机械基础_第三章轴
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机械基础轴详解
零件的固定。
周向固定方法 —— 键联接
特点：制造简单，装拆方便，对中性好 ； 应用：应用最广；同一轴上键槽位于圆柱同一母 线上，且取相同尺寸
周向固定方法 —— 花键联接
特点：接触面积大，承载能力高，对中性和导向性好 ； 应用：适用于载荷较大和对定心精度要求较高的动联 接或静联接 ；
周向固定方法 —— 紧定螺钉固定
（1）轴肩、轴环
特点：结构简单，定位可靠，可承受 较大轴向力；
但是使轴径增大，引起应力集 中。
轴肩
轴环
错误
正确
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力； 应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位；
（2）套筒
轴向固定方法 —— 套筒定位
特点：固定可靠，承受轴向力大； 应用：多用于轴上相邻两零件相距不远的场合；
轴的结构
倒角
砂轮越程槽 轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过度
圆角，便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减少应 力集中，尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。 螺纹退刀槽或砂轮越程槽，防止破坏零件左端面。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在 同一条直线上，以利于加工。
传动轴
特点：工作时只承受扭距，不承受弯矩或 承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。
转轴
特点：工作时既承受弯矩，又承受扭距， 既起支撑作用又起传递动力作用，是机器 中最常用的一种轴。
心轴——只受弯矩不传递扭矩
自行车前轴属于哪种？
传动轴——主要受扭矩
转轴——同时受扭矩和弯矩
转轴的结构
轴的结构应满足的要 求：
按轴线形状分 直轴： 光轴 阶梯轴
曲轴
§3—1 轴
1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集中源较 少；轴上零件不易装配及定位。如自行车心轴、车床 光杠。
周向固定方法 —— 键联接
特点：制造简单，装拆方便，对中性好 ； 应用：应用最广；同一轴上键槽位于圆柱同一母 线上，且取相同尺寸
周向固定方法 —— 花键联接
特点：接触面积大，承载能力高，对中性和导向性好 ； 应用：适用于载荷较大和对定心精度要求较高的动联 接或静联接 ；
周向固定方法 —— 紧定螺钉固定
（1）轴肩、轴环
特点：结构简单，定位可靠，可承受 较大轴向力；
但是使轴径增大，引起应力集 中。
轴肩
轴环
错误
正确
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力； 应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位；
（2）套筒
轴向固定方法 —— 套筒定位
特点：固定可靠，承受轴向力大； 应用：多用于轴上相邻两零件相距不远的场合；
轴的结构
倒角
砂轮越程槽 轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过度
圆角，便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减少应 力集中，尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。 螺纹退刀槽或砂轮越程槽，防止破坏零件左端面。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在 同一条直线上，以利于加工。
传动轴
特点：工作时只承受扭距，不承受弯矩或 承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。
转轴
特点：工作时既承受弯矩，又承受扭距， 既起支撑作用又起传递动力作用，是机器 中最常用的一种轴。
心轴——只受弯矩不传递扭矩
自行车前轴属于哪种？
传动轴——主要受扭矩
转轴——同时受扭矩和弯矩
转轴的结构
轴的结构应满足的要 求：
按轴线形状分 直轴： 光轴 阶梯轴
曲轴
§3—1 轴
1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集中源较 少；轴上零件不易装配及定位。如自行车心轴、车床 光杠。
《机械基础》试题(轴、轴承、键)
《机械基础》试题轴義键）1.________________________________________________________ 轴上零件的轴向定位和固定,常用的方法有轴肩或轴环,套筒,和轴端挡圈。
2.—般的轴都需具有足够的强度,合理的结构形式和尺寸以及良好的,这就是轴设计的基本要求。
3.按轴线形状,轴可分为$由、曲轴和钢丝软轴。
4•轴上零件的周向固定常用的方法有、紧定螺钉、销、一过盈配合。
5.________________________________________ 当轴上的键槽多于一个时,应使各键槽位于直线。
6.滚动轴承按其结构特点和承受载荷的方向不同分为轴承，向心推力轴承和推力轴承三大类。
7.—般来说,滚动轴承的滚动体是球形时,转速,承载能力较低。
8.滚动体是滚子时,相对来说转速较低承载能力o9.普通平键的工作面是两侧面,楔键的工作面是面。
10.半圆键的为工作面,当需要用两个半圆键时,—般布置在轴的同_母线上。
二1.下列各轴中,属于转轴的是（）A.大于B.小于A.减速器中的齿轮轴B.自行车的前、后轴C.火车轮轴D.汽车传动轴2.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3.对于只承受转矩作用的直轴”称为（）。
A•传动轴B.固定心轴C.转动心轴D.转轴4•按照轴的分类方法,自行车的中轴属于（）。
A•传动轴B.固定心轴C.转动心轴D.转轴5•轴环的用途是（）。
A•作为加工时的轴向定位B•使轴上零件获得轴向定位C.提高轴的强度D.提高轴的刚度6•当采用轴肩定位轴上零件时,零件轴孔的倒角应（）轴肩的过渡圆角半径。
A.大于B.小于C.大于或等于D.小于或等孑7.定位滚动轴承的轴肩高度应（）滚动轴承内圈厚度,以便于拆卸轴承。
A.大于B.小于C.大于或等于D.等于8•为了保证轴上零件的定位可靠,应使其轮毂长度（）安装轮毂的轴头长度。
9.当轴上零件要求承受轴向力时”采用（）来进行轴向定位,所能承受的轴向力较大。
汽车机械基础：项目3任务1 手动变速器输出轴
汽车机械基础
轴的常用材料主要是优质碳素钢和合金钢 ，其次是球墨铸铁和高强度铸铁。
汽车机械基础
三、轴的结构设计
轴上零件要有可靠的定位和固定、便于加 工、尽量避免或减少应力集中、轴上零件 应便于安装和拆卸、节约材料和减轻重量 。
汽车机械基础
轴一般由轴头、轴身、轴颈三部分组成
轴上与轴承配合的部分称为轴颈 与其他零件配合的部分称为轴头。 联接轴头和轴颈的部分叫做轴身。
汽车机械基础
汽车机械基础
1．轴上零件的定位和固定
（1）轴上零件的轴向定位和固定 阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩或轴环
。 为了保证轴上零件的轮毂端面与定位面紧
贴，轴肩和轴环的圆角半径r应小于零件轮 毂孔端的圆角半径R或倒角c， 为了拆卸方便，安装滚动轴承处的轴肩和 轴环高度必须低于轴承内端面的高度。
项目3 轴
汽车机械基础
轴是汽车机械中重要的支撑和传递运动动 力的零件，例如车轮、变速器齿轮、带轮 、链轮等各种作回转运动的零件，都必须 装在轴上，才能正常运转。
汽车机械基础
任务3.1 手动变速器输出轴 【任务描述】
汽车手动变速器中有很多轴类零件，其中有输入轴、 输出轴、倒挡轴等。汽车手动变速器就是靠这些轴和 齿轮等零部件相配合来实现汽车变速。那么手动变速 器的输出轴是那种轴，其上的零件是怎么定位的呢？
汽车机械基础
常用的轴向固定方式有：轴肩或轴环、套 筒、圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定 螺钉和圆锥面等
汽车机械基础
（2）轴上零件的周向定位和固定 轴上零件的周向定位和固定是为了传递转
矩，防止零件与轴产生相对转动。 常见的周向定位与固定结构有：键、花键
、销、紧定螺钉、过盈配合、非圆轴承等
汽车机械基础
汽车机械基础课件 第三章 圆周运动和定轴转动
螺旋传动
滑动
滚动
带传动 同步带 三角带 链传动 齿轮传动 摩擦传动 液压传动
30-40% 90% 95-98% 80-95% 94-96% 95-99% 80-85% 80-96%
机械效率
图3-26 滑动螺旋传动
图3-27 齿轮传动
不存在独立的“向心 力”。
• 例3-1一质量为1kg的石 块系于细绳的一端，其 另一端用手拉住，使石 块以v=6m/s的速度在平 滑桌面上作匀速圆周运 动 ， 如 图 3-1 所 示 ， 求 绳所需的拉力。设绳长 为1.2m。
图3-1 例3-1题图
例3-1一质量为1kg的石 块系于细绳的一端， 其另一端用手拉住， 使 石 块 以 v=6m/s 的 速 度在平滑桌面上作匀 速 圆 周 运 动 ， 如 图 3-1 所示，求绳所需的拉 力。设绳长为1.2m。
解：
2
F ma m R
1 62
1.2
30N
例3-2 如图3-2a所示， 一质量为2000kg的轿 车，驶过半径R=100m 的一段圆弧形桥面。 当车行至桥面最高点 时，其速度大小为 v=40km/h，问汽车对 桥面的压力为多少（g 取9.8ms-2）？
图3-3 例3-2题受力图
解：取汽车为研究对象，画受力图（图3-3）。
周期和频率
周期是描述匀速圆周运动快慢的物理量，用符 号T表示。
周期的倒数叫做频率，用符号f表示。
第二节 刚体定轴转动
第三章 圆周运动和定轴转动
图3-9 轿车仪表台
转动是物体两个最基本的运动形式之一
图3-10曲轴装入发动机机体
刚体的绕定轴转动，简称刚体的转动
速度
（a） 最高车速不得超过 每小时120公里标志
《汽车机械基础》第三章 齿轮传动
一对斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件为：①两斜齿轮的法 面模数相等；②两斜齿轮的法面压力角相等；③若为外啮合传 动，两斜齿轮的螺旋角大小相等，方向相反；若为内啮合传动 ，两斜齿轮的螺旋角大小相等，方向相同。即
外啮合齿轮传动：
mn1 mn2 mn
an1 an2 an
1 2
内啮合齿轮传动：
2．正确啮合的条件
一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端模数压 力角分别相等，即
m1 m2 m
1
2
三、蜗轮蜗杆传动
1．蜗杆传动的特点
蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递空间交错的 两轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般蜗杆为 主动件。 蜗杆传动工作平稳，噪声低，结构紧凑、传动比大（单级蜗
zmin 17
对于齿数少于zmin的齿轮，还可以通过改变刀具与齿坯相 对位置的切齿方法（变位）来防止根切。
第六节 齿轮失效形式及齿轮材料的选择
一、齿轮传动的主要失效形式 二、齿轮材料
一、齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断
轮齿折断形式有两种：一种是在交变载荷作用下，齿根弯曲 应力超过允许限度时，齿根处产生微小裂纹，随后裂纹不继扩 展，最终导致轮齿疲劳折断；另外一种是短时过载或受冲击载 荷发生突然折断。
1 2
n1 n2
O2C O1C
r2' r1'
rb2 rb1
C
上式表明两轮的传动比与两 轮的基圆半径成反比，且为一 定值。这就保证了齿轮传动的 平稳性。
2、中心距可分性：
齿轮制成以后，基圆半径便已确定。因此，传动比也就定 了。所以，安装时若中心距略有变化不会改变传动比大小，此 特性称为中心距可分性。
4.轮辐式齿轮
外啮合齿轮传动：
mn1 mn2 mn
an1 an2 an
1 2
内啮合齿轮传动：
2．正确啮合的条件
一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端模数压 力角分别相等，即
m1 m2 m
1
2
三、蜗轮蜗杆传动
1．蜗杆传动的特点
蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递空间交错的 两轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般蜗杆为 主动件。 蜗杆传动工作平稳，噪声低，结构紧凑、传动比大（单级蜗
zmin 17
对于齿数少于zmin的齿轮，还可以通过改变刀具与齿坯相 对位置的切齿方法（变位）来防止根切。
第六节 齿轮失效形式及齿轮材料的选择
一、齿轮传动的主要失效形式 二、齿轮材料
一、齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断
轮齿折断形式有两种：一种是在交变载荷作用下，齿根弯曲 应力超过允许限度时，齿根处产生微小裂纹，随后裂纹不继扩 展，最终导致轮齿疲劳折断；另外一种是短时过载或受冲击载 荷发生突然折断。
1 2
n1 n2
O2C O1C
r2' r1'
rb2 rb1
C
上式表明两轮的传动比与两 轮的基圆半径成反比，且为一 定值。这就保证了齿轮传动的 平稳性。
2、中心距可分性：
齿轮制成以后，基圆半径便已确定。因此，传动比也就定 了。所以，安装时若中心距略有变化不会改变传动比大小，此 特性称为中心距可分性。
4.轮辐式齿轮
汽车机械基础-汽车常用零件-轴PPT课件
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
第四章 轴
7
阶梯轴
第四章 轴
8
曲轴：
第四章 轴
9
挠性钢丝轴
第四章 轴
10
转轴：机 器中最常 见的轴， 通常简称 为轴。 工作时既 承受弯矩ຫໍສະໝຸດ 又承受转 矩。例：减速器中的轴
第四章 轴
11
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。
第四章 轴
31
(二)轴的基本直径的估算及各段直径 和长度的确定：
轴不是标准零件,需要自己设计计算。
开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位置及支 点情况，无法确定轴的受力情况，只有待轴的结构 设计基本完成后，才能对轴进行受力分析及强度计 算；
一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转受力情况对 轴的直径进行估算；
本章内容
第一节 概述 轴的分类 第二节 轴上零件的布置
第四章 轴
3
第四章 轴
4
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。
第四章 轴
5
任务 一.轴的分类
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
第四章 轴
6
2.按轴的结构形状分：
第四章 轴
26
一般结构设计的已知条件有：
• 机器的装配简图； • 轴的转速； • 传递的功率； • 轴上零件的主要参数和尺寸等。
轴的设计区别于其它零件设计过程的显著特点是： 必须先进行结构设计，然后才能进行工作能力 的核算。
重点：阶梯轴
例汽车轴
第四章 轴
7
阶梯轴
第四章 轴
8
曲轴：
第四章 轴
9
挠性钢丝轴
第四章 轴
10
转轴：机 器中最常 见的轴， 通常简称 为轴。 工作时既 承受弯矩ຫໍສະໝຸດ 又承受转 矩。例：减速器中的轴
第四章 轴
11
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。
第四章 轴
31
(二)轴的基本直径的估算及各段直径 和长度的确定：
轴不是标准零件,需要自己设计计算。
开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位置及支 点情况，无法确定轴的受力情况，只有待轴的结构 设计基本完成后，才能对轴进行受力分析及强度计 算；
一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转受力情况对 轴的直径进行估算；
本章内容
第一节 概述 轴的分类 第二节 轴上零件的布置
第四章 轴
3
第四章 轴
4
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。
第四章 轴
5
任务 一.轴的分类
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
第四章 轴
6
2.按轴的结构形状分：
第四章 轴
26
一般结构设计的已知条件有：
• 机器的装配简图； • 轴的转速； • 传递的功率； • 轴上零件的主要参数和尺寸等。
轴的设计区别于其它零件设计过程的显著特点是： 必须先进行结构设计，然后才能进行工作能力 的核算。
《机械基础》轴与轴承课件
知识梳理
②对开式滑动轴承 对开式滑动轴承(图8-13)结构复杂，可以调整磨损 造成的间隙，安装方便，适用于中高速、重载工作 的机器。
知识梳理
六、轴瓦的结构
轴瓦是滑动轴承中的重要零件，它的结构设计是否合理对滑动 轴承性能影响很大。为了节省贵重材料或结构需要，常在轴瓦的内 表面浇注一层轴承合金，称为轴承衬。轴瓦应具有一定的强度和刚 度，在滑动轴承中定位可靠，便于注入润滑剂，容易散热，并且装 拆、调整方便。
知识梳理
2.按接触角α分类 滚动体与滚道接触点或接触线中点的公法线与滚动轴承径向平面之间的夹角 称为滚动轴承的接触角，用α表示，如图8-18所示。
知识梳理
根据接触角α的大小可以将滚动轴承分为： ①径向接触轴承(α=0°)只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷。 ②角接触向心轴承(0°<α<45°)以承受径向载荷为主，承受轴向载荷为辅。 ③角接触推力轴承(45°≤α<90°)以承受轴向载荷为主，承受径向载荷为辅。 ④轴向接触轴承(α=90°)只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷
【答案】C
高考模拟
10.对于内燃机的连杆轴承，常采用的润滑方法是( )。 A.滴油润滑 B.油环润滑 C.飞溅润滑 D.压力润滑
【答案】D
高考模拟
11.一般用于中速、中重载及冲击条件下的轴承选用( )材料。 A.铸铁 B.青铜合金 C.轴承合金 D.尼龙
【答案】B
高考模拟
12.滑动轴承材料的摩擦顺应性越好，其耐磨性就越好。（ ） 【答案】√
13.采用优质碳素结构钢制造的轴，其疲劳强度一定低于合金结构钢制造 的轴。（ ） 【答案】×
高考模拟
14.只要滑动轴承的材料具有良好的耐磨性，就一定能保证其长时间可靠 工作。（ ） 【答案】× 15.只要轴瓦材料具有良好的嵌入性，就可以不考虑其减摩性。( )
机械基础教案——轴的结构课件
机械基础教案——轴的结构课件一、教学内容本节课选自《机械基础》教材第三章第二节，详细内容围绕轴的结构进行讲解。
主要内容包括：轴的定义、轴的分类、轴的结构设计、轴的强度计算、轴的直径选择和轴的材料等。
二、教学目标1. 理解轴的基本概念，掌握轴的分类和结构设计方法。
2. 学会轴的强度计算，能根据实际需求选择合适的轴径和材料。
3. 培养学生的空间想象能力和工程实践能力，提高解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：轴的强度计算和直径选择。
教学重点：轴的结构设计方法和轴的材料选择。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、轴的实物模型、计算器。
2. 学具：教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用PPT展示实际工程中的轴的应用，引导学生思考轴的作用和结构。
2. 知识讲解（15分钟）（1）轴的定义和分类。
（2）轴的结构设计方法。
（3）轴的强度计算。
3. 例题讲解（15分钟）选取一道典型例题，讲解轴的强度计算过程。
4. 随堂练习（10分钟）让学生根据所学知识，完成一道轴的结构设计题目。
5. 互动环节（5分钟）学生展示自己的设计成果，教师点评并给予指导。
六、板书设计1. 轴的定义、分类、结构设计方法。
2. 轴的强度计算公式。
3. 轴的材料选择原则。
七、作业设计1. 作业题目：设计一个简易的轴，并计算其强度。
2. 答案：根据轴的强度计算公式，选择合适的轴径和材料。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对轴的结构设计和强度计算掌握程度较高，但对轴的材料选择还需加强。
2. 拓展延伸：让学生了解轴在实际工程中的应用，了解不同行业的轴的特点和设计要求。
鼓励学生在课后查阅相关资料，提高自己的实践能力。
重点和难点解析1. 轴的强度计算和直径选择。
2. 轴的结构设计方法。
3. 作业设计中的实际应用题。
一、轴的强度计算和直径选择1. 确定轴所承受的载荷类型（如扭矩、弯矩等）。
2. 根据载荷类型选择合适的强度计算公式。
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特点：工作时只承受弯矩，起支撑作用。
固定心轴 传动轴
特点：工作时只承受扭距，不承受弯矩或 承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。
转轴
特点：工作时既承受弯矩，又承受扭距， 既起支撑作用又起传递动力作用，是机器 中最常用的一种轴。
心轴——只受弯矩不传递扭矩
自行车前轴属于哪种？
传动轴——主要受扭矩
转轴——同时受扭矩和弯矩
应用：适用于轴向力小，转速低的场合；辅助连接。
周向固定方法
—— 过盈配合联接
特点：结构简单，对中性好，选择不同的配合可有 不同的联接强度 ； 应用：不适用于重载和经常拆卸的场合；
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
正确答案
轴的材料 碳素钢——常用45#，正火调质 合金钢——对应力集中较敏感。 注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。 ②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度
轴向固定方法 —— 圆螺母定位
特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大轴向力；
应用：常用于轴的中部和端部；
轴向固定方法
—— 轴端挡圈固定
特点：工作可靠，结构简单；
应用：用于轴端定位，可承受剧烈振动和冲击；
正 确
错 误
套筒
轴用圆螺母 螺纹退刀槽, 砂轮越程槽
圆锥面（+挡圈、螺母）
适用于有冲击载荷和对中性 要求较高的场合，常用于轴端 零件的固定。
三、轴的结构工艺性
1、阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以 便于轴上零件的装拆；
2、轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位 应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小 一致和圆角半径相同，以便于加工；
3、轴上需要切制螺纹或进行磨削时， 应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽；
4、当轴上有两个以上键槽时，槽宽应 尽可能统一，并布置在同一直线上，以 利加工。
类发动机中，如内燃机、空气压缩机、活塞泵及冲
床中的轴等。
§3—1 轴
4、绕性轴特点：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，适用于连续振
动的场合，具有缓和冲击的作用。常用于医疗器械
和电动手持小型机具（如绞孔机、刮削机）中
根据承载情况不同，直轴又可以分为：心轴、传动 轴和转轴三类。 心轴 转动心轴
弹性挡圈
特点：结构简单,常用于滚动轴承的轴向固定， 只能承受很小的轴向力。
轴向固定方法
—— 弹性挡圈固定
特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；
应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位；
圆螺母加止动垫片
注意：圆螺母与轴的相应 端面应留有间隙。
特点：多用于轴端，可承受 较大轴向力，但螺纹对轴削 弱较大。
第3-1
轴
§3-1 概 述
一、轴的用途及分类
用途：支承回转零件及传递运动和动力。
曲轴 分类： 转 轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。 直轴 心 轴─只承受弯矩的轴 转动心轴 固定心轴 如火车车轮轴 如自行车前轴
传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车后桥的传动轴。 轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。 除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空 间位置。
二、简答题 1、用圆螺母轴向固定，为何必须加止 动垫圈或使用双螺母？
为防止圆螺母松脱。
2、轴用弹性挡圈是怎样安装到轴槽里 的？
利用轴用弹性挡圈安装钳撑开挡圈放入轴槽内。
三、改错题 如图所示轴的结构有哪些地方需要改进？ 为什么？如何改进？
结束
键槽
课堂练习
一、选择 1、具有固定可靠、装拆方便等特点，常用于轴上零件距离较大处 及轴端零件的轴向固定是（ A ）。 A. 圆螺母 B. 圆锥面 C.轴肩与轴环 2、在轴上支承回转零件的部分称为（ B ）。 A.轴颈 B. 轴头 C.轴身 3、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点，广泛 应用于各种轴上零件的轴向固定是（ B ）。 A.紧定螺钉 B. 轴肩与轴环 C.键连接 4、接触面积大、承载能力强、对中性和导向性都好的周向固定是 （ B ）。 A.紧定螺钉 B. 花键连接 C.平键连接 5、加工容易、装拆方便，应用最广泛的周向固定是 （ A ）。 A.平键连接 B. 过盈配合 C.花键连接
（1）轴肩、轴环
特点：结构简单，定位可靠，可承受 较大轴向力； 但是使轴径增大，引起应力集 中。
轴肩
轴环
错误
正确
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力；
应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位；
（2）套筒
轴向固定方法
—— 套筒定位
特点：固定可靠，承受轴向力大； 应用：多用于轴上相邻两零件相距不远的场合；
轴的结构
二、制造安装要求
为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯 轴 。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直 径从轴端逐渐向中间增大，可依次将齿轮、 套筒、左端滚动轴承、轴承盖和带轮从轴 的左端装拆，另一滚动轴承从右端装拆。 为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的 台阶处都应有倒角。 磨削的轴段应留有砂轮越程槽；车制螺纹 的轴段应留有退刀槽。
转轴的结构
轴的结构应满足的要 求：
加工工艺性要好，即轴应便于加工。 便于轴上零件装拆，调整方便。 轴上零件要有准确的定位。 轴上零件要有可靠的固定。 尽量使轴的受力合理，尽量减少应力集中。 一、加工工艺要求
阶梯轴
轴的结构
轴头
轴身
轴颈
轴颈（支撑部分）－ 与轴承相配的部分； 轴头（工作部分）－ 与轮毂相配的部分； 轴身（连接部分）－ 连接轴颈与轴头的部分；
轴的结构
倒角
砂轮越程槽
轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过度 圆角，便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减少应 力集中，尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。 螺纹退刀槽或砂轮越程槽，防止破坏零件左端面。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在 同一条直线上，以利于加工。
周向固定方法
—— 键联接
特点：制造简单，装拆方便，对中性好 ；
应用：应用最广；同一轴上键槽位于圆柱同一母 线上，且取相同尺寸
周向固定方法
—— 花键联接
特点：接触面积大，承载能力高，对中性和导向性好 ；
应用：适用于载荷较大和对定心精度要求较高的动联 接或静联接 ；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
周向固定方法
—— 紧定螺钉固定
特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；
按轴线形状分
直轴： 光轴
阶梯轴
曲轴
§3—1 轴
1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集中源较 少；轴上零件不易装配及定位。如自行车心轴、车
床光杠。
§3—1 轴
2、阶梯轴特点：加工复杂，应力集中源较多，容易 实现轴上零件装配及定位。如减速器中的轴。
§3—1 轴
3、曲轴特点：常用于将回转运动转变为直线往复运 动或将直线往复运动转变为回转运动。主要用于各
固定心轴 传动轴
特点：工作时只承受扭距，不承受弯矩或 承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。
转轴
特点：工作时既承受弯矩，又承受扭距， 既起支撑作用又起传递动力作用，是机器 中最常用的一种轴。
心轴——只受弯矩不传递扭矩
自行车前轴属于哪种？
传动轴——主要受扭矩
转轴——同时受扭矩和弯矩
应用：适用于轴向力小，转速低的场合；辅助连接。
周向固定方法
—— 过盈配合联接
特点：结构简单，对中性好，选择不同的配合可有 不同的联接强度 ； 应用：不适用于重载和经常拆卸的场合；
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
正确答案
轴的材料 碳素钢——常用45#，正火调质 合金钢——对应力集中较敏感。 注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。 ②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度
轴向固定方法 —— 圆螺母定位
特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大轴向力；
应用：常用于轴的中部和端部；
轴向固定方法
—— 轴端挡圈固定
特点：工作可靠，结构简单；
应用：用于轴端定位，可承受剧烈振动和冲击；
正 确
错 误
套筒
轴用圆螺母 螺纹退刀槽, 砂轮越程槽
圆锥面（+挡圈、螺母）
适用于有冲击载荷和对中性 要求较高的场合，常用于轴端 零件的固定。
三、轴的结构工艺性
1、阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以 便于轴上零件的装拆；
2、轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位 应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小 一致和圆角半径相同，以便于加工；
3、轴上需要切制螺纹或进行磨削时， 应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽；
4、当轴上有两个以上键槽时，槽宽应 尽可能统一，并布置在同一直线上，以 利加工。
类发动机中，如内燃机、空气压缩机、活塞泵及冲
床中的轴等。
§3—1 轴
4、绕性轴特点：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，适用于连续振
动的场合，具有缓和冲击的作用。常用于医疗器械
和电动手持小型机具（如绞孔机、刮削机）中
根据承载情况不同，直轴又可以分为：心轴、传动 轴和转轴三类。 心轴 转动心轴
弹性挡圈
特点：结构简单,常用于滚动轴承的轴向固定， 只能承受很小的轴向力。
轴向固定方法
—— 弹性挡圈固定
特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；
应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位；
圆螺母加止动垫片
注意：圆螺母与轴的相应 端面应留有间隙。
特点：多用于轴端，可承受 较大轴向力，但螺纹对轴削 弱较大。
第3-1
轴
§3-1 概 述
一、轴的用途及分类
用途：支承回转零件及传递运动和动力。
曲轴 分类： 转 轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。 直轴 心 轴─只承受弯矩的轴 转动心轴 固定心轴 如火车车轮轴 如自行车前轴
传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车后桥的传动轴。 轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。 除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空 间位置。
二、简答题 1、用圆螺母轴向固定，为何必须加止 动垫圈或使用双螺母？
为防止圆螺母松脱。
2、轴用弹性挡圈是怎样安装到轴槽里 的？
利用轴用弹性挡圈安装钳撑开挡圈放入轴槽内。
三、改错题 如图所示轴的结构有哪些地方需要改进？ 为什么？如何改进？
结束
键槽
课堂练习
一、选择 1、具有固定可靠、装拆方便等特点，常用于轴上零件距离较大处 及轴端零件的轴向固定是（ A ）。 A. 圆螺母 B. 圆锥面 C.轴肩与轴环 2、在轴上支承回转零件的部分称为（ B ）。 A.轴颈 B. 轴头 C.轴身 3、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点，广泛 应用于各种轴上零件的轴向固定是（ B ）。 A.紧定螺钉 B. 轴肩与轴环 C.键连接 4、接触面积大、承载能力强、对中性和导向性都好的周向固定是 （ B ）。 A.紧定螺钉 B. 花键连接 C.平键连接 5、加工容易、装拆方便，应用最广泛的周向固定是 （ A ）。 A.平键连接 B. 过盈配合 C.花键连接
（1）轴肩、轴环
特点：结构简单，定位可靠，可承受 较大轴向力； 但是使轴径增大，引起应力集 中。
轴肩
轴环
错误
正确
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力；
应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位；
（2）套筒
轴向固定方法
—— 套筒定位
特点：固定可靠，承受轴向力大； 应用：多用于轴上相邻两零件相距不远的场合；
轴的结构
二、制造安装要求
为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯 轴 。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直 径从轴端逐渐向中间增大，可依次将齿轮、 套筒、左端滚动轴承、轴承盖和带轮从轴 的左端装拆，另一滚动轴承从右端装拆。 为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的 台阶处都应有倒角。 磨削的轴段应留有砂轮越程槽；车制螺纹 的轴段应留有退刀槽。
转轴的结构
轴的结构应满足的要 求：
加工工艺性要好，即轴应便于加工。 便于轴上零件装拆，调整方便。 轴上零件要有准确的定位。 轴上零件要有可靠的固定。 尽量使轴的受力合理，尽量减少应力集中。 一、加工工艺要求
阶梯轴
轴的结构
轴头
轴身
轴颈
轴颈（支撑部分）－ 与轴承相配的部分； 轴头（工作部分）－ 与轮毂相配的部分； 轴身（连接部分）－ 连接轴颈与轴头的部分；
轴的结构
倒角
砂轮越程槽
轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过度 圆角，便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减少应 力集中，尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。 螺纹退刀槽或砂轮越程槽，防止破坏零件左端面。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在 同一条直线上，以利于加工。
周向固定方法
—— 键联接
特点：制造简单，装拆方便，对中性好 ；
应用：应用最广；同一轴上键槽位于圆柱同一母 线上，且取相同尺寸
周向固定方法
—— 花键联接
特点：接触面积大，承载能力高，对中性和导向性好 ；
应用：适用于载荷较大和对定心精度要求较高的动联 接或静联接 ；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
周向固定方法
—— 紧定螺钉固定
特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；
按轴线形状分
直轴： 光轴
阶梯轴
曲轴
§3—1 轴
1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集中源较 少；轴上零件不易装配及定位。如自行车心轴、车
床光杠。
§3—1 轴
2、阶梯轴特点：加工复杂，应力集中源较多，容易 实现轴上零件装配及定位。如减速器中的轴。
§3—1 轴
3、曲轴特点：常用于将回转运动转变为直线往复运 动或将直线往复运动转变为回转运动。主要用于各