《机械基础》机械零件（1）（讲义）安徽省加工制造考点讲练测

编写说明：《加工制造类专业考点讲练测》专辑，是依据《安徽省普通高校对口招生考试加工制造类专业课考试纲要》编写的。紧密围绕加工制造类专业课考纲所涉及的三门高考课程的25个考点，精心编撰了58套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、概念回顾、概念强化题、高考真题或高考模拟题、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《加工制造类专业考点讲练测》的第5套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有安徽省《加工制造类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 安徽省《加工制造类考点讲练测》 【机械基础】 5.机械零件（1） 讲义 [考纲要求] 1、轴的分类、应用特点及常用材料 （识记） 2、轴的结构 （理解） 3、滑动轴承的特点、主要结构和应用 （识记） 4、滚动轴承的类型、特点、代号和应用（理解） [思维导图] [知识梳理] 一、轴的主要功能 1.传递运动和转矩(动力)。 2.支承回转(轴上)零件,如齿轮、带轮等、 二、对轴的要求 轴一般要有足够的强度、合理的结构和良好的工艺性。 三、轴的分类和应用特点 按照轴的轴线形状不同,可将轴分为直轴、曲轴和软轴三种。 1.直轴 (1)根据承载情况不同,直轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。 (2)直轴按照其外形不同可分为光轴和阶梯轴两种,其中阶梯轴的应用最为广泛。 2.曲轴是用于往复运动和旋转运动相互转换的专用零件。它兼有转轴和曲柄的双重功能。 3.软轴由几层紧贴在一起的钢丝层构成,具有良好的挠性,是可以把转矩和回转运动灵活地传到任何空间位置的零件。如汽车中的转速表、牙科医生用于修磨牙齿的钢丝软轴。 四、轴的常用材料 1.轴的材料要求有足够的强度、刚度、疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性,对应力集中的敏感性低,并具有良好的加工性能。 2.轴的常用材料 (1)碳钢一般多用中碳钢,如 35、45、50等优质中碳钢,其中以45 钢应用最广。碳钢对应力集中的敏感性较低,有良好的切削性能,采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高其机械性能。 (2)合金钢,如20Cr、40Cr等,具有承受载荷较大、强度较高、重量较轻及耐性较好等特点。 (3)球墨铸铁的吸振性、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。 五、轴的结构 (一)轴的主要组成部分 1.轴颈是安装轴承的部分。轴颈的直径应符合轴承的内径系列,为基孔制。 2.轴头是轴上装轮毂的部分。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。 3.轴身是连接轴颈和轴头的部分。 4.轴肩和轴环是阶梯轴上截面变化之处。 (二)轴的结构要求 1.轴的受力应合理,这样有利于提高轴的强度和刚度。 2.对于机架和轴上零件应定位准确,零件应固定可靠。 3.轴的结构应便于加工,轴上的零件要便于装拆和调整。 4.应尽量减小应力集中,并节省材料、减轻重量 (三)轴上零件的固定 轴上零件的固定形式有两种，即轴向固定与周向固定。 1.轴上零件的轴向周定 目的:保证零件在轴上有确定的轴向位置,防止零件做轴向移动,并能承受轴向力。 2.轴上零件的周向固定 目的:保证零件传递转矩和防止零件与轴产生相对的转动。 (4) 轴的结构工艺性 轴的结构除了考虑零件固定与支承外,还要考到加工、装配等工艺性要求。轴的结构工艺性是指所设计的轴是否便于加工和装配。 (5) 提高轴的疲劳强度的措施 1.改进轴的结构,降低应力集中。 2.提高轴的表面质量:降低轴的表面粗糙度值,如采用精车或磨削,减小轴表面加工刀痕造成的应力集中。 3.采用表面热处理强化轴的表层,如表面火、碳、氮化,碳氮共渗;或者对轴表面进行冷加工,如滚压、喷丸等 六、轴承的分类 1.轴承的定义:轴承即支承轴的零件。 2.轴承的类型 (1)根据工作的摩擦性质不同分为滑动(摩擦)轴承和滚动(摩擦)轴承。 (2)根据轴承所受载荷方向不同分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承。 ①向心轴承是主要承受径向载荷的轴承， ②推力轴承是主要承受轴向载荷的轴承， ③向心推力轴承是既承受径向载荷,又承受轴向载荷的轴承。 七、滑动轴承 1.滑动轴承的特点: (1)结构简单,易于制造: (2)噪声较滚动轴承低,工作平稳、可靠: 3)可通过润滑油膜将滑动表面分开,大大减小摩擦损失和表面磨损(液体摩擦); (4)径向尺寸小，且可以剖分，便于安装; (5)起动摩擦阻力大,对润滑的建立和维护要求较高,润滑不良会使滑动轴承迅速失效; (6)轴向尺寸较大。 2.滑动轴承的应用: (1)工作转速特别高的轴承:如磨床主轴: (2)承受极大冲击和振动载荷(重载)的轴承,如轧钢机的轧辊、水泥搅拌机、破碎机; 3)要求特别精密(高精度)的轴承; (4)装配工艺要求轴承剖分的场合,如离心式汽轮机、压缩机、内燃机中曲轴的轴承 (5)要求径向尺寸小的轴承。 3.滑动轴承的结构 滑动轴承一般由轴承座与轴瓦(或轴套)构成。滑动轴承根据它所承受载荷的方向，可分为向心滑动轴承(径向)和推力滑动轴承(轴向)。常用的向心滑动轴承的结构形式有整体式和剖分式两种。 八、滚动轴承 1.滚动轴承的特性:相对于滑动轴承,滚动轴承是利用滚动体在轴径与支承座圈之间的滚动原理制成的,用滚动擦代替滑动摩擦。 (1)优点: ①摩擦因数低,运转时摩擦力矩小,起动灵敏,效率高; ②可用预紧的方法提高支承刚度及旋转精度; ③轴向尺寸(宽度)小,可使机器的轴向尺寸紧凑; ④已标准化、系列化,价格便宜,润滑方法简便,轴承损坏时易于更换。 (2) 缺点: ①承受冲击载荷的能力较差; ②高速运转时噪声大: ③比滑动轴承的径向尺寸大; ④与滑动轴承相比,寿命较低。 2.滚动轴承的基本结构 滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架组成, [师生互动] 1.直轴是怎么分类的？ 【答案】(1)根据承载情况不同,直轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。 (2)直轴按照其外形不同可分为光轴和阶梯轴两种,其中阶梯轴的应用最为广泛。 2.在金属加工中，轴一般采用哪些材料，都有哪些特性？ 【答案】(1)碳钢一般多用中碳钢,如 35、45、50等优质中碳钢,其中以45 钢应用最广。(2)合金钢,如20Cr、40Cr等,具有承受载荷较大、强度较高、重量较轻及耐性较好等特点。 (3)球墨铸铁的吸振性、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。 3.简述提高轴的疲劳强度的措施。 【答案】1.改进轴的结构,降低应力集中。 2.提高轴的表面质量:降低轴的表面粗糙度值,如采用精车或磨削,减小轴表面加工刀痕造成的应力集中。 3.采用表面热处理强化轴的表层,如表面火、碳、氮化,碳氮共渗;或者对轴表面进行冷加工,如滚压、喷丸等 4.回火按照回火温度范围是怎么分类的？ 4.滑动轴承有哪些特点？ 【答案】(1)结构简单,易于制造:(2)噪声较滚动轴承低,工作平稳、可靠:3)可通过润滑油膜将滑动表面分开,大大减小摩擦损失和表面磨损(液体摩擦);(4)径向尺寸小，且可以剖分，便于安装;(5)起动摩擦阻力大,对润滑的建立和维护要求较高,润滑不良会使滑动轴承迅速失效;(6)轴向尺寸较大。 5.滚动轴承有哪些缺点？ 【答案】①承受冲击载荷的能力较差; ②高速运转时噪声大: ③比滑动轴承的径向尺寸大; ④与滑动轴承相比,寿命较低。 [概念强化] 1、（单项选择题）按照承受载荷的情况,车辆轴属于（ ）。 A.传动轴 B.转轴 C. 心轴 D. 直轴 【答案】C 2、（单项选择题）传动轴承受（ ）载荷的作用。 A.弯矩 B.转矩 C.弯矩和转矩 D.轴力 【答案】B 3、 （单项选择题）下列不属于滑动轴承的应用的是（ ） A.工作转速特别高,能承受极大的冲击和振动载荷 B.起动灵敏,效率高 C.要求径向尺寸小的轴承 D.要求特别精密的轴承 【答案】B 4.（填空题）轴是组成机器的最重要的零件之一,其主要功能是________和_________。 【答案】传递运动和转矩 支承回转零件 5.（填空题）轴承是支承_____的零件,根据轴承工作的摩擦性质,轴承可分为______轴承和______轴承两大类. 【答案】轴 滑动 滚动 6.（简述与计算题）简述滑动轴承的特性以及应用场合。 【答案】滑动轴承工作平稳,噪声较滚动轴承低,工作可靠，但起动摩擦阻力大。应用场合:(1)工作转速特别高的轴承;(2)承受极大的冲击和振动载荷的轴承;(3)要求特别精密的轴承;(4)装配工艺要求轴承剖分的场合;(5)要求径向尺寸小的轴承， [高考模拟] 1.（单项选择题）下列常见的钢铁材料中,不适合作为轴的材料的是（ ） A. Q235 B. 0.40Cr C. 45 碳钢 D. QT700-2 【答案】A 2.（单项选择题）（ ） 【答案】D 3. （单项选择题）支撑传动零件的轴段称为（ ） A. 轴头 B.轴颈 C. 轴身 D. 轴环 【答案】A 4. （单项选择题）轴上与轴承相配的轴段称为（ ） A. 轴头 B. 轴颈 C. 轴身 D. 轴环 【答案】B 5. （单项选择题）滚动轴承与滑动轴承相比,其优点是（ ） A.承受冲击载荷的能力强 B.高速运转时噪声小 C.起动及运转时摩擦力矩小 D.径向尺寸小 【答案】C 6.（单项选择题）下列关于向心推力轴承承受的载荷的叙述,正确的是（ ）。 A.只能承受径向载荷,不能承受轴向载荷 B.只能承受轴向载荷,不能承受径向载荷 C.既能承受径向载荷,也能承受轴向载荷 D. 以上都不对 【答案】C 7.（单项选择题）剖分式滑动轴承的性能特点是（ ） A.能自动调心 B.装拆方便,轴瓦与轴的间隙可以调整 C.结构简单,制造方便 D,装拆不方便,装拆时必须做轴向移动 【答案】B 8.（单项选择题）为避免降低承载能力，轴瓦上的油沟应开设在（ ） A.承载区 B.非承载区 C.端部 D.轴颈与轴瓦的最小间隙处 【答案】B 9.（双项选择题）转轴工作时主要承受（ ） A. 纯扭矩 B. 扭矩 C. 摩擦力矩 D. 弯矩 【答案】BD 10.（填空题）直轴按其承载情况不同可分为________轴、_________轴和________轴三种。 【答案】传动 心 转 11.（填空题）自行车前轮轴属于________轴。 【答案】心 12.（填空题）轴承按其所受的载荷方向不同,可分为_______轴承、_________轴承和_________轴承等 【答案】向心 推力 向心推力 13. (简述与计算题）轴按所承受载荷的不同分为哪三种?常见的轴大多属于哪一种? 【答案】轴按所承受载荷的不同分为心轴、转轴、传动轴三种。常见的轴大多属于转轴。 14. (读图题）图示为某一传动部件的装配结构图,试分析并回答下列问题: (1)齿轮是如何进行轴向和周向固定的? (2)带轮是如何进行轴向和周向固定的? (3)轴的左端装配时应依次装哪些零件? 【答案】(1)齿轮通过右侧轴环进行轴向定位,左侧套筒压紧轴向固定;通过 A 型普通平键周向固定。(2)带轮通过右侧轴肩轴向定位，左侧轴端挡圈轴向固定;通过 A 型普通平键周向固定。 (3)轴的左端装配时应依次装齿轮、套筒、滚动轴承、轴承盖、带轮、轴端挡圈 [课堂练习] 1.(单项选择题）轴肩和轴环的作用是（ ） A,对轴上零件进行轴向定位和固定 B.对轴上零件进行周向固定 C.使轴外形美观 D,有利于轴的加工 【答案】A 2.(单项选择题）在阶梯轴中间部位上装有一轮毂,工作中承受较大的轴向力,则对该轮毂可采用（ ）结构,实现轴向固定。 A.弹性挡圈 B. 套筒 C.轴肩与圆螺母 D.紧定螺钉 【答案】C 3.(单项选择题）下列金属材料中，（ ）可以用于制造轴承衬， A.铸铁 B.轴承合金 C滚动轴承钢 D.铸造黄铜 【答案】B 4.（填空题）轴一般要求有足够的_______、合理的______和良好的_______。 【答案】强度 结构 工艺性 5.（填空题）滑动轴承一般由_____与______构成。常用的向心滑动轴承的结构形式有_____式和_______式两种。 【答案】轴瓦 轴承座 整体 剖分 6.（简述与计算题）与滑动轴承相比，滚动轴承的优点有哪些? 【答案】(1)摩擦因数低,运转时摩擦力矩小,起动灵敏,效率高;(2)可用预紧的方法提高支承刚度及旋转精度;(3)对同尺寸的轴颈,滚动轴承的宽度小，可使机器的轴向尺寸紧凑;(4)润滑方法简便,轴承损坏时易更换。 [课堂小结] 1、 轴 1、 主要功能 2、 要求 3、 分类和应用特点 4、 常用材料结构 2、 轴承 1、 分类 2、 滑动轴承 3、 滚动轴承 学科网（北京）股份有限公司 $$