第一节 轴《机械基础》河北省机械类 《机械基础》 知识点讲解

河北省机械类对口高考机械基础复习讲义 第二章 机械零件 第一节 轴 【考纲要求】 （1）掌握轴的功用和分类。 （2）掌握轴的结构应满足的基本要求及轴上零件常用的固定方法。。 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、轴的功用及分类 1.轴的功用 轴的主要功用是传递运动和转矩、支承回转零件。 2.轴的分类 按照轴线形状不同，轴可分为直轴、曲轴和软轴(挠性轴)三类。 (1)直轴 1)直轴按结构形状不同又可分为光轴、阶梯轴。 ① 光轴形状简单，加工容易，但轴上零件不易装配和定位。 ② 阶梯轴容易实现轴上零件装配及定位，应用广泛，但加工复杂，应力集中源较多。 2)直轴按承载情况不同可分为心轴、传动轴和转轴。 ① 心轴：只承受弯矩的轴。可以是固定的，也可以是转动的，如自行车的前轮轴(固定心轴)、动车车轮轴(转动心轴)。 ② 传动轴：只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。 ③ 转轴：既承受弯矩又承受扭矩的轴，如减速器的齿轮轴。 (2)曲轴 曲轴是用于直线往复运动和回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，主要用于各类发动机中，如内燃机、空气压缩机、活塞泵及冲床中的轴等。 (3)软轴(挠性轴) 软轴具有良好的挠性，它可以把回转运动灵活地传递到任何空间位置。常用于医疗器械和电动手持小型机具中，如铰孔机、刮削机及振捣器等。 二、轴的结构 轴应有足够的强度、合理的结构和良好的工艺性。 1.轴的结构条件 1)轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度。 2)轴上零件相对于轴的定位准确、固定可靠。 3)便于加工制造，轴上零件便于拆装和调整。 4)尽量减小应力集中，并节省材料，减轻质量。 2.轴上零件的固定 轴上零件的固定分为轴向固定和周向固定两种。 1)轴上零件的轴向固定 目的是保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件轴向运动，并承受轴向力。常用的轴上零件的轴向固定方法及应用见下表。 常用的轴上零件的轴向固定方法及应用 类型 结构特点及应用 圆螺母固定 固定可靠，拆装方便，可承受较大的轴向力，能调整轴上零件之间的间隙，但需要防松。由于 在轴上切制了螺纹，使轴的强度降低。常用于轴上零件距离较大处及轴端零件的固定 轴肩与轴环固定 结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力，广泛用于各轴上零件的定位。应用时，应使轴肩、 轴环的过渡圆角半径r小于轴上零件孔端的圆角半径R或倒角尺寸C，这样才能使轴上零件的 端面紧靠定位面 套筒固定 结构简单，定位可靠，适用于轴上零件间距离较小的场合，但当轴的转速较高时不宜采用 轴端挡圈固定 工作可靠，结构简单，可承受剧烈振动和冲击载荷。使用时，应采取制动垫片、防转螺钉等防 松措施。应用广泛，常用于心轴上零件的固定和轴端固定 弹性挡圈固定 结构简单紧凑，拆装方便，只能承受很小的轴向力。需要在轴上切槽，这将引起应力集中，常 用于滚动轴承的固定 紧定螺钉固定 结构简单，同时起轴向和周向固定作用，但承载能力低，且不适用于高速场合 圆锥面固定 能消除轴与轮毂间的径向间隙，拆装方便，可兼做周向固定，常与轴端挡圈联合使用，实现零 件的双向固定。适用于有冲击载荷和对中性要求较高的场合，常用于轴端零件的固定 2)轴上零件的周向固定 目的是保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。常用的轴上零件的周向固定方法及应用见下表。 常用的轴上零件的周向固定方法及应用 类型 结构特点及应用 平键连接固定 加工容易、拆装方便，但轴向不能固定，不能承受轴向力 花键连接固定 具有接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好等优点，适用于承载较大、定心要求较高 的动、静连接。加工工艺较复杂，成本高 销连接固定 轴向、周向都可以固定，常用于安全装置，过载时可被剪断。不能承受较大载荷，销孔对轴 的强度有削弱作用 紧定螺钉固定 轴向、周向都可以固定，紧定螺钉端部拧入轴上凹坑实现固定。结构简单，不能承受较大载 荷，只适用于辅助连接 过盈配合固定 同时有轴向和周向固定作用，对中精度高。选择不同的配合有不同的连接强度。不适用于 重载和经常拆卸的场合 3.轴的结构工艺性 轴的结构工艺性包括加工工艺性和装配工艺性。应用中，轴应具有良好的加工和装配性能。一般来说，轴的结构越简单，工艺性越好。设计时可从以下方面考虑： 1)形状应简单，以便于加工。轴的台阶尽量少，台阶越多，加工工艺越复杂，成本也越高。 2)磨削轴径和定位轴肩时，应留有砂轮越程槽；轴上切制螺纹时，应留有退刀槽。轴上沿长度方向有多个键槽时，应将它们安排到同一母线上，且槽宽尽可能相同。 3)轴的结构设计应满足轴上零件装拆方便的要求，一般设计成两头细、中间粗。同一轴上所有圆角半径和倒角的大小尽可能一致，以减少加工时刀具的数目。 4)滚动轴承轴向固定的轴肩高度应低于轴承内圈高度，以便于滚动轴承的装拆。 三、轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的应力集中敏感性和良好的加工性能。轴的材料一般多选优质非合金钢和合金钢，其次是球墨铸铁。 【练习题】 1、 选择题(将正确答案的序号填写在括号内)1.自行车前轴是（ ） A.固定心轴 B.转动心轴 C.转轴 D.传动轴 2.车床的主轴是（ ） A.传动轴 B.心轴 C.转轴 D.不能确定 3.在机器中，支承转动零件、传递运动和动力的最基本零件是（ ） A.箱体 B.齿轮 C.轴 D.轴承 4.既支承回转零件，又传递动力的轴称为（ ） A.心轴 B.转轴 C.传动轴 D.直轴 5.在轴上支承转动零件的部位称为（ ），被轴承支承的部位称为（ ）（ ） ①轴颈 ②轴头 ③轴身 ④轴环 A.①③ B.②③ C.②① D.③④ 6既能进行轴向定位又能进行周向定位的是（ ） A.平键连接 B.紧定螺钉连接 C.半圆键连接 D.花键连接 7.只能承受较小轴向力的轴向固定件是（ ） A.轴端挡圈 B.弹性挡圈 C.轴套 D.定位轴肩 8.常用于轴上零件距离较大处及轴端零件固定的方法是 （ ） A.圆螺母 B.轴肩或轴环 C.套筒 D.轴端挡圈 9.同一轴上不同轴段的键槽的布置方法是 （ ） A.同一母线上 B.隔 90° C.相隔120° D.相隔 180° 10.带轮、齿轮等传动零件一般应装在 （ ） A.传动轴上 B.转轴上 C.心轴上 D.软轴上 11.当轴的某一段需要磨削时，轴上应留有 ；轴的某一段需要车削时，应留有 。（ ） ①键槽 ②退刀槽 ③越程槽 ④台阶槽 A.①③ B.②③ C.②① D.③② 12.阶梯轴的截面变化处采用圆角过渡是为了减少 （ ） A.疲劳裂纹的产生 B.应力集中 C.摩擦 D.粗糙度 13.具有接触面积大、承载能力强、对中性和导向性都好的周向固定是( ) A.紧定螺钉 B.花键连接 C.平键连接 D.过盈配合 14.对轴上零件起周向固定的是 （ ） A.轴肩与轴环 B.平键连接 C.套筒和圆螺母 D.轴端挡圈 15.在阶梯轴中部装有一个齿轮，工作中承受较大的双向轴向力，对该齿轮应当采用( )方法进行轴向固定（ ） A.紧定螺钉 B.轴肩和轴端挡板 C.轴肩和圆螺母 D.轴肩和弹性挡圈 二、判断题 1.轴端面倒角的主要作用是便于轴上零件的安装与拆卸。……………………………………（ ） 2. 轴上截面尺寸变化的部分称为轴肩或轴环。 ………………………………………………（ ） 3.阶梯轴上各截面变化处都应留有越程槽。……………………………………………………（ ） 4.轴端挡板可用于轴上零件的轴向固定。 ……………………………………………………（ ） 5.不能承受较大载荷、主要起辅助连接作用的周向固定是紧定螺钉。 ………………………（ ） 6.阶梯轴的直径应该是中间小、两端大。 ………………………………………………………（ ） 三、下图为电瓶车传动示意图，根据图填空。 I是 轴， II是 轴， III是 轴， IV是 轴， V是 轴， VI是 轴。 【答案】 1、 选择题 1—5 ACCBC 6—10 BBAAB 11－15DBBBC 2、 判断题 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.× 三、填空题 I是 转 轴， II是 心 轴， III是 转 轴， IV是 传动 轴， V是 转 轴， VI是 心 轴。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $