機械基礎(chǔ)-軸的概述(教學(xué)教案)

1、軸的概述章節(jié)名稱軸的概述授課形式講授課時班級中專 0101教學(xué)目的教學(xué)重點教學(xué)難點了解常用軸的種類和應(yīng)用特點掌握常用軸的結(jié)構(gòu)常用軸的結(jié)構(gòu)輔助手段課后體會課外作業(yè)一、常用軸的種類和應(yīng)用特點軸是組成機器中的最基本的和主要的零件切作旋轉(zhuǎn)運動的傳動零件必安裝在 軸上才能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和傳遞動力。按照軸的軸線形狀不同，可以把軸分為曲軸和直軸兩大類。曲軸可以將旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橥鶑?fù)直線運動或者作相反的運動轉(zhuǎn)換。直軸在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，直軸按照其外形不同，可分為光軸和階梯軸兩種。 此外，還可以有一些特殊用途的軸，如凸輪凸輪與軸連成一體的)，撓性鋼絲軟軸( 由層緊貼一起的鋼絲層構(gòu)成的軟軸，它可以把扭矩和旋轉(zhuǎn)運動靈活地

2、傳到何位置 ) 等。一般常的是直軸。據(jù)軸的受載荷不同可將軸為心軸、轉(zhuǎn)和傳動 軸三類a 一曲軸b 一鈾c階梯軸心軸及其應(yīng)用特點 心軸的應(yīng)用特點是用來支承轉(zhuǎn)動的零件，只受彎曲作用而不傳 遞動力。車輛用的轉(zhuǎn)動心軸；支承滑輪用的固定心軸。轉(zhuǎn)軸及其應(yīng)用特點 轉(zhuǎn)軸的應(yīng)用特點是既支承轉(zhuǎn)動零件又傳遞動力，轉(zhuǎn)軸本身是轉(zhuǎn) 動的，同時承受彎曲和扭轉(zhuǎn)兩種作用。傳動軸及其應(yīng)用特點 傳軸的應(yīng)用特點是只傳送動力，只受扭轉(zhuǎn)作用而不受彎曲1作用， 或者曲作用很小。橋式起重機傳動軸，可以認(rèn)為只受扭轉(zhuǎn)作用的傳動軸。二、軸的材料及熱處理軸的材料選用原則要據(jù)使用件來選擇應(yīng)具有足夠的強度疲強度，剛度和耐 磨性，對應(yīng)力集中的敏感性小。軸的

3、材料一般多用中碳鋼，如 ，45 優(yōu)質(zhì)中碳鋼其中以 鋼應(yīng)用最廣，因為這類鋼材價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較好，采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒?質(zhì)、正火、 淬火可以改善和提高機械性能，而且還有良好的切削性能。軸的材料有時用合金鋼，如 20Cr、 ，用這類材料制成軸，具有承受載荷較大， 強度較高，重量較輕及耐磨性較好等特點。軸的材料還可以用球墨鑄鐵它吸振性耐性和切削加工性能都很好對應(yīng)力集中 不敏感強度也能滿足要求可代替鋼制造外形復(fù)雜的曲軸和凸輪軸鑄件的品質(zhì)不易控 制，可靠性較差。三常用軸的結(jié)構(gòu)軸的主要組成部分軸頸 與軸配合的軸段。軸的直徑應(yīng)符合軸承的內(nèi)徑系列軸頭 支撐動零件的軸段。頭的直徑必須與相配合零件的輪

4、轂內(nèi)徑一致，并符合 軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列。軸身 連接頸和軸頭的軸段軸肩和軸環(huán) 階梯上截面變化之處。軸的結(jié)構(gòu)對于軸的結(jié)構(gòu)最單的是光軸實際使用中軸上總是需要安裝一些零件以往 要做成階梯軸而階梯都有它定的作用和目的軸的結(jié)構(gòu)和各個部位都具有合理的 形狀和尺寸。在考慮的結(jié)構(gòu)時，滿足三方面的要求即：安在軸上的零，要牢 固而可地相對固定軸的結(jié)應(yīng)便于加工盡量減應(yīng)力集中：上的零 要便于裝和拆卸。(1)軸零的向定這種固定的作用和目的是為了保證零件在軸上有確定的軸向位置。防止零件作軸向移動，并能承受翰向力。一般采用的方法是，利用軸肩、軸環(huán)、軸套、圓螺母和軸端擋圈 也稱為壓板等零件，作為軸上零件的軸向固定用。軸肩或軸環(huán)固

5、定這是一種常用的軸向固定方法具結(jié)構(gòu)簡單位可靠和能夠承受較大軸向力等優(yōu) 點。用軸端擋圈、軸套和圓螺母等固定軸端擋圈只適用于軸端零件的固定且是受軸向力不大的部位它以承受振動和2沖擊載荷為了防止軸端擋圈和螺釘?shù)乃蓜?，?yīng)采用帶有鎖緊裝置的固定形式，對于無軸肩的， 可采用錐形軸端和軸端擋圈聯(lián)合使用來固定零件。圓螺母固定零件：一般在無法采用軸套，或嫌軸套太長而選用的，這種方法通常用在 軸的中部或端部。用圓螺母的優(yōu)點是裝拆方便，固定可靠，能承受較大的軸向力要 在軸上切制螺紋而且螺紋的大要比套裝零件的孔徑小以一般都切制細牙螺紋為了 防止圓螺母的松脫，常采用雙螺母或加止退墊圈來防松。軸套(也稱套筒)來作為軸向固

6、定零件，一般用在兩個零的間距較小的場合，主要是 依靠位置己定的零件來固定利軸套定位可減少軸的直徑的變化軸上也不需要開 槽、鉆孔或切制螺紋等，所以可使軸的結(jié)構(gòu)簡化，避免削弱軸的強度。其它一些軸向固定形式對受軸向力不大的或是為了防止零件偶然沿軸向竄動的場合用錐銷固定緊定螺 釘固定和彈性擋圈固定等形式。（軸上零的向定這種固定的作用和目的是為了保證零件傳遞扭矩和防止零件與軸產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動 使用時，大多數(shù)是采用鍵或過盈配合等固定形式。用鍵作周向固定、采用鍵聯(lián)接作為軸上零件的周向固定應(yīng)用最廣，平鍵、半圓鍵、楔鍵和花鍵等都 應(yīng)用。用平鍵作周向固定制簡單裝拆方便和對中性好，可用于較高精度、較高轉(zhuǎn)速及受 沖擊或

7、變載荷作用下的固定聯(lián)接用平鍵聯(lián)接時為加工方便對于在同一軸上軸徑相 差不大軸段的鍵槽應(yīng)可能采同一規(guī)格的鍵槽尺寸且要安排在同一加工直線上 用過盈配合作周向固定、用過盈配合作周向固定常用于軸與輪轂之間的聯(lián)接，與孔之間產(chǎn)生壓力，工作時靠此壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩這種聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡單，對軸的削弱少，對中性好，但配合面的加工精度要求也較高過盈合裝，過量大一可用入；當(dāng)盈較時常溫法配為裝方，與的口處倒尺， 有定要。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求：(1)軸的受力合理，有利于提高軸強度與剛度，有利于節(jié)約材料減輕重量。(2)保證軸上零件定位準(zhǔn)確，固定靠。(3)軸上零件便于裝拆和調(diào)整。(4)具有良好的制造工藝性。3三

8、、軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的軸是否便于加工和裝配結(jié)構(gòu)在設(shè)計中應(yīng)注意以下幾 個問題。l軸的形狀力求簡單，以便于加工和檢驗，軸上的臺階數(shù)不宜過多。、軸肩處的過渡圓角半徑 r 應(yīng)于零件孔的圓角半徑或倒角 ：、需經(jīng)磨削加工的表面，在軸肩處應(yīng)設(shè)置砂輪越程槽。、軸上若要車螺紋，在螺紋尾部留有退刀槽。、軸端應(yīng)有倒角，必要時為了便于加工定位，軸的兩端應(yīng)設(shè)中心孔。四、提高軸的疲勞強度的措施圖 1415 凹切圓角或過渡肩環(huán)改進軸的結(jié)構(gòu)，降低應(yīng)力集中，由于軸上的應(yīng)力集中源，往往是軸產(chǎn)生疲勞破壞 部位，改善軸的抗疲勞強度的常用方法有：增圓角半徑，如因軸肩定位要求的限制，軸上不允許采用較大圓角時，可以改用 凹切圓角或過渡肩環(huán)的辦法。采增大配合直徑、軸上開減載槽和轂端開減載槽等方法，以降低零件過盈配合邊 緣處的應(yīng)力集中。提高軸的表面質(zhì)量采用的方法減小軸表面的粗糙數(shù)值降低刀痕造成的應(yīng)力集中即是自由表面也 不容忽視對表面進行滾壓噴丸等冷加工：采用高頻淬火、滲碳淬火和氮化等熱處理強 化軸的表層。五、初步計算