资源简介

(共30张PPT)
项目一 支承零部件
任务1 常见轴认识
任务2 常见轴承认识
项目二 联接零部件
任务1 键联接与销联接认识
任务2 螺纹联接
任务3 联轴器与离合器
模块三 汽车常用零部件
项目一 支撑零部件
本项目概述
轴与轴承是汽车上重要的支承零部件，大到汽车发动机、传动系统、行驶系统，小到
汽车空调模式风门等都有轴和轴承的身影。轴的功用是直接支承齿轮、带轮或链轮等零件
的，用以传递转矩和动力；轴承的功用是支承轴和轴上零件的，保持轴的旋转精度，减少
轴与轴承之间的摩擦和磨损。
本项目主要介绍轴与轴承的组成、分类、润滑、失效形式以及在各类汽车和机械中的
广泛应用。本项目主要包括两个任务：常见轴认识、常见轴承认识。通过任务学习，掌握
支承零部件轴与轴承的基本知识，学会对汽车上所使用的轴与轴承进行正确选择、安装及
维护。
任务1 常见轴认识
轴在人们的生产、生活中到处可见，如减速器中的转轴、自行车中的心轴、汽车中的传动轴以及发动机中的曲轴等。日常生活中的各种轴如图 3-1-1 所示
图 3-1-1 日常生活中的各种轴
任务1 常见轴认识
一、轴的功用
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（如齿轮、带轮等）、传递运动和动力。
任务1 常见轴认识
二、轴的结构及工艺性
1.轴的结构
如图 3-1-2 所示，轴主要由轴头、轴颈和轴身三部分组成。
（1）轴头：安装轮毂的部分，用于安装轮毂、齿轮、带轮、链轮等。
（2）轴颈：被轴承支承部分，安装轴承。
（3）轴身：联接轴颈和轴头的部分。
（4）轴肩：轴的直径发生变化的台阶部分称为轴肩。
（5）轴环：直径发生变化的环形部分称为轴环
图 3-1-2 轴的结构
任务1 常见轴认识
二、轴的结构及工艺性
轴的结构和其各个部位都应该具有合理的形状和结构尺寸，在设计轴的结构时，应满足以下要求。
（1）轴和轴上零件应定位可靠，有确定的工作位置。
（2）轴的结构应便于加工，轴上零件应易于拆装和调整。
（3）尽量避免或减小应力集中
（4）节省材料，减小轴的质量。
任务1 常见轴认识
二、轴的机构及工艺性
2.轴的工艺性
在满足使用要求的情况下，轴的结构应尽量简单。轴的结构除了满足支承零件需求，还要便于加工和装配轴上零件，所以设计时就需要考虑轴的结构工艺性要求。轴的结构工艺性包括加工工艺性和装配工艺性两方面。
任务1 常见轴认识
一、轴的机构及工艺性
2.轴的工艺性
（1）轴的加工工艺性。
轴上需要磨削的轴段，应设计砂轮的越程槽，防止磨削不到位或者由于砂轮越位而损伤另一个轴段的端面，如图 3-1-3（a）所示。当轴上需要车削切制螺纹时，应留出螺纹车刀的退刀槽，如图 3-1-3（b）所示。轴端及各轴段的端部位置应有倒角，以便于轴上零件安装时的导向，也能避免擦伤零件配合表面，如图 3-1-3（c）所示。各轴段的直径变化的过渡部位应有过渡圆角，以减小应力集中，如图 3-1-3（d）所示。为了便于轴上零件的拆装及周向定位，应将轴设计成阶梯轴，并且阶梯轴的直径应该是中间大、两端小，如图 3-1-3（e）所示。
任务1 常见轴认识
一、轴的机构及工艺性
2.轴的工艺性
图 3-1-3 轴的加工工艺性
任务1 常见轴认识
一、轴的机构及工艺性
2.轴的工艺性
同一根轴上不同轴段上的多个键槽，应尽量布置在轴的同一母线上，并尽可能采用同
一规格的键槽尺寸，以便减少加工过程中的装夹次数和换刀次数，提升加工效率和加工精
度，如图 3-1-4 所示。
（1）轴的装配工艺性。轴的装配工艺性如图3-1-5所示。
图 3-1-4 轴上键槽的布置
任务1 常见轴认识
一、轴的机构及工艺性
Ⅰ图位置：
安装滚动轴承位置轴肩的高度必须低于滚动轴承
的内圈高度，以便于轴承拆卸时，专用拆装工具的安装。
Ⅱ图位置：
① 轴上零件倒角的尺寸应大于轴的过渡圆角半径，以便于
零件端面与轴肩端面在安装过程能可靠的贴合、到位。
② 轴上过渡圆角的半径不应太小，以防止此处应力集中。
③ 在轴肩过渡处的直径变化较大时，为了减少应力集中，要在刚度较大的轴段上加工卸荷槽。
Ⅲ图位置：
① 轴段上安装的轮毂零件需要轴向定位时，轴段的长度要略短于轮毂的长度，以确保轴上零件轴向定位可靠。
② 运动件（齿轮）和静止件（滚动轴承）不能直接接触，防止发生运动干涉。
图 3-1-5 轴的装配工艺性
任务1 常见轴认识
三、轴的分类
1．按承受的载荷分
根据承载情况不同，轴分为心轴、传动轴和转轴三类，如表 3-1-1 所示为轴的分类。
表3-1-1 轴的分类
分 类 应 用 特 点 应 用 实 例
心轴 固定心轴 只支承零件，不承受扭转 自行车前、后轴；支承滑轮轴
转动心轴 火车的车轮轴
转轴 既支承传动零件，同时又传递动力 半浮式汽车半轴、减速器中的轴，是最常用的轴
传动轴 只传递动力 桥式起重机的传动轴；汽车中联接变速箱与后桥之间的传动轴、全浮式汽车半轴、独立悬架汽车半轴
任务1 常见轴认识
三、轴的分类
1．按承受的载荷分
（1）心轴：只承受弯矩不传递转矩的轴，有固定心轴和转动心轴两种，常见的心轴如图 3-1-6 所示。汽车中采用全浮式半轴配套的半轴套管也是典型的心轴结构。
图 3-1-6 常见的心轴
任务1 常见轴认识
三、轴的分类
1．按承受的载荷分
（2）转轴：既承受弯矩又传递转矩的轴，如图 3-1-7 所示为减速器转轴。汽车中的全浮式半轴就是转轴的一种。
图 3-1-7 减速器转轴
任务1 常见轴认识
三、轴的分类
1．按承受的载荷分
（3）传动轴：只传递转矩不承受弯矩的轴，如图 3-1-8 所示为汽车传动轴。
图 3-1-8 汽车传动轴
任务1 常见轴认识
三、轴的分类
2．按轴线形状分
根据轴线形状，轴可以分为直轴、曲轴和挠性轴。如表 3-1-2 所示为轴的分类及特点。
表3-1-2 轴的分类及特点
种 类 图 形 特 点
直轴 光轴 轴的轴线为一直线。按直轴的外形有无变化，又分为光轴（直径无变化）和阶梯轴（直径有变化）
阶梯轴 曲轴 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，如发动机、冲床等
挠性轴 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，常用于传统的汽车里程表或摩托车车速表传动等
任务1 常见轴认识
知识拓展
一、轴的材料
（1）中碳钢：35、45号钢常用材质。
（2）合金钢：Cr、Mn可以互换。
（3）球墨铸铁、高强度铸铁：曲轴、凸轮轴。
二、改进轴的结构，降低应力集中的措施
（1）轴肩过渡处采用圆角过渡。
（2）当零件和轴采用过盈联接时，加大配合轴径尺寸。
（3）轴的直径变化较大时，在刚度较大的截面处开卸荷槽。
任务1 常见轴认识
知识拓展
三、轴上零件的固定
1．轴上零件的轴向固定
轴上零件轴向固定的目的是保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件做轴向移动，并能承受轴向载荷。常用的轴上零件的轴向固定方法及应用如表3-1-3所示。
表3-1-3 常用的轴上零件的轴向固定方法及应用
类 型 固定方法及简图 结构特点及应用
轴肩与轴环 直接在轴的加工过程中预留在轴上，与轴的结构形成一体。其结构简单、定位可靠，能承受较大的轴向力。在轴肩或轴环直径变化位置，留有倒角，以保证轴上零件能紧靠轴肩或轴环的端面
任务1 常见轴认识
知识拓展
类 型 固定方法及简图 结构特点及应用
圆螺母 固定可靠、装拆方便，可承受较大的轴向力，能调整轴上零件之间的间隙。如车轮螺母、手动变速器二轴螺母等
弹性挡圈 弹性挡圈也就是俗称的卡簧。其结构简单、装拆方便，但只能承受很小的轴向力。按照卡簧张开方向可分为内卡簧和外卡簧
止动垫圈 续表 止动垫圈的止动爪卡在轴上的键槽中或壳体上，外圈的锁止爪在安装后卡入锁止螺母的凹槽中，防止螺母锁紧后松动。其工作可靠、结构简单，可承受剧烈震动和冲击载荷
紧定螺钉 零件安装到位后，锁紧螺钉即可。其结构简单，同时起周向固定作用，但承载能力较低，且不适用高速场合
销轴联接 轴向、周向都可以固定，常用作安全装置，过载时可被剪断，防止损坏其他零件。不能承受较大载荷，对轴的自身强度有削弱影响
轴端压板 工作可靠、结构简单，可承受剧烈震动和冲击载荷
定位套筒 结构简单、定位可靠，常用于轴上零件间距离较短的场合，当轴的转速很高时不宜采用
圆锥面 能消除轴与轮毂间的径向间隙，实现零件的双向固定。适用于有冲击载荷和对中性要求较高的场合，常用于端部零件的固定，如凸轮轴正时带轮的定位
续表
任务1 常见轴认识
知识拓展
三、轴上零件的固定
2．轴上零件的周向固定
轴上零件周向固定的目的是为了保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。常用的轴上零件的周向固定方法及应用如表3-1-4所示。
类 型 固定方法及简图 结构特点及应用
平键联接 加工容易、装拆方便，但轴向不能固定，不能承受轴向力
花键联接 具有接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好等特点，适用于载荷较大、定心要求高的静、动联接。加工工艺较复杂、成本较高
销钉联接 轴向、周向都可以固定，常用作安全装置，过载时可被剪断，防止损坏其他零件。不能承受较大载荷，对轴强度有削弱
紧定螺钉 螺钉的头部拧入轴上对应的凹坑实现固定或传递转矩。其结构简单，不能承受较大载荷，只适用于辅助联接或者辅助定位使用
过盈配合 靠轴与轮毂之间的过盈量来实现紧密配合，同时有周向和轴向固定作用。对中精度高，选择不同的过盈配合有不同的联接强度。但其传递转矩不宜过大，且拆装复杂，多次拆装影响过盈量，不适用重载和经常装拆的场合
任务1 常见轴认识
任务实施
1．实施目的
在教师的指导下，观察独立悬架汽车半轴的形状及运转情况；观察发动机曲轴形状及运转情况。如图3-1-9所示为汽车半轴及图3-1-10所示为发动机曲轴。
2．实施方式
分组讨论，结合轴的相关知识，思考下列问题。
（1）根据承受载荷情况，分析半轴及曲轴的类型。
（2）根据轴线的形状，分析半轴及曲轴的类型。
（3）分析半轴及曲轴上零件的周向和轴向固定方式及曲轴材质。
图3-1-9 汽车半轴
图3-1-10 发动机曲轴
任务1 常见轴认识
学习小结
轴的功用是支承轴上零件并传递运动与动力。根据轴线的形状分为曲轴、直轴和挠性轴三大类；根据承受载荷情况分为心轴、转轴和传动轴。轴上零件可以采用多种方式进行轴向固定和周向固定。轴使用的材料多为中碳钢或中碳合金钢，都需要经过正火或调质处理。
任务1 常见轴认识
拓展练习
典型例题解析
【例 1】汽车发电机在汽车行驶时，发电机转子轴按承受载荷的形式分类属于（ ）。
A．心轴 B．转轴 C．传动轴 D．曲轴
【分析】本题主要考查轴的分类及应用情况。因为发电机不发电时，转子没有转矩，属于心轴，但发电机发电时，转子承受转矩，所以最为正确的是转轴。
【答案】B。
任务1 常见轴认识
拓展练习
典型例题解析
【例 2】在轴肩过渡处的直径变化较大时，为减少应力集中，在刚度较大的轴段上加工（ ）。
A．退刀槽 B．越程槽 C．卸荷槽 D．倒角
【分析】主要考查改进轴的结构，减少应力集中的措施。
【答案】C。
【例 3】 不宜用于重载和多次拆装的场合，且同时有轴向、周向固定作用的是（ ）。
A．圆锥面 B．紧定螺钉 C．套筒 D．过盈配合
【分析】主要考查轴的固定方式及其应用特点。
【答案】D。
任务1 常见轴认识
巩固练习
一、选择题
1．只承受转矩（或弯矩很小）的轴称为（ ）。
A．传动轴 B．转动心轴 C．转轴 D．阶梯轴
2．根据承受载荷情况，下列各轴与火车轮轴属于相同类型的是（ ）。
A．滑轮轴 B．齿轮减速器输出轴
C．汽车变速器与后桥联接轴 D．发动机曲轴
3．不能实现轴上零件周向固定的方法是（ ）。
A．圆螺母固定 B．花键联接 C．紧定螺钉联接 D．销联接
4．在发动机中，能实现往复直线运动和回转运动相互转换的轴是（ ）。
A．心轴 B．传动轴 C．阶梯轴 D．曲轴
任务1 常见轴认识
巩固练习
一、选择题
5．汽车变速器与后桥差速器间的联接轴是（ ）。
A．心轴 B．传动轴 C．转轴 D．曲轴
6．自行车前轮的车轴，按轴的分类其属于（ ）。
A．心轴 B．传动轴 C．转轴 D．曲轴
7．在发动机中，兼有转轴和曲柄双重功能的是（ ）。
A．直轴 B．传动轴 C．挠性轴 D．曲轴
8．轴的结构中被轴承支承的部分是（ ）。
A．轴径 B．轴身 C．轴颈 D．轴头
任务1 常见轴认识
巩固练习
一、选择题
9．只能对轴上零件实现轴向固定的是 （ ）。
A．圆螺母 B．紧定螺钉 C．销钉联接 D．过盈配合
10．对于受轴向力不大或仅是为了防止零件偶然沿轴向窜动的常用固定形式为（ ）。
A．圆锥面或轴环 B．键联接或花键联接 C．圆锥销或弹性挡圈 D．轴套或圆螺母
11．汽车变速器中的输入轴和输出轴都是（ ）。
A．心轴 B．传动轴 C．转轴 D．阶梯轴
12．全浮式半轴结构中的半轴属于（ ）。
A．心轴 B．传动轴 C．转轴 D．曲轴
任务1 常见轴认识
巩固练习
一、选择题
13．轴上支承回转零件的部位称为（ ）。
A．轴头 B．轴颈 C．轴身 D．轴环
14．对轴上零件做周向固定应采用（ ）。
A．轴肩或轴环 B．轴套或圆螺母 C．平键固定 D．过盈配合
15．对于既承受转矩又承受弯矩作用的直轴，称为（ ）。
A．传动轴 B．固定心轴 C．转动心轴 D．转轴
16．发动机、曲柄压力机中的轴是（ ）。
A．心轴 B．转轴 C．曲轴 D．传动轴
任务1 常见轴认识
巩固练习
一、选择题
17．在图 3-1-11 所示结构中，轴身部位对零件 4 起轴向定位作用的元件名称是（ ）。
A．轴头 B．轴颈 C．轴肩 D．轴环
18．在图3-1-11中，零件2的名称是（ ）。
A．卡簧 B．轴肩 C．轴环 D．活塞环
19．在图3-1-11中，零件3的作用是（ ）。
A．轴向定位 B．周向定位 C．周向+轴向定位 D．活塞环
20．在图3-1-11中，对零件4进行安装后轴向定位的元件名称是（ ）。
A．轴头 B．轴颈 C．轴肩 D．轴环
图3-1-11 某轴结构示意图
任务1 常见轴认识
巩固练习
二、简答题
1．如图 3-1-12 所示，从轴的结构方面分析，零件 1、2、3 所指轴的结构名称是什么？齿轮与轴之间要能保证周向固定并传递转矩，
应该采用哪一种连接方式？
2．根据图3-1-12所示结构，回答下列问题。
（1）写出图中4所示零件的名称。
（2）写出图中2所示零件的名称，该零件对零件4有哪些定位作用？
（3）写出图中3所示零件的名称，该零件对零件4有哪些定位作用？
图3-1-12 简答题1图

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