汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)-汽車(chē)常用零件-軸課件

導(dǎo)入：

1、汽車(chē)的傳動(dòng)軸為什么做成同一直徑？

2、變速箱上的軸為什么做成階梯形？本章教學(xué)目標(biāo)

第三章汽車(chē)常用零件項(xiàng)目一軸1）認(rèn)識(shí)軸的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用，了解軸的材料及選用，常見(jiàn)失效形式；2）掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、考慮因素及提高軸的強(qiáng)度的措施；本章內(nèi)容第二節(jié)

軸上零件的布置第一節(jié)概述軸的分類(lèi)第四章軸引子:軸的功用支承其他回轉(zhuǎn)件，承受轉(zhuǎn)矩與彎矩，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1.按所受載荷特點(diǎn)分三種：

心軸：只承受彎矩;如傳動(dòng)軸：只承受轉(zhuǎn)矩;如轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩;如任務(wù)一.軸的分類(lèi)

直軸，曲軸；光軸，階梯軸；空心軸，實(shí)心軸；剛性軸，撓性軸。重點(diǎn)：階梯軸例汽車(chē)軸2.按軸的結(jié)構(gòu)形狀分：階梯軸曲軸：撓性鋼絲軸轉(zhuǎn)軸：機(jī)器中最常見(jiàn)的軸，通常簡(jiǎn)稱為軸。工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。例：減速器中的軸心軸：用來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。例：車(chē)輛軸和滑輪軸，圖中為自行車(chē)的前輪軸。自行車(chē)的前輪軸傳動(dòng)軸：主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，或所承受的彎矩很小的軸。例：汽車(chē)中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸。傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸：二、軸的材料軸的功用，主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的常用材料是：碳素鋼和合金鋼等。在一般工作溫度下，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不大，故在選擇鋼的種類(lèi)和熱處理方法時(shí)，所依據(jù)的主要是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度等。1、碳素鋼：碳素鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，可通過(guò)熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣；一般用途的軸，多用含碳量為0.25～0.5%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，尤其是45號(hào)鋼。對(duì)于不重要或受力較小的軸也可用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。2、合金鋼：

具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，且價(jià)格較貴；多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金鋼，有良好的高溫機(jī)械性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸。3、球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。對(duì)于形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采用球墨鑄鐵或高強(qiáng)度鑄造材料來(lái)進(jìn)行鑄造加工，易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能和好的耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性也較低。

軸的材料及選擇任務(wù)二軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)組成；軸結(jié)構(gòu)決定因素；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面。

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求：①軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置②軸上零件裝拆、調(diào)整方便③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等④盡量避免應(yīng)力集中設(shè)計(jì)要點(diǎn):①擬定軸上零件的裝配方案

原則：①軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越合理②裝配越簡(jiǎn)單、方便越合理

③軸上零件的定位,固定及位置調(diào)整一.軸的結(jié)構(gòu)組成軸頭：與傳動(dòng)零件或聯(lián)軸器、離合器相配部分；軸頸：與軸承相配部分軸身：聯(lián)接軸頭和軸頸之間部分；

（軸的結(jié)構(gòu)圖）軸端軸頭軸頸軸頭軸身機(jī)器的裝配簡(jiǎn)圖——

結(jié)構(gòu)分析軸頸軸頭軸身軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)軸上零件的布置在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)按傳動(dòng)簡(jiǎn)圖上所給出的各主要零件的相互位置關(guān)系擬訂軸上零件的裝配方案；軸上零件的裝配方案不同，軸的結(jié)構(gòu)形狀也不同；在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往擬訂幾種不同的裝配方案進(jìn)行比較，從中選出一種最佳方案。

圖4-7汽車(chē)變速器輸出軸的零件分布(三)軸上零件的定位和固定為了傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，保證機(jī)械的工作精度和使用可靠，零件必須可靠地安裝在軸上，不允許零件沿軸向發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，軸上零件都必須有可靠的軸向定位措施；軸上零件的軸向定位方法取決于零件所承受的軸向載荷大?。涣慵亩ㄎ环郑狠S向定位、周向定位。1.軸上零件的軸向定位和固定

軸向定位和固定是指將軸上的零件沿軸線方向進(jìn)行定位和固定。常用方式：軸肩、軸環(huán)套筒、圓螺母彈性擋圈、緊定螺釘；軸端擋圈、圓錐面。零件的軸向定位

1）軸肩和軸環(huán):要求r軸<R孔或r軸<C孔

錯(cuò)誤正確為了使軸上零件的端面能與軸肩緊貼，軸肩的圓角半徑R必須小于零件孔端的圓角半徑R1或倒角C1；否則，無(wú)法緊貼。軸肩或軸環(huán)的高度h必須大于R1或C1。

軸環(huán)與軸肩尺寸：h=（0.07d＋3）—（0.1d＋5）mm軸環(huán)寬度：

b≈l.4h要求軸肩高度<滾動(dòng)軸承內(nèi)圈高度錯(cuò)誤

正確2）套筒3）軸用圓螺母

特點(diǎn)：定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力由于切制螺紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降。應(yīng)用：常用于軸的中部和端部4）軸端擋圈當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進(jìn)行零件的軸向定位時(shí)，為保證軸向定位可靠，要求L軸<L轂正確正確錯(cuò)誤

5）軸承端蓋軸承端蓋與機(jī)座間加墊片，以調(diào)整軸的位置

6）彈性擋圈8）其它固定形式7）鎖緊擋圈、緊定螺釘或銷(xiāo)

這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場(chǎng)合。

錐形面或過(guò)盈配合聯(lián)接2.零件的周向定位1）鍵2）花鍵3）緊定螺釘、銷(xiāo)4）過(guò)盈配合(四)提高軸的強(qiáng)度、剛度和減輕軸的重量的措施

1、改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)，減少應(yīng)力集中2、合理布置軸上零件以減少軸的載荷3、改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)，減小軸的載荷5、改進(jìn)表面質(zhì)量提高軸的疲勞強(qiáng)度(五)軸的結(jié)構(gòu)工藝性由于階梯軸接近于等強(qiáng)度，而且便于加工和軸上零件的定位和拆裝，所以實(shí)際上的軸多為階梯形.1、關(guān)于軸的形狀：階梯軸2、關(guān)于軸的有關(guān)尺寸為了能選用合適的圓鋼和減少切削用量，階梯軸各軸段的直徑不宜相差過(guò)大，一般取為5~10MM。為了便于切削加工，一根軸上的圓角應(yīng)盡可能取相同的半徑；退刀槽取相同的寬度；倒角尺寸相同；若需開(kāi)鍵槽的軸段直徑相差不大時(shí)，應(yīng)盡可能采用相同寬度的鍵槽（如圖），一根軸上各鍵槽應(yīng)開(kāi)在同一母線上，以減少換刀次數(shù)。3.軸的結(jié)構(gòu)工藝性1）軸肩圓角r2）軸端倒角

3）砂輪越程槽

4）螺紋退刀槽

5）同一軸上鍵槽位于圓柱同一母線上，且取相同尺寸同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。為便于加工定位，軸的兩端面上應(yīng)做出中心孔。

完畢1)圓角半徑和倒角為使軸上零件容易裝拆，軸端和各軸段端部都應(yīng)有45°的倒角。

2)軸端倒角軸上磨削的軸段應(yīng)設(shè)有砂輪越程槽，以便磨削時(shí)砂輪可以磨削到軸肩的端部。3)砂輪越程槽軸上車(chē)螺紋的軸段應(yīng)設(shè)有螺紋退刀槽，以保證螺紋牙均能達(dá)到預(yù)期的高度。

4)螺紋退刀槽軸上沿長(zhǎng)度方向開(kāi)有幾個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。

5)鍵槽軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)

四處錯(cuò)誤正確答案三處錯(cuò)誤正確答案兩處錯(cuò)誤1.左側(cè)鍵太長(zhǎng)，套筒無(wú)法裝入2.多個(gè)鍵應(yīng)位于同一母線上軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)(六)軸上的零件裝拆和調(diào)整為了能夠順利地裝拆軸上零件，軸的結(jié)構(gòu)多半設(shè)計(jì)成中間粗兩端逐漸細(xì)的階梯軸形狀。為裝拆方便，軸肩一般可取為1~3mm。安裝軸承的軸肩高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈厚度，以便拆卸。例:汽車(chē)軸(某汽車(chē)型號(hào)