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1、项目4认识常见零件及润滑 制作人 重庆市九龙坡职业教育中心张志强武莉 任务描述 任务目标 任务实施 任务拓展 任务1认识轴 任务检测 任务描述 本任务主要讲述轴的功用 种类 特点 结构 掌握轴上零件的固定方法和转轴的结构 熟悉汽车上的常用轴 关键点 轴的分类与结构 轴的固定与应用 任务目标 完成本任务的学习后 你应 能描述轴的功用和特点 能识别轴的类型 能识别轴上零件的固定方法 能说出汽车上常见轴的应用 会根据图示判别轴的结构 任务实施 1 按轴线形状 轴可分为直轴 曲轴和挠性纲丝软轴 简称挠性轴 1 轴的分类与结构 轴是机器中最基本 最重要的零件之一 它的主要功用是支承回转零件 传递运动和动
2、力 对轴的一般要求是要有足够的强度 合理的结构和良好的工艺性 任务实施 直轴 按外观形状不同 又分为光轴与阶梯轴 光轴 图4 1 直径无变化 多用于汽车的刹车 倒档等部件上 而阶梯轴 图4 2 直径有变化 多应用在汽车的变速器和机器的减速器上 图4 1光轴 图4 2阶梯轴 1 轴的分类与结构 任务实施 曲轴 常用于将主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动 或将主动件的直线往复运动转变为从动件的回转运动 如图4 3汽车发动机中曲轴的应用 图4 3曲轴 1 轴的分类与结构 任务实施 挠性轴 由几层紧贴在一起的钢丝构成 可以把回转运动灵活地传到任何位置 常用于里程表软轴 图4 4 图4 4里程表
3、软轴 1 轴的分类与结构 任务实施 2 直轴根据承载情况分类 又可分为心轴 传动轴和转轴 表4 1 种类 特点 心轴 例 普通变速器的倒档惰轮轴 1 轴的分类与结构 应用举例 工作时只承受弯矩 起支承作用 任务实施 2 直轴根据承载情况分类 又可分为心轴 传动轴和转轴 表4 1 种类 特点 传动轴 例 汽车中联接变速箱与后桥之间的轴 1 轴的分类与结构 应用举例 工作时只承受扭矩 不承受弯矩或承受很小的弯矩 仅起传递动力作用 任务实施 2 直轴根据承载情况分类 又可分为心轴 传动轴和转轴 表4 1 种类 特点 转轴 例 汽车变速器中的轴 1 轴的分类与结构 应用举例 工作时既承受弯矩又承受扭矩
4、 既起支承作用又起传递动力的作用 是机器中最常用的一种轴 任务实施 3 轴的结构 轴头 轴上安装传动零件的部分 轴颈 安装轴承的部分 轴身 联接轴头和轴颈之间的部分 轴环 轴上直径变化形成的阶梯 双向变化 轴肩 轴上直径变化形成的阶梯 单向变化 图4 5轴的结构 1 轴的分类与结构 任务实施 1 轴上零件的轴向定位与固定 表4 2 零件在轴上应沿轴向准确地定位和可靠地固定 以使其具有确定的安装位置并能承受轴向力而不产生轴向位移 常用的轴向固定方法有轴肩 轴环定位 螺母定位 套筒定位及轴端挡圈定位等 轴上零件的轴向定位和固定方法主要取决于轴向力的大小 当零件所受轴向力大时 常用轴肩 轴环 过盈配
5、合等方式 受中等轴向力时 可用套筒 圆螺母 轴端挡圈 圆锥面和圆锥销钉等方式 所受的轴向力小时 可用弹簧挡圈 挡环 紧定螺钉等方式 选择时 还应考虑轴的制造及零件装拆的难易 所占位置的大小 对轴强度的影响等因素 1 轴的分类与结构 任务实施 1 轴的分类与结构 轴向固定 示意图 轴肩轴环定位 类型 特性及应用场合 轴肩和轴环结构简单 定位可靠 可承受较大的轴向力 常用于齿轮 链轮 带轮和联轴器等定位 套筒定位 结构简单 定位可靠 轴上不需要开槽 钻孔和车螺纹 不影响轴的疲劳强度 一般应用于轴上两个零件的定位 圆螺母定位 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 常
6、用于轴的中部和端部 任务实施 1 轴的分类与结构 轴向固定 示意图 轴端挡圈定位 类型 特性及应用场合 结构紧凑 简单 拆装方便 可承受剧烈振动和冲击载荷 常用于轴端零件的轴向定位 弹性挡圈定位 结构简单紧凑 只能承受很小的轴向力 常用于固定滚动轴承 任务实施 1 轴的分类与结构 轴向固定 示意图 紧定螺钉定位 类型 特性及应用场合 紧定螺钉端部拧入轴上凹坑 加工时配作 实现固定 结构简单 不能承受较大载荷 多用于轴向力不大的场合 且不适宜高速场合 圆锥面定位 装拆方便 可兼用周向定位 适用于高速 冲击以及对中性要求较高的场合 只适用于轴端零件的轴向定位 任务实施 2 轴上零件的周向定位与固定
7、 为了传递运动和转矩 防止轴上零件与轴作相对转动 轴和轴上零件必须可靠地沿周向固定 连接 常用的周向固定的方法有键连接 销连接 花键连接和过盈配合连接等 这些连接统称为轴一毂连接 见表4 3 1 轴的分类与结构 任务实施 1 轴的分类与结构 键联接 制造简单 拆装方便 适用于对中性要求较低 传递扭矩较大的场合 花键联接 受力均匀 对轴和轮毂的强度削弱小 承载能力高 轴上零件与轴的对中性 导向性好 但制造成本高 适用于定心精度要求较高和载荷较大的场合 示意图 类型 特性及应用场合 周向固定 任务实施 1 轴的分类与结构 销联接 适用于被固定连接的零件受力不大且同时需要做周向或轴向固定的不太重要的
8、场合 宜作为安全装置 过载时可被剪断 防止损坏其他零件 过盈联接 同时有周向和轴向固定作用 对中精度高 拆卸不便 不宜于重载和多次装拆的场合 示意图 类型 特性及应用场合 周向固定 任务实施 3 轴的结构工艺性 轴的结构应以制造简单 且轴上零件拆装方便为准 通常将轴做成中间大 两端小的阶梯轴 加工的时候应注意 为便于加工定位 轴的两端面上应做出中心孔 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 如图4 6所示 同一轴上沿长度方向在多个轴头上开有键槽 各键槽应安排在同一直线上 图4 6 图4 6阶梯轴台阶处结构 任务实施 3 轴的结构工艺性 4 轴上磨削和车螺纹的轴段应分别设有砂轮
9、越程槽和螺纹退刀槽 图4 7 图4 7越程槽和退刀槽 任务实施 1 变速器的倒档惰轮轴 4 轴在汽车的应用 在汽车中 几乎应用了上述所有轴的形式 汽车变速器中既有心轴 传动轴 又有转轴 普通变速器的倒档惰轮轴 图4 8 是用来支撑惰轮的 并且与箱体通过半圆键相连 所以属于固定心轴 图4 8倒档惰轮轴 任务实施 2 变速器的输入 输出轴 普通变速器中的第一轴 第二轴及中间轴都是转轴 如图4 9所示 图4 9变速器的输入 输出轴 4 轴在汽车的应用 任务实施 3 汽车传动轴 汽车变速器到驱动桥是通过传动轴 图4 10 连接的 汽车发动机中 都用到曲轴 图4 11 图4 10汽车传动轴 4 轴在汽车
10、的应用 任务实施 4 发动机曲轴 图4 11曲轴 4 轴在汽车的应用 任务检测 1 认识轴的类型 请判断图4 12中轴的类型 图4 12轴的类型 任务检测 2 认识轴的结构 指出图4 13中轴的结构名称 图4 13轴的结构 任务检测 3 认识轴的固定方法 指出图4 14中轴的固定方法 为了保证零件在轴上的工作位置固定 应在周向和轴向上对零件加以固定 常用的轴向固定方法有 定位 定位 套筒定位及轴端挡圈定位等 周向固定方法有 及过盈联接 图4 14轴的固定方法 任务检测 4 轴在汽车上的应用 请说出汽车上常见的轴 任务拓展 轴的失效形式是疲劳断裂 所以对轴的材料要求是 具有足够的强度 对应力集中
11、敏感性低 能满足刚度 耐磨性 耐腐蚀性要求 并具有良好的加工性能 且价格低廉 易于获得 轴的常用材料主要是碳素钢和合金钢 其次是球墨铸铁和高强度铸铁 轴的材料 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 任务拓展 轴的材料 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
12、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 任务拓展 轴的材料 3 球墨铸铁和高强度铸铁 球墨铸铁和高强度铸铁的铸造工艺性好 易于获得较复杂的外形 吸振性和耐磨性好 对应力集中敏感低 价格低廉 所以应用日益广泛 例如 汽车 拖拉机发动机中的曲轴多用球墨铸铁制造 评价与反思 学习评价表 1 评分标准 轴的类型和特点 序号 得分 1 能区分轴的类型得20分 2 能描述各种轴的特点得10分 轴的结构和轴上零件的固定方法 1 能根据图示描述轴的结构得20分 2 能根据图示描述轴上零件定位方式得20分 轴的结构工艺和应用 1 能根据图示判断轴的结构工艺是否正确得10分 2 能说出汽车上常见轴的应用得20分 2 3 考核项目 考核内容 1 轴的类型 2 轴的特点 1 轴的结构 2 轴上零件的固定方法 1 轴的结构工艺 2 汽车上的常见轴 配分 30 40 30 反思 轴上零件的周向固定和轴向固定有哪些方法 有哪几种方法是既能轴向固定又能周向固定的 轴的应用在汽车上随处可见 曲轴 传动轴 变速器输入输出轴 汽车前轮轴及后轮轴属于什么类型 思考变速器拨叉轴 转向器轴的类型
