《汽车机械基础》模块三-汽车典型零件课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,模块三汽车典型零件,了解轴的分类、结构和材料；,了解轴承的分类、结构和材料；,了解常见的机械连接方式。,知识目标,能够区分不同轴类零件在汽车中的应用；,能够进行汽车中轴承、轴瓦等的安装；,能够分辨键连接、销连接、螺纹连接、弹性连接在,汽车中的应用位置。,技能目标,课题,1,汽车中的轴,轴的分类及材料,1 轴的分类,（,1,）传动轴,以传递转矩为主，不承受弯矩或承受很小弯矩的轴为传动轴，如汽车变速箱与后桥之间的轴，如图,3-1,所示。,（,2,）转轴,既传递转矩又承受弯矩的轴为转轴，如齿轮减速器中的输出轴，如图,3-2,所示，机器中的大多数轴都属于转轴。,（,3,）心轴,只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴，心轴按其是否转动又可分为转动心轴和固定心轴，如图,3-3,所示的火车轮轴为固定心轴，图,3-4,所示的自行车前轮车轴为固定心轴。,此外，按轴线几何形状的不同，轴还可分为直轴（见图,3-1,、图,3-2,、图,3-4,）和曲轴（见图,3-5,）。,2,轴的材料,转轴工作时的应力大多为重复性的应力，其主要失效形式是疲劳破坏，因此，轴的材料要求有较高的强度和刚度。另外，轴与轴上零件有相对运动的表面还应有一定的耐磨性，故轴的材料主要是碳素结构钢和合金结构钢。,轴的常用材料及力学性能见表,3-1,。,轴的结构设计,轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和各部分的结构尺寸。如图,3-6,所示为圆柱齿轮减速器中间轴的结构图。轴上与轴承配合的部分称为轴颈；与传动零件，如带轮、齿轮、联轴器配合的部分称为轴头；连接轴颈与轴头的部分称为轴身。轴的合理结构必须满足下列基本条件：,轴和轴上零件的准确定位与固定；,轴的结构要有良好的工艺性；,尽量减小应力集中；,轴各部分的尺寸要合理,1,轴和轴上零件的定位与固定,阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩或轴环，它对轴上零件起轴向定位作用。在图,3-6,中，带轮、齿轮和右侧轴承都是依靠轴肩或轴环做轴向定位的。左侧轴承是依靠套筒定位的。两端轴承盖将轴在箱体上定位。,为了使轴上零件的轮廓端面与轴肩贴紧，轴肩和轴环的圆角半径,R,必须小于零件轮廓孔端圆角半径,R1,或倒角,C1,（图,3-7,），其大小要符合标准，否则无法贴紧。轴肩和轴环的高度 必须大于或,C1,，通常取,h=,（,0.07d+5,）（,0.1d+5,）。轴环的宽度,b,1.4h,。安装滚动轴承处的定位轴肩或轴环高度必须低于轴承内圈端面高度。,2,轴的结构工艺性,为了便于安装和拆卸，一般的轴均为中间大、两端小的阶梯轴。为避免损伤配合零件，各轴端均进行倒角，并尽可能使倒角尺寸相同，以便于加工。为使左、右端轴承易于拆卸，套筒高度和轴肩高度均应小于滚动轴承内圈高度。,在保证工作性能条件下，轴的形状要力求简单，减少阶梯数；同一轴上有多个单键时，各键槽应布置在同一母线上，尺寸应尽可能一致，以便于加工；车螺纹或磨削时，应留出螺纹退刀槽（见图,3-11,）或砂轮越程槽（见图,3-12,）。,3,提高轴的疲劳强度,减小应力集中和提高轴的表面质量是提高轴疲劳强度的主要措施。减小应力集中应减小轴截面突变，阶梯轴相邻轴段直径差不能太大，并以较大的圆角半径过渡，尽可能避免在轴上开槽、车孔及车螺纹等，以免削弱轴的强度，造成应力集中源。,提高轴表面质量除降低表面粗糙度外，还可以采用表面强化处理，如喷丸、渗碳、渗氮或高频淬火等。,轴的直径应满足强度与刚度的要求，其各段长度，应根据轴上零件的宽度和零件的相互位置决定。轴颈与滚动轴承配合时，其直径必须符合轴承的内径系列；轴头的直径应与配合零件的内径相同，并符合相应标准；轴上螺纹部分的直径，必须符合外螺纹大径的标准系列。,4,轴的直径和长度,轴上零件的连接,1 键连接,（,1,）松键连接,如图,1-13,所示为普通平键连接，这种键应用最广。键的端面形状有圆头（,A,型）、方头（,B,型）和单圆头（,C,型）三种。,当零件在轴上需沿轴向移动时，可采用导向平键（见图,3-14,），如汽车变速器中的滑动齿轮与轴之间的连接。导向平键是加长的普通平键，为防止松动，用两个螺钉固定在轴槽中，为装拆方便，在键的中部制有起键螺孔。轴上零件与键,是间隙配合，当零件,移动时，键起导向作,用,。,若轴上零件沿轴向移动距离较长时，可采用如图,3-15,所示的滑键连接。滑键固定在零件上，随着传动零件沿键槽移动。,若零件要在带有斜度的轴上连接时，多会采用半圆键连接，如图,3-16,所示。它能在轴的键槽内摆动，以适应斜度，装配方便，定心性好，但轴槽过深，对轴的削弱较大，主要用于轻载连接。,（,2,）紧键连接,用于紧键连接的键具有一个斜面，因此在楔紧的时候，会使零件与轴产生偏心，导致紧键连接的定心精度不高。紧键连接包括楔键连接和切向键连接。如图,3-17,所示，楔键的上、下表面是工作面，键的上表面和轴上零件，都有,1,100,的斜度。键楔入键盘槽后，工作表面产生很大预紧力并依靠工作面的摩擦力传递转矩。它能承受单向的轴向力和起轴向固定作用。楔键分普通楔键见图,3-17,（,a,）和钩头楔键见图,3-17,（）两种。钩头楔键的钩头是为了便于拆卸使用的，因此在装配时须留有拆卸位置。外露钩头随轴转动，容易发生事故，因此应加防护罩。,如图,3-18,所示为切向键连接，它由两个普通楔键组成。装配时两个键分别自零件的两端楔入，装配后两个相互平行的窄面是工作面，工作时主要依靠工作面直接传递转矩。单个切向键只能传递单向转矩。若需传递双向转矩，应装两个互成,120,135,的切向键。切向键能传递很大的转矩，常用于重型机械。,2,花键连接,当要传递的转矩很大，普通平键不能满足要求时，应采用花键连接。花键连接是由周向均布的多个键齿的花键轴与带有相应的键齿槽的零件配合而组成的连接，如图,3-19,所示。与平键连接相比，花键连接的键齿数多，承载能力强；键槽较浅，应力集中小，对轴和零件的强度削弱也小；键齿均布，受力均匀；轴上零件与轴的对中性和导向性好；但加工需要专用设备，成本较高；故它适用于定心精度要求较高、载荷较大的场合。,花键连接已标准化，按齿形不同，分为矩形花键和渐开线花键，如图,3-20,所示。矩形花键定心精度高，定心稳定性好，轴和孔的花键齿在热处理后引起的变形可用磨削的方法消除，齿侧面为两平行平面，加工较易，应用广泛。渐开线花键的齿廓为渐开线，应力集中比矩形花键小，齿根处齿厚增加，强度高。工作时齿面上有径向力，起自动定心作用，使各齿均匀承载，寿命长。可用加工齿轮的方法加工，工艺性好，常用于传递载荷较大、轴径较大、定心精度要求高的场合。,3,销连接,销连接通常用于确定零件之间的相对位置，是组合加工和装配时的重要辅助零件；还可充当过载剪断元件图，如图,3-21,所示。,按销的结构形式不同，销连接可以分为圆柱销连接、圆锥销连接、槽销连接、销轴连接和开口销连接等。,（,1,）圆柱销连接,圆柱销如图,3-22,所示。圆柱销利用微量过盈固定在销孔中，经过多次拆装后，连接的紧固性及定位精度降低，故圆柱销连接只宜用于不经常拆卸的场合。,（,2,）圆锥销连接,圆锥销如图,3-23,所示。圆锥销的标准锥度为,1,50,，有些圆锥销的中部切有凹槽，可防止圆锥销轴向窜动。圆锥销的拆装比圆柱销方便，多次拆装对连接的紧固性及定位精度影响较小，因此圆锥销连接应用广泛。,（,3,）槽销连接,槽销如图,3-24,所示，其一端开有凹槽，槽销连接应用较少。,（,4,）销轴和开口销连接,销轴和开口销如图,3-25,所示。销轴连接一般在机器的密封连接处起定位作用；开口销连接有时与槽形螺母配合，用来防止螺纹连接松动。,课题汽车中的轴承,滑动轴承,1滑动轴承的组成及特点,（,1,）滑动轴承的组成,滑动轴承主要由滑动轴承座、轴瓦或轴套组成，如图,3-26,所示。装有轴瓦或轴套的壳体称为滑动轴承座。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的对开式零件称为轴瓦，与轴颈相配的圆筒形整体零件称为轴套。,（,2,）滑动轴承的特点,滑动轴承与轴之间的接触面积较大，可承受较大的压力和较高的转速。,滑动轴承与轴之间配合紧密，易于实现液体动力摩擦，转动平稳、无噪声、耐冲击。,传动精密，径向尺寸小。,整体式滑动轴承的拆装不方便，磨损后的轴承径向间隙无法调整，只能更换。,2,滑动轴承的类型,（,1,）整体式滑动轴承,整体式滑动轴承如图,3-27,所示，滑动轴承座孔中压入具有减摩特性材料制成的轴套，并用紧定螺钉固定。这种轴承结构简单，价格低廉，适用于轻载、低速或间歇工作的场合。,（,2,）剖分式滑动轴承,剖分式滑动轴承的轴瓦如图,3-28,所示，分上、下两个半片，在轴瓦的剖分面上做出定位止口，以防止轴瓦转动。剖分式滑动轴承不但能调整间隙，而且轴的拆,装也比较方便，,因此应用很广。,例如，发动机的,曲轴轴承就是剖,分式滑动轴承。,3,滑动轴承的失效形式,（,1,）磨粒磨损 （,2,）刮伤 （,3,）胶合,（,4,）疲劳剥落 （,5,）腐蚀,4,滑动轴承轴瓦材料,为了减少轴的磨损，保证其正常工作，轴瓦必须具有合适的硬度，足够的强度，较好的耐磨性，足够的塑性和韧性等。一般用做轴瓦材料的金属材料有锡基、铅基、铜基和铝基轴承合金等。,滚动轴承,1滚动轴承的组成及特点,（,1,）滚动轴承的组成,滚动轴承主要由外圈、保持架、内圈和滚动体组成，如图,3-29,所示,。,（,2,）滚动轴承的特点,与滑动轴承相比，滚动轴承具有下列优点：,产品已标准化，并由专业生产厂家进行大批量生产，具有优良的互换性和通用性。,启动摩擦力矩低、功率损耗小、效率高。,负荷、转速和工作温度的适应范围宽，工况条件的少量变化对滚动轴承性能影响不大。,大多数滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，轴向尺寸较小。,易于润滑及维护。,滚动轴承也有下列缺点：,大多数滚动轴承径向尺寸较大。,在高速、重载荷条件下工作时，寿命短。,振动及噪声较大,2,滚动轴承的类型,球轴承。滚动体为球形的轴承称为球轴承。,滚子轴承。滚动体是圆柱、圆锥、鼓形和滚针等形状的轴承称为滚子轴承。,（,1,）按滚动体的形状分类,（,2,）按承受载荷方向和公称接触角的不同分类,向心轴承 推力轴承,课题,3,汽车常用机械连接,螺纹连接,螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，在汽车中应用极为广泛，如发动机气缸盖与气缸体的连接、油底壳与气缸体的连接、连杆轴承盖与连杆的连接等。,.,螺纹的主要参数,.,螺纹连接的类型,弹性连接,在汽车发动机中气门与气缸盖之间有气门弹簧，在汽车底盘中汽车车轮与车身之间有悬架连接。悬架中的螺旋弹簧或者钢板弹簧都是弹性元件，这些连接方式称之为弹性连接。,1,弹性连接的作用,缓冲吸振，以改善被连接件的工作平稳性。如汽车减振弹簧和各种缓冲器用的弹簧所构成的弹性连接。,控制运动，以适应被连接件的工作位置变化。如离合器从动盘的周布螺旋弹簧和膜片弹簧与发动机气门弹簧所构成的弹性连接。,储能输能，以提供被连接件运动所需的动力。如自动变速器制动器弹簧所构成的弹性连接。,测量载荷，以衡量被连接件所受外力的大小。如测力器和弹簧秤中的弹簧所构成的弹性连接。,2,汽车中的弹性元件,钢板弹簧由若干片长度不等的条状合金弹簧钢片叠加而成，构成一根弹性梁，如图,3-31,所示。其中最长的一片合金弹簧钢片称为主片，其两端卷成卷耳，内装衬套，以便用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳进行铰链连接，常用做车辆减振弹簧。,（,1,）钢板弹簧,（,2,）螺旋弹簧,螺旋弹簧是用金属弹簧丝按螺旋线卷绕而成的，其结构简单，制造方便，可以有较大的变形位移。螺旋弹簧有拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧等几种，如图