汽车机械基础课件第十二章
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《汽车机械基础》课件 第12章
可用于密封润滑油和 润滑脂，特别适合要求 密封效果较好的场合
6．汽车轴承的应用
汽车轴承泛指汽车各部位使用的各种通用和专用滚动轴承。
与汽车划分为发动机、传动系、转向系及
空调系统相对应，按安装部位汽车轴承可
首先划分为发动机轴承、传动系轴承、转
向系轴承及空调机轴承等四类轴承，继而
可进一步细分至上述系统的各个部件乃至
3．球墨铸铁
轴的毛坯一般采用圆钢或锻件，尺寸较大且形状复杂的轴（如曲轴、凸 轮轴等）可采用球墨铸铁或高强度铸造材料来铸造。球墨铸铁具有成本 低、强度较高、耐磨性和减振性良好、易切削和对应力集中敏感性较低 等优点，但铸件品质需要靠良好的铸造工艺来保证。
12.1.3 轴的结构及工艺
轴的结构通常都要满足以下要求：轴和安装在轴上的零件都要有准确的 工作位置；轴上的零件要便于装拆；轴应具有良好的工艺性；轴上零件 的位置和受力应合理；尽量减少应力集中，以提高轴的刚度和强度。
（1）轴向定位与固定
零件的轴向固定可采用以下方式：轴肩（轴环）、弹性挡圈、套筒、圆 螺母、轴端挡圈、紧定螺钉及圆锥形轴头等，如表12-3所示。
（2）周向定位与固定
常用的周向固定方法包括键连接、花键连接、销连接、型面连接、紧定 螺钉连接和零件与轴的过盈配合等，如图12-8所示。
（a）平键连接 （b）花键连接 （c）销连接（d）型面连接（e）过盈连接
12.1.2 轴的材料
2．合金钢
合金钢比碳素钢具有更好的机械性能和可淬性，但对应力集中敏感，且 价格较高，因此，一般用于重要、承受重载而尺寸受限或要求具有耐腐 蚀性、耐磨性的轴，常用的合金钢有20CrMnTi，38CrMoAl，40Cr等。由 于合金钢和碳素钢的弹性模量相差很小，因此，通过采用合金钢来提高 轴的刚度，效果不佳。
第十二部分轮系教学课件
❖该结论可推广到周转轮系的转化轮系传动比计算
的一般情况：
+ i1Hk
n1 nH nk nH
(1)m
轮 1至 轮 轮 1至 轮
k 之 间 各对 齿轮 的 从动轮 k 之 间 各对 齿轮 的 主 动轮
齿数连 乘积 齿数连 乘积
汽车机械基础第十二章 轮系
三. 混合轮系传动比的计算
方法：
先将混合轮系分解 成基本周转轮系和定 轴轮系，然后分别列 出传动比计算式，最 后联立求解。
外啮合次数为偶数时轮系的传动比为正，从动件 的转向与主动轮相同；
外啮合次数为奇数时，轮系的传动比为负，从动 件的转向与主动轮相反。
汽车机械基础第十二章 轮系
2.平面定轴轮从动轮转向的确定
用画箭头的方法确定平面定 轴轮系从动轮转向： 箭头方向表示齿轮（或构 件）最前点的线速度方向。
惰轮——不影响传动比大 小，只起改变从动轮转向作 用的齿轮。
汽车机械基础第十二章 轮系
3.空间定轴轮系传动比的计算
传动比的大小仍采用推广式计算，用画箭头的方
法确定从动轮的转向：
圆锥齿轮传动：表示齿轮副转向的箭头同时指向
或同时背离节点；
蜗杆传动：用蜗杆“左、右手法则”，对右旋蜗
杆，用右手握住蜗杆的轴线，四指弯曲方向与蜗杆
转动方向一致，则与拇指的指向相反的方向就是蜗
Z2=1～4。渐开线少齿差行星减速器单级iHV可达 135，两级iHV可达1000以上，结构紧凑，应用广 泛。
汽车机械基础第十二章 轮系
二、轮系的功用：
5.实现分路传动
滚齿机轮系
汽车机械基础第十二章 轮系
二.轮系的功用
5.实现运动合成与分解 例：汽车后桥差速器
电子教案与课件：机械基础 12.2认识螺纹连接
将两半联轴器的螺栓孔对齐，接合面贴紧，将6个螺栓依次穿过螺栓孔后，套上弹簧垫 圈，拧上螺母，使用扳手对角逐个拧紧，并凭感觉和经验来控制预紧力。 注意：螺栓的穿入方向要一致。
14
例12-2 如下图所示凸缘联轴器，用6个M20的螺栓加平垫圈和标准螺母将两个半联轴器紧 固在一起。工作一段时间后，螺纹连接出现松动，螺栓和螺母出现了滑牙，不能正常使用。 试分析原因，重新更换螺纹连接件并做适当防松、紧固处理。
凸缘联轴器 15
解：一、螺纹连接失效分析 根据两半联轴器连接的特点，此处采用螺栓连接是恰当的。工作一段时间后螺纹连接出
(a)测力矩扳手
（b）定力矩扳手`
图12-9 预紧力控制扳手
10
2 螺纹连接的防松
一般螺纹连接具有自锁性，在静载荷作用下，工作温度变化不大时，这种自锁性能防止螺母 松脱。但在实际工作中，当外载荷有振动、变化时，或材料高温蠕变等会造成摩擦力减少， 螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹连接松动，经过反复作用，螺纹 连接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。 螺纹连接防松的原理就是消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。 常用的防松方法见表12-3。
图例
结构及应用
有普通螺栓和铰制孔用螺栓，精度分为 A、B、C三级，通常多用C级，杆部螺纹长 度可以根据需要确定。
双头螺 柱
两端带螺纹，分A型（有退刀槽）和B型 （无退刀槽）。
螺钉
螺钉的结构与螺栓相似，但头部的形状较 多，有六角头、圆柱头、半圆头、沉头等， 旋具槽有内六角孔、十字槽、一字槽等。
8
紧定螺 钉
机械基础
第十二章 螺纹连接与螺旋传动
第二节 认识螺纹连接
14
例12-2 如下图所示凸缘联轴器，用6个M20的螺栓加平垫圈和标准螺母将两个半联轴器紧 固在一起。工作一段时间后，螺纹连接出现松动，螺栓和螺母出现了滑牙，不能正常使用。 试分析原因，重新更换螺纹连接件并做适当防松、紧固处理。
凸缘联轴器 15
解：一、螺纹连接失效分析 根据两半联轴器连接的特点，此处采用螺栓连接是恰当的。工作一段时间后螺纹连接出
(a)测力矩扳手
（b）定力矩扳手`
图12-9 预紧力控制扳手
10
2 螺纹连接的防松
一般螺纹连接具有自锁性，在静载荷作用下，工作温度变化不大时，这种自锁性能防止螺母 松脱。但在实际工作中，当外载荷有振动、变化时，或材料高温蠕变等会造成摩擦力减少， 螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹连接松动，经过反复作用，螺纹 连接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。 螺纹连接防松的原理就是消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。 常用的防松方法见表12-3。
图例
结构及应用
有普通螺栓和铰制孔用螺栓，精度分为 A、B、C三级，通常多用C级，杆部螺纹长 度可以根据需要确定。
双头螺 柱
两端带螺纹，分A型（有退刀槽）和B型 （无退刀槽）。
螺钉
螺钉的结构与螺栓相似，但头部的形状较 多，有六角头、圆柱头、半圆头、沉头等， 旋具槽有内六角孔、十字槽、一字槽等。
8
紧定螺 钉
机械基础
第十二章 螺纹连接与螺旋传动
第二节 认识螺纹连接
机械基础12第十二章 综合实践 手动变速器传动机构的拆装
输入轴的前端和轴承座壳体，直至后盖和轴承座壳体结合处出现松动。
综合实践 手动变速器传动机构的拆装
想一想
变速器后盖的密封是动密封还是静密封?这种密封在机械上有什么
要求?
（3）小心地将三挡和四挡拨叉轴移向三挡方向，取出小止动挡块， 将拨叉轴重新推至空挡位置（注意：拨叉轴不能拉出太远，否则同步 器内的挡块会弹出来，拨叉轴不能回到空挡位置）。
（7）将变速器壳体固定在台虎钳上，钳口应有较软的金属保持垫
片，以防夹坏机件。 （8）取出三挡和四挡拨叉轴的夹紧套筒，将三挡和四挡拨叉轴往 回拉，直至可以把三挡和四挡拨叉取出为止。
（9）将一挡和二挡拨叉轴重新放在空挡位置，取出输入轴。
（10）压出倒挡齿轮轴，并取出倒挡齿轮。 （11）用小冲头冲出一挡和二挡拨叉上的弹性销，并取出弹性夹 片。 （12）用工具拉出输出轴总成（注意：在拉出输出轴总成的同时， 应注意一挡和二挡拨叉轴的间隙，以防卡住）。
综合实践 手动变速器传动机构的拆装
想一想
变速器总成分解时，要注意哪些事项? 2．分解输入、输出轴总成 1）分解输入轴（图12-3）
（1）拆下有齿的锁环，从轴上取下四挡齿轮、滚针轴承、同步环，
再取下三挡和同步器接合套、滑块及滑块弹簧。
综合实践 手动变速器传动机构的拆装
图12-3 输入轴分解图
综合实践 手动变速器传动机构的拆装
综合实践 手动变速器传动机构的拆装
综合实践描述 通过拆装手动变速器传动机构，学习机械中各种零部件的正确拆 装方法，同时，将实践操作与课程理论内容相结合，系统掌握机械基 础知识，对手动变速器进行简单调试，提高学生分析机械、解决问题
的能力。
综合实践 手动变速器传动机构的拆装
实践要求 完成本综合实践以后，你应能： 1．认识手动变速器传动机构的组成，知道它在汽车上的作用； 2．用正确的方法拆装汽车手动变速器传动机构；
《机械设计基础》第12章 蜗杆传动
2、重合度大，传动平稳，噪声低；
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
汽车机械基础全套ppt课件收藏版
何雪汽车制造工程系何雪汽车制造工程系汽车机械基础整体设计模块一汽车常用构件力学分析整体设计模块一汽车常用构件力学分析11静力学基础静力学基本概念的认识静力学公里约束反力的确定12平面力系平面汇交力系力矩及平面力偶的应用平面任意力系的应用11静力学基础静力学基本概念的认识静力学公里约束反力的确定12平面力系平面汇交力系力矩及平面力偶的应用平面任意力系的应用13构件承载能力分析轴向拉伸或压缩剪切与挤压圆轴扭转与梁的弯曲轴向拉伸或压缩剪切与挤压圆轴扭转与梁的弯曲汽车机械基础课程整体设计介绍汽车机械基础课程整体设计介绍课程定位??汽车专业的一门专业基础课程
研究力系的合成与平衡问题通常有两种方 法，即几何法和解析法。
图2.1
图2.2
图2.3
一、平面汇交力系
1、概述
各力的作用线全部汇交于一点的力系。
Ｆ３ Ｆ２
Ｆ１
2、力在坐标轴上的投影
力F在坐标轴上的投影向
量即为坐标轴方向的分力 。
投影数值：
Fx=Fcos
Fy=Fcosβ
投影 Fx
X
F
a b
信
训
息
练
项
目
《汽车机械基础 》基础知识
汽常 轴 汽 液
车用系 车 压
机构零 传 传
械件件 动 动
基力
机
础学
构
简分
介析
《汽车机械基础 》单元设计
约
汽
束
车
反
起
力 …… 重
的 确 定
机 液 压 系
统
的
分
析
教学重难点
重点1 轴的结构设计 重点2 渐开线直齿圆柱齿轮的结构设计 重点3 轮系传动比的计算 难点1 构件承载能力分析 难点2 液压基本回路的分析
研究力系的合成与平衡问题通常有两种方 法，即几何法和解析法。
图2.1
图2.2
图2.3
一、平面汇交力系
1、概述
各力的作用线全部汇交于一点的力系。
Ｆ３ Ｆ２
Ｆ１
2、力在坐标轴上的投影
力F在坐标轴上的投影向
量即为坐标轴方向的分力 。
投影数值：
Fx=Fcos
Fy=Fcosβ
投影 Fx
X
F
a b
信
训
息
练
项
目
《汽车机械基础 》基础知识
汽常 轴 汽 液
车用系 车 压
机构零 传 传
械件件 动 动
基力
机
础学
构
简分
介析
《汽车机械基础 》单元设计
约
汽
束
车
反
起
力 …… 重
的 确 定
机 液 压 系
统
的
分
析
教学重难点
重点1 轴的结构设计 重点2 渐开线直齿圆柱齿轮的结构设计 重点3 轮系传动比的计算 难点1 构件承载能力分析 难点2 液压基本回路的分析
《汽车机械基础》课件
2. 发动机的工作循环：介绍发动机的工作过程 ，包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，以 及这些冲程中能量的转化和利用。
3. 发动机的性能指标：讲解发动机的功率、扭 矩、燃油经济性等性能指标，并介绍如何通过 这些指标评估发动机的性能。
4. 常见类型和特点：介绍汽油机和柴油机的区 别和特点，以及不同类型发动机的应用场景和 优缺点。
智能辅助驾驶技术
智能辅助驾驶技术通过提供驾驶 辅助，减轻了驾驶者的负担，提 高了驾驶舒适性。
V2X通信技术
V2X通信技术使得车辆与周围环境 、其他车辆及交通设施实现信息交 互，提高了行车安全性和交通效率 。
车联网技术
车际通信技术
车际通信技术使得车辆之间可以进行信息交互，为自动驾驶和智能驾驶提供 了更高效和安全的支持。
《汽车机械基础》课件
2023-10-30
contents
目录
• 汽车机械基础概述 • 汽车机械基础核心概念 • 汽车机械基础理论知识 • 汽车机械基础实验与实践 • 汽车机械基础前沿技术与发展趋势 • 汽车机械基础课程建设与教学改革
01
汽车机械基础概述
汽车机械的发展历程
古代马车时代 内燃机的诞生与汽车的出现
液压控制阀
控制液体的流量、压力等参数，实现液压系统的各种动作。
04
汽车机械基础实验与实践
汽车发动机拆装实验
• 总结词：通过拆装实验，学生可以深入了解汽车发动机的构造和工作原理，提高实际操作技能，为今后的 学习和职业发展打下坚实的基础。
• 详细描述 • 实验目的：通过拆装实验，使学生深入了解汽车发动机的构造和工作原理，提高实际操作技能，为今后的
4. 类型和特点：介绍轿车、SUV、跑车等不同 类型车身的特点和应用场景，以及不同类型车 身的优缺点。
《机械基础》第十二章轴承课件
02 新知学习
二、滚动轴承的代号
深沟球轴承
（3）制冷系统的工作原理
压缩机不运转同时尺，将寸蒸发的器轴内产承生的低压带低防温蒸尘气盖吸入的气轴缸，承经过压缩外，圈使蒸上气有的压止力和动温槽度分的别轴增高承到（70～
80℃，1 500 kPa）后排入冷凝器。 在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体（50～60℃，
二、蜗轮 （1）与蜗杆组成交错轴齿轮副且轮齿沿着齿宽方向呈内凹弧形的斜 齿轮称为蜗轮 （2）蜗轮一般在滚齿机上用与蜗杆形状和参数相同的滚刀或飞刀加 工而成
02 新知学习
深沟球轴承用保持架
保持架
圆锥滚子轴承用保持架
02 新知学习
2．滚动轴承的类型 滚动轴承： （3）向制心冷系轴统承的工和作推原理力轴承
02 新知学习
3）常用轴承尺寸系列代号
（3）制冷系统的工作原理
压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸入气缸，经过压缩，使蒸气的压力和温度分别增高到（70～ 80℃，1 500 kPa）后排入冷凝器。
在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体（50～60℃， 1 500 kPa），然后流入储液干燥器，并经过过滤干燥后流出。
1 500 kPa），然后流入储液干燥器，并经过过滤干燥后流出。 经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，
吸收车厢内空气的热量，然后又进入压缩机进行下一轮循环。这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节
流和蒸发四个过程，完成了一个制冷循环。
1 500 kPa），然后流入储液干燥器，并经过过滤干燥后流出。 经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，
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以是转动的，如图12-1(a)所示为火车的轮轴;也可以是固定的，如 图12-1(b)所示为自行车的前轮轴。 • (2)传动轴。只传递转矩的轴称为传动轴，如图12-2所示连接汽车 变速器与后桥的轴。
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12. 1轴
• (3)车令轴。既承受弯矩又传递转矩的轴称为转轴。转轴是机械中 最常见的轴，如齿轮减速箱的轴均是转轴，如图12-3所示。
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12. 1轴
• 例如，采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr, 20CrMnTi等低碳合金 钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性;汽轮发电机转子轴在高温、高 速和重载条件下工作，必须具有良好的高温机械性能，常采用 27Cr2MolV, 38CrMoAlA等合金结构钢。值得注意的是:钢材的种类 和热处理对其弹性模量影响甚小，因此如欲采用合金钢代替碳素钢或 通过热处理来提高轴的刚度，收效甚微。此外，合金钢对应力集中敏 感性较强，且价格较高。
化处理来实现。采用滚压、喷丸或渗碳、氰化、氮化、高频淬火等表 面强化处理方法，可以大大提高轴的承载能力。
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12. 1轴
• 12.1.3轴的材料
• 轴的常用材料是碳素钢及合金钢，有时也用球墨铸铁。 • 1.碳素钢 • 优质中碳钢35~50钢因具有较高的综合机械性能，常用于比较重要或
所示)，以保证加工的完整和方便。 • 轴上有多个键槽时，应将键槽布置在同一母线上，以免加工键槽时
多次装夹，从而提高生产效率。
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12. 1轴
• 如有可能，应使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及 中心孔等尺寸分别相同，并符合标准和规定，以利于加工和检验。
• 轴上配合轴段直径应取标准值(GB/T 2822-2005);与滚动轴承配合 的轴段直径应按滚动轴承内径尺寸选取;轴上的螺纹部分直径应符合 螺纹标准等。
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12. 1轴
• 键槽端部与阶梯处距离不宜过小，以避免损伤过渡圆角及减少多种 应力集中源重合的机会。键槽根部圆角半径越小，应力集中越严重。 因此在重要轴的零件图上应注明其大小。避免在轴上打印及留下一些 不必要的痕迹，因为它们可能成为初始疲劳裂纹源。
• 2)改善轴的表面质量 • 提高轴的表面质量可通过提高轴的表面精度、进行热处理或表面强
的拆卸。 • 3.提高轴的疲劳强度 • 轴通常在变应力下工作，多数轴因疲劳而失效，因此设计轴时，应
设法提高其疲劳强度。常采取的措施有以下两种。 • 1)改进轴的结构形状 • 轴的破坏大多是因为疲劳破坏。提高轴的抗疲劳破坏强度的关键是
减少应力集中，尽量使轴径变化处过渡平缓，并采用较大的过渡圆角。 如相配合零件内孔倒角或圆角很小时，可采用凹切圆角(如图12-7(a) 所示)或过渡肩环(如图12-7(b)所示)。
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12. 1轴
• 2．良好的结构工艺性 • 在进行轴的结构设计时，应尽可能使轴的形状简单，并且具有良好
的加工下艺性能和装配工艺性能。 • 1)加工工艺性 • 轴的直径变化应尽可能少，应尽量少切削量。 • 轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽(如图12-6
• 2)装配工艺性 • 为了便于轴上零件的装配，常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶
梯轴，使轴上零件通过轴的轴段直径小于轴上零件的孔径。轴上的各 阶梯，除轴上零件轴向固定的可按表12-3确定轴肩高度外，其余仅为 便于安装而设置的轴肩，轴有高度可取0. 5~3mm。
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12. 1轴
• 轴端应倒角，并去掉毛刺，以便于装配。 • 固定滚动轴承的轴肩高度应符合轴承的安装尺寸要求，以便于轴承
承载较大的轴，其中45钢的应用范围最广。对于这类材料，可通过调 质或正火等热处理方法改善和提高其机械性能。普通碳素钢Q235, Q275等可用于不重要或承载较小的轴。 • 2.合金钢 • 合金钢具有较高的综合力学性能和较好的热处理性能，常用于重要、 承载质量很大而尺寸受限或有较高耐磨性、防腐性要求的轴。
汽车机械基础课件第十二章
12. 1轴
• 轴是机械中的重要零件，其功用主要是承受转矩与弯矩，支撑其他 回转件，如齿轮、带轮等，并传递运动和动力。本节主要介绍轴的分 类、结构、材料等。
• 12.1.1轴的分类
• 轴一般根据其承受的载荷和结构形状来分类。 • 根据所受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。 • (1)心轴。只承受弯矩作用的轴称为心轴，如图12-1所示。心轴可
• 12.1.2轴的结构特征
• 轴一般由轴头、轴身和轴颈三部分组成。轴上与传动零件或联轴器、 离合器相配的部分，称为轴头;与轴承相配的部分，称为轴颈;连接轴 头和轴颈的其余部分称为轴身。
• 轴的结构形状和尺寸受到很多因素的影响，如轴上载荷的大小、分 布及性质，轴上零件的数目、类型、布置及固定方式，轴的加工和装 配方法等。因此，在进行轴的设计时要根据具体的工作情况，综合考 虑各种影响因素，不存在一个固定形式，而是随着工作条件与要求的 不同而不同。轴的结构一般应主要考虑以下三方面问题。
• 按照轴的结构形状不同，可划分为直轴(如图12-4所示)和曲轴(如 图12-5(a)所示)、光轴和阶梯轴、空心轴和实心轴、刚性轴和挠性轴。 曲轴多用于往复式机械中，如汽车发动机等;挠性轴可将转动灵活地 传递到所需要的任何位置;阶梯轴广泛应用于汽车变速器等各种机械 设备中。
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12. 1轴
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12. 1轴
• 1.轴上零件的固定 • 为实现轴的功能，必须保证轴上零件有准确的工作位置，要求轴上
零件沿周向和轴向固定。 • 1)周向定位和固定 • 周向定位和固定是指将轴上的零件在圆周方向进行定位和固定。零
件的周向固定可采用键、花键、成形、销、弹性环以及过盈配合等连 接，见表12-1。 • 2)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 见的轴向固定方法及特点与应用见表12-2。其中轴肩、轴环、套筒、 轴端挡圈及圆螺母应用更为广泛。
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12. 1轴
• (3)车令轴。既承受弯矩又传递转矩的轴称为转轴。转轴是机械中 最常见的轴，如齿轮减速箱的轴均是转轴，如图12-3所示。
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12. 1轴
• 例如，采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr, 20CrMnTi等低碳合金 钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性;汽轮发电机转子轴在高温、高 速和重载条件下工作，必须具有良好的高温机械性能，常采用 27Cr2MolV, 38CrMoAlA等合金结构钢。值得注意的是:钢材的种类 和热处理对其弹性模量影响甚小，因此如欲采用合金钢代替碳素钢或 通过热处理来提高轴的刚度，收效甚微。此外，合金钢对应力集中敏 感性较强，且价格较高。
化处理来实现。采用滚压、喷丸或渗碳、氰化、氮化、高频淬火等表 面强化处理方法，可以大大提高轴的承载能力。
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12. 1轴
• 12.1.3轴的材料
• 轴的常用材料是碳素钢及合金钢，有时也用球墨铸铁。 • 1.碳素钢 • 优质中碳钢35~50钢因具有较高的综合机械性能，常用于比较重要或
所示)，以保证加工的完整和方便。 • 轴上有多个键槽时，应将键槽布置在同一母线上，以免加工键槽时
多次装夹，从而提高生产效率。
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12. 1轴
• 如有可能，应使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及 中心孔等尺寸分别相同，并符合标准和规定，以利于加工和检验。
• 轴上配合轴段直径应取标准值(GB/T 2822-2005);与滚动轴承配合 的轴段直径应按滚动轴承内径尺寸选取;轴上的螺纹部分直径应符合 螺纹标准等。
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12. 1轴
• 键槽端部与阶梯处距离不宜过小，以避免损伤过渡圆角及减少多种 应力集中源重合的机会。键槽根部圆角半径越小，应力集中越严重。 因此在重要轴的零件图上应注明其大小。避免在轴上打印及留下一些 不必要的痕迹，因为它们可能成为初始疲劳裂纹源。
• 2)改善轴的表面质量 • 提高轴的表面质量可通过提高轴的表面精度、进行热处理或表面强
的拆卸。 • 3.提高轴的疲劳强度 • 轴通常在变应力下工作，多数轴因疲劳而失效，因此设计轴时，应
设法提高其疲劳强度。常采取的措施有以下两种。 • 1)改进轴的结构形状 • 轴的破坏大多是因为疲劳破坏。提高轴的抗疲劳破坏强度的关键是
减少应力集中，尽量使轴径变化处过渡平缓，并采用较大的过渡圆角。 如相配合零件内孔倒角或圆角很小时，可采用凹切圆角(如图12-7(a) 所示)或过渡肩环(如图12-7(b)所示)。
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12. 1轴
• 2．良好的结构工艺性 • 在进行轴的结构设计时，应尽可能使轴的形状简单，并且具有良好
的加工下艺性能和装配工艺性能。 • 1)加工工艺性 • 轴的直径变化应尽可能少，应尽量少切削量。 • 轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽(如图12-6
• 2)装配工艺性 • 为了便于轴上零件的装配，常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶
梯轴，使轴上零件通过轴的轴段直径小于轴上零件的孔径。轴上的各 阶梯，除轴上零件轴向固定的可按表12-3确定轴肩高度外，其余仅为 便于安装而设置的轴肩，轴有高度可取0. 5~3mm。
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12. 1轴
• 轴端应倒角，并去掉毛刺，以便于装配。 • 固定滚动轴承的轴肩高度应符合轴承的安装尺寸要求，以便于轴承
承载较大的轴，其中45钢的应用范围最广。对于这类材料，可通过调 质或正火等热处理方法改善和提高其机械性能。普通碳素钢Q235, Q275等可用于不重要或承载较小的轴。 • 2.合金钢 • 合金钢具有较高的综合力学性能和较好的热处理性能，常用于重要、 承载质量很大而尺寸受限或有较高耐磨性、防腐性要求的轴。
汽车机械基础课件第十二章
12. 1轴
• 轴是机械中的重要零件，其功用主要是承受转矩与弯矩，支撑其他 回转件，如齿轮、带轮等，并传递运动和动力。本节主要介绍轴的分 类、结构、材料等。
• 12.1.1轴的分类
• 轴一般根据其承受的载荷和结构形状来分类。 • 根据所受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。 • (1)心轴。只承受弯矩作用的轴称为心轴，如图12-1所示。心轴可
• 12.1.2轴的结构特征
• 轴一般由轴头、轴身和轴颈三部分组成。轴上与传动零件或联轴器、 离合器相配的部分，称为轴头;与轴承相配的部分，称为轴颈;连接轴 头和轴颈的其余部分称为轴身。
• 轴的结构形状和尺寸受到很多因素的影响，如轴上载荷的大小、分 布及性质，轴上零件的数目、类型、布置及固定方式，轴的加工和装 配方法等。因此，在进行轴的设计时要根据具体的工作情况，综合考 虑各种影响因素，不存在一个固定形式，而是随着工作条件与要求的 不同而不同。轴的结构一般应主要考虑以下三方面问题。
• 按照轴的结构形状不同，可划分为直轴(如图12-4所示)和曲轴(如 图12-5(a)所示)、光轴和阶梯轴、空心轴和实心轴、刚性轴和挠性轴。 曲轴多用于往复式机械中，如汽车发动机等;挠性轴可将转动灵活地 传递到所需要的任何位置;阶梯轴广泛应用于汽车变速器等各种机械 设备中。
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12. 1轴
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12. 1轴
• 1.轴上零件的固定 • 为实现轴的功能，必须保证轴上零件有准确的工作位置，要求轴上
零件沿周向和轴向固定。 • 1)周向定位和固定 • 周向定位和固定是指将轴上的零件在圆周方向进行定位和固定。零
件的周向固定可采用键、花键、成形、销、弹性环以及过盈配合等连 接，见表12-1。 • 2)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 见的轴向固定方法及特点与应用见表12-2。其中轴肩、轴环、套筒、 轴端挡圈及圆螺母应用更为广泛。