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1、本章内容,第二节 轴上零件的布置,第一节 概述 轴的分类,第四章 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。,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,任务 一.轴的分类,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,2.按轴的结构形状分：,阶梯轴,曲轴：,挠性钢丝轴,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。,例：减速器中的轴,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。,自行车的前轮轴,传动轴：主
2、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。,传动轴,传动轴：,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。,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0.250.5%的优质碳素钢，尤其是45号钢。对于不重要或受力较小
3、的轴也可用Q235、Q275 等碳素结构钢。,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。,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
4、力集中的敏感性也较低。,任务二 轴的结构设计,轴的结构组成；轴上零件的定位；影响轴结构的因素。,轴的结构设计,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）,结构分析,轴的结构设计,二、轴上零件的定位和固定,为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和使用可靠，零件必须可靠地安装在轴上，不允许零件沿轴向发生相对运动。因此，轴上零件都必须有可靠的轴向定位措施；轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小；零件的定位分：轴向定位、周向定位。,1.轴上零件的轴向定位和固定,轴向定位和固定是指将轴上的零件沿轴线方向进行
5、定位和固定。,常用方式：轴肩、轴环 套筒、圆螺母 弹性挡圈、紧定螺钉；轴端挡圈、圆锥面。,零件的轴向定位,1）轴肩和轴环:,要求r轴R孔或r轴C孔,错误,正确,为了使轴上零件的端面能与轴肩紧贴，轴肩的圆角半径R 必须小于零件孔端的圆角半径 R1或倒角C1；否则，无法紧贴。轴肩或轴环的高度h必须大于R1 或 C1。,轴环与轴肩尺寸：h=（0.07d3）（0.1d5）mm 轴环宽度：bl.4h,要求轴肩高度滚动轴承内圈高度,错误,正确,2）套筒,3）轴用圆螺母,特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降。应用：常用于轴的中部和端部,4）轴端挡圈,当用轴肩、轴环、套
6、筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂,正确,正确,错误,5）轴承端盖,轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置,6）弹性挡圈,8）其它固定形式,7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销 这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。,锥形面或过盈配合联接,2.零件的周向定位,1）键,2）花键,3）紧定螺钉、销,4）过盈配合,三、影响轴结构的因素,由于阶梯轴接近于等强度，而且便于加工和轴上零件的定位和拆装，所以实际上的轴多为阶梯形.,关于轴的形状：阶梯轴,2.影响因素,1）轴肩圆角r2）轴端倒角 3）砂轮越程槽 4）螺纹退刀槽,5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸,
7、同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。,完毕,1)圆角半径和倒角,为使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端部都应有45的倒角。,2)轴端倒角,轴上磨削的轴段应设有砂轮越程槽，以便磨削时砂轮可以磨削到轴肩的端部。,3)砂轮越程槽,轴上车螺纹的轴段应设有螺纹退刀槽，以保证螺纹牙均能达到预期的高度。,4)螺纹退刀槽,轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将键槽安排在轴的同一母线上。,5)键槽,轴系结构改错,四处错误,正确答案,三处错误,正确答案,两处错误,1.左侧键太长，套筒无法装入2.多个键应位于同一母线上,轴系结构改错,课后练习,1、轴的功用是什么？根据所受的载荷不同，轴可分为几种类型？各用一例子说明。2、轴常用材料有哪些？3、轴在什么条件下会发生疲劳破坏，如何提高轴的疲劳强度？4、轴的强度计算的基本步骤是什么？轴的结构设计包括几个方面的内容？,思考题：指出图中主动轴结构的不合理之处，并提出改进意见。,试指出图中结构不合理的地方并改正。,
