轴承径向尺寸有限制时，可在同一支承点上采用一个向心轴承和一个推力轴承分别承担Fr、。

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任务二滚动轴承与滑动轴承

【任务实施】二、滚动轴承的结构安装1.轴系上的轴向固定轴的两个轴承分别限制一个方向的轴向移动，这种固定方式称为两端单向固定图7-2-10单向固定

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任务二滚动轴承与滑动轴承

【任务实施】2）一端双向固定，一端游动3）两端游动

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任务二滚动轴承与滑动轴承

【任务实施】2.轴向位置的调整3.滚动轴承的正确使用1）轴承的拆装2）轴承的润滑

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任务二滚动轴承与滑动轴承

【任务实施】三、滑动轴承的润滑轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。轴承能否正常工作，和选用润滑剂正确与否有很大关系。润滑剂分为：液体润滑剂——润滑油；半固体润滑剂——润滑脂；固体润滑剂等。

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任务三弹簧

一、弹簧的功用和类型1.弹簧的主要功用1）缓冲和减振。如汽车、火车车厢下的减振弹簧，各种缓冲器的缓冲弹簧等；2）控制机构的运动。如内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧等；3）储存及输出能量。如钟表弹簧、枪闩弹簧等；4）测量力的大小。如弹簧秤，测力器中的弹簧等。2．弹簧的类型常见的弹簧按照所承受的载荷形式，可以分为压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧；按照弹簧的形状可以分为螺旋弹簧、碟形弹簧、平面涡卷弹簧、板簧和环形弹簧；按制作弹簧材料的不同分为金属弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧和塑料弹簧等。

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任务三弹簧

一、弹簧的功用和类型

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任务三弹簧

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任务三弹簧

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任务三弹簧

二、弹簧的材料与制造1．弹簧的常用材料

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任务三弹簧

二、弹簧的材料与制造2．螺旋弹簧的制造螺旋弹簧的制造工艺过程包括：卷制、挂钩的制作和端面的精加工、热处理和工艺性能试验。

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任务三弹簧

二、弹簧的材料与制造1.碟形弹簧碟形弹簧外形为圆锥形，一般由薄钢板冲压成形。碟形弹簧