2016机械基础（机械工业版）授课教案：轴的概述.docVIP

机械基础（机械工业版）授课教案 章节名称 轴的概述 授课形式 讲授 课时 2 班级 10综（3） 教学目的 1.了解轴的分类及常用材料、热处理方法； 2.熟悉按承受载荷分，直轴的类型及应用特点，并能对实际轴加以分析判定；轴的分类及常用材料、热处理方法类型及应用特点直轴的类型及应用特点，并能对实际轴加以分析判定；一般常用的是直轴。根据轴的所受载荷不同，可将轴分为心轴、转轴和传动轴三类。 1．心轴及其应用特点 心轴的应用特点是用来支承转动的零件，只受弯曲作用而不传递动力。车辆用的转动心轴；支承滑轮用的固定心轴。 2．转轴及其应用特点 转轴的应用特点是既支承转动零件又传递动力，转轴本身是转动的，同时承受弯曲和扭转两种作用。 3．传动轴及其应用特点 传动轴的应用特点是只传送动力，只受扭转作用而不受弯曲作用， 或者弯曲作用很小。 桥式起重机传动轴，可以认为只受扭转作用的传动轴。 二、轴的材料及热处理 轴的材料选用原则，要根据使用条件来选择，应具有足够的强度，疲劳强度，刚度和耐磨性，对应力集中的敏感性小。 轴的材料一般多用中碳钢，如35，45，50等优质中碳钢，其中以45钢应用最广，因为这类钢材价格便宜，对应力集中的敏感性较好，采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高机械性能，而且还有良好的切削性能。 轴的材料有时用合金钢，如20Cr、40Cr等，用这类材料制成轴，具有承受载荷较大，强度较高，重量较轻及耐磨性较好等特点。 轴的材料还可以用球墨铸铁，它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好，对应力集中不敏感，强度也能满足要求，可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴，但铸件的品质不易控制，可靠性较差。 三．常用轴的结构 1．轴的主要组成部分 ⑴轴颈 与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列 ⑵轴头 支撑传动零件的轴段。轴头的直径必须与相配合零件的轮毂内径一致，并符合轴的标准直径系列。 ⑶轴身 连接轴颈和轴头的轴段。 ⑷轴肩和轴环 阶梯轴上截面变化之处。 2．轴的结构 对于轴的结构，最简单的是光轴，但实际使用中轴上总是需要安装一些零件，所以往往要做成阶梯轴，而各阶梯都有它一定的作用和目的，使轴的结构和各个部位，都具有合理的形状和尺寸。 在考虑轴的结构时，应满足三个方面的要求，即：安装在轴上的零件，要牢固而可靠地相对固定；轴的结构应便于加工和尽量减少应力集中：轴上的零件要便于安装和拆卸。 (1)轴上零件的轴向固定 这种固定的作用和目的是为了保证零件在轴上有确定的轴向位置。防止零件作轴向移动，并能承受翰向力。一般采用的方法是，利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母和轴端挡圈也称为压板等零件，作为轴上零件的轴向固定用。 ①轴肩或轴环固定 这是一种常用的轴向固定方法，它具有结构简单，定位可靠和能够承受较大轴向力等优点。 ②用轴端挡圈、轴套和圆螺母等固定 轴端挡圈只适用于轴端零件的固定，而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和冲击载荷 为了防止轴端挡圈和螺钉的松动，应采用带有锁紧装置的固定形式，对于无轴肩的，可采用锥形轴端和轴端挡圈联合使用来固定零件。 圆螺母固定零件：一般在无法采用轴套，或嫌轴套太长而选用的，这种方法通常用在轴的中部或端部。用圆螺母的优点是装拆方便，固定可靠，能承受较大的轴向力。缺点是要在轴上切制螺纹，而且螺纹的大径要比套装零件的孔径小，所以一般都切制细牙螺纹。为了防止圆螺母的松脱，常采用双螺母或加止退垫圈来防松。 轴套(也称套筒)用来作为轴向固定零件，一般用在两个零件的间距较小的场合，主要是依靠位置己定的零件来固定。利用轴套定位，可以减少轴的直径的变化，在轴上也不需要开槽、钻孔或切制螺纹等，所以可使轴的结构简化，避免削弱轴的强度。 ②其它一些轴向固定形式 对受轴向力不大的或是为了防止零件偶然沿轴向窜动的场合，可用圆锥销固定、紧定螺钉固定和弹性挡圈固定等形式。 （2)轴上零件的周向固定 这种固定的作用和目的，是为了保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动。在使用时，大多数是采用键或过盈配合等固定形式。 ①用键作周向固定 1、采用键联接作为轴上零件的周向固定应用最广，平键、半圆键、楔键和花键等都有应用。 用平键作周向固定，制造简单、装拆方便和对中性好，可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷作用下的固定联接。应用平键联接时，为了加工方便，对于在同一轴上轴径相差不大轴段的键槽，应尽可能采用同一规格的键槽尺寸，并且要安排在同一加工直线上，②用过盈配合作周向固定 2、用过盈配合作周向固定常用于轴与轮毂之间的联接，与孔之间产生压力，工作时依靠此压力所产生的摩擦力来传递扭矩这种联接，结构简单，对轴的削弱少，对中性好，但配合面的加工精度要求也较高。过盈配合的装配，如过盈量不大，一般可用压入法；当过盈量较大时，常用温差法装配。为