汽车常用机械零件

1、第十一章汽车常用机械零件，www.xunchi-，本章中，汽车作为一种特殊的综合机械，由很多机械零件组成，这些零件也由不同的金属材料或非金属材料制成，汽车常用的机械零件主要是轴、轴承、联轴器、制动器、 本章主要介绍这些常用机械零件的结构和作用。 本章要点为：1.轴的分类、材料和结构设计2 .滚动轴承的结构、类型和符号3 .联轴器、离合器、制动器4 .键联轴器、销联轴器和螺纹联轴器5 .弹簧的作用、类型、特征和应用、11.1轴、轴的主要作用11.1.1轴的分类根据装载状况，轴分为主轴、传动轴、轴三种。 如表11-1所示。 根据轴线的形状，轴如图11-1所示，分为直轴、挠性钢丝轴、曲柄轴。 直轴的

2、应用很广泛，根据外形分为直径不变的光轴和直径有变化的步进轴。 为了提高刚性和轻量化，有时做成中空轴。(a )直轴(b )挠性钢丝轴、(c )曲柄轴、图11-1直轴、挠性钢丝轴、曲柄轴、11.1.2轴的材料轴的主要故障形态为疲劳破坏，轴的材料应具有强强度、韧性、耐磨损性。 1 .碳构造钢通常选择35、45、50等优质的碳构造钢，其中45钢最为常用。 2 .球墨铸铁主要用于制造外形比较复杂的轴，如发动机的曲柄轴. 3 .合金结构钢主要应用于重量轻、有特殊要求的轴。 汽车发电机的转子轴要求在高速、高温、重负荷等恶劣环境下工作，通常采用27Cr2MoAIV、38 CrMoAIV等合金结构钢。 轴的常用

3、碳结构钢、合金结构钢的品种和力学性能如表11-2所示。 表11-2轴的常用材料及其力学性能，11.1.3轴的结构设计轴的要求，根据受力的情况设计合理的尺寸，满足强度和刚性的要求，轴上的零件需要可靠地定位和紧固，同时加工制造、装卸、调整容易。 (a )轴的组成，(b )轴方向的定位正确(c )轴方向的定位不正确的图11-2减速机输出轴，1 .轴上的部件的定位和固定部件在轴上的轴方向的定位和固定可以采用轴环、肩、套筒、螺母、轴端止动环和圆锥面等方法。 零件在轴上的周向定位和固定可以采用键连接、样条连接、螺钉、销连接、过盈配合等方法。 图11-2轴上零件的定位和固定方式，2 .结构工艺要求(1)一般

4、以阶梯状设计轴，提高强度和刚性为目的，区分装卸容易，轴上零件的固定容易的不同轴段的精度和表面粗糙度等，满足不同的需要。 (2)轮毂端面与肩的定位面或切削螺钉或磨削轴段的肩部紧贴的地方，留有螺钉退刀槽、砂轮退刀槽的槽退刀槽和砂轮退刀槽。 (3)为了减少应力集中，缓和肩、轴环的转移，使其变圆。 (4)轴上有多个键槽时，为了在加工键槽时不需要多次对位，请尽量配置在同一条直线上。 (5)轴径尽量采用标准系列。 11.2滚动轴承、滚动轴承是广泛应用于各种机械的重要部件，通过主要部件间的滚动接触来支承旋转部件，摩擦阻力小，易起动，对转速和工作温度的应用范围广，轴向尺寸小，润滑和维护方便，兼容性好等滚动轴承

5、是标准的。 11.2.1滚动轴承的结构滚动轴承如图11-3所示，由内圈、外圈、滚动体和保持器构成。 内外圈相对旋转时，滚动体沿内外圈的轨道滚动。 保持器的作用是均匀地分离滚动体。 滚动轴承具有摩擦阻力小、起动敏锐、效率高、润滑方便、互换性好等优点。其缺点是耐冲击性差，高速容易发出噪音，寿命短。 保持器外圈内圈滚动体保持器、图11-3滚动轴承的结构、11.2.2滚动轴承的类型滚动轴承根据受到负荷的方向分为向心轴承和推力轴承两种，向心轴承主要受到径向负荷，推力轴承主要受到推力负荷。 滚动体式滚动轴承的主要部件根据滚动体的形状，轴承分为球轴承和滚子轴承两种，它们的形状如图11-4所示。 滚珠、圆柱滚

6、子、圆锥滚子、球面滚子、针状滚子、图11-4滚动体的种类、表11-3滚动轴承的基本类型和特性、11.2.3滚动轴承的符号国标准GB/T272-1993中规定的轴承符号由前置符号、基本符号、后置符号构成。 其中基本符号是核心，前置和后置符号是补充符号，一般情况可以省略。 1 .基本符号代表轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承符号的基础。 通常用5位数字或字母和4位数字表示。 2 .前置码的前置码用字母表示在基本码段的左侧。 这表示组合轴承的分割零件(l表示可分离轴承的分离内圈或外圈) k表示滚子和保持器组合)。 3 .后置编号的后置编号是补充编号，轴承在结构形状、尺寸公差、技术要求等变化时，被追加

7、在基本编号的右侧，一般用字母表示，距离基本编号半个汉字。 后缀号码共计分为八组。 11.3联轴器、离合器和制动器、联轴器和离合器主要连接不同机器和零件的两根轴，并使它们一起旋转来传递扭矩。 用联轴器连接的两根轴只能在机械停车时分解分离，而用离合器连接的两根轴在机械旋转中可以简单地实现分离和结合。 刹车主要用于机械的某轴在机械停止后立即停止运转并刹车。 1 .联轴器是其结构的特征，联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器两种。 (1)刚性联轴器的刚性联轴器是通过几个刚体部件连接两轴的，是法兰接头、套筒接头、万向接头等各种结构形式。 如图11-5所示。 图11-5的刚性联轴器中，(2)挠性联轴器的挠性联轴

8、器包含弹性部件的构成部分，因此在工作中具有良好的缓冲和减振作用。 主要有弹性圆柱销联轴器和尼龙圆柱销联轴器两种。 2 .离合器的主要形式有组装离合器和摩擦式离合器两种，组装离合器通过齿的嵌合来传递扭矩，而摩擦式离合器主要通过工作面间的摩擦力来实现扭矩的传递。 (1)嵌入式离合器常用的嵌入式离合器主要有牙嵌式离合器和齿轮离合器两种。 齿轮离合器如图11-6所示。 图11-6齿轮离合器、(2)摩擦式离合器分为圆盘式、圆锥式、多板式等类型，汽车自动变速器的离合器主要使用多板式离合器。 图107多板式离合器，3 .制动器常用的制动器主要有板式制动器、鼓式制动器和带式制动器三种结构形式，它们利用零件接触

9、面产生的摩擦力实现了制动。 (1)盘式制动器盘式制动器主要用于汽车制动系统的前制动轮，其结构如图11-8所示。 图11-8盘式制动器、图11-9鼓式制动器、(2)鼓式制动器主要用于汽车制动器系的后制动器轮，其结构如图11-9所示。 (3)带式制动器的带式制动器主要用于汽车自动变速器的制动器，其结构如图11-10所示。 图11-10皮带制动器、11.4连结件、连结是将两个以上部件结合成一体的结构。 为了便于机械的制造、设置、维护等，经常用不同的连接方法将零、零件一体化。1 .不可拆卸连接2 .可拆卸连接3 .过盈配合连接11.4.1键连接键主要用于轴和轴上的部件间的周向固定，是可以实现轴部件的轴

10、方向固定和轴方向折动的标准部件。 1 .键连接的类型和应用键连接分为十字键连接、半圆键连接、楔形键连接、样条线连接和切线键连接。 (1)平键连接、平键两侧面为工作面，上面和轮毂槽底之间有间隙。 平键键中性好，装卸容易，结构简单。 平键耦合可以被分为常规的平键耦合、导向平键耦合和滑动键耦合。 普通平坦键的结合如图11-11所示。 普通平键根据其端部形状的不同，分为a型(圆头)、b型(角头)、c型(单圆形)三种，如图11-12所示，a型键的轴上的键槽用立铣刀加工，b型键的轴上的键槽用圆盘刀加工，c型键主要用于轴端图11-11普通平键的连接，a型b型c型，图11-12普通平键的类型，(2)半圆键连接

11、半圆键的工作面是相互平行的两个半圆侧面，轴槽中键能够绕槽底圆弧曲率中心摆动，能自动适应轮毂的键槽的倾斜，容易装卸。 适用于轻负荷，特别是锥形轴端部的连接。 半圆键连接如图11-13所示。 图11-13半圆连接、(3)楔形结合楔形结合根据其结构分为(图11-14所示)和钩楔形结合(图11-15所示)两种。 图11-14普通楔形结合图11-15钩楔形结合图，(4)花键结合与平结合相比，花键是多齿传递负荷，因此能够承受大的工作负荷的齿浅，牙根的应力集中小，轴的强度变弱的定心精度高，导向性汽车主要用于手动变速器，如图11-16所示。 图11-16与手动变速器的输出轴花键结合，(5)切线键结合切线键结合

12、如图11-17所示。 这由两个普通的楔键构成，组装时两个楔键分别从轮毂的两端楔，组装后两个相互平行的狭窄面成为工作面。 单一切线键只能传递单向扭矩。 为了传递双向扭矩，两个切线键必须彼此为120。 图11-17切线键连接，2 .平键的尺寸选择和键连接的强度检查平键是标准品，一般根据轴的直径，从标准中选择尺寸，进行强度检查。 (1)根据平键的尺寸选择轴的直径d来从标准选择平键宽度b (高度h )，并且键的长度l必须稍小于集线器的长度，并且必须与标准规定的长度系列相匹配。 (2)平键连接的故障形式和强度检查平键连接作业时的力的情况如图11-18所示。 通常的扁平键连接是静态连接，其主要故障形式是连

13、接中强度弱的零件的工作面被破坏。 导向平键和滑键连接是动态连接，主要的故障形态是工作面的过度磨损。 图11-18平键连接的受力分析，11.4.2销连接销连接主要有三个方面的用途，一个是固定零件间的相互位置，因此该销被称为定位销，这是加工和组装时的重要辅助零件。 第二个是用于轴与轮毂或其他零件的连接，通过传递较大的负荷，将该销称为连接销，如图11-19所示，联轴器上的称为销连接的第三个是用于安全装置的过载剪切元件，该销称为安全销。 图11-19联轴器的销紧固、11.4. 3螺纹紧固1 .螺纹紧固的类型、(1)螺栓紧固的普通螺栓紧固的螺杆与孔之间有间隙，杆和孔的加工精度低，需要紧固螺母。 普通螺栓

14、容易装卸，被广泛使用。 如图11图20所示。 (a )通常的螺栓紧固(b )用螺栓紧固铰孔图11-20螺栓紧固，(2)双头螺栓紧固是紧固件中的一个，很难穿孔，总是适用于拆装的情况，拆卸时只需拆下螺母。 双头螺柱的连接如图11-21所示。图11-21双头螺柱连接图11-22螺钉连接，(3)螺钉连接只是螺钉，不使用螺母，直接拧入被连接件内的螺纹孔中，结构简单，但为了不损伤孔的内螺纹，不能经常进行装卸。 螺钉连接如图11-22所示。 (4)紧固螺钉的紧固总是固定两部件之间的位置，不太能传递力和扭矩，因为其末端与被紧固部件的表面紧密接触，所以末端需要一定的硬度。 紧固螺钉的直径由轴的直径d决定，d(0

15、.20.3)D。 紧固螺钉的连接如图11-23所示。 图11-23固定螺钉连接、2 .螺钉连接的施力和防松(1)螺钉连接的施力螺钉连接的施力的目的是保持正常的动作。 像汽缸螺栓连接一样，有密合性的要求，防止漏气，接触面积大，靠摩擦力作用，增大刚性等。 通常，紧固扭矩T(Nmm )和螺栓轴向作用力F0的关系为： T0.2F0d Nmm、图11-24扭矩扳手、(2)螺钉紧固和防松、1 )摩擦力防松、2 )机械防松、3 .提高螺栓紧固强度的措施是提高螺栓紧固的强度但是，影响螺栓强度的因素很多，例如结构、材料、载荷和应力的特性、制造和组装的质量等。 (1)避免附加弯曲应力(2)减少应力集中(3)改善措

16、施，11.5弹簧，1 .弹簧的作用(1)缓冲吸收振动(2)控制机构的运动(3)以能量为动力源蓄积的(4)力和力矩，2 .弹簧的类型，特征和应用，表11 - 图11-25空气弹簧、本章节、1 .轴的主要作用是支撑旋转部件(齿轮、带轮、联轴器等)，传递运动和动力，是构成机械的重要部件之一。 2、滚动轴承是广泛应用于各种机械的重要部件，通过主要元件间的滚动接触来支撑旋转部件，具有摩擦阻力小、容易起动、对转速和工作温度的应用范围广、轴向尺寸小、润滑和维护方便、互换性高等优点。 3 .联轴器和离合器主要连接不同设备和部件的两根轴，使它们一起旋转来传递扭矩。 用联轴器连接的两根轴只能在机械停车时分解分离，

17、而用离合器连接的两根轴在机械旋转中可以简单地实现分离和结合。 刹车主要用于机械的某轴在机械停止后立即停止运转并刹车。 4 .连接是将两个以上部件一体化的结构。 为了使机械的制造、安装、维护等变得容易，经常用不同的连接方法将零、零件一体化。 5 .弹簧广泛应用于机械，在受到外力后可以发生大的变形，将机能和动能转化为弹簧的变形能储存，在除去外力后，该弹簧很快恢复到原来的状态，使变形能恢复到原来的机能和动能练习题11、填补问题1 .轴的主要作用是支撑零件，传递和。 2 .根据搭载状况，轴分为、和3种。 3 .根据轴线的形状，轴分为、 4、轴的主要故障形式是轴材料具有较强的强度、韧性、耐磨性。 5 .轴的要求必须根据受力的情况设计合理的尺寸，使满足和需求的轴上的零件可靠地缓和。 6 .零件在轴上的轴向定位和固定可