项目4 任务2 了解轴及轴上零件的应用（课件）-《新能源汽车机械基础》同步精品课堂（高教版）

《新能源汽车机械基础》高教版 项目4新能源汽车典型零件的应用 任务2 了解轴及轴上零件的应用 同步精品课堂—中职专业课 1 CONTENTS 轴的功用及分类 01 轴的材料 02 目录 轴的结构工艺性 04 轴的结构 03 轴的设计 05 图纸幅面和格式 教学 目标 知识目标 1.掌握轴分类、功用； 2.掌握轴在汽车中的运用； 3.掌握轴的类型与选用； 4.了解轴的材料及失效分析。 能够利用所学知识，能够准确识别汽车上轴的应用、类型及特点。 能力目标 在实践过程中培养学生精益求精的工匠精神，让学生逐步养成严谨、细致、规范的技术行为习惯。 情感目标 图纸幅面和格式 重点 难点 轴上零件的轴向定位与固定 重点 轴上零件的轴向定位与固定 难点 图纸幅面和格式 知识导入 轴是保证机器正常工作的重要零件之一。凡是做回转运动的零件（如凸轮、齿轮、带轮等）都必须用轴来支承才能实现运动和动力的传递。汽车的运转需要各种各样的轴，这些轴起着支承其他回转件，承受转矩与弯矩，并传递运动和动力的作用。 图纸幅面和格式 01 轴的功用及分类 1. 轴的功用 轴的主要功用是支承回转零部件，使其具有确定的位置，并实现运动和动力的传递。 ( 2 ) 曲 轴 （1）直轴 直轴的轴线为直线，可分为光轴和阶梯轴 作为汽车发动机的主要部件，曲轴承受来自连杆传来的力，并将作用在活塞上的往复直线 运动转变为圆周旋转运动，为汽车行驶提供动力。 （3）软轴 软轴由多组钢丝分层卷绕而成，具有良好挠性，可将回转运动灵活地传到 不开敞的空间位置。 2. 轴的分类 图纸幅面和格式 01 轴的功用及分类 （1）直轴 2. 轴的分类 （a）光轴 （b）阶梯轴 图纸幅面和格式 01 轴的功用及分类 ( 2 ) 曲 轴 2. 轴的分类 图纸幅面和格式 01 轴的功用及分类 （3）软轴 2. 轴的分类 图纸幅面和格式 02 轴的材料 2. 键连接的类型 由于轴在工作过程中多数受到交变应力的作用，主要失效形式为疲劳断裂，因此轴的材料 应具有较高的强度、刚度、韧性、耐磨性及良好的加工性能。常用轴的材料有很多，在选择时应 主要考虑以下因素： 1)轴的强度、刚度、韧性及耐磨性等性能要求 2)轴的热处理方式及加工工艺性要求； 3)轴的材料来源和经济性等。 轴的常用加工材料是优质碳素结构钢和合金结构钢。 图纸幅面和格式 02 轴的材料 2. 键连接的类型 优质碳素结构钢价格低，综合力学性能良好，对应力集中的敏感性较低。一般用途的 轴，常用35、45、50钢，其中以45钢应用最为广泛；对于不太重要或受力较少的轴也可选用 Q235、Q275A 等普通碳素钢。 优质碳素结构钢价格低，综合力学性能良好，对应力集中的敏感性较低。一般用途的 轴，常用35、45、50钢，其中以45钢应用最为广泛；对于不太重要或受力较少的轴也可选用 Q235、Q275A 等普通碳素钢。 图纸幅面和格式 02 轴的材料 2. 键连接的类型 轴的常用金属材料的力学性能 图纸幅面和格式 头脑风暴 观察轴的结构，讨论，确定轴的结构形式时需考虑哪些因素？ 图纸幅面和格式 03 轴的结构 轴的结构形式多样，结构形式的确定需考虑诸多因素。 为满足强度与刚度需求，根据受力 情况进行尺寸设计； 轴应便于加工，尽量避免或减少应力集中； 轴上的零件应有可靠的定位与 固定； 轴上零件应便于安装和拆卸。 图纸幅面和格式 03 轴的结构 1. 轴上零件的轴向定位与固定 向定位与固定的目的是保证零件在轴上的轴向位置确定，防止零件轴向移动，并能承受 轴向力。轴上零件的轴向固定方法有轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉、轴环 等。 图纸幅面和格式 03 轴的结构 2. 轴上零件的周向定位与固定 为了传递运动和转矩以及防止零件与轴产生相对转动，轴上零件还需有周向固定。常用 轴上周向定位与固定的方式有螺钉、普通平键、花键、销、过盈等连接形式。 轴上零件周向定位与固定方法 a）平键连接 b）花键连接 c）过盈配合 d）螺钉连接 e）销连接 图纸幅面和格式 04 轴的结构工艺性 轴在加工、装配、使用维修过程中仍需要对结构提出某些要求，即轴的结构工艺性要求。 在满足使用要求的前提下，轴的结构越简单，工艺性越好。 1)为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴相邻两轴段直径相差不应过大，一般为 5～10 mm。 2)轴上有多键槽加工，尽可能安排在同一直线上，避免多次装夹。 3)轴上需切制螺纹或磨削时，要留有越程槽和退刀槽。 1. 轴的加工工艺性 多键槽布置 越程槽和退刀槽 图纸幅面和格式 04 轴的结构工艺性 1）轴端和各轴段端部应有45º倒角，轴上的倒角和圆角半径尽量一致； 2）为了能够顺利地装拆轴上零件，轴的结构多半设计成中间粗两端逐渐细的阶梯轴形状。为装拆方便，轴肩一般可取为1~3mm。安装轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度，以便拆卸； 3）轴各段长度应根据轴上零件的宽度和零件的相互位置决定。 2. 轴的装配工艺性 图纸幅面和格式 双人练习 两人一组，复述轴的加工、装配工艺性需要注意的事项。 图纸幅面和格式 05 轴的设计 由于抗疲劳强度不够而引起轴的疲劳断裂 01 02 由于刚度不够而引起轴产生塑性变形 03 因为磨损、腐蚀而引起的轴表面失效 1.轴的失效形式 图纸幅面和格式 05 轴的设计 2. 轴的设计基本要求 具有合理的结构，使轴上零件的安装位置与配合尺寸合理，定位可靠，便于装拆，加工 方便。 具有足够的强度、刚度和韧性，保证正常工作的能力 据轴的使用工作条件，选取适合的材料、加工和成形工艺 图纸幅面和格式 05 轴的设计 3 .轴的设计计算 对于传动轴，扭转强度条件为： 式中： ----轴的切应力，MPa； ----轴承受的扭矩，N·m； Wn----轴的抗扭截面系数，圆截面Wn =0.2d3，mm3； P----轴传递的功率，kW； d----轴径，mm； n----轴径的转速，r/min； [τ]----材料的许用剪应力，MPa。 图纸幅面和格式 05 轴的设计 3 .轴的设计计算 1)轴的材料的选择； 2 ) 根 据 功 率P 和 转 速n, 用扭转强度公式初算受扭段的最小直径dmin; 3)根据初算轴径，设计并绘制轴的结构草图，由轴的最小直径依次递推到各阶梯直径。 通常相邻两段轴直径相差5～10 mm; 4)作出轴的空间受力图，分别作出轴在水平平面和垂直平面上的受力图，并求出水平平 面和垂直平面上的支点反力； 5)分别作出水平平面和垂直平面的弯矩图，求出合成弯矩； 6)作出扭矩图，计算当量弯矩； 7)按弯扭合成强度校核轴的危险截面，若强度不够，需重新修改轴的结构，并重新校核。 轴的设计计算的一般步骤： 图纸幅面和格式 我问你答 1.轴常用的材料有哪些? 2. 轴的轴向定位、周向定位和固定方法分别有哪些? 3. 轴的强度计算的基本步骤是什么?轴的结构设计包括哪几个方面的内容? 图纸幅面和格式 课堂小结 本节课主要学习了轴的分类、功用；了解了轴在汽车中的运用，轴的类型与选用，了解了轴的材料及失效分析。通过学习，要求学生能够利用所学知识，能够准确识别汽车上轴的应用、类型及特点。在实践过程中培养学生精益求精的工匠精神，让学生逐步养成严谨、细致、规范的技术行为习惯。 图纸幅面和格式 作业布置 1.任务准备 圆柱齿轮减速器从动轴实物图等。 2.任务内容 依据图所示轴的结构，回答下列问题： 1)轴向定位、周向定位和固定方法分别有哪些? 2)零件的周向固定用到了哪些方法? 3)轴有哪些结构考虑了工艺性要求? 图纸幅面和格式 作业布置 拓展学习 知识拓展——轴承 1—外圈 2—滚动体 3—保持架 4—内圈 滚动体 a）球 b）螺旋滚子 c）圆锥滚子 d）圆柱滚子 e）滚针 f）鼓形滚子 图纸幅面和格式 感谢观看 $$