机械设计基础 轴的结构设计

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1、宜宾职业技术学院教案YibinVocational&TechnicalCollege课程名称机械设计基础教学学时4教学内容轴的结构设计教学进程中的位置第次授课班级11级机电一体化专业上课地点多媒体室上课时间周第节至第节教学重点轴的结构分析与设计教学目标专业能力目标社会能力目标方法能力目标1、了解轴的功用、分类和常用材料；2、熟悉轴上零件的定位和固定方式；3、初步掌握轴的结构设计的方法；1、小组合作能力；2、语言表达能力；3、自我表现的能力；1、主动思考问题的能力；2、分析问题、解决问题的能力。学习型工作任务预期效果轴的常见结构1、知晓轴的功用

2、和常用材料；2、熟悉国上零件的定位和固定方式，及其工艺要求。轴的结构设计能初步使用用类比法设计轴的结构。学习资料教材、多媒体课件、习题册、学习工作页教学过程设计步骤教学内容教师活动学生活动教学时间分配教学备注1课题引入从在机械中的广泛应用引出轴及其功用3′2轴的分类与材料讲授轴的类型听讲并理解8′结合实例组织讨论生活、生产中常见机械中轴的类型讨论8′讲授轴的常用材料及其特点讨论、听讲6′讲讨结合3轴的常见结构展示轴的结构，讲授轴的组成听讲6′讲授轴上零件的定位和固定方式，及其结构要求观察、讨论14′演示讨论讲授轴的结构的工艺性听讲并理解8′7

3、宜宾职业技术学院教案YibinVocational&TechnicalCollege组织讨论实例：轴上零件的固定方式思考、讨论8′组织讨论实例：轴的结构的合理性讨论12′督查、指导完成工作任务8-1-1：分析轴的结构18′点评7′45轴的结构设计讲授轴的结构设计步骤听讲并理解12′结合实例组织讨论实例：减速器低速轴的结构设计讨论10′督查、指导完成任务8-1-2：设计轴的结构15′点评、总结8′课后小结课堂教学信息反馈：课后学生情况反馈：作业布置完成练习册。7宜宾职业技术学院教案YibinVocational&TechnicalCollege

4、　教学相关知识备注【课题引入】轴是组成机器中的最基本的和主要的零件。一切作旋转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能实现旋转和传递动力。功用：支承回转零件并传递运动和转矩。8.1轴的类型和材料一、轴的类型1、按轴的轴线形状①直轴：直轴在生产中应用最为广泛：分为光轴和阶梯轴②曲轴：曲轴可以将旋转运动改变为往复直线运动或作相反的运动转换。③挠性轴：挠性钢丝软轴是由几层紧贴在一起的钢丝层构成的软轴，它可以把扭矩和旋转运动灵活地传到任何位置。2、按轴所承受载荷不同①心轴：是用来支承转动的零件，只受弯曲作用而不传递转矩。车辆用的转动心轴；支承滑轮用的固定

5、心轴。②转轴：转轴的应用特点是既支承转动零件又传递动力，同时承受弯曲和扭转两种作用。③传动轴：只受扭转作用而不受弯曲作用。讨论：自行车的前轮轴、中轴和后轮轴是？车床主轴、后轮驱动的汽车前轮轴、后轴轴又是？二、轴的材料1、优质碳素钢，如45：价廉，对应力集中不敏感，应用最为广泛。2、合金钢，如40Cr：承载能力强，重量较轻及耐磨性等。3、球墨铸铁：可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴。8.2轴的常见结构一、轴的主要组成部分⑴轴颈与轴承配合的轴段。其直径应符合轴承的内径系列。⑵轴头支撑传动零件的轴段。其直径应符合轴的标准直径系列。⑶轴身连接轴颈和轴

6、头的轴段。7宜宾职业技术学院教案YibinVocational&TechnicalCollege⑷轴肩和轴环阶梯轴上截面变化之处。二、轴的结构在考虑轴的结构时，应满足三个方面的要求，即：安装在轴上的零件，要牢固而可靠地相对固定；轴的结构应便于加工和尽量减少应力集中：轴上的零件要便于安装和拆卸。1、轴上零件的固定(1)轴上零件的轴向固定①轴肩或轴环固定结构简单，定位可靠和能够承受较大轴向力，常用。②用轴端挡圈、轴套和圆螺母等固定轴端挡圈只适用于轴端零件的固定。为了防止轴端挡圈松动，应采用带有锁紧装置的固定形式。轴套(也称套筒)：一般用在两个零件

7、的间距较小的场合。圆螺母：一般在无法采用轴套，或嫌轴套太长而选用的。圆螺母装拆方便，固定可靠，能承受较大的轴向力。②其它一些轴向固定形式对受轴向力不大的或是为了防止零件偶然沿轴向窜动的场合，可用圆锥销固定、紧定螺钉固定和弹性挡圈固定等形式。（2）轴上零件的周向固定①用键作周向固定：应用最广。②用过盈配合作周向固定：用压入法或温差法装配。2、轴的结构工艺性(1)轴的形状力求简单，以便于加工和检验，轴上的台阶数不宜过多。(2)轴肩处的过渡圆角半径r应小于零件孔的圆角半径R或倒角C：(3)需经磨削加工的表面，在轴肩处应设置砂轮越程槽。(4)轴上若要

8、车螺纹，在螺纹尾部留有退刀槽。(5)轴端应有倒角，必要时为轴的两端应设中心孔。(6)为了加工方便，对于在同一轴上轴径相差不大轴段的键槽，应尽可能采用同一规格的键槽尺