机械基础——轴的概述(教学教案)
a 一曲轴
b 一光铀
c —阶梯轴
轴的概述 章节
名称 轴的概述
授课形式 讲授 课
时 2 班
级 中专0101 教学目的
了解常用轴的种类和应用特点 教学重点
掌握常用轴的结构 教学难点
常用轴的结构 辅助手段
课外作业
课后体会
一、常用轴的种类和应用特点
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。
按照轴的轴线形状不同，可以把轴分为曲轴和直轴两大类。
曲轴可以将旋转运动改变为往复直线运动或者作相反的运动转换。
直轴在生产中应用最为广泛，直轴按照其外形不同，可分为光轴和阶梯轴两种。
此外，还可以有一些特殊用途的轴，如凸轮轴(凸轮与轴连成一体的轴)，挠性钢丝软轴(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)等。 一般常用的是直轴。根据轴的所受载荷不同，可将轴分为心轴、转轴和传动轴三类。
1．心轴及其应用特点 心轴的应用特点是用来支承转动的零件，只受弯曲作用而不传递动力。车辆用的转动心轴；支承滑轮用的固定心轴。
2．转轴及其应用特点 转轴的应用特点是既支承转动零件又传递动力，转轴本身是转动的，同时承受弯曲和扭转两种作用。
3．传动轴及其应用特点 传动轴的应用特点是只传送动力，只受扭转作用而不受弯曲
作用，或者弯曲作用很小。
桥式起重机传动轴，可以认为只受扭转作用的传动轴。
二、轴的材料及热处理
轴的材料选用原则，要根据使用条件来选择，应具有足够的强度，疲劳强度，刚度和耐磨性，对应力集中的敏感性小。
轴的材料一般多用中碳钢，如35，45，50等优质中碳钢，其中以45钢应用最广，因为这类钢材价格便宜，对应力集中的敏感性较好，采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高机械性能，而且还有良好的切削性能。
轴的材料有时用合金钢，如20Cr、40Cr等，用这类材料制成轴，具有承受载荷较大，
强度较高，重量较轻及耐磨性较好等特点。
轴的材料还可以用球墨铸铁，它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好，对应力集中
不敏感，强度也能满足要求，可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴，但铸件的品质不易控
制，可靠性较差。
三．常用轴的结构
1．轴的主要组成部分
⑴轴颈与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列
⑵轴头支撑传动零件的轴段。轴头的直径必须与相配合零件的轮毂内径一致，并符合
轴的标准直径系列。
⑶轴身连接轴颈和轴头的轴段。
⑷轴肩和轴环阶梯轴上截面变化之处。
2．轴的结构
对于轴的结构，最简单的是光轴，但实际使用中轴上总是需要安装一些零件，所以往往要做成阶梯轴，而各阶梯都有它一定的作用和目的，使轴的结构和各个部位，都具有合理的形状和尺寸。
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)轴上零件的轴向固定
这种固定的作用和目的是为了保证零件在轴上有确定的轴向位置。防止零件作轴向移动，并能承受翰向力。一般采用的方法是，利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母和轴端挡圈也称为压板等零件，作为轴上零件的轴向固定用。
①轴肩或轴环固定
这是一种常用的轴向固定方法，它具有结构简单，定位可靠和能够承受较大轴向力等优
点。
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，而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和
冲击载荷
为了防止轴端挡圈和螺钉的松动，应采用带有锁紧装置的固定形式，对于无轴肩的，
可采用锥形轴端和轴端挡圈联合使用来固定零件。
圆螺母固定零件：一般在无法采用轴套，或嫌轴套太长而选用的，这种方法通常用在
轴的中部或端部。用圆螺母的优点是装拆方便，固定可靠，能承受较大的轴向力。缺点是要
在轴上切制螺纹，而且螺纹的大径要比套装零件的孔径小，所以一般都切制细牙螺纹。为了
防止圆螺母的松脱，常采用双螺母或加止退垫圈来防松。
轴套(也称套筒)用来作为轴向固定零件，一般用在两个零件的间距较小的场合，主要是
依靠位置己定的零件来固定。利用轴套定位，可以减少轴的直径的变化，在轴上也不需要开
槽、钻孔或切制螺纹等，所以可使轴的结构简化，避免削弱轴的强度。
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
这种固定的作用和目的，是为了保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动。在使用时，大多数是采用键或过盈配合等固定形式。
①用键作周向固定
1、采用键联接作为轴上零件的周向固定应用最广，平键、半圆键、楔键和花键等都有
应用。
用平键作周向固定，制造简单、装拆方便和对中性好，可用于较高精度、较高转速及受
冲击或变载荷作用下的固定联接。应用平键联接时，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寸，并且要安排在同一加工直线上，②
用过盈配合作周向固定
2、用过盈配合作周向固定常用于轴与轮毂之间的联接，与孔之间产生压力，工作时依
靠此压力所产生的摩擦力来传递扭矩这种联接，结构简单，对轴的削弱少，对中性好，但配合面的加工精度要求也较高。过盈配合的装配，如过盈量不大，一般可用压入法；
当过盈量较大时，常用温差法装配。为了装配方便，轴与孔的接口处的倒角尺寸，均有一定的要求。
3．轴的结构设计应满足的基本要求：
(1)轴的受力合理，有利于提高轴的强度与刚度，有利于节约材料减轻重量。
(2)保证轴上零件定位准确，固定可靠。
(3)轴上零件便于装拆和调整。
(4)具有良好的制造工艺性。
图14—15凹切圆角或过渡肩环 三、轴的结构工艺性
轴的结构工艺性是指所设计的轴是否便于加工和装配，轴的结构在设计中应注意以下几个问题。
l 、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、轴上若要车螺纹，在螺纹尾部留有退刀槽。
5、轴端应有倒角，必要时为了便于加工定位，轴的两端应设中心孔。
四、提高轴的疲劳强度的措施
1．改进轴的结构，降低应力集中，由于轴上的应力集中源，往往是轴产生疲劳破坏的部位，改善轴的抗疲劳强度的常用方法有：
(1)增大圆角半径，如因轴肩定位要求的限制，轴上不允许采用较大圆角时，可以改用凹切圆角或过渡肩环的办法。
(2)采用增大配合直径、轴上开减载槽和毂端开减载槽等方法，以降低零件过盈配合边缘处的应力集中。
2．提高轴的表面质量
采用的方法：减小轴表面的粗糙度数值，降低刀痕造成的应力集中，即使是自由表面也不容忽视：对轴表面进行滚压、喷丸等冷加工：采用高频淬火、渗碳淬火和氮化等热处理强化轴的表层。
五、初步计算轴径
开始设计轴时，轴的尺寸如轴颈和轴身直径，都尚未确定，因此只能先初步计算轴的最小直径，然后再确定轴的其它尺寸。
初步计算轴径的步骤：
根据轴径的计算公式： 式中 C ——决定于轴的材料并考虑弯曲影响的系数，其值表14—1
()
mm n P C
d 3≥
P——轴传递的功率(KW) n——轴的转速(r／min) d——轴计算截面的直径(mm)
全国中等职业机械基础第三版教案
全国中等职业机械基础第三版教案 一、引言 机械是人类进行生产劳动的主要工具，也是社会生产力发展的重要标志。远古就已知利用杠杆、滚子、绞盘等简单进行从事建筑和运输。到18世纪蒸汽机的发明、促进了产业革命。 二、本课程的基本任务、性质和内容 机械基础是一门专业基础课，要理论联系实际，综合运用进行制图、工程力学、金属材料与热处理等基础知识、联系日常生活、专业工种中的具体实例，培养和提高分析问题和解决问题的能力。 主要内容： 1.常用的传动带传动、螺旋传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和轮系。 2.常用机构平面连杆机构、凸轮机构及其它常用机构。 3.轴系零件常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器和制动器。 4.液压传动液压传动的基本概念、常用液压元件、液压基本回路和液压系统。
一、机器和机构 1）机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递、物料、与信息。 机器的特征： 1.任何机器都是由许多构件组合而成的。 2.各运动实体之间具有确定的相对运动。 3.能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功。 机器：就是人为的实体（构件）的组合，它的个部分之间具有确定的相对运动并能代替或减轻人类的体力劳动，完成有用的机械功或实现能量的转换。 按用途分：机器分为发动机（原动机）和工作机。 发动机（原动机）是将非机械能转换成机械能的机器。 工作机是用来改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。2）机构 机构是用来传递运动和力的构件系统 机器与构件的区别：机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换；机构的主要功用在于传递或改变运动的形式。 3）机器的组成 机器基本是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。 二、构件和零件 1）构件 构件是机构中的单元体，也就是相互之间能作相对运动的物体。
机械基础
周 次 第周时间年月日第节章 节 名称 §0.1机械基础概述<机器与机构>教 学目的 通过本节学习使学生掌握机器、机构和构件、零件的定义，及其他们的地联系与区别 教 学方法挂图（）、多媒体（）、看光盘（） 模型（）、电教板（）、看实物（） 教学 时数 2学 时 教学要求 重 点 机器、机构的定义 难 点 机器、机构的区别与联系 教学 内容 一、课程概述 1、课程性质：是一门专业基础课，为学习专业技术课和培养专业岗位能力服务 2、课程内容：机械传动、常用机构、轴系零件、及液压传动等方面的基础知识 3、课程内容：学以致用 二、机器、机构、构件和零件 1、机器：是人们根基使用要求而设计制造的一种执行 机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而 代替或减轻人类体力劳动和脑力劳动。 2、机构：是具有确定运动的构件组合，它是用来传递 运动和力的构件系统。 3、机器和机构的区别于联系 区别：机器 1）任何机器是人为实体（构件）的组合体。 2）各运动实体之间有确定的相对运动， 3）在生产中能代替或减轻人们的劳动，完成有用 的机械功或将其他形式的能量转换为机械能。 功用：利用机械能做功或实现能量转换 机构：具有机器的特征中的1）2），而无第3）项 特征 功用：传递或转换运动或实现某种特定的运动 形式
联系：三个共同特征 <1> 由许多构件组合而成 <2> 各种运动实体之间有确定的相对运动 <3> 能实现能量转换、代替或减轻人类的劳动，完 成有用的机械功 机械：在不考虑做工和实现能量转换，只从结构和运动观点来 看，机器和机构之间是没有区别的，有时也用机械一词 作为机器和机构得总称 参 考 资 料 教 研室 主 任 审 批意见 教 学 后 记 周 次 第周时间年月日第节章 节 名 称 §0.2机械基础概述<零件与构件> 教 学 目 的 通过本节学习使学生掌握零件与构件的定义及其他们的联系与区别教 学方法挂图（）、多媒体（）、看光盘（） 模型（）、电教板（）、看实物（） 教学 时数 2学 时 教学要求 重 点 零件与构件的定义 难 点 零件与构件的联系与区别
《机械基础》第三章轴系零部件[最终定稿][修改版]
第一篇：《机械基础》第三章轴系零部件 《机械基础》教案 第三章轴系零部件 一、教案 【教学要求】 1、了解轴的分类、结构和用途； 2、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法； 3、了解转轴上常见的工艺结构； 4、了解键连接的功用和分类； 5、熟悉键连接、销连接的结构与分类； 6、了解各种键与销的类型、特点及应用； 7、了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑； 8、了解联轴器、离合器的功用、类型、特点及应用。【教学目的】 使学生知道什么是轴向和周向固定，掌握其目的和常用的方法，了解轴的分类、结构和用途；了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑；熟悉键连接的结构与分类。【学习概要】 1、轴的用途和分类。 2、转轴的结构。 3、轴上零件的轴向固定与周向固定。 4、熟悉键连接、销连接的结构与分类。 5、了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑。 6、了解联轴器、离合器的功用、类型、特点及应用。 第一节轴 【教学重难点】
1、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法。 2、了解轴的分类、结构和用途 - 1 《机械基础》教案 4、结构工艺性——轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。有关轴的工艺结构应注意问题： 轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零件的装拆。 轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相同，以便于加工。 轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工。 【小结】 1．轴的用途和分类。2．转轴的结构要求。 3．轴上零件的轴向固定与周向固定。4．轴的结构工艺性。 - 3 《机械基础》教案 键长L根据轮毂长度按标准查取（比轮毂长度短5～10mm） C、普通平键的标记： 键型 键宽×键长 标准号例：键16100 GB/T 1096－2003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。（2）导向平键和滑键 特点：轮毂可在轴上沿轴向移动时可选用导向平键和滑键。比普通平键长
《机械基础》第三章节轴系零部件
《机械基础》教课设计 第三章轴系零零件 一、教案 【教课要求】 1、认识轴的分类、构造和用途； 2、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法； 3、认识转轴上常有的工艺构造； 4、认识键连结的功用和分类； 5、熟习键连结、销连结的构造与分类； 6、认识各样键与销的种类、特色及应用； 7、认识轴承的构造、种类、特色、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑； 8、认识联轴器、离合器的功用、种类、特色及应用。 【教课目标】 使学生知道什么是轴向和周向固定，掌握其目的和常用的方法，认识轴的分类、构造和用途；认识轴承的构造、种类、特色、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑；熟习键连结的构造与分类。 【学习纲要】 1、轴的用途和分类。 2、转轴的构造。 3、轴上零件的轴向固定与周向固定。 4、熟习键连结、销连结的构造与分类。 5、认识轴承的构造、种类、特色、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑。 6、认识联轴器、离合器的功用、种类、特色及应用。 第一节轴
【教课重难点】 1、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法。 2、认识轴的分类、构造和用途 -1-
【教课方法】 本节内容主要以预习为主，协助教师对知识点解说达到学生掌握知识重点的目的。【教课内容】 一、轴的用途和分类 1、用途：支承展转零件（如齿轮、带轮等），传达运 动和动力。 2、分类 二、转轴的构造 轴颈：用于装置轴承的部分 轴头：装置展转零件（如带轮、齿轮）的部 分 轴身：连结轴头与轴颈的部分 轴肩或轴环：轴上截面尺寸变化的部分。 轴的构造应知足三方面的要求： 轴上的零件要有靠谱的周向固定与轴向固定 轴应便于加工和尽量防止或减小应力集中 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立的轴向地点，防备零件作轴向挪动，并能蒙受轴向力。2）轴上零件的周向固定 目的：保证轴能靠谱地传达运动和转矩，防备轴上零件与轴产生相对转动。 3、轴上常有的工艺构造 -2-
机械设计基础-12.1轴的概述
一、轴的功能和分类 轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，并传递运动和动力。 1、按受载情况分 根据轴的受载情况的不同轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。 a_1 a_2转轴 b传动轴 c 心轴 轴的分类 转轴：既受弯矩又受转矩的轴(图a_1、图a_2)； 传动轴：主要受转矩，不受弯矩或弯矩很小的轴； 心轴：只受弯矩而不受转矩的轴； 根据轴工作时是否转动，心轴又可分为转动心轴和固定心轴。 转动心轴：工作时轴承受弯矩，且轴转动； 固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定 2、按轴线形状分 根据轴线形状的不同轴又可分为曲轴、直轴和钢丝软轴。 曲轴 曲轴：各轴段轴线不在同一直线上，主要用于有往复式运动的机械中，如内燃机中的曲轴(图7-2)。 直轴
直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为： 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(左图)。 阶梯轴：特点与光轴相反，常用于转轴(右图)。 钢丝软轴：由多组钢丝分层卷绕而成，具有良好挠性，可将回转运动灵活地传到不开敞的空间位置。 钢丝软轴 二、轴设计的主要内容 轴的设计包括结构设计和工作能力验算两方面的内容。 （1）根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。 （2）轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。 三、轴的材料及选择 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。 轴的常用材料是碳钢和合金钢。 碳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%的中碳钢。尤其是45号钢，对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。 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。 值得注意的是：由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多，因此当其他条件相同时，如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。 低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韧性要求较高或转速较高的轴。 球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性，不需要锻压设备，吸振性好，对应力集中的敏感性低，近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。只是铸件质量难于控制。 轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀，强度较好，因此，重要的大尺寸的轴，常用锻造毛坯。轴的常用材料机械性能见表7-1。
机械基础教案-轴与轴承
教师授课教案 2016下-2017上学年一学期课程机械基础
教学内容 旧知复习：1.联轴器的类型、结构及功用。 2.联轴器的拆装。 3.离合器的类型、结构及功用。 讲授新课：项目四轴与轴零部件 任务1 确定轴的结构与直径 一、轴的分类 1. 按照轴的外形分类 （1）直轴 直轴的轴线为一直线，分为光轴和阶梯轴。 （2）曲轴 曲轴用于将回转运动转变为往复直线运动或将往复直线运动转变为回转运动。 （3）软轴 软轴由几层紧贴在一起的钢丝构成，可将扭矩灵活地传递到任意位置。 2. 按轴承受的载荷分 （1）转轴 转轴工作时既承受弯矩又承受扭矩的作用。 （2）传动轴 传动轴工作时主要承受扭矩的作用，不承受或承受较小转矩。 （3）心轴 心轴工作时只承受弯矩作用。 二、轴的材料 1. 优质碳素钢 一般用途的轴，可进行调质或正火处理；对于受力较小的或不太重要的轴，可使用Q235、Q275等普通结构钢。 2. 合金钢 要求强度较高、尺寸较小或有其它特殊要求的轴，应采用合金钢作材料，常用40Cr或35SiMn、40CrNi钢等。
3. 球墨铸铁 常应用于铸造外形复杂的轴，如内燃机的曲轴。 三、轴的结构 1. 阶梯轴 常用轴的结构呈中间大、两头小的阶梯形状，称为阶梯轴或台阶轴。 2. 轴与轴上零件的连接结构 （1）周向固定 轴上零件的周向固定方法有普通平键、花键、销、过盈等连接形式。 （2）轴向固定 轴上零件的轴向固定方法有轴肩、轴环、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴端压板、紧定螺钉、过盈、销等。 （3）轴的加工要求 轴的形状应简单便于加工。轴上磨削和车螺纹的轴段应分别设计砂轮越程槽和螺纹退刀槽。 四、轴的设计步骤 1. 轴的失效形式 轴的失效形式主要有由于抗疲劳强度不够而引起轴的断裂和刚度不够而引起轴的弯曲变形。此外，也有因为严重磨损而造成烧轴现象。 2. 设计轴的基本要求 （1）具有足够的强度、刚度和稳定性，保证正常工作的能力。 （2）具有合理的结构，使轴上零件的定位可靠，便于装拆，加工方便。 3. 轴的设计步骤 设计轴时，通常只知道轴传递的功率和转速，只能按照材料力学的圆轴受扭转剪切强度条件的要求，求得轴的最小直径。轴的切应力计算公式为 ][2.010*******ττ≤⨯==n d P W T n （4-1） 式中 τ— 轴的切应力，MPa ； T — 轴的扭矩，N ·m ； W n — 轴的抗扭截面系数，圆截面W n =0.2d 3，mm 3；
机械基础——轴的概述(教学教案)
a 一曲轴 b 一光铀 c —阶梯轴 轴的概述 章节 名称 轴的概述 授课形式 讲授 课 时 2 班 级 中专0101 教学目的 了解常用轴的种类和应用特点 教学重点 掌握常用轴的结构 教学难点 常用轴的结构 辅助手段 课外作业 课后体会 一、常用轴的种类和应用特点 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。 按照轴的轴线形状不同，可以把轴分为曲轴和直轴两大类。 曲轴可以将旋转运动改变为往复直线运动或者作相反的运动转换。 直轴在生产中应用最为广泛，直轴按照其外形不同，可分为光轴和阶梯轴两种。 此外，还可以有一些特殊用途的轴，如凸轮轴(凸轮与轴连成一体的轴)，挠性钢丝软轴(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)等。 一般常用的是直轴。根据轴的所受载荷不同，可将轴分为心轴、转轴和传动轴三类。 1．心轴及其应用特点 心轴的应用特点是用来支承转动的零件，只受弯曲作用而不传递动力。车辆用的转动心轴；支承滑轮用的固定心轴。 2．转轴及其应用特点 转轴的应用特点是既支承转动零件又传递动力，转轴本身是转动的，同时承受弯曲和扭转两种作用。 3．传动轴及其应用特点 传动轴的应用特点是只传送动力，只受扭转作用而不受弯曲
作用，或者弯曲作用很小。 桥式起重机传动轴，可以认为只受扭转作用的传动轴。 二、轴的材料及热处理 轴的材料选用原则，要根据使用条件来选择，应具有足够的强度，疲劳强度，刚度和耐磨性，对应力集中的敏感性小。 轴的材料一般多用中碳钢，如35，45，50等优质中碳钢，其中以45钢应用最广，因为这类钢材价格便宜，对应力集中的敏感性较好，采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高机械性能，而且还有良好的切削性能。 轴的材料有时用合金钢，如20Cr、40Cr等，用这类材料制成轴，具有承受载荷较大， 强度较高，重量较轻及耐磨性较好等特点。 轴的材料还可以用球墨铸铁，它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好，对应力集中 不敏感，强度也能满足要求，可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴，但铸件的品质不易控 制，可靠性较差。 三．常用轴的结构 1．轴的主要组成部分 ⑴轴颈与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列 ⑵轴头支撑传动零件的轴段。轴头的直径必须与相配合零件的轮毂内径一致，并符合 轴的标准直径系列。 ⑶轴身连接轴颈和轴头的轴段。 ⑷轴肩和轴环阶梯轴上截面变化之处。 2．轴的结构 对于轴的结构，最简单的是光轴，但实际使用中轴上总是需要安装一些零件，所以往往要做成阶梯轴，而各阶梯都有它一定的作用和目的，使轴的结构和各个部位，都具有合理的形状和尺寸。 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)轴上零件的轴向固定 这种固定的作用和目的是为了保证零件在轴上有确定的轴向位置。防止零件作轴向移动，并能承受翰向力。一般采用的方法是，利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母和轴端挡圈也称为压板等零件，作为轴上零件的轴向固定用。 ①轴肩或轴环固定 这是一种常用的轴向固定方法，它具有结构简单，定位可靠和能够承受较大轴向力等优 点。 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，而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和
机械基础教案-轴的用途和分类
授课方案 讲课班级讲课日期第19、20 课时 课型新授教具、资料教材、授课方案、教具、习题册 课题10、1轴的用途和分类10、2转轴的构造知识 转轴的轴向固定和周向固定 目标 授课 技术 目标用哪些方法和部件固定 目标 要求 感情 培育学生的学习兴趣 目标 要点转轴的构造、转轴的轴向固定和周向固定 教材 难点用哪些方法和部件固定 分析 要点转轴的构造 板书设计10、1轴的用途和分类 种类：心轴、转轴、传动轴10、2转轴的构造 一轴上部件的固定 1轴向固定 2周向固定 课后 认识轴的用途及分类，掌握转轴的构造及轴上部件的固定小结
教学过程 授课 教师解说、指导（主导）内容学生学习、 环节操作（主体）活动时间分派 组织教起立、问好、报告出勤 学 任何传动机构都离不开轴，轴是干什么用的？有哪些种类 型?构造上拥有什么特色？ 导课 第十章轴 新授10、1轴的用途及分类 功用：支撑展转部件、传达运动和动力 种类：直轴、曲轴、挠性轴 一、常用轴的种类和应用特色 轴是构成机器中的最基本的和主要的部件，全部作旋转运动的传动部件，都必然安装在轴上才能实现旋转和传达动力。 依据轴的轴线形状不一样样，能够把轴分为曲轴和直轴两大类。 曲轴能够将旋转运动改变成来往直线运动或许作相反的运动变换。 直轴在生产中应用最为宽泛，直轴依据其外形不一样样，可分为光轴和阶梯轴两种。 其余，还能够有一些特别用途的轴，如凸轮轴(凸轮与轴连成一体的轴)，挠性钢丝软轴(由几层紧贴在一同的钢丝层构成的软轴，它能够把扭矩和旋转运动灵巧地传就任何地点)等。 一般常用的是直轴。依据轴的所受载荷不一样样，可将轴分为心轴、转轴和传动轴三类调整学生情绪进入上课 状态 导入新课 教师解说学生能理解轴 的作用 2 4 35 a一曲轴b一光铀c—阶梯轴
机械基础——轴的扭转变形和计算(教学教案)
a b 图14—17汽车传动轴 轴的扭转变形和计算 章节名称 轴的扭转变形和计算 授课形式 讲授 课时 2 班级 中专0101 教学目的 掌握外力偶矩、转速和功率三者的关系，会计算轴的扭矩，知道圆轴扭转时 横截面上的应力分布规律。 教学重点 会计算轴的扭矩，知道圆轴扭转时 横截面上的应力分布规律。 教学难点 会计算轴的扭矩 辅助手段 课外 作业 课后体会 机械中的轴类零件往往承受扭转，它 的受力特点是：在垂直于轴线的两个平面内受一对大小相等、方向相反的力偶作用，轴的各横截面都绕其轴线作相对转动，这种变形称为扭转变形。 一、 圆轴扭转时横截面上内力的计算
图14—18截面法求扭矩 l 、外力偶矩： 为了求出圆轴扭转时截面上的内力，必须先计算出轴上的外力偶矩，作用在轴上的外力偶矩往往不是直接给出的，而是根据给定的轴的传递功率和轴的转速算出来的，功率、转速和外力偶矩三者间的关系是： M ＝9550 P ／n 式中：P ——轴传递的功率(千瓦， KW) n ——轴的转速(转／分， r ／ min) M ——作用在轴上的外力偶矩(牛顿米，Nm) 2、扭转时横截面上的内力——扭矩 圆轴在外力偶矩的作用下，横截面上产生内力。求内力的方法仍用截面法。 右图表示装有四个皮带轮的传动轴，在 四个带轮上分别作用有主动力偶矩 M 1和从动力偶矩 M 2、M 3、M 4，外力偶矩分别为 M 1＝110Nm ，M 2=60Nm ，M 3=20Nm ， M 4=30Nm 。 若计算 AB 段内任一截面上的内力，可假想沿该段内的任一截面1—1将轴截开，取左边部分为研究对象。如图所示。为了保证该段的平衡，必须以内力偶矩 Mn 1代替另一部分对被研究部分的作用， Mn 1称为扭矩。 扭矩的正负有如下规定：使右手拇指与截面法线的方向一致，若截面上的扭矩的转向与其它四指的转向相同，则扭矩取正号：反之取负号。 应用截面法时，一般都先假设截面上的扭矩为正。扭矩的大小用平衡方程Σm=0求得，即 AB 段内： Σm=0， M 1十Mn 1＝0 Mn 1＝一M 1＝一l10 Nm (设反)
机械基础电子教案第八章+支承零部件81轴(中职教育).docx
第8章 支承零部件 8. 1 轴 ［课程名称］ 轴 ［教学目标与要求］ 一、 知识目标 1、 了解轴的结构、 分类、常用材料。 2、 理解轴上零件的轴向和周向同定方法，熟悉轴的结构 工艺性。 二、 能力目标 1、 能够合理选择轴的材料。 2、 能够正确分析轴上结构设计的目的。 三、 素质目标 1、 了解轴的功用和轴的常用材料。 2、 能结合实际分析轴上各结构的功用。 四、 教学要求 1、 熟悉传动轴、心轴和转轴的区别，及轴的常用材料。 2、 了解轴上零件的轴向和周向固定方法，及结构工艺 性。 ［教学重点］ 1、 直轴的分类、功用和轴的常用材料。 2、 轴的结构要求及轴向和周向固定方法。 ［难点分析］ 轴上零件的固定方法，特别是结构工艺性。 机械基础电子教案 （2学 时）
［教学方法］ 讲授法、实物教具演示、互动法、归纳法 ［学生分析］ 1、学生的实际知识较少，对于轴上零件的固定方法不易理解，尤其是结构工艺性更难懂，教学时应当配以课件或加工实况、实物，或生产安装的教学录像帮助学生理解轴的结构。 ［教学安排］ 教学步骤：讲授与教具或实物演示交叉进行，配以课件或加工实况录像，穿插互动、提问与设问，最后小结。2学时（90 分钟）［教学过程］ 一、导入新课（10分钟） 机械零件是组成及其的最基木单-元，生产屮必须按图纸的工艺要求生产出毎一个合格零件，然后再组装成构件和机器。因此必须熟悉常用零件的功用、结构特点和加工工艺，才能生产出适应机器使用要求的零件。常用零件分为通用零件和专用零件。专用零件指某些机器上特有的零件，如直升飞机上的螺旋桨，轮船上的螺旋桨，内燃机上的曲轴等。通用零件是指在各种设备上都共同具有的零件，如螺钉、螺帽、轴承、齿轮等。本课程只讲通用零件的结构、特点。通用零件冇部分是标准件，即可以在市场上买到的，不必要口己组织生产；而有一部分必须口己生产，但他们具有统一的标准和规格。 教师可演示实物，如有可能播放生产录像，了解零件的生产过程。强调学习本章内容要注意贴近实际，联系生产。 二、新课（75分钟） 1、轴的功用与分类特点 轴是机器中最重要的零件之一，主要起支承轴上零件并传递
机械设计基础教案——第14章轴
第 14 章轴 （一）教课要求 (1)掌握轴构造设计特色，及轴的强度计算方法 (2)认识轴的疲惫强度计算和振动 （二）教课的要点与难点 （1）轴的弯扭组合强度计算 （2）轴的构造 （三）教课内容 14．1概括 一、轴的用途与分类 1、功用： 1）支承展转部件；2）传达运动和动力 2、分类 按承基状况分 转轴—— T 和 M 的轴——齿轮轴 心轴——而不受扭矩：转动心轴（图14-2a）；固安心轴（图14-2b） 传动轴——主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴 按轴线形状分 直轴——光轴（图14-5a）——作传动轴（应力集中小） 阶梯轴（图14-5b ）：长处： 1）便于轴上部件定位；2）便于实现等强度曲轴—— 此外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）——它可将运动灵巧地传到狭小 的空间地点（图 14-8），如牙铝的传动轴。二、轴的资料及其选择 碳素钢——价廉时应力集中不敏感——常用 45#，可经过热办理改良机械性能，一般为正火调质 和合金钢——机械性能（热办理性）更好，合适于大功率，构造要求紧凑的传动中， 或有耐磨、高温（低温）等特别工作条件，但合金钢对应力集中较敏感。 注意：①因为碳素钢与合金钢的弹性模量基真同样，因此采纳合金钢其实不可以提升 轴的刚度。②轴的各样热办理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面加强办理（喷 丸、滚压）对提升轴的疲惫强度有明显成效。 表功 14-1，轴的常用资料及其主要机械性能 表三，轴设计的主要内容： 构造设计——按轴上部件安装定位要求定轴的形状和尺寸交替进行 工作能力计算——强度、刚度、振动稳固性计算 14． 2轴的构造设计 轴的构造外形主要取决于轴在箱体上的安装地点及形式，轴上部件的部署和固定方式，
机械基础教案
第九章其他常用机构（6课时） 教学目标 1、了解换向机构类型和工作原理 2、了解不完全齿轮机构工作原理 3、掌握变速机构类型和工作原理。 4、掌握棘轮机构、槽轮机构工作特点 教学重点难点 1、变速机构类型和工作原理。 2、棘轮机构、槽轮机构工作特点。 第一节变速机构 变速机构是指在输入转速不变的条件下，使从动轮(轴)得到不同转速的传动装置。例如机床主轴的变速传动系统是将动力源(主电动机)的恒定转速通过变速箱变换为主轴的多级转速。 机床、汽车和其他机械上常用的变速机构有滑移齿轮变速机构、塔齿轮变速机构、倍增变速机构和拉键变速机构等。但无论哪一种变速机构，都是通过改变一对齿轮传动比大小，从而改变从动轮(轴)的转速。 一、有级变速机构 有级变速机构——在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。 ●滑移齿轮变速机构 ●塔齿轮变速机构 ●倍增速变速机构 ●拉键变速机构 特点：实现在一定转速范围内的分级变速，具有变速可靠、传动比准确、结构紧凑等优点，但高速回转时不够平稳，变速时有噪声。 二、无级变速机构 无级变速机构——依靠摩擦来传递转矩，适量地改变主动件和从动件的转动半径，使输出轴的转速在一定的范围内无级变化 ●滚子平盘式无级变速机构 ●锥轮－端面盘式无级变速机构 ●分离锥轮式无级变速机构 机械无级变速机构的变速范围和传动比在实际使用中均限制在一定范围内，不能随意扩大。由于采用摩擦传动，因此不能保证准确的传动比
第二节换向机构 换向机构——在输入轴转向不变的条件下，可改变输出轴转向的机构。 一、三星齿轮变向机构 图1所示，由Z1、Z2、Z3和Z4四个齿轮，以及三角形杠杆架组成。Zl 和Z4两齿轮用键装在位置固定的轴上，并可与轴一起转动2和3两齿轮空套在三角形杠杆架的轴上，杠杆架通过搬动手柄可绕齿轮Z4轴心转动。在图示位置，齿轮通过齿轮Z3带动齿轮Z4，使齿轮z4按一定方向旋转，齿轮Z2空转。若手柄向下搬动，这时Z1和Z3两齿轮脱开啮合，Z1和Z2进入啮合，这样齿轮Z1通过齿轮2和3而带动齿轮4，由于多了一个中间齿轮Z2，当齿轮Z1的旋转方向不变，齿轮在Z4的旋转方向就改变了。 二、滑移齿轮变向机构 图2所示为滑移齿轮变向机构。由Z1、Z2、Z3、Z4和中间齿轮2组成；Z1和Z3为二联滑移齿轮，用导向键或花键与轴联接。Z2和Z4固定在轴上。在图示位置，当齿轮Z1的转动通过中间齿轮Z 带动齿轮Z2转动时，则齿轮Zl 和Z2的旋转方向相同。 若将二联齿轮Z1和Z3向右移动时，使齿轮Zl 与中间齿轮Z 脱开啮合，齿轮Z3和Z4进入啮合，因为少了一个中间齿轮在该变向机构中，所以齿轮Z3和Z4的旋转方向相反。在该变向机构中，若，则只是一个变向机构；若则既是一个变向机构，又是一个变速机构，即可同时完成变向和变速要求。 三、圆锥齿轮变向机构 图所示为圆锥齿轮变向机构。在图a 中，两个端面带有爪形齿的圆锥齿轮Z2和Z3，空套在水平轴上，这两个圆锥齿轮能与同轴上可滑移的双向爪形离合器啮合或分离，双向爪形离合器和水平轴用键联接。另一个圆锥齿轮Z1固定在垂直轴上。当圆锥齿轮Z1旋转时，带动水平轴上两个圆锥齿轮Z2和Z3，这两个齿轮同时以相反的方向在轴上空转。如果双向离合器向左移动，与左面圆锥齿轮Z2上的端面爪形齿啮合，那么运动由左面的圆锥齿轮Z2通过双向离合器传给水平轴；若双向离合器向右移动，与圆锥齿轮Z3端面爪形齿啮合，那么运动将由圆锥齿轮Z3通过双向离合器传给水平轴，且旋转方向相反。 图 1 三星齿轮变向机构 图 2 滑 移齿轮变向机构