机械基础轴课件

机械基础轴课件第1页/共43页第2页/共43页引子: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。第3页/共43页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.轴的分类第4页/共43页

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：第5页/共43页阶梯轴第6页/共43页曲轴：第7页/共43页挠性钢丝轴第8页/共43页转轴：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：减速器中的轴第9页/共43页心轴：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。第10页/共43页自行车的前轮轴第11页/共43页传动轴：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。传动轴第12页/共43页传动轴：第13页/共43页二、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。第14页/共43页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。第15页/共43页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。第16页/共43页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。

第17页/共43页任务二轴的结构设计第18页/共43页轴的结构组成；轴上零件的定位；影响轴结构的因素。

轴的结构设计第19页/共43页一.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）轴端轴头轴颈轴头轴身第20页/共43页——结构分析轴颈轴头轴身轴的结构设计第21页/共43页二、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。第22页/共43页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。第23页/共43页第24页/共43页零件的轴向定位

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=（0.07d＋3）—（0.1d＋5）mm轴环宽度：

b≈l.4h第25页/共43页要求轴肩高度<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第26页/共43页4）轴端挡圈当用轴肩、轴环、套筒、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

第27页/共43页5）轴承端盖轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置

6）弹性挡圈第28页/共43页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第29页/共43页2.零件的周向定位1）键2）花键3）紧定螺钉、销4）过盈配合第30页/共43页三、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：阶梯轴第31页/共43页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，且取相同尺寸第32页/共43页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)圆角半径和倒角第33页/共43页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)轴端倒角第34页/共43页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)砂轮越程槽第35页/共43页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)螺纹退刀槽第36页/共43页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)键槽第37页/共43页轴系结构改错

四处错误正确答案三处错误正确答案第38页/共43页两处错误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第39页/共43页课后练习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