汽车机械基础课件第十二章

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1、第十二章汽车常用零部件12.1轴12.2轴承12.3联轴器及离合器12.4其他常用零部件12.1轴轴是机械中的重要零件，其功用主要是承受转矩与弯矩，支撑其他回转件，如齿轮、带轮等，并传递运动和动力。本节主要介绍轴的分类、结构、材料等。12.1.1轴的分类轴一般根据其承受的载荷和结构形状来分类。根据所受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。(1)心轴。只承受弯矩作用的轴称为心轴，如图12-1所示。心轴可以是转动的，如图12-1(a)所示为火车的轮轴;也可以是固定的，如图12-1(b)所示为自行车的前轮轴。(2)传动轴。只传递转矩的轴

2、称为传动轴，如图12-2所示连接汽车变速器与后桥的轴。返回下一页12.1轴(3)车令轴。既承受弯矩又传递转矩的轴称为转轴。转轴是机械中最常见的轴，如齿轮减速箱的轴均是转轴，如图12-3所示。按照轴的结构形状不同，可划分为直轴(如图12-4所示)和曲轴(如图12-5(a)所示)、光轴和阶梯轴、空心轴和实心轴、刚性轴和挠性轴。曲轴多用于往复式机械中，如汽车发动机等;挠性轴可将转动灵活地传递到所需要的任何位置;阶梯轴广泛应用于汽车变速器等各种机械设备中。下一页返回上一页12.1轴12.1.2轴的结构特征轴一般由轴头、轴身和轴颈三部分组成。轴上

3、与传动零件或联轴器、离合器相配的部分，称为轴头;与轴承相配的部分，称为轴颈;连接轴头和轴颈的其余部分称为轴身。轴的结构形状和尺寸受到很多因素的影响，如轴上载荷的大小、分布及性质，轴上零件的数目、类型、布置及固定方式，轴的加工和装配方法等。因此，在进行轴的设计时要根据具体的工作情况，综合考虑各种影响因素，不存在一个固定形式，而是随着工作条件与要求的不同而不同。轴的结构一般应主要考虑以下三方面问题。上一页下一页返回12.1轴1.轴上零件的固定为实现轴的功能，必须保证轴上零件有准确的工作位置，要求轴上零件沿周向和轴向固定。1)周向定位和固定周

4、向定位和固定是指将轴上的零件在圆周方向进行定位和固定。零件的周向固定可采用键、花键、成形、销、弹性环以及过盈配合等连接，见表12-1。2)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。常见的轴向固定方法及特点与应用见表12-2。其中轴肩、轴环、套筒、轴端挡圈及圆螺母应用更为广泛。上一页下一页返回12.1轴2．良好的结构工艺性在进行轴的结构设计时，应尽可能使轴的形状简单，并且具有良好的加工下艺性能和装配工艺性能。1)加工工艺性轴的直径变化应尽可能少，应尽量限制轴的最大直径与各轴段的直径差，这样既能节省材料，又可减少

5、切削量。轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽(如图12-6所示)，以保证加工的完整和方便。轴上有多个键槽时，应将键槽布置在同一母线上，以免加工键槽时多次装夹，从而提高生产效率。上一页下一页返回12.1轴如有可能，应使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及中心孔等尺寸分别相同，并符合标准和规定，以利于加工和检验。轴上配合轴段直径应取标准值(GB/T2822-2005);与滚动轴承配合的轴段直径应按滚动轴承内径尺寸选取;轴上的螺纹部分直径应符合螺纹标准等。2)装配工艺性为了便于轴上零件的装配，常采用直径从两端向中间逐渐增大

6、的阶梯轴，使轴上零件通过轴的轴段直径小于轴上零件的孔径。轴上的各阶梯，除轴上零件轴向固定的可按表12-3确定轴肩高度外，其余仅为便于安装而设置的轴肩，轴有高度可取0.5~3mm。上一页下一页返回12.1轴轴端应倒角，并去掉毛刺，以便于装配。固定滚动轴承的轴肩高度应符合轴承的安装尺寸要求，以便于轴承的拆卸。3.提高轴的疲劳强度轴通常在变应力下工作，多数轴因疲劳而失效，因此设计轴时，应设法提高其疲劳强度。常采取的措施有以下两种。1)改进轴的结构形状轴的破坏大多是因为疲劳破坏。提高轴的抗疲劳破坏强度的关键是减少应力集中，尽量使轴径变化处过渡平

7、缓，并采用较大的过渡圆角。如相配合零件内孔倒角或圆角很小时，可采用凹切圆角(如图12-7(a)所示)或过渡肩环(如图12-7(b)所示)。上一页下一页返回12.1轴键槽端部与阶梯处距离不宜过小，以避免损伤过渡圆角及减少多种应力集中源重合的机会。键槽根部圆角半径越小，应力集中越严重。因此在重要轴的零件图上应注明其大小。避免在轴上打印及留下一些不必要的痕迹，因为它们可能成为初始疲劳裂纹源。2)改善轴的表面质量提高轴的表面质量可通过提高轴的表面精度、进行热处理或表面强化处理来实现。采用滚压、喷丸或渗碳、氰化、氮化、高频淬火等表面强化处理方法，

8、可以大大提高轴的承载能力。上一页下一页返回12.1轴12.1.3轴的材料轴的常用材料是碳素钢及合金钢，有时也用球墨铸铁。1.碳素钢优质中碳钢35~50钢因具有较高的综合机械性能，常用于比较重要或承载较大的轴