《汽车机械基础》轴及其在汽车上的应用（1）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《汽车机械基础》轴及其在汽车上的应用（1）-讲义 （1）掌握轴的功能与分类 （2）掌握轴的结构设计要点 （3）掌握汽车典型轴类设计规范 （4）掌握失效预防与安全系数 知识点一 轴及其在汽车上的应用 一、概述 (一)轴的功用 所有回转零件，如带轮、齿轮和凸轮等都必须用轴来支承才能进行工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。轴的功用是支承回转零件，使其具有确定的位置，并传递运动和转矩(心轴除外)。 (二)轴的分类 1.按轴线形状分 1)直轴 一般机械中常用。 2)曲轴 常用于往复式机械(图21-1)，如内燃机等。 3)软轴 常用于电动手持小型机具，如铰孔机、刮削机及手持砂轮机等。图21-2所示为钢丝软轴。 2.按轴所受载荷性质分 1)心轴 只承受弯矩不承受转矩的轴。心轴又分为固定心轴[如自行车前轴(图21-3a)]和转动心轴[如列车车轴(图21-3b)]。 2)传动轴 只承受转矩不承受弯矩，或承受很小的弯矩，如汽车的传动轴(图21-4)。 3)转轴 同时承受较大弯矩和转矩，如图21-5所示减速器的轴。 【单项选择题】下列关于心轴的说法，正确的是（ ） A. 只承受转矩 B. 分为固定心轴和转动心轴 C. 汽车传动轴是典型心轴 D. 必须旋转工作 【答案】B 【解析】心轴只承受弯矩，分为固定和转动两种，汽车传动轴是传动轴，固定心轴不旋转（如自行车前轴），故答案为B。 1. （单项选择题）减速器中的轴属于（ ） A. 固定心轴 B. 转动心轴 C. 传动轴 D. 转轴 【答案】D 【解析】文中明确“减速器的轴是转轴，同时承受较大弯矩和转矩”，故答案为D。 2. （单项选择题）下列轴中，不属于按载荷性质分类的是（ ） A. 心轴 B. 直轴 C. 传动轴 D. 转轴 【答案】B 【解析】直轴是按轴线形状分类，其余均按载荷性质分类，故答案为B。 3. 轴是机械中不可缺少的重要零件，其功用是支承________，使其具有确定的位置，并传递________（心轴除外）。 【答案】回转零件；运动和转矩 【解析】轴的核心功用，体现其对回转零件的支承和动力传递作用（心轴不传递转矩）。 1. （单项选择题）同时承受较大弯矩和转矩的轴是（ ） A. 心轴 B. 传动轴 C. 转轴 D. 软轴 【答案】C 【解析】文中指出“转轴是同时承受较大弯矩和转矩，如图21-5所示减速器的轴”，故答案为C。 2. （单项选择题）电动手持小型机具（如手持砂轮机）常用的轴是（ ） A. 直轴 B. 曲轴 C. 软轴 D. 转轴 【答案】C 【解析】文中指出“软轴常用于电动手持小型机具，如铰孔机、刮削机及手持砂轮机等”，故答案为C。 3. 按轴线形状，轴可分为________、________和________，其中________常用于内燃机等往复式机械。 【答案】直轴；曲轴；软轴；曲轴 【解析】轴按轴线形状的分类及曲轴的典型应用，突出结构与应用的关联。 · 轴分三类按载荷，心轴传动和转轴；直轴曲轴加软轴，形状不同用途多！ · 曲轴转化往复动，传动轴把扭矩送；半轴驱动车轮转，凸轮控制气门通。 知识点二 轴在汽车上的应用 在汽车上几乎应用了上述所有轴的形式。汽车变速器中既有心轴，又有转轴，普通变速器的倒挡隋轮轴是用来支承隋轮的，并且与箱体通过半圆键相连，所以属固定心轴；普通变速器中的第一轴、第二轴及中间轴都是转轴；变速器到驱动桥间是通过传动轴连接的；汽车发动机、空气压缩机中都用到曲轴。 二、轴的结构和材料 (一)轴的结构 机械中常用的轴绝大多数是直轴，因此本节主要介绍直轴。 对于轴的结构，最简单的是光轴，即整个轴直径相同的轴。但实际使用中，轴上总是需要安装一些零件，如齿轮、带轮、轴承等，所以往往把轴做成阶梯轴，即轴被加工成几段，相邻段的直径不同，中间轴段的直径比两端轴段的直径大，如图21-5所示减速器轴就是阶梯轴。这种轴各个台阶都有一定的作用和目的，轴的结构和各个部位都具有合理的形状和尺寸。下面结合图21-5讨论常用轴的结构问题。 【单项选择题】关于阶梯轴的特点，下列说法正确的是（ ） A. 整个轴直径相同 B. 中间轴段直径比两端小 C. 各台阶有特定作用 D. 仅用于轻型机械 【答案】C 【解析】文中明确阶梯轴“各个台阶都有一定的作用和目的”，其直径特点是“中间轴段的直径比两端轴段的直径大”，故答案为C。 1. （单项选择题）固定心轴与转动心轴的主要区别是（ ） A. 是否承受弯矩 B. 是否随零件一起转动 C. 是否传递转矩 D. 是否用于汽车 【答案】B 【解析】固定心轴（如倒挡惰轮轴）不随零件转动，转动心轴（如列车车轴）随零件转动，两者都承受弯矩、不传递转矩，故答案为B。 2. （单项选择题）光轴的特点是（ ） A. 轴段直径不同 B. 整个轴直径相同 C. 必须安装齿轮 D. 属于曲轴的一种 【答案】B 【解析】文中明确“光轴即整个轴直径相同的轴”，故答案为B。 3. 汽车变速器中，倒挡惰轮轴是________心轴，第一轴、第二轴及中间轴是________。 【答案】固定；转轴 【解析】明确变速器中不同轴的类型，体现心轴与转轴的应用差异。 1. （单项选择题）轴上需要安装齿轮、轴承等零件时，通常采用的轴结构是（ ） A. 光轴 B. 阶梯轴 C. 曲轴 D. 软轴 【答案】B 【解析】文中指出“实际使用中，轴上总是需要安装一些零件……往往把轴做成阶梯轴”，故答案为B。 2. （单项选择题）下列汽车部件中，未使用传动轴的是（ ） A. 变速器与驱动桥之间 B. 发动机内部 C. 驱动桥输出端 D. 分动箱与前桥之间 【答案】B 【解析】发动机内部主要用曲轴，传动轴用于连接变速器与驱动桥等需要传递转矩的部件，故答案为B。 3. 汽车上连接变速器与驱动桥的轴是________，发动机中用到的轴是________。 【答案】传动轴；曲轴 【解析】两类轴在汽车中的典型应用，反映其功能适配性。 · 汽车用轴三大类，心轴传动和转轴；阶梯设计好处多，轴肩圆角不能漏！ · 四十五钢最常用，重载合金铬锰钼；传动断裂因振动，半轴漏油查油封。 知识点三 轴上零件的轴向定位和固定 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，防止零件做轴向移动，并能承受轴向力。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)等结构形式和零件作为轴上零件的轴向定位。 1)用轴肩和轴环固定 阶梯轴上截面变化处称为轴肩，起轴向定位和单向固定轴上零件的作用。如图21-5所示，右端滚动轴承的内圈左端的定位，就是靠轴肩定位的。图中齿轮右端是靠右端的轴环定位的。 为了定位可靠，使零件能紧靠定位面，轴肩的过渡圆角半径r应小于轴上零件的倒角 (图21-6a)或圆角半径R(图21-6b)。轴肩高度h可在 范围内选取，或取h=(2~3)C₁，轴环宽度b≈1.4h。但与滚动轴承配合处的h值和b值应参考轴承标准规定的安装尺寸确定。 轴肩和轴环定位，简单可靠，可承受较大的轴向力。 2)用轴套和圆螺母固定 当轴上两零件相距较近时，用轴套(又称套筒)作相对固定可简化轴的结构，如图21-6所示，齿轮就是利用轴套和轴环作轴向定位的。当套筒太长时，可采用圆螺母作轴向固定(图21-7)，此时需要在轴上切制螺纹，但会引起应力集中，对轴疲劳强度影响较大。 3)用弹性挡圈和紧定螺钉固定 如图21-8和图21-9所示，采用这两种紧固方法，结构简单，但只能承受较小的轴向力。 4)用轴端挡圈和圆锥面 这两种方法常用于轴端，如图21-5所示。锥面配合时，轴上零件装拆方便，多用于轴上零件与轴的同心度要求较高或轴受振动的场合。 【单项选择题】圆锥面配合用于轴向定位时，适用于（ ） A. 零件同心度要求低的场合 B. 轴受振动的场合 C. 承受超大轴向力的场合 D. 无法拆卸的零件固定 【答案】B 【解析】文中指出圆锥面配合“多用于轴上零件与轴的同心度要求较高或轴受振动的场合”，故答案为B。 1. （单项选择题）弹性挡圈和紧定螺钉固定的特点是（ ） A. 结构复杂，承受轴向力大 B. 结构简单，仅能承受较小轴向力 C. 适用于高速场合 D. 需在轴上切制螺纹 【答案】B 【解析】文中明确“采用这两种紧固方法（弹性挡圈和紧定螺钉），结构简单，但只能承受较小的轴向力”，故答案为B。 2. （单项选择题）轴端挡圈常用于（ ） A. 轴中间部位零件的固定 B. 轴端零件的固定 C. 相距较近的两零件固定 D. 承受大轴向力的场合 【答案】B 【解析】文中指出“用轴端挡圈和圆锥面这两种方法常用于轴端”，故答案为B。 3. 轴上零件轴向定位和固定的常用方法有利用________、________、轴套、圆螺母和________等。 【答案】轴肩；轴环；轴端挡圈（或压板） 【解析】轴向固定的主要结构形式，是轴系设计的基础。 1. （单项选择题）采用圆螺母固定轴上零件时，需要在轴上（ ） A. 加工键槽 B. 切制螺纹 C. 磨削锥面 D. 开设退刀槽 【答案】B 【解析】文中明确“采用圆螺母作轴向固定时，需要在轴上切制螺纹”，故答案为B。 2. （单项选择题）下列轴向固定方法中，能承受较大轴向力的是（ ） A. 弹性挡圈 B. 紧定螺钉 C. 轴肩和轴环 D. 圆锥面 【答案】C 【解析】文中指出“轴肩和轴环定位，简单可靠，可承受较大的轴向力”，故答案为C。 3. 轴肩是阶梯轴上________变化处，起________和单向固定轴上零件的作用；轴环可看作是宽度较窄的________。 【答案】截面；轴向定位；轴肩 【解析】轴肩和轴环的定义及功能，体现两者的关联性。 · 轴向固定六招鲜，轴肩轴环扛大梁； · 轴套省距圆螺母拆，弹性挡圈轻载忙。 · 端部压板锥面紧，汽车轴上显神通！ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$