机械基础技术与技能教学课件作者李梅红学习领域二项目3.ppt

项目三 常用机械零件结构分析 任务一 轴 任务二 轴承 任务三 常用连接件 任务一 轴 【任务引入】 图2-3-1的汽车原动机是发动机，执行部分是车轮，汽车前置发动机输出的旋转运动是如何传递到后桥的？ 分析汽车的组成及传动路线可知，由传动轴把汽车前置发动机输出的旋转运动传递到后桥，从而使汽车轮子转动。轴类零件是重要的机器零件且应用广泛，如安装在自行车的前轮轴、齿轮减速器轴，不同工作条件下的轴有何不同？轴的结构和常用材料有哪些？ 【相关知识】 轴类零件在机器中起支承回转零件（齿如轮、带轮、链轮等）以传递运动和转矩的作用。轴一般都应该要有足够的强度、合理的结构和良好的工艺性。 一、轴的分类和应用特点 1.按照轴线的形状分 轴可分为直轴（图2-3-2）、曲轴（图2-3-3）和软轴（图2-3-4）。 任务一 轴 直轴按其外形不同可分为光轴（图2-3-5）和阶梯轴。由于阶梯轴上零件便于拆装和固定，又利于节省材料和减轻重量，因此在机械中应用最普遍。 直轴按其承载情况不同可分为传动轴、心轴和转轴。 （1）传动轴 传动轴主要用来传递转矩而不承受弯矩，或承受弯矩很小的轴（只传递运动和动力），如汽车中连接变速器与后桥的传动轴（图2-3-1）。 （2）心轴 心轴是只承受弯矩作用的轴（仅起支承传动零件作用，不传递运动和动力），按其是否转动又分为固定心轴和转动心轴（图2-3-6）。自行车前轴就是固定心轴，车轮轴就是转动心轴。 （3）转轴 同时承受弯矩和转矩作用的轴称为转轴（既支承传动零件，又传递运动和动力）。如齿轮减速器的齿轮轴就是转轴（图2-3-7）。 任务一 轴 2.曲轴 曲轴是内燃机、曲柄压力机等机器中用于往复运动和旋转运动相互转换的专用零件，它兼有转轴和曲柄的双重功能。 3.软轴 软轴具有良好的挠性，它可以把回转运动灵活地传到任何空间位置。如牙科医生用于修磨牙齿的钢丝软轴。 二、轴的常用材料及选用 长期承受交变应力作用下的疲劳破坏是轴的主要失效形式，因此，轴的材料要求具有较好的强度、韧性，与轴上零件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性。轴的材料主要采用优质碳素结构钢和合金钢。 1.碳素钢 工程中广泛采用35、45、50等优质碳素钢，为了提高材料的力学性能和改善料的可加工性，优质碳索结构钢要进行调质或正火热处理。对于轻载和不重要的轴也可采用Q235、Q275等普通碳素钢。 任务一 轴 2.合金钢 常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的轴，有较高的力学性能，但价格较贵，对应力集中敏感，所以在结构设计时必须尽量减少应力集中。 3.球墨铸铁 耐磨、价格低，但可靠性较差，一般用于形状复杂的轴。 三、轴的结构 轴的结构主要取决于载荷情况、轴上零件的布置、定位及固定方式、毛坯类型、加工和装配工艺、轴承类型和尺寸等条件。 1.轴的组成 图2-3-8所示为阶梯轴的典型结构。 ①轴头是轴上安装旋转零件的轴段，用于支承传动零件，是传动零件的回转中心。 任务一 轴 ②轴肩是轴两段不同直径之间形成的台阶端面，用于确定轴承、齿轮等轴上零件的轴向位置。 ③轴颈是轴与轴承配合的部分。轴头与轴颈之间的部分称为轴身。 ④轴身是连接轴头与轴颈部分的非配合轴段。 ⑤轴环是直径大于其左右两个直径的轴段，其作用与轴肩相同。 2.轴上零件的固定方法 轴上零件的固定形式有轴向固定和周向固定两种。 （1）轴向固定 轴上零件的轴向固定就是不允许轴上零件沿轴向窜动。轴上零件的轴向定位主要靠轴肩和轴环来完成。齿轮靠右侧轴环的联轴器靠右侧轴肩定位。为了保证轴上零件靠紧定位面，轴肩处的圆角半径R必须小于零件内孔的圆角R1或倒角C1。轴肩高度一般取h=（0.07～0.1）d，轴环宽度b≈1.4.h（图2-3-9）。安装轴承的轴肩高h应小于或等于轴承内圈高度。 任务一 轴 常用的轴向固定措施还有轴的一端可采用轴端挡圈，套筒过长可采用圆螺母，受载较小时可采用弹性挡圈、紧定螺钉和销钉等固定（图2-3-10）。 （2）周向固定 轴上零件的周向固定就是为了限制轴上零件与轴之间的相对转动和保证同心度，以准确地传递运动与转矩。轴上零件常用的周向固定方法有销、键、花键、过盈配合和紧定螺钉连接等。3.轴的结构工艺性 轴的结构除了考虑零件的固定和支承外，还需考虑到加工、装配的工艺性要求。 ①轴上阶梯数尽可能少，以减少应力集中。轴上各段的键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸尽可能统一，以利于加工和检验。 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留有螺纹退刀槽、砂轮越程槽（图2-3-11）、螺纹退刀槽（图2-3-12）。 任务一 轴 ③轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上，以便于加工和装配。 ④为便于零件的装配，轴端应有倒角。轴的两端采用标准中心孔作为加工和测量基准。 任务二