汽车机械基础 教学课件 作者 李子云、刘岩、张雄才项目六汽车轴系零部件.ppt

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1、任务一手动变速器输出轴轴的功能和分类(1)轴的功能：轴是机械中的重要零件，如图6-1所示，轴做回转运动的传动零件，减速器示意图中的齿轮、联轴器等，都是安装在轴上，并通过轴实现传动的。因此，轴的主要功用就是支承零件并传递运动和动力。(2)按照承受载荷的不同，轴可分为：①传动轴：只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴，如图6-2所示。如图6-1中只承受转矩作用的轴称为传动轴，如图中的电动机轴。②心轴：只承受弯矩的轴。心轴可以是转动的，如图6-3所示的火车车轮轴；还可以是固定的，如图6-4所示的自行车前轮中轴。③转轴：同时承受弯矩和扭矩的

2、轴，图6-1中同时承受弯矩和转矩作用的轴称为转轴，如图中的输入轴Ⅰ和输出轴Ⅱ。图6-1轴的功能图6-2汽车的传动轴1-端接变速器2-传动轴3-端接后桥齿轮系图6-3火车车轮轴图6-4自行车前轮中轴(3)按轴线形状可分为：①直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形的不同又可分为：a.光轴。形状简单，应力集中少，易加工，但轴上零件不易装配和定位。常用于心轴和传动轴。如图6-5所示。b.阶梯轴。它的各段截面直径不同，便于轴上零件的拆装和定位，其特点与光轴相反，常用于转轴。如图6-6所示。图6-5光轴图6-6阶梯轴②曲轴：曲轴的轴线不

3、在一条直线上，属于专用零件，多用于往复式机械中，如汽车发动机。如图6-7所示。③挠性轴(软轴)：由多组钢丝分层卷绕而成，用于两个传动件轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动，还可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。如图6-8所示。图6-7曲轴图6-8挠性轴轴的结构设计1.轴的设计要求(1)结构设计要求。轴应具有合理的结构形状和尺寸。(2)工作能力要求。轴应具有足够的疲劳强度，对于某些特殊用途的轴，还应有刚度、振动稳定性等方面的要求。轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装位置及形式，轴上零件的定位、固定以及连接方法，轴

4、所承受的载荷，轴的加工工艺以及装配工艺要求等。如果轴的结构设计不合理，可能会影响到轴的工作能力，增加轴的制造成本或轴上零件装配的困难。因此轴的结构设计是轴设计中的重要内容。2.对轴的结构的基本要求(1)轴和轴上的零件有准确定位和固定。(2)轴上零件便于调整和装拆，同时使轴加工方便，成本低。(3)有良好的制造工艺性。(4)形状、尺寸应尽量减小应力集中。(5)综合考虑等强度、加工工艺和装配工艺的结果将轴制成阶梯轴。3.轴各部分的名称轴各部分的名称如图6-9所示。(1)轴颈：被支撑部分，一般指安装轴承处(尺寸根据轴承)。(2)轴头

5、：安装轮毂部分(尺寸考虑轮毂)。(3)轴身：联结轴头和轴颈部分图6-9阶梯轴的各部分名称轴的结构设计中需要重点解决的问题1.轴上零件的轴向定位、固定和周向固定(1)轴向固定。轴上零件的轴向定位主要靠轴肩和轴环或套筒来完成。轴上零件的轴向固定就是不允许轴上零件沿轴向窜动。为了保证轴上零件靠紧定位面，轴肩处的圆角半径必须小于零件内孔的圆角或倒角。为了拆装方便，轴肩和轴环高度必须低于轴承内端面的高度。轴上零件的轴向定位及固定的方式常用轴肩、轴环、锁紧挡圈、套筒、圆螺母和止动垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈等。其特点和应用见表6-1。(2)

6、周向固定(如图6-10所示)。为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴做相对转动，轴上零件的周向固定必须可靠。常用的周向固定方法有键、花键、销和过盈配合等连接。2.轴的结构工艺性(1)轴的形状要力求简单，阶梯轴的级数应尽可能少，当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。(2)轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽。如图6-11所示。①越程槽：保证砂轮能磨削到轴肩，保证轴肩的垂直度。②退刀槽：加工螺纹时，退刀槽可以保证刀具退出。(3)轴的两端加工倒角，便于零件导入，不宜伤人。(4)对于阶梯轴常设计成

7、两端小中间大的形状，以便于零件从两端装拆。(5)轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。3.标准尺寸要求轴上的零件多数都是标准零件，如滚动轴承、联轴器、圆螺母等，因此与标准零件配合处的轴段尺寸必须符合标准零件的标准尺寸系列。图6-10周向固定图6-11越程槽和退刀槽(a)（b）图6-12缷荷槽4.提高轴强度和刚度的措施(1)改进轴的结构，降低应力集中。应力集中多产生在轴截面尺寸发生急剧变化的地方，要降低应力集中，就要尽量减缓截面尺寸的变化。直径变化处应平滑过渡，制成半径尽可能大的圆角；轴上尽可能不开槽、孔及制螺纹，以免削弱轴的强度；为了

8、减小过盈配合处的应力集中，可采用卸荷槽(图6-12)。(2)提高轴的表面质量。因疲劳裂纹常发生在轴表面质量差的地方，故提高轴的表面质量有利于提高轴的强度。除控制轴的表面粗糙度外，还可采用表面强化处理，如渗碳、碾压、喷丸等方法。(3)改变轴上零件的位置，减小载荷。如图6-13（a）所示，轴上