汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)工配套課件：5單元1軸

1、汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)模塊五 連接與軸系零件單元十六 軸學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)了解軸的用途和分類(lèi)。了解軸的材料選用理解軸的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)。2.能力目標(biāo)能正確識(shí)別軸的類(lèi)型，并掌握軸的定位方式目錄01任務(wù)一 軸的分類(lèi)及材料02任務(wù)二 軸的結(jié)構(gòu)及工藝任務(wù)引入軸是汽車(chē)中重要的傳力零件，用來(lái)支持轉(zhuǎn)動(dòng)零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩等。汽車(chē)中有變速器軸、曲軸、傳動(dòng)軸、半軸等。 變速箱軸 傳動(dòng)軸目錄01任務(wù)一 軸的分類(lèi)及材料02任務(wù)二 軸的結(jié)構(gòu)及工藝軸的作用和分類(lèi)軸作為重要的機(jī)械零件，主要起支承旋轉(zhuǎn)零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的作用，如汽車(chē)傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、減速器齒輪軸、機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)主軸等。軸的作用和分類(lèi)軸的分類(lèi)按軸線(xiàn)形狀直軸曲軸撓 性

2、軸按載荷心軸轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)軸軸的作用和分類(lèi) 直軸按外形不同可分為光軸、階梯軸及一些特殊用途的軸（如花鍵軸、齒輪軸、蝸桿軸、凸輪軸及傳動(dòng)軸等）。光軸階梯軸花鍵空心軸直軸一般都是實(shí)心的，只有當(dāng)機(jī)器結(jié)構(gòu)要求在軸內(nèi)裝設(shè)其他零件、減輕軸的質(zhì)量或輸送液體等特別要求時(shí)，才會(huì)將軸制成空心。直軸:一般截面為圓形，軸線(xiàn)為一直線(xiàn).軸的作用和分類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中的搖臂軸凸輪軸軸的作用和分類(lèi)曲 軸:軸線(xiàn)為一折線(xiàn)曲軸結(jié)構(gòu)示意圖 活塞曲軸連桿機(jī)構(gòu) 曲軸的功用是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是往復(fù)機(jī)械中的專(zhuān)用零件。軸的作用和分類(lèi)撓 性 軸:軸線(xiàn)為一曲線(xiàn)撓性軸結(jié)構(gòu)示意圖 撓性軸一般用于連接不在同一軸

3、線(xiàn)或不在同一方向且存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩軸，以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩，如連接車(chē)速里程表的轉(zhuǎn)軸的傳遞等?？捎糜谑苓B續(xù)振動(dòng)的場(chǎng)合，以緩和沖擊。撓性軟軸可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩靈活地傳到所需的任何位置。軸的作用和分類(lèi)心軸 心軸工作時(shí)用來(lái)支承回轉(zhuǎn)零件，只承受彎曲作用（彎矩）而不傳遞動(dòng)力（轉(zhuǎn)矩）。心軸按其是否轉(zhuǎn)動(dòng)可分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸和固定心軸。心軸工作時(shí)只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩軸的作用和分類(lèi)轉(zhuǎn) 軸 既支承回轉(zhuǎn)零件又傳遞動(dòng)力，同時(shí)承受彎曲（彎矩）和扭轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)矩）兩種作用的軸稱(chēng)為轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸是機(jī)械中最常用的軸，如汽車(chē)減速器中各承載軸和半軸。半軸應(yīng)用圖例軸的作用和分類(lèi)傳動(dòng)軸 工作時(shí)用來(lái)傳遞動(dòng)力（轉(zhuǎn)矩），只承受扭轉(zhuǎn)作用而不受彎曲（彎矩）

4、作用或彎曲（彎矩）作用很小的軸稱(chēng)為傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸軸的作用和分類(lèi)傳動(dòng)軸 傳動(dòng)軸只承受轉(zhuǎn)矩不承受彎矩或承受很小彎矩。如連接汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸和后橋的軸就是傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸軸的材料軸的主要失效形式：疲勞斷裂、塑性變形、磨損軸的材料要求：較高的強(qiáng)度、剛度和一定的耐磨性。軸的毛坯： 一般軸：軋制的圓鋼或鍛件。 重要軸：鍛制毛坯。軸的材料選擇軸的材料應(yīng)考慮：軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求；軸的熱處理方法及機(jī)加工工藝性的要求；軸的材料來(lái)源和經(jīng)濟(jì)性等。1.碳素鋼 碳素鋼的強(qiáng)度高，對(duì)應(yīng)力集中敏感性低，便于進(jìn)行各種熱處理及機(jī)械加工，價(jià)格低，故應(yīng)用最廣。一般機(jī)器中的軸，最常用的是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。對(duì)不重要的軸

5、可以使用Q235等普通碳素鋼。軸的材料2.合金鋼 合金鋼的機(jī)械性能高，常用于制造高速、重載、結(jié)構(gòu)要求緊湊、重量輕的軸以及經(jīng)常處于高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)中工作的軸。常用的合金鋼有40Cr、35SiMn、40MnB等，對(duì)于耐磨性要求高的軸可采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼。 合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感性強(qiáng)，價(jià)格較高，因此對(duì)于合金鋼軸應(yīng)從結(jié)構(gòu)尺寸上考慮減少應(yīng)力集中。另外，在一般工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量很接近，二者軸的剛度是一樣的。注意：采用合金鋼并不能提高軸的剛度。軸的熱處理和表面強(qiáng)化可提高軸的疲勞強(qiáng)度。 軸的材料3.球墨鑄鐵 球墨鑄鐵的機(jī)械強(qiáng)度雖然比碳鋼低，但鑄造工藝性好，對(duì)應(yīng)力集中

6、敏感性低，吸振性、耐磨性好，價(jià)格也較低，故應(yīng)用日趨增多，適用于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等。常用的球墨鑄鐵有QT400-15、QT600-2。 需要強(qiáng)調(diào)的是，通過(guò)進(jìn)行各種熱處理、化學(xué)處理及表面強(qiáng)化處理，可以提高用碳鋼或合金鋼制造的軸的強(qiáng)度及耐磨性，特別是合金鋼，只有進(jìn)行熱處理后才能充分顯示其優(yōu)越的機(jī)械性能。目錄01任務(wù)一 軸的分類(lèi)及材料02任務(wù)二 軸的結(jié)構(gòu)及工藝軸的組成部分 軸主要由軸頸、軸頭、軸身三部分組成。軸頸用來(lái)安裝軸承，軸頭安裝輪轂，軸身連接軸頸和軸頭。軸的定位與固定為保證軸的正常工作，軸上的零件必須準(zhǔn)確定位和固定。定位是指零件安裝在軸上時(shí)應(yīng)具有確定的位置固定是指軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)零件在軸

7、上應(yīng)保持原有位置不動(dòng)。軸上零件的定位及固定包括軸向和周向兩種。軸的定位與固定1.軸向定位及固定軸上零件軸向固定的目的是保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件軸上移動(dòng)，并能承受軸向力。常用的方法有利用軸肩、周環(huán)、圓錐面，以及軸端擋圈、軸套、圓螺母、彈性擋圈等零件進(jìn)行軸向固定。軸的定位與固定軸的定位與固定2.周向定位及固定軸上零件周向固定的目的是為了傳遞轉(zhuǎn)矩及防止零件與軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，常采用鍵、銷(xiāo)和過(guò)盈配合等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)軸的定位與固定 （a）平鍵連接 （b）花鍵連接 （c）銷(xiāo)連接 （d）型面連接 （e）過(guò)盈連接常用的周向定位與固定方式軸的結(jié)構(gòu)工藝性1.裝配工藝性為了保證裝配的順利進(jìn)行，該軸設(shè)計(jì)成階

8、梯形，使齒輪、套筒、左端軸承、軸承蓋、帶輪等能夠很方便地從軸的左端依次裝配，右軸承從軸的右端裝入。對(duì)于裝有零件的軸端，裝入端需要加工45倒角，以方便導(dǎo)入并避免劃傷配合表面。套筒或軸肩的高度應(yīng)低于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈高度，以保證滾動(dòng)軸承的有效定位。軸的結(jié)構(gòu)工藝性1.裝配工藝性1軸端擋圈；2帶輪；3軸承蓋；4套筒；5齒輪；6滾動(dòng)軸承減速器中軸的結(jié)構(gòu)圖軸的結(jié)構(gòu)工藝性2.加工工藝性為了減少應(yīng)力集中，軸徑變化盡可能小，階梯軸相鄰兩軸段直徑相差不應(yīng)過(guò)大。軸上截面尺寸變化的位置應(yīng)有倒角或過(guò)渡圓角，過(guò)渡圓角半徑應(yīng)盡可能大些，當(dāng)軸上有多處倒角或過(guò)渡圓角時(shí)，盡可能選同樣的倒角或圓角半徑，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。軸的結(jié)構(gòu)恭喜2.軸的加工工藝性軸上有多個(gè)鍵槽時(shí)，為加工方便，