汽车机械基础-汽车常用零件-轴
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汽车机械基础—轴系零部件
汽车机械根底—轴系零部件概述在汽车的动力传输系统中，轴系零部件扮演着重要的角色。
它们连接着发动机和驱动轮，并将动力传递给车轮，推动汽车前进。
轴系零部件主要包括传动轴、差速器、半轴等。
传动轴传动轴是汽车传动系统中最根底的零部件之一。
传动轴传递动力，将发动机的扭矩传输给驱动轮。
根据车辆的驱动方式不同，传动轴可以分为前驱轴、后驱轴和四驱轴。
•前驱轴：主要应用于前驱车型，将发动机的动力传送到前轮驱动。
前驱轴通常由两根半轴组成，通过万向节和轴承与发动机和驱动轮相连。
•后驱轴：主要应用于后驱车型，将发动机的动力传送到后轮驱动。
后驱轴通常由一根传动轴组成，其一端与发动机相连，另一端通过差速器与驱动轮相连。
•四驱轴：主要应用于四驱车型，将动力传输到所有四个轮子。
四驱轴通常由两根传动轴和一个差速器组成，其中一根传动轴与发动机相连，另一根传动轴与驱动轮相连，差速器负责将动力分配给前轮和后轮。
传动轴不仅要承受来自发动机的扭矩，还要适应不同的扭矩角度。
因此，传动轴通常由高强度合金钢制成，以确保其耐久性和可靠性。
差速器差速器是轴系零部件中的重要组成局部。
它主要作用是解决左右驱动轮的转速差异问题，并能在转弯时分配动力。
差速器通常由齿轮和行星齿轮组成。
在直线行驶时，差速器可以保持左右驱动轮的转速一致，使车辆保持稳定性。
而在转弯时，内侧车轮需要行进的路径更短，所以转速较快，而外侧车轮需要行进的路径更长，所以转速较慢。
差速器通过其独特的结构，使内外侧车轮能够自由转速差异，从而保证车辆的正常行驶。
差速器的性能直接影响着车辆的操控和行驶稳定性，因此，在不同的驾驶条件下，差速器需要具备不同的参数设置，以提供最正确的驱动性能。
半轴半轴位于车辆的驱动轴上，与传动轴和驱动轮相连，承受着发动机传递的动力。
在前驱车型中，半轴主要用于将动力传递到前轮，在后驱车型中，半轴主要用于将动力传递到后轮。
半轴通常由强度较高的合金钢制成，以满足对扭矩和强度的要求。
电子课件-《汽车机械基础(第二版)》-B24-1409 模块八 轴系零件 课题一 轴
二、轴的材料 轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如
下因素： 1.轴的强度、刚度及耐磨性要求。 2.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求。 3.轴的材料来源和经济性等。
模块八 轴系零件
模块八 轴系零件
模块八 轴系零件
三、轴的结构
轴的结构受许多因素影响，其主要影响因素有：载荷的性质 、大小、方向及分布情况；轴上所安装零件的类型、尺寸、数 量以及与轴连接的方法；轴的加工工艺等。
一、选择题 l.自行车前、后轮的车轴属于 。 A.光轴 B.心轴 C.传动轴 D.支承轴 2.阶梯轴上最常用的轴上零件轴向固定的方法是 。 A.轴肩和轴环 B.轴套 C.轴端挡圈 D.弹性挡圈 二、填空题 1.根据轴所起的作用以及承受载荷性质的不同,可分为_____ 、 _____和_____三大类。 2.轴按结构形状的不同可分为_____和曲轴; _____和阶梯轴; _____和空心轴等。 3.轴上零件常用的轴向固定方法有以下几种: _____ 、轴套、 _____ 、 _____弹性挡圈。
模块八 轴系零件
课题一 轴
◆ 了解轴的功用、类型、材料和结构等知识。 ◆ 掌握轴上零件的轴向、周向固定方法。 ◆ 了解常用轴的结构特点及工艺要求。
模块八 轴系零件
如图所示为桑塔纳2000变速器的变速传动机构（一挡变速）工作示意图，各 轴的功用是什么？上述零件是如何实现周向固定的呢？
模块八 轴系零件
模块八 轴系零件
三、判断题
1.曲轴在工作中既传递动力又传递运动,因此是传动轴。
()
2.阶梯轴是最常见的一种轴的结构形式,由于能够充分利
用轴肩对轴系零件进行轴向定位,因此大多数轴都采用这种
结构形式。
()
四、连线题
请对应下面轴和受力情况
下因素： 1.轴的强度、刚度及耐磨性要求。 2.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求。 3.轴的材料来源和经济性等。
模块八 轴系零件
模块八 轴系零件
模块八 轴系零件
三、轴的结构
轴的结构受许多因素影响，其主要影响因素有：载荷的性质 、大小、方向及分布情况；轴上所安装零件的类型、尺寸、数 量以及与轴连接的方法；轴的加工工艺等。
一、选择题 l.自行车前、后轮的车轴属于 。 A.光轴 B.心轴 C.传动轴 D.支承轴 2.阶梯轴上最常用的轴上零件轴向固定的方法是 。 A.轴肩和轴环 B.轴套 C.轴端挡圈 D.弹性挡圈 二、填空题 1.根据轴所起的作用以及承受载荷性质的不同,可分为_____ 、 _____和_____三大类。 2.轴按结构形状的不同可分为_____和曲轴; _____和阶梯轴; _____和空心轴等。 3.轴上零件常用的轴向固定方法有以下几种: _____ 、轴套、 _____ 、 _____弹性挡圈。
模块八 轴系零件
课题一 轴
◆ 了解轴的功用、类型、材料和结构等知识。 ◆ 掌握轴上零件的轴向、周向固定方法。 ◆ 了解常用轴的结构特点及工艺要求。
模块八 轴系零件
如图所示为桑塔纳2000变速器的变速传动机构（一挡变速）工作示意图，各 轴的功用是什么？上述零件是如何实现周向固定的呢？
模块八 轴系零件
模块八 轴系零件
三、判断题
1.曲轴在工作中既传递动力又传递运动,因此是传动轴。
()
2.阶梯轴是最常见的一种轴的结构形式,由于能够充分利
用轴肩对轴系零件进行轴向定位,因此大多数轴都采用这种
结构形式。
()
四、连线题
请对应下面轴和受力情况
汽车机械基础(第3版)项目三 汽车常用机械零部件
【学习目标】 1．掌握轴的类型及应用场合。 2．掌握轴的常用材料、轴的组成及轴上
零件的固定方式。
【相关知识】 一、轴的类型 二、轴的常用材料及选用 三、轴的结构
★ 轴的功用 轴是机械中的重要零件，轴器 等），并传递动力和运动。
一、轴的类型
（一）根据所承受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。 1.心轴 只承受弯矩而不传递扭矩的轴。 转动心轴、固定心轴 ①转动心轴：工作时轴承受弯矩，且轴转动。 例：铁路车辆的轴。
项目三 汽车常用机械零部件
任务一 轴 任务二 轴承 任务三 联轴器、离合器、制动器与弹簧 任务四 连接与连接件
【任务引入】
手动变速器中有输入轴、输出轴和中间轴。汽车手动变速 器靠这些轴和齿轮等零部件相配合，实现汽车变速。那么，手 动变速器的输入轴是哪种类型的轴？
【任务分析】
轴是机械中的重要零件，主要功用是支承回转零件（如齿 轮、带轮、链轮、联轴器等），并传递动力和运动。机器的工 作能力和工作质量，在很大程度上与轴有关。
②固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定。 例：自行车的前轮轴。
2.传动轴 只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。 例：汽车中连接变速箱与后桥之间的轴。
3.转轴 既承受弯矩又传递扭矩的轴。 例：减速器中的轴。
（二）根据轴线形状的不同，轴可分为直轴、曲轴和软轴三种。
1.直轴 用于一般机械中。按外形不同又分为光轴、阶梯轴和 空心轴。
用的场合。
动轴承广泛应用在一般机械中。
一、滑动轴承
1.滑动轴承形式及分类
（1）根据载荷形式分类
例：内燃机、曲柄压力机。
3.软轴（钢丝软轴） 也叫挠性轴，由几层紧贴在一起的钢丝构 成，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，适用于连续振动的场合，具有缓和冲击的作用。常用于医疗 器械和电动手持小型机具中。
汽车机械基础：项目3任务1 手动变速器输出轴
汽车机械基础
轴的常用材料主要是优质碳素钢和合金钢 ，其次是球墨铸铁和高强度铸铁。
汽车机械基础
三、轴的结构设计
轴上零件要有可靠的定位和固定、便于加 工、尽量避免或减少应力集中、轴上零件 应便于安装和拆卸、节约材料和减轻重量 。
汽车机械基础
轴一般由轴头、轴身、轴颈三部分组成
轴上与轴承配合的部分称为轴颈 与其他零件配合的部分称为轴头。 联接轴头和轴颈的部分叫做轴身。
汽车机械基础
汽车机械基础
1．轴上零件的定位和固定
（1）轴上零件的轴向定位和固定 阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩或轴环
。 为了保证轴上零件的轮毂端面与定位面紧
贴，轴肩和轴环的圆角半径r应小于零件轮 毂孔端的圆角半径R或倒角c， 为了拆卸方便，安装滚动轴承处的轴肩和 轴环高度必须低于轴承内端面的高度。
项目3 轴
汽车机械基础
轴是汽车机械中重要的支撑和传递运动动 力的零件，例如车轮、变速器齿轮、带轮 、链轮等各种作回转运动的零件，都必须 装在轴上，才能正常运转。
汽车机械基础
任务3.1 手动变速器输出轴 【任务描述】
汽车手动变速器中有很多轴类零件，其中有输入轴、 输出轴、倒挡轴等。汽车手动变速器就是靠这些轴和 齿轮等零部件相配合来实现汽车变速。那么手动变速 器的输出轴是那种轴，其上的零件是怎么定位的呢？
汽车机械基础
常用的轴向固定方式有：轴肩或轴环、套 筒、圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定 螺钉和圆锥面等
汽车机械基础
（2）轴上零件的周向定位和固定 轴上零件的周向定位和固定是为了传递转
矩，防止零件与轴产生相对转动。 常见的周向定位与固定结构有：键、花键
、销、紧定螺钉、过盈配合、非圆轴承等
汽车机械基础
汽车机械基础 汽车通用零部件
紧固件与连接件
1 螺纹紧固件
（2）双头螺柱连接 如图3-2b）所示，用于被连接件之一较厚、不宜用螺栓连接、又需经常拆卸的 场合。 （3）螺钉连接 如图3-2c）所示。 螺钉按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉两种，螺钉一般用在不经常拆卸且受力不 大的地方。通常在较厚的零件上制出螺孔，另一零件上加工出通孔。 紧定螺钉连接，即利用螺钉的末端顶住另一被连接件的表面或顶入另一被连接件 的凹坑中，以固定两零件的相对位置，可传递不大的横向力或转矩。如图3-3所示。
键
3 平键基本类型
一、平键
图3-6 普通平键连接的结构和类型
键
4
导向平键连接及简图
一、平键
导向平键的结构如图3-7所示。导向平键是用螺钉固定在轴上，工作时键对轴上的 移动零件起导向作用，键与键槽是间隙配合，轴上零件能在轴上移动。导向平键的端 部为圆头（A型）和方头（B型）两种。
图3-7 导向平键连接
如图3-11所示，切向键是由两个斜度为1： 100的单边楔键组成。装配后将二者楔紧在轴 和轮毂之间，其上、下两面是工作面，其中一 个工作面通过轴心线使工作面上的压力沿轴的 切线方向作用，可传递很大的转矩，当需要传 递双向转矩时，应采用两对互成120°分布的切 向键。
图3-11 切向键连接
键
五、花键连接
销
图3-16 异型销
轴
1 轴的 组成及分类
一、轴的类型与材料选用
轴是组成机器的重要零件之一，轴的主要功用是支 承旋转零件，并传递运动和动力。
1.轴的分类 1）按承受载荷不同，可分为： （1）心轴： 用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。例： 自行车的前轮轴（固定心轴）、铁路机车轮轴（旋转 心轴），如图3-17所示。 （2）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：汽车中连接变速箱与后桥之间的轴，如图3-18
汽车机械基础任务8 熟悉常用零部件
轴向固定
周向固定
轴端 轴头
轴颈 轴身
轴头
轴上零件的轴向固定
目的——保证零件在轴上有确定的轴向位置， 防止零件作轴向移动，并能承受轴向力。 轴肩 轴环 轴套 轴端 挡圈 弹性 挡圈 紧定 螺钉 双螺母
圆锥销
轴肩或轴环结构
阶梯轴的截面变化部位
轴肩
轴环
结构简单，定位可靠， 承受较大的轴向力。
用于轴端要求固定可靠或 承受较大轴向力的场合。
弹性挡圈结构
承受轴向力小或不承受轴向 力的场合，常用作滚动轴承的 轴向固定。
紧定螺钉结构
承受轴向力小或不 承受轴向力的场合。 还可兼作周向固定。
圆锥销结构
轴上零件的周向固定
目的——传递运动和转矩
平键 联接 花键 联接
销 联接
过盈 配合
传递转矩较大，对中性要求一般的 场合，使用最为广泛。
轴是机器中的重要零件之一，用来支持 旋转零件（如带轮、链轮、齿轮等），并 通过轴来传递运动和扭矩。
心轴
根据承受载荷的不同
传动轴 转轴
轴的分类
直轴
光轴 阶梯轴 曲轴
根据轴线的几何形状
软轴
传动轴
在轴的全长上直径都相等的直轴。
各段直径不相等的直轴。
便于轴上零件的装拆和固定，节省材料， 减轻重量，机械中应用最普遍。
或加
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注： 代表字母； 代表数字 3. 后置代号 ---- 用字母（或加数字）表示。 表7 轴承后置代号排列顺序
后置代号组 含 义 1 2 3 4 5 6 7 8
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 结构 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙 配置 其它
机械基础轴类零件(完整版)
机械基础
——机械零件
第五章 机械零件——轴
§5-1 概述 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 轴的结构设计 §5-4 轴的强度和刚度计算
§5-1 概述
一、轴的主要功用 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 2、传递运动和动力
3、受弯矩，抵抗变形，保证轴上零件正常工作。
二、轴的分类
1、按承载情况分 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
2、合金钢：40Cr、40MnB、20CrMnTi等，强度高、寿命 长，对应力集中敏感，价格较贵。用于重载、 小尺寸的轴。
种类
注意：钢材
对钢材弹性模量E影响很小，
热处理
∴用 热处理 不能提高轴的刚度。 合金钢
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品
F
等强度
阶梯轴
一、轴上零件的布置 轴颈：装轴承处
尺寸= 轴承内径；
组成 轴头：装轮毂处
直径与轮毂内径相当；
轴身：联接轴颈和轴头部分。
典型轴系结构
轴承盖 滚动轴承 齿轮 滚动轴承 轴承盖 键槽
联轴器
轴颈
轴身
轴头
轴颈
轴身
轴头
装配方案的比较：
二、各轴段直径和长度的确定 1、d：由载荷→dmin→由结构设计要求确定各段的d。 2、L：由轴上零件相对位置及零件宽度决定，同时考虑： 1）轴段长比轮毂宽小2~3mm——可靠定位。 2）传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离(查手册)。
4、塑性变形— 短期尖峰载荷— 验算屈服强度。 设计的主要问题：
1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的 工作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固 定可靠，便于轴上零件的调整；
——机械零件
第五章 机械零件——轴
§5-1 概述 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 轴的结构设计 §5-4 轴的强度和刚度计算
§5-1 概述
一、轴的主要功用 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 2、传递运动和动力
3、受弯矩，抵抗变形，保证轴上零件正常工作。
二、轴的分类
1、按承载情况分 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
2、合金钢：40Cr、40MnB、20CrMnTi等，强度高、寿命 长，对应力集中敏感，价格较贵。用于重载、 小尺寸的轴。
种类
注意：钢材
对钢材弹性模量E影响很小，
热处理
∴用 热处理 不能提高轴的刚度。 合金钢
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品
F
等强度
阶梯轴
一、轴上零件的布置 轴颈：装轴承处
尺寸= 轴承内径；
组成 轴头：装轮毂处
直径与轮毂内径相当；
轴身：联接轴颈和轴头部分。
典型轴系结构
轴承盖 滚动轴承 齿轮 滚动轴承 轴承盖 键槽
联轴器
轴颈
轴身
轴头
轴颈
轴身
轴头
装配方案的比较：
二、各轴段直径和长度的确定 1、d：由载荷→dmin→由结构设计要求确定各段的d。 2、L：由轴上零件相对位置及零件宽度决定，同时考虑： 1）轴段长比轮毂宽小2~3mm——可靠定位。 2）传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离(查手册)。
4、塑性变形— 短期尖峰载荷— 验算屈服强度。 设计的主要问题：
1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的 工作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固 定可靠，便于轴上零件的调整；
机械基础 第三版 教案 模块七 轴和轴承
6-深沟球轴承7-角接触球轴承
3.滚动轴承的代号
前置代号+基本代号
例：6203、7312AC∕P5>30310∕P6x
5.滚动轴承的失效形式
疲劳点蚀、塑性变形、磨损
6.滚动轴承的润滑与密封
1.滚动轴承的润滑
润滑油、润滑脂
润滑剂及润滑方式的选择根据dn值确定
1.直轴
轴的截面多为圆形，一般为实心轴。直轴按外形不同可分为光轴、阶梯轴、凸轮轴、花键轴、齿轮轴及蜗杆轴等
2曲轴
曲轴是内燃机等往复式机械中的专用零件，用以往复运动与旋转运动的互相转变。
3.挠性软轴
软轴主要用于两传动轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动，也可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。挠性软轴可以把旋转运动和转矩灵活传到所需的任何位置。
课号
23
授课班级
授课时间
授课时数
2
授课单元名称
单元一轴
一、教学目标
素质目标
1.培养学生具有对汽车轴进行结构分析、运动分析的能力
知识目标
1.掌握轴的作用、类型、结构
2.了解常见轴所用材料
能力目标
1.能够理解轴在汽车结构中的应用
二、教学内容
单元一轴
一、概述
按照轴线形状，轴可分为直轴、曲轴和软轴；按照所受载荷性质分类，轴可分为心轴、转轴和传动轴。
五、教学设计
教学过程
教学方法与手段
环节1：课前准备
1.学生课前PPT预习
2.学习通预习习题的发布
讲授
环节2：新课导入
轴承在汽车中得到广发的应用。
讲授
环节3：
1.滑动轴承的类型、特点、结构
2.滑动轴承的润滑和失效形式
3.滚动轴承的代号
前置代号+基本代号
例：6203、7312AC∕P5>30310∕P6x
5.滚动轴承的失效形式
疲劳点蚀、塑性变形、磨损
6.滚动轴承的润滑与密封
1.滚动轴承的润滑
润滑油、润滑脂
润滑剂及润滑方式的选择根据dn值确定
1.直轴
轴的截面多为圆形，一般为实心轴。直轴按外形不同可分为光轴、阶梯轴、凸轮轴、花键轴、齿轮轴及蜗杆轴等
2曲轴
曲轴是内燃机等往复式机械中的专用零件，用以往复运动与旋转运动的互相转变。
3.挠性软轴
软轴主要用于两传动轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动，也可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。挠性软轴可以把旋转运动和转矩灵活传到所需的任何位置。
课号
23
授课班级
授课时间
授课时数
2
授课单元名称
单元一轴
一、教学目标
素质目标
1.培养学生具有对汽车轴进行结构分析、运动分析的能力
知识目标
1.掌握轴的作用、类型、结构
2.了解常见轴所用材料
能力目标
1.能够理解轴在汽车结构中的应用
二、教学内容
单元一轴
一、概述
按照轴线形状，轴可分为直轴、曲轴和软轴；按照所受载荷性质分类，轴可分为心轴、转轴和传动轴。
五、教学设计
教学过程
教学方法与手段
环节1：课前准备
1.学生课前PPT预习
2.学习通预习习题的发布
讲授
环节2：新课导入
轴承在汽车中得到广发的应用。
讲授
环节3：
1.滑动轴承的类型、特点、结构
2.滑动轴承的润滑和失效形式
轴系类零件
方 头 — B型—常用螺钉固定 （盘铣刀加工） 半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮 毂联接
汽车机械基础
薄型平键
汽车工程系
键高约为普通平键的60%~70%： 圆头、方头、单圆头。
用于薄臂结构、空心轴等径向尺 寸受限制的联接 。
汽车机械基础
汽车工程系
导向平键与滑键：用于动联接，即轴与轮
毂之间有相对轴向移动的 联接
汽车机械基础
汽车工程系
切向键：由两个普通楔键组成。装配后两
个互相平行的窄面是工作面，主要依靠工作 面直接传递转矩。切向键能传递很大转矩， 常用于重型机械。
汽车机械基础
汽车工程系 汽车机械基础
汽车工程系
键连接按键在连接中的松紧状态分为松 键连接和紧键连接。 平键连接和半圆键连接都是松键连接。
楔键连接和切向键连接都是紧键连接。
汽车机械基础
汽车工程系
2、花键类型 按齿形分： ①矩形花键
矩形花键联接定心 精度高，定心稳定性 好，配合面热处理后 引起的变形可用磨削 的方法消除，齿侧面 为两平行平面，加工 容易，应用广泛。
汽车机械基础
汽车工程系
② 渐开线花键
渐开线花键的齿廓为渐开线，应力集中比矩形花键 小，齿根处齿厚增加，强度高。当齿受载时，齿上 的径向力能自动定心，有利于各齿均载，应用广泛 ，优先采用。
汽车机械基础
汽车工程系
软轴：挠性好，可以把回转运动灵活地传到
任何空间位置。
汽车机械基础
2、轴的材料
汽车工程系
轴的主要失效形式：疲劳破坏 轴的材料要求：较高的强度、刚度和一定
的耐磨性。
轴的毛坯一般多为轧制圆钢和锻件。
轴的常用材料：主要是碳素钢和合金钢。
汽车机械基础
薄型平键
汽车工程系
键高约为普通平键的60%~70%： 圆头、方头、单圆头。
用于薄臂结构、空心轴等径向尺 寸受限制的联接 。
汽车机械基础
汽车工程系
导向平键与滑键：用于动联接，即轴与轮
毂之间有相对轴向移动的 联接
汽车机械基础
汽车工程系
切向键：由两个普通楔键组成。装配后两
个互相平行的窄面是工作面，主要依靠工作 面直接传递转矩。切向键能传递很大转矩， 常用于重型机械。
汽车机械基础
汽车工程系 汽车机械基础
汽车工程系
键连接按键在连接中的松紧状态分为松 键连接和紧键连接。 平键连接和半圆键连接都是松键连接。
楔键连接和切向键连接都是紧键连接。
汽车机械基础
汽车工程系
2、花键类型 按齿形分： ①矩形花键
矩形花键联接定心 精度高，定心稳定性 好，配合面热处理后 引起的变形可用磨削 的方法消除，齿侧面 为两平行平面，加工 容易，应用广泛。
汽车机械基础
汽车工程系
② 渐开线花键
渐开线花键的齿廓为渐开线，应力集中比矩形花键 小，齿根处齿厚增加，强度高。当齿受载时，齿上 的径向力能自动定心，有利于各齿均载，应用广泛 ，优先采用。
汽车机械基础
汽车工程系
软轴：挠性好，可以把回转运动灵活地传到
任何空间位置。
汽车机械基础
2、轴的材料
汽车工程系
轴的主要失效形式：疲劳破坏 轴的材料要求：较高的强度、刚度和一定
的耐磨性。
轴的毛坯一般多为轧制圆钢和锻件。
轴的常用材料：主要是碳素钢和合金钢。
汽车机械基础单元五 常用机械零部件 共118页
轴颈 轴头 轴颈 轴身 轴头
圆柱齿轮减速器中的从动轴
轴头
轴颈
轴环 轴头
轴肩 轴颈 轴身
二、轴的结构设计 轴结构设计的基本要求 (1)轴和轴上零件要准确定位与固定。 (2)轴的结构要有良好的工艺性。 (3)尽量减小应力集中。 (4)轴各部分的尺寸要合理。
二、轴的结构设计
1.轴和轴上零件的定位与固定 （1）轴肩和轴环
（3）校核挤压强度
P A F P ＝ 2 h F ＝ l0 2 .0 2 1 0 .0 84 8 15 0 M 20 8 P P a
结论:校核结果说明所选择的键是合适的。
3、花键连接
花键连接比平键连接定心性好、导向性好、传递 载荷能力强，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)，制 造要用专门的设备和工具。故花键连接适用于载荷较 大，定心精度要求较高的连接中。
T Wp
9.55106 0.2d3
P n
[]
由上式可得轴 的直径：
d3 9.05.25[1]06
PC3 P nn
其中：功率P—KW；转速 n—r/min；直径d— mm；
（2）轴上车制螺纹部分的直径，必须符合螺纹标准； （3）安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围
相适应； （4）与零件相配合的轴头直径，应采用国家标准规定
的标准尺寸。
轿车常用的五挡变速器，是典型的发动机纵向 前置，前轮驱动式的变速器结构。
三、轴的设计计算
1.按扭转强度计算
对于传动轴，其抗扭强 度条件为：
（3）合金钢，如35CrMo、40Cr等，比碳钢更好的机 械性能和淬透性，价格更高。
（4）球墨铸铁，代替合金结构钢做形状复杂的轴， 吸振性好，对应力敏感性低。
圆柱齿轮减速器中的从动轴
轴头
轴颈
轴环 轴头
轴肩 轴颈 轴身
二、轴的结构设计 轴结构设计的基本要求 (1)轴和轴上零件要准确定位与固定。 (2)轴的结构要有良好的工艺性。 (3)尽量减小应力集中。 (4)轴各部分的尺寸要合理。
二、轴的结构设计
1.轴和轴上零件的定位与固定 （1）轴肩和轴环
（3）校核挤压强度
P A F P ＝ 2 h F ＝ l0 2 .0 2 1 0 .0 84 8 15 0 M 20 8 P P a
结论:校核结果说明所选择的键是合适的。
3、花键连接
花键连接比平键连接定心性好、导向性好、传递 载荷能力强，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)，制 造要用专门的设备和工具。故花键连接适用于载荷较 大，定心精度要求较高的连接中。
T Wp
9.55106 0.2d3
P n
[]
由上式可得轴 的直径：
d3 9.05.25[1]06
PC3 P nn
其中：功率P—KW；转速 n—r/min；直径d— mm；
（2）轴上车制螺纹部分的直径，必须符合螺纹标准； （3）安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围
相适应； （4）与零件相配合的轴头直径，应采用国家标准规定
的标准尺寸。
轿车常用的五挡变速器，是典型的发动机纵向 前置，前轮驱动式的变速器结构。
三、轴的设计计算
1.按扭转强度计算
对于传动轴，其抗扭强 度条件为：
（3）合金钢，如35CrMo、40Cr等，比碳钢更好的机 械性能和淬透性，价格更高。
（4）球墨铸铁，代替合金结构钢做形状复杂的轴， 吸振性好，对应力敏感性低。
汽车机械基础复习题A
一、选择题1. 汽车常用零件中（如右图），属于（）。
A、曲轴B、光轴C、阶梯轴D、空心轴2. 力的三要素，以下哪个是错的？（）。
A、力的大小B、力的作用点C、力的方向D、力的效应3.轴承材料的性能要求包括以下几个方面，错误的是：（）。
A、良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。
B、足够的抗压强度和抗疲劳强度C、良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性。
D、良好的导热性和热膨胀系数要高4.若外力起过一定的限度，即使外力去除后构件的形状和尺寸也不能完全恢复原状。
这种外力去除后无法恢复的变形称为（）。
A、弹性变形B、扭转变形C、塑性变形D、弯曲变形5. 轴与孔的实际尺寸用什么字母表示：（）。
A、Da和daB、Dmax和DminC、D和dD、Es和es6.可能具有间隙或者过盈的配合，称为（）。
A、间隙配合B、过盈配合C、过渡配合D、完全配合7.公差等级越____标准公差值越____加工难易度越____.（）。
A、低，小，难B、高，小，易C、高，小，难D、低，大，难8.汽车常用零件（滚动轴承）如右图，图示中的2和1表示：（）。
A、保持架和滚动体B、滚动体和内圈C、内圈和外圈D、外圈和保持架9.形位公差的标注中，公差框格的第一格“//”表示（）。
A、直线度B、线轮廓度C、平行度D、对称度10.汽车内燃机的活塞、连杆、曲轴和汽缸所组成的是（）机构。
A、曲柄摇杆B、曲柄滑块C、双曲柄D、双摇杆A、双曲柄B、曲柄滑块C、双摇杆D、曲柄摇杆二、填空题1.零件是机械中的制造单元，（）是机械中的运动单元。
2.用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差称为（ )。
3.根据孔和轴公差带间不同关系，配合分为间隙配合、过盈配合和（ )配合三种配合性质。
4.轮廓算数平均偏差越大，则零件表面越（）5.碳钢按含碳量的多少分为高碳钢、（）和低碳钢三种。
6.按照螺纹的用途分类，螺纹可分为连接螺纹和（）。
7.滚动轴承一般由内圈、外圈、（）和（）组成。
汽车机械基础-项目4任务2-滚动轴承
汽车机械基础
1．单个滚动轴承内、外国的轴向固定 与轴上其他零件一样，滚动轴承也必须进
行轴向固定，尤其是受轴向力的滚动轴承 ，轴向固定更应可靠。其固定方式如表49、表4-10所示。
汽车机械基础
2．轴承的固定 轴系固定的目的是防止轴工作时发生轴
向窜动，保证轴上零件有确定的工作位置 。常用的轴承的固定有两种方式。
汽车机械基础
2．滚动轴承的密对
滚动轴承密封的目的是为了防止外部的灰尘、水分及其他杂物进入轴承，并阻 止轴承内润滑剂的流失。密封装置可直接设置在轴承上（称为密封轴承），大多 数设置在轴承支撑部位。轴承密封分为接触式密封和非接触式密封。
汽车机械基础
汽车机械基础
【任务实施】
任务内容：准备变速器实物，带着以下问 题观察汽车变速器中的轴承（如图4-19） 。
汽车机械基础
汽车机械基础
表5-3-1 汽车上常用滚动轴承的部分类型、主要性能 和特点
3 圆锥滚子轴承 5 推力球轴承 6 深沟球轴承 7 角接触球轴承
汽车机械基础
三、滚动轴承的代号
滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号构成 。 1．基本代号 基本代号用于表明滚动轴承的内径、直径系列和类型，一
汽车机械基础
1）两端固定 如图4-10所示，两端的轴承都靠轴肩和轴承盖作单向固定，两个轴承
的联合作用就能限制轴的双向移动。为了补偿轴的受热伸长，对于深 沟球轴承，可在轴承外国与轴承端盖之间留有补偿间隙，一般= 0.25 ～0.4mm；对于向心角接触轴承，应在安装时将间隙留在轴承内部。 间隙的大小可通过调整垫片组的厚度实现。这种固定方式结构简单， 便于安裟，调整容易，适用于工作温度变化不大的短轴。
汽车机械基础
3）轴承组合位置的调整 轴承组合位置调整的目的是使轴上的零件（如齿轮、带轮等）具有准
机械基础轴类零件完整版
1
键槽设置在同一方位上，
且键顶部与轮毂键槽之
间应有间隙,键应局部 剖开；
2
6
7．轴过长； 8．不应该开键槽，且此段轴过长，顶住了端盖； 9．轴肩过高，不便于轴承拆卸； 10．轴承没有轴向定位，可设轴套定位，且轴承内圈外侧未
WT=πd3/16≈0.2d3；
d——轴的直径，mm； n——轴的转速，r/min。
对实心圆轴，设计计算式：
3
d?
9.55 ? 10 6
0.2[? T ]
3
?
P n
3
? C?
P n
mm
C——与轴的材料和承载情况有关的系数。
计算说明： 1）求得的d为受扭部分的最小直径，通常为
轴端；
2）该轴段有键槽适当加大直径，单键槽增 大5%，双键槽增大10%，将所计算的直径 圆整为标准值，即：
斜齿轮：
两斜齿轮旋向应相同
行星齿轮减速器：多个行星轮均布
3.改变支点位置，改善轴的强度和刚度。
a)悬臂支承方案
b)简支支承方案
c)悬臂支承方案(正安装）
4.改善轴的表面质量 表面粗糙度和表面强化处理会对轴的疲劳强度产生影响。
1）表面愈粗糙? 疲劳强度愈低； ? 提高表面粗糙度。 2）表面强化处理的方法有：
机械基础
——机械零件
第五章 机械零件——轴
§5-1 概述 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 轴的结构设计 §5-4 轴的强度和刚度计算
§5-1 概述
一、轴的主要功用 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 2、传递运动和动力
3、受弯矩，抵抗变形，保证轴上零件正常工作。
二、轴的分类
1、按承载情况分 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
汽车机械基础
A、齿较多、工作面积大、承载能力较高
B、键均匀分布，各键齿受力较均匀 C、齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少 D、轴上零件对中性好 E、导向性较好 F、加工需专用设备、制造成本高
5.2 轴的结构
(1)矩形花键 矩形花键联接定心精度高，定心稳定性好，配合面热处理 后引起的变形可用磨削的方法消除，齿侧面为两平行平面，加 工容易，应用广泛。
5.1 轴的分类与材料
5.1.2.2 轴的常用材料
碳素钢具有足够的强度，比合金钢价廉，对应力集中的敏感性 较低，并且可通过正火或调质处理获得较好的综合机械性能，故应用
广泛。常用的优质碳素钢有35、40、45、50钢，最常用的是45号钢，
并经过正火或调质处理。对于受力较小或不重要的轴，以及一般较长 的传动轴，可用A3、A4、A5、Q235、Q275等普通碳素钢。 合金钢具有较高的机械性能，但价格较贵，常用于制造有特殊要 求的轴。如高速重载轴；受力大而又要求尺寸小、重量轻的轴；处于高 温、低温或腐蚀性介质中的轴等。
整轴承与轴颈的间隙，间隙过大时，需更换轴瓦。通常只用于轻
载、低速及间歇性工作的机器设备中，如绞车、手动起重机等。 （2）整体式轴瓦的结构 又称轴套，可分为内孔表面光滑和纵向带油槽两种。轴瓦与轴承
采用过盈配合压紧，以实现永久性或半永久性的装配。
5.3 轴承
2.剖分式向心滑动轴承 （1）剖分式向心滑动轴承（又称对开式滑动轴承）
5.1 轴的分类与材料
轴的材料除了碳素钢和合金钢外，还有球墨铸铁和高强度铸 铁等。铸铁材料具有易于作成复杂的外形，且吸振性、耐磨性好， 对应力集中敏感性低、价格廉等优点，多用于制作外形复杂的曲 轴、凸轮轴等。
5.2 轴的结构
5.2.1 影响轴结构的因素
机械基础课件-轴
➢ 传动轴：主要承受转矩 ➢ 转轴：既承受弯矩，又承受转矩
带式运 输机
电动机
减速器 转轴
பைடு நூலகம்
自行车的前轮轴
三、常用轴的结构
（1）轴颈 轴上被支承的部位 （2）轴头 安装轮毂的部位
（3）轴身 连接轴颈和轴头的部位
（4）轴肩 轴径变化处形成的环形面
（5）轴环 给轴上零件轴向定位的环 状圆柱凸台
1—密封圈 2—透盖 3—滚动轴承
4—轴 5—齿轮 6—箱体 7—闷盖
（轴的结构图）
轴端
轴头
轴颈 轴身
轴头
2．轴的设计要求
（1）轴上零件要有可靠的轴向固定和周向固定 （2）轴应便于加工和尽量避免或减小应力集中 （3）应便于轴上零件的安装与拆卸
1、轴上零件的固定
(1)．轴上零件的轴向固定
目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件 作轴向移动，并能承受轴向力。
§10—2 轴的结构
二、轴上零件的固定
1．轴上零件的轴向固定
（1）圆螺母 固定可靠、拆装方 便，可承受较大的 轴向力，能调整轴 上零件之间的间隙
§10—2 轴的结构
（2）轴肩与轴环
应使r＜R，或r＜C。
结构简单、定位可靠 ，能承受较大轴向力
§10—2 轴的结构
（3）套筒
结构简单、定位可靠， 适用于轴上零件间距离 较短的场合，当轴的转 速很高时不宜采用
§10—2 轴的结构
（7）紧定螺钉与挡圈
结构简单，同时起周向固定作用，但 承载能力较低，且不适用于高速场合
§10—2 轴的结构
（8）圆锥面
能消除轴与轮毂间的径向间隙，拆 装方便，可兼做周向固定。常与轴端 挡圈联合使用，实现零件的双向固定
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汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
第四章 轴 本章内容
第一节 概述 轴的分类 第二节 轴上零件的布置
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
任务 一.轴的分类
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
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-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：
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴的材料及选择
汽车机械基础-汽车常用零件-轴任务二 Nhomakorabea的结构设计
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴的结构设计 ➢轴的结构组成； ➢轴结构决定因素； ➢结构设计的几个方面。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
结构要求： ①轴和轴上零件要有准确、牢固的
工作位置 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
• 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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
图4-7 汽车变速器输出轴的零件分布
汽车机械基础-汽车常用零件-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，在此基础上进行轴 的结构设计。
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
汽车机械基础-汽车常用零件-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 轴身
• 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？
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
第三章 汽车常用零件 项目一 轴
本章教学目标
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；
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴头
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， 设计轴时要全面综合的考虑各种因素。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
2.按轴的结构形状分：
直轴，曲轴； 光轴，阶梯轴； 空心轴，实心轴； 刚性轴，挠性轴。
重点：阶梯轴
例汽车轴
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
阶梯轴
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
曲轴：
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
挠性钢丝轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
传动轴
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
传动轴：
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
例：减速器中的轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
自行车的前轮轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
必须先进行结构设计，然后才能进行工作能力 的核算。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
机器的装配简图
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴的结构设计 —— 结构分析
轴颈
轴头
轴身
汽车机械基础-汽车常用零件-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关系拟订轴上零件 的装配方案；
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
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 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。
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。
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第四章 轴 本章内容
第一节 概述 轴的分类 第二节 轴上零件的布置
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
任务 一.轴的分类
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
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-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：
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴的材料及选择
汽车机械基础-汽车常用零件-轴任务二 Nhomakorabea的结构设计
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴的结构设计 ➢轴的结构组成； ➢轴结构决定因素； ➢结构设计的几个方面。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
结构要求： ①轴和轴上零件要有准确、牢固的
工作位置 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
• 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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
图4-7 汽车变速器输出轴的零件分布
汽车机械基础-汽车常用零件-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，在此基础上进行轴 的结构设计。
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
汽车机械基础-汽车常用零件-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 轴身
• 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？
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第三章 汽车常用零件 项目一 轴
本章教学目标
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；
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴头
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， 设计轴时要全面综合的考虑各种因素。
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2.按轴的结构形状分：
直轴，曲轴； 光轴，阶梯轴； 空心轴，实心轴； 刚性轴，挠性轴。
重点：阶梯轴
例汽车轴
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阶梯轴
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曲轴：
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挠性钢丝轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
传动轴
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
传动轴：
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
例：减速器中的轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
自行车的前轮轴
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
必须先进行结构设计，然后才能进行工作能力 的核算。
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
机器的装配简图
汽车机械基础-汽车常用零件-轴
轴的结构设计 —— 结构分析
轴颈
轴头
轴身
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(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关系拟订轴上零件 的装配方案；
汽车机械基础-汽车常用零件-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。
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 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。