考点10 轴与轴上零件的定位《机械基础》四川省（对口招生）智能制造类 知识点讲解

四川省智能制造类对口高考复习讲义 《机械基础》 考点10 轴与轴上零件的定位 ■考纲要求 1.掌握轴的功用、分类。 2.理解轴上零件轴向固定及周向固定常用形式、装拆要求。 ■知识网络 一、知识树 图2-10-1 轴的功用与类型 图2-10-2 轴上零件的定位 二、重点知识梳理 （一）轴的功用与类型 1.轴的功用：支承轴上零件，并传递运动和转矩。 2.轴的类型 轴的用类型与应用实例见表2-10-1 表2-10-1 轴的类型与应用实例 分类方法 轴的类型 特点 应用实例 按轴线形状 直轴 各段具有同一回转轴线 光轴、台阶轴 曲轴 用于往复和旋转运动的相互转换的专用零件 内燃机的曲轴、曲柄压力机的曲轴 挠性钢丝轴 能够把运动和动力灵活的传动到任何空间位置 振捣器上的挠性钢丝轴 按轴所承受的载荷 心轴 主要承受弯矩，不承受转矩 自行车前后轮轴、滑轮轴、轨道车辆轮轴 传动轴 主要承受转矩，不承受弯矩 连接汽车变速箱与后桥的传动轴 转轴 既承受弯矩，又承受转矩 齿轮减速器 的输出轴 （二）轴上零件的定位 1.轴上零件的轴向定位 轴上零件常用的轴向定位方法及特点见表2-10-2所示。 表2-10-2 轴上零件常用的轴向定位方法与特点 序号 名称 特点 1 轴肩、轴环 结构简单、定位可靠，可以承受很大的轴向力；轴肩、轴环圆角（倒角）半径要小于轴上装配零件内孔的圆角（倒角）半径；定位滚动轴承时，轴肩、轴环的高度要小于滚动轴承的内圈。 2 套筒 轴上不需要切制螺纹、钻孔或开槽，不影响轴的强度；一般用于零件间距较小的场合，转速很高时不宜采用。 3 圆锥面定位 能消除轴和轮毂间的径向间隙，装拆方便；可兼做周向定位，能承受冲击载荷。 4 圆螺母 固定可靠，装拆方便，能承受较大轴向力；轴上需要切制螺纹，使轴的强度降低；常用于固定轴端零件。 5 弹性挡圈 结构简单紧凑，只能承受较小的轴向力；常用于固定滚动轴承。 6 轴端挡圈 主要用于轴端零件的定位与固定；可承受剧烈的振动和冲击载荷。 7 紧定螺钉 同时起轴向和周向定位作用；用于轴向力很小的场合。 2.轴上零件的周向定位 轴上零件常用的轴向定位方法及特点见表2-10-3所示。 表2-10-3 轴上零件常用的周向定位方法与特点 序号 名称 特点 1 平键 加工容易，装拆方便，应用最广；可用于较高精度、高转速及受冲击变载的场合。 2 花键 接触面大、承载能力强、对中性和导向性好、轴毂的强度削弱小；适用于载荷较大、定心要求高的连接。 3 销 结构简单，周向和轴向都可以固定；不能承受较大的轴向力、对轴强度有削弱；过载时可被剪断，有安全保护作用。 4 紧定螺钉 结构简单，不能承受较大载荷，只适用于辅助连接。 5 过盈配合 对中精度高，同时有周向和轴向固定作用；拆卸不方便，不宜用于重载和多次装拆的场合。 （三）轴的材料与结构要求 1.轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴常用的材料多为疲劳损坏，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切削加工性能。轴采用的材料见表2-10-4。 表2-10-4 轴的常用材料 序号 材料种类 常见牌号 特点 1 优质碳素结构钢 35钢、45钢、50钢 价格低廉，对应力集中的敏感性低；可以用热处理提高其耐磨性和疲劳强度。 2 合金结构钢 20Cr、40Cr、20CrMnTi、35SiMn 比碳素钢机械强度高、热处理性能更好，用于受力较大或有特殊要求的轴；价格较贵，对应力集中敏感性高。 3 球墨铸铁 QT600-3、QT700-2 有良好铸造工艺性、且价格低、吸振性和耐磨性好；常用于外形复杂的曲轴、凸轮轴等。 2.轴的结构工艺要求 轴的结构除了考虑零件固定与支承以外，还需考虑加工、装配等的工艺性要求。 ⑴轴上应有加工工艺所需的结构要素。例如，需磨削的轴段，应设有砂轮越程槽；需切制螺纹的轴段，应设有螺纹退刀槽；轴的长径比大于4时，轴两端应开设中心孔，以便加工时用顶尖支承和保证各轴段的同轴度。 ⑵为减少加工时刀具的品种，节省换刀时间，同一轴上所有的圆角半径、倒角尺寸、环形切槽宽度等应尽可能统一；不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上，以便减少装夹次数；加工精度和表面粗糙度应合理。 ⑶装配时，零件各部位不能互相干涉，保证主要面配合紧密，对非主要面留一定的间隙。 ⑷应采用适当的措施减少应力集中，提高轴的强度。例如，轴肩、轴环处增加圆角半径；过盈连接处，加大配合轴径；直径变化较大时，在刚度大的截面处开卸荷槽。 ■真题练习 一、单选题（下面选项中只有一个答案是正确的，每题2分，共20分） 1.自行车的前轮轴按承载形式分是（ ）。 A.转动心轴 B.转轴 C.固定心轴 D.传动轴 2.轴环的用途是（ ）。 A.作为轴加工时的定位面 B.提高轴的强度 C.提高轴的刚度 D.使轴上的零件获得轴向定位 3.增大轴在界面变化处的过渡圆角半径，可以（ ）。 A.使零件的轴向定位比较可靠 B.降低应力集中，提高轴的疲劳强度 C.使轴的加工方便 D.美观 4.在机床设备中，最常用的轴是（ ）。 A.传动轴 B.转轴 C.曲轴 D.心轴 5.当轴上零件要求承受轴向力时，采用（ ）来进行轴向定位，所能承受的轴向力较大。 A.圆螺母 B.弹性挡圈 C.紧定螺钉 D.过盈配合 6.直轴常用的是（ ）轴形式。 A.光 B.心轴 C.阶梯轴 D.传动轴 7.轴上用于安装齿轮、带轮等回转零件的部位是（ ）。 A.轴头 B.轴颈 C.轴肩 D.轴身 8.周向固定为主，兼有轴向固定之功用的固定方式为（ ）。 A.平键 B.花键 C.轴端挡圈 D.销 9.轴通常做成中间轴段直径比两端轴段直径大的阶梯轴，目的是（ ）。 A.便于装拆 B.节省材料 C.提高强度和刚度 D.美观外形 10.采用（ ）的措施不能有效地改善轴的刚度。 A.改用高强度合金钢 B.改变轴的直径 C.改变轴的支承位置 D.改变轴的结构 二、多选题（下面选项中有两个以上答案是正确的，每题2分，共20分） 1.在以下轴中，属于心轴的有（ ）。 A.自行车后轮轴 B.滑轮支撑轴 C.机车轮轴 D.变速箱齿轮轴 2.下列不属于轴环的用途是（ ）。 A.作为加工时的轴向定位 B.使轴上零件获得轴向定位 C.提高轴的强度 D.提高轴的刚度 3.在下述材料中，可以用于制造轴的材料有（ ）。 A.45钢 B.40Cr C.QT500 D.ZcuSn10-1 4.下列（ ）是不能承受转矩作用的直轴。 A.传动轴 B.固定心轴 C.转动心轴 D.转轴 5.按轴的受载情况不同，可分为（ ）三种。 A.直轴 B.心轴 C.转轴 D.传动轴 6.曲轴具有（ ）的双重功能。 A.传动轴 B.转轴 C.心轴 D.曲柄 7.以下（ ）是降低应力集中，提高疲劳强度的方法。 A.改进结构 B.降低表面粗糙度 C.表面淬火 D.滚压 8.属于轴上零件轴向固定方法的是（ ）。 A.圆螺母 B.弹性挡圈 C.轴端挡圈 D.套筒 9.关于轴的材料，说法正确的是（ ）。 A.轴的材料应用最多的是45钢，一般要经过调质处理 B.受力小或不太重要的轴可以使用Q235、Q275 C.对于受力较大及有些特殊要求的轴，可以采用20Cr钢、40Cr钢等 D.曲轴、凸轮轴可采用球墨铸铁 10.属于轴上零件周向固定方式的是（ ）。 A.平键 B.花键 C.销 D.套筒 三、判断题（正确的画“✓”，错误的画“×”，每题2分，共30分） 1.( )在满足使用要求的前提下，轴的结构应尽可能简化。 2.( )转轴在工作时是转动的，而传动轴是不转动的。 3.( )为了便于轴上零件装配，轴的两端应有中心孔。 4.( )轴肩过渡处，在刚度大的截面处开卸荷槽可以减少应力集中。 5.( )阶梯轴具有便于轴上零件的安装和拆卸的优点。 6.( )为保证轴上零件能够可靠的固定，轴头的长度应略长于轮毂宽度2-3mm。 7.( )轴和轴上零件采用楔键连接对中性好。 8.( )轴向固定的主要作用是防止轴上零件轴向移动。 9.( )轴套主要用于轴上零件间距较小的场合。 10.( )圆螺母只起轴向固定作用，无周向定位的功用。 11.( )曲轴只能用来将回转运动转变为直线往复运动。 12.( )心轴用来支承回转零件，只受弯曲作用而不传递动力，心轴可以是转动的也可以是固定不动的。 13.( )轴上安装轴承的部位是轴身。 14.( )同一根轴上所有的圆角半径、倒角尺寸、环形切槽宽度等应尽可能统一。 15.( )零件各部分装配时，不能互相干涉。 四、填空题（将最适当的词语或答案填写在横线上，每题2分，共30分） 1.轴常设计成阶梯形的目的有便于零件 和拆装。 2.按轴线形状分，单缸内燃机中采用了 轴，实现将活寨往复运动转变成飞轮的回转运动。 3.按轴承受的载荷分，汽车变速箱到后桥的轴是 轴。 4.一般的轴都需具有足够的 ，合理的结构形式和尺寸以及良好的工艺性，这就是轴设计的基本要求。 5.轴上需要磨削的轴段应设砂轮 槽。 6.当轴上有多个键槽时，应使各键槽位于 母线上。 7.为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴上轴肩（轴环）的圆角半径 轴上零件的圆角半径或倒角C。 8.传动轴所受的载荷是 。 9.一般重要的轴或有特殊要求的轴用 制造。 10.为减少 ，轴肩处常车削出大的过渡圆角或倒角。 11.轴的主要功能是传递运动和转矩及 。 12.轴按承载分，动车车轮轴属于 。 13.如图2-10-3中，齿轮右侧采用的轴向固定方式是 。 14.如图2-10-3中，齿轮采用的周向固定方式是 。 15.如图2-10-3中，右端联轴器采用的轴向定位方式是轴肩和 。 图2-10-3 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考点10 真题练习 参考答案 一、单选题 1-5：CDBBA 6-10：ADAA 二、多选题 1.ABC 2.ACD 3.ABC 4.BC 5.BCD 6.BD 7.ABCD 8.ABCD 9.ABCD 10.ABC 三、判断题 1-5：对错错对对 6-10：错错对对错 11-15：错对错对对 四、填空题 1.定位 2.曲轴 3.传动轴 4.强度 5.越程 6.同一 7.小于 8.扭矩 9.合金钢 10.应力集中 11.支承轴上零件 12.心轴 13.套筒 14.平键 15.轴端挡圈 $