机械基础-第三章轴解析课件

第第3-13-1 轴轴 第3-1 轴 1一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类3-13-1 概概 述述用途：用途：支承回转零件及传递运动和动力。支承回转零件及传递运动和动力。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。间位置。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。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。曲轴曲轴分类：分类：直轴直轴心轴心轴只只承受弯矩承受弯矩的轴的轴转动心轴转动心轴固定心轴固定心轴如火车车轮轴如火车车轮轴如自行车前轴如自行车前轴传动轴传动轴只只承受扭矩承受扭矩的轴，如汽车后桥的传动轴。的轴，如汽车后桥的传动轴。转轴转轴同时同时承受弯矩和扭矩承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。的轴，如减速器的轴。一、轴的用途及分类3-1 概 述用途：支承回转零件及传2按轴线形状分按轴线形状分 直轴：直轴：阶梯轴阶梯轴 光轴光轴曲轴曲轴 按轴线形状分 直轴：阶梯轴 光轴曲轴 331 轴轴 1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集中源较光轴特点：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、车床少；轴上零件不易装配及定位。如自行车心轴、车床光杠。光杠。31 轴 1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集431 轴轴 2、阶梯轴特点：加工复杂，应力集中源较多，容易阶梯轴特点：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。实现轴上零件装配及定位。如减速器中的轴。31 轴 2、阶梯轴特点：加工复杂，应力集中源较多531 轴轴 3、曲轴特点：常用于将回转运动转变为直线往复运曲轴特点：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。主要用于各类动或将直线往复运动转变为回转运动。主要用于各类发动机中，如内燃机、空气压缩机、活塞泵及冲床中发动机中，如内燃机、空气压缩机、活塞泵及冲床中的轴等。的轴等。31 轴 3、曲轴特点：常用于将回转运动转变为直线631 轴轴 4、绕性轴特点：由几层紧贴在一起的钢丝构成，可绕性轴特点：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）中动手持小型机具（如绞孔机、刮削机）中31 轴 4、绕性轴特点：由几层紧贴在一起的钢丝构7根据承载情况不同，直轴又可以分为：心轴、传动根据承载情况不同，直轴又可以分为：心轴、传动轴和转轴三类。轴和转轴三类。心轴心轴传动轴传动轴转轴转轴转动心轴转动心轴固定心轴固定心轴特点：工作时只承受弯矩，起支撑作用。特点：工作时只承受弯矩，起支撑作用。特点：工作时只承受扭距，不承受弯矩或特点：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。承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。特点：工作时既承受弯矩，又承受扭距，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。中最常用的一种轴。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8心轴心轴只受弯矩不传递扭矩只受弯矩不传递扭矩 心轴只受弯矩不传递扭矩 9自行车前轴属于哪种？自行车前轴属于哪种？机械基础-第三章轴解析课件10传动轴传动轴主要受扭矩主要受扭矩 传动轴主要受扭矩 11转轴转轴同时受扭矩和弯矩同时受扭矩和弯矩 转轴同时受扭矩和弯矩 12机械基础-第三章轴解析课件13转轴的结构轴的结构应满足的要求：轴的结构应满足的要求：加工工艺性要好，即轴应便于加工。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。便于轴上零件装拆，调整方便。轴上零件要有准确的定位。轴上零件要有准确的定位。轴上零件要有可靠的固定。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。尽量使轴的受力合理，尽量减少应力集中。一、加工工艺要求一、加工工艺要求阶梯轴阶梯轴 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14轴的结构轴颈轴颈（支撑部分支撑部分支撑部分支撑部分）与轴承相配的部分；与轴承相配的部分；轴头轴头（工作部分）（工作部分）（工作部分）（工作部分）与轮毂相配的部分；与轮毂相配的部分；轴身轴身（连接部分）（连接部分）（连接部分）（连接部分）连接轴颈与轴头的部分；连接轴颈与轴头的部分；轴头轴头 轴身轴身 轴颈轴颈 轴的结构轴颈（支撑部分）与轴承相配的部分；轴头（工作部分15机械基础-第三章轴解析课件16轴的结构n为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴轴。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直。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、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。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。台阶处都应有倒角。n磨削的轴段应留有砂轮越程槽；车制螺纹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。的轴段应留有退刀槽。二、制造安装要求二、制造安装要求轴的结构为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴。对于一般剖17轴的结构n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。n螺纹退刀槽或砂轮越程槽，防止破坏零件左端面。n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。倒角倒角 砂轮越程槽砂轮越程槽 轴的结构轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过度圆18（1 1）轴肩、轴环）轴肩、轴环轴肩轴肩轴环轴环特点：结构简单，定位可靠，可承受特点：结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力；较大轴向力；但是使轴径增大，引起应力集但是使轴径增大，引起应力集中。中。（1）轴肩、轴环轴肩轴环特点：结构简单，定位可靠，可承受较大19特点：特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力；应用：应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位；错误错误正确正确特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力；应用：齿轮、20（2）套筒套筒（2）套筒21 套筒定位轴向固定方法轴向固定方法特点：特点：固定可靠，承受轴向力大；应用：应用：多用于轴上相邻两零件相距不远的场合；套筒定位轴向固定方法特点：固定可靠，承受轴向力大；22弹性挡圈弹性挡圈特点：特点：结构简单结构简单,常用于滚动轴承的轴向固定，常用于滚动轴承的轴向固定，只能承受很小的轴向力。只能承受很小的轴向力。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23特点：特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；应用：应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位；弹性挡圈固定轴向固定方法轴向固定方法特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；应用：常用于固定24圆螺母加止动垫片圆螺母加止动垫片特点：特点：多用于轴端，可承受多用于轴端，可承受较大轴向力，但螺纹对轴削较大轴向力，但螺纹对轴削弱较大。弱较大。注意：注意：圆螺母与轴的相应圆螺母与轴的相应端面应留有间隙。端面应留有间隙。圆螺母加止动垫片特点：多用于轴端，可承受较大轴向力，但螺纹对25特点：特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大轴向力；应用：应用：常用于轴的中部和端部；圆螺母定位轴向固定方法轴向固定方法特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大轴向力；应用：常用于轴26 轴端挡圈固定轴向固定方法轴向固定方法特点：特点：工作可靠，结构简单；应用：应用：用于轴端定位，可承受剧烈振动和冲击；轴端挡圈固定轴向固定方法特点：工作可靠，结构简单；27套筒套筒 轴用圆螺母轴用圆螺母 错错误误正正确确螺纹退刀槽螺纹退刀槽,砂轮越程槽砂轮越程槽 套筒 轴用圆螺母 错误 正确螺纹退刀槽,砂轮越程槽 28圆锥面（圆锥面（+挡圈、螺母）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。圆锥面（+挡圈、螺母）适用于有冲击载荷和对中性29 键联接周向固定方法周向固定方法特点：特点：制造简单，装拆方便，对中性好；应用：应用：应用最广；同一轴上键槽位于圆柱同一母同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸线上，且取相同尺寸 键联接周向固定方法特点：制造简单，装拆方便，对中性好30 花键联接周周向固定方法向固定方法特点：特点：接触面积大，承载能力高，对中性和导向性好；应用：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；花键联接周向固定方法特点：接触面积大，承载能力高，对31 紧定螺钉固定周周向固定方法向固定方法特点：特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力；应用：应用：适用于轴向力小，转速低的场合；辅助连接。紧定螺钉固定周向固定方法特点：结构简单紧凑，只能承受32 过盈配合联接 周周向固定方法向固定方法特点：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：应用：不适用于重载和经常拆卸的场合；过盈配合联接 周向固定方法特点：结构简单，对中性好，选33轴系结构改错轴系结构改错四处错误四处错误正确答案正确答案三处错误三处错误正确答案正确答案轴系结构改错四处错误正确答案三处错误正确答案34两处错误两处错误正确答案正确答案两处错误正确答案35碳素钢碳素钢常用常用45#，正火调质，正火调质合金钢合金钢对应力集中较敏感。对应力集中较敏感。注意：注意：采用合金钢并不能提高轴的刚度。采用合金钢并不能提高轴的刚度。轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度 轴的材料轴的材料 碳素钢常用45#，正火调质合金钢对应力集中较敏感。361 1、阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以、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；便于轴上零件的装拆；三、轴的结构工艺性三、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；372 2、轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位、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；一致和圆角半径相同，以便于加工；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，383 3、轴上需要切制螺纹或进行磨削时，、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；应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽；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394 4、当轴上有两个以上键槽时，槽宽应、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，以尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工。利加工。键槽键槽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40课堂练习课堂练习一、选择一、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、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（及轴端零件的轴向固定是（）。）。A.圆螺母 B.圆锥面 C.轴肩与轴环B.2、在轴上支承回转零件的部分称为（、在轴上支承回转零件的部分称为（）。）。C.A.轴颈 B.轴头 C.轴身D.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、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点，广泛E.应用于各种轴上零件的轴向固定是（应用于各种轴上零件的轴向固定是（）。）。F.A.紧定螺钉 B.轴肩与轴环 C.键连接G.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、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H.（）。）。I.A.紧定螺钉 B.花键连接 C.平键连接J.5、加工容易、装拆方便，应用最广泛的周向固定是、加工容易、装拆方便，应用最广泛的周向固定是（）。）。A.平键连接 B.过盈配合 C.花键连接AABBB课堂练习一、选择AABBB41二、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？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。利用轴用弹性挡圈安装钳撑开挡圈放入轴槽内。为防止圆螺母松脱。为防止圆螺母松脱。二、简答题利用轴用弹性挡圈安装钳撑开挡圈放入轴槽内。为防止圆42三、改错题三、改错题 如图所示轴的结构有哪些地方需要改进？如图所示轴的结构有哪些地方需要改进？为什么？如何改进？为什么？如何改进？三、改错题 43 结束 结束44