汽车机械基础-汽车常用零件-轴

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1、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？第四章轴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；第四章轴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第四章轴第四章轴引子: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。第四章轴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.轴的分类第四章轴直轴，曲轴；光轴，阶梯轴；空心轴，实心轴；刚性轴，挠性轴。

2、重点：阶梯轴例汽车轴2.按轴的结构形状分：第四章轴阶梯轴第四章轴曲轴：第四章轴挠性钢丝轴第四章轴转轴：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：减速器中的轴第四章轴心轴：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。第四章轴自行车的前轮轴第四章轴传动轴：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。传动轴第四章轴传动轴：第四章轴二、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

3、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。第四章轴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。第四章轴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

4、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。第四章轴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。第四章轴轴的材料及选择第四章轴任务二轴的结构设计第四章轴轴的结构组成；轴结构决定因素；结构设计的几个方面。轴的结构设计第四章轴结构要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工

5、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,固定及位置调整第四章轴一.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第四章轴二.轴结构影响、决定因素轴的毛坯种类；轴上作用力的大小及其分布情况；轴上零件的位置、配合性质及其联接固定的方法；轴承的类型、尺寸和位置；轴的加工方法、装配方法以及其他特殊要求。可见影响轴的结构与尺寸的因素很多，设计轴时要全

6、面综合的考虑各种因素。第四章轴三.设计考虑的几个方面1、轴上零件的布置；2、轴径估算、各轴段直径、长度的确定；3、轴上零件的定位和固定；4、轴上零件的装拆和调整；5、提高轴疲劳强度的结构措施；6、制造工艺要求；7、材料选择。第四章轴一般结构设计的已知条件有：机器的装配简图；轴的转速；传递的功率；轴上零件的主要参数和尺寸等。轴的设计区别于其它零件设计过程的显著特点是：必须先进行结构设计，然后才能进行工作能力的核算。第四章轴机器的装配简图第四章轴——结构分析轴颈轴头轴身轴的结构设计第四章轴(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

7、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。第四章轴图4-7汽车变速器输出轴的零件分布第四章轴(二)轴的基本直径的估算及各段直径和长度的确定：轴不是标准零件,需要自己设计计算。开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位置及支点情况，无法确定轴的受力情况，只有待轴的结构设计基本完成后，才能对轴进行受力分析及强度计算；一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转受力情况对轴的直径进行估算；按扭转强度计算：这种计算方法主要应用于传动轴，也可以初步估算轴的最小直径，在此