第十节 轴与轴承《机械及零件识图》云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解

云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解 第十节 轴与轴承 【考情分析】 轴与轴承是机械传动系统的核心零部件，在交通运输类专业中，广泛应用于汽车发动机曲轴、变速箱传动轴、轨道交通车辆轮轴、船舶推进轴等关键部件。从考纲要求及历年职教高考命题趋势来看，本章节轴的分类与结构、轴承的类型与特性、轴与轴承的装配关系、失效形式为核心高频考点，命题以选择题为主，占机械识图模块分值的12%-15%。命题特点为结合交通运输设备的实际传动场景，侧重考查轴与轴承的类型辨析、适用工况判断及失效形式分析，需要考生区分不同轴与轴承的结构特点与应用差异，掌握轴系零部件的装配识图要点。 【学习目标】 · 能够准确阐述轴与轴承的功能，理解轴在传动系统中支撑旋转零件、传递转矩的作用，以及轴承降低摩擦阻力、支撑轴系的作用。 · 掌握轴的分类标准（按承载性质、按结构形状）和轴承的分类标准（按摩擦性质、按承载方向），能够识别各类轴与轴承的结构特点及适用范围。 · 牢记轴与轴承的主要失效形式，能够结合实际工况判断失效原因及预防措施。 · 能够解答轴与轴承相关的选择题，准确辨析选项中的知识点误区，结合交通运输设备案例进行应用分析。 【考点梳理】 考点一 轴的基础知识点 1. 轴的定义 轴是机械传动系统中用于支撑旋转零件（如齿轮、带轮、链轮）、传递转矩和运动的圆柱形零部件，是机械装备的核心骨架之一。 2.  轴的分类（按承载性质） 心轴：只承受弯矩、不传递转矩的轴，分为固定心轴（如自行车前轮轴）和转动心轴（如汽车传动轴的支撑轴段）。 传动轴：主要传递转矩、不承受弯矩或承受极小弯矩的轴，如汽车变速箱与驱动桥之间的传动轴。 转轴：同时承受弯矩和转矩的轴，是交通运输设备中应用最广的轴类，如汽车发动机曲轴、变速箱齿轮轴。 3. 轴的结构组成 轴的典型结构包括轴颈、轴头、轴肩、轴环、轴端：- 轴颈：与轴承配合的轴段； 轴头：与轮毂（如齿轮、带轮）配合的轴段； 轴肩/轴环：用于轴上零件的轴向定位； 轴端：轴的端部，通常加工有螺纹或倒角，便于零件安装与固定。 考点二 轴承的基础知识点 1. 轴承的定义 轴承是用于支撑轴及轴上旋转零件、降低运动副之间的摩擦阻力、保证轴的旋转精度的机械元件。 2.  轴承的分类（按摩擦性质） 滑动轴承：轴与轴承之间为滑动摩擦，分为液体润滑滑动轴承和无润滑滑动轴承。特点是承载能力大、工作平稳、噪声低，适用于高速、重载、高精度的场合，如汽车发动机曲轴主轴承、连杆轴承。 滚动轴承：轴与轴承之间为滚动摩擦，由内圈、外圈、滚动体、保持架组成。特点是摩擦阻力小、启动灵活、维护方便，适用于中低速、中轻载的场合，如汽车轮毂轴承、电机轴承。 3.  轴承的分类（按承载方向） 向心轴承：主要承受径向载荷，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承，适用于承受径向力的轴段，如汽车变速箱输入轴轴承。 推力轴承：主要承受轴向载荷，如推力球轴承、推力滚子轴承，适用于承受轴向力的轴段，如汽车离合器分离轴承。 角接触轴承：同时承受径向载荷和轴向载荷，如角接触球轴承，适用于承受复合载荷的轴段，如汽车发电机轴承。 考点三 轴与轴承的装配关系 1. 轴与轴承内圈的配合：通常采用过盈配合或过渡配合，保证轴承内圈随轴同步旋转，防止相对滑动导致磨损。 2. 轴承外圈与轴承座的配合：通常采用间隙配合或过渡配合，允许外圈有微量的轴向移动，补偿轴的热胀冷缩。 3. 轴上零件的定位：轴向定位依靠轴肩、轴环、套筒、螺母等；周向定位依靠键连接、过盈配合等，保证零件与轴同步旋转。 考点四 轴与轴承的失效形式 1.轴的失效形式- 疲劳断裂：轴在交变弯矩和转矩作用下，在应力集中处（如轴肩圆角、键槽）产生疲劳裂纹，最终断裂，是轴最常见的失效形式，如汽车曲轴断裂。 磨损：轴颈、轴头与轴承、轮毂的配合面因相对滑动产生磨损，导致配合间隙增大，旋转精度下降，如汽车变速箱轴颈磨损。 塑性变形：轴承受过载载荷时，发生弯曲或扭转变形，丧失正常工作能力，如汽车传动轴过载扭转变形。 2. 轴承的失效形式 滚动轴承的失效形式：疲劳点蚀（滚动体或滚道表面出现微小凹坑，是最常见失效形式）、磨损、胶合（高温下滚动体与滚道熔粘）、保持架损坏。 滑动轴承的失效形式：轴瓦磨损、轴瓦烧蚀（润滑不良导致高温熔损）、轴承合金剥落。 【例题】 1. 汽车发动机曲轴同时承受弯矩和转矩，属于以下哪种类型的轴（） A. 心轴 B. 传动轴 C. 转轴 D. 固定轴 答案：C 解析：转轴的定义是同时承受弯矩和转矩的轴，发动机曲轴在工作时既要传递转矩驱动车轮，又要承受活塞连杆的作用力产生的弯矩，符合转轴的特征。 2. 滚动轴承的核心组成部件不包括（） A. 内圈 B. 外圈 C. 保持架 D. 轴肩 答案：D 解析：滚动轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架四大核心部件组成；轴肩是轴的结构部分，用于轴承的轴向定位，不属于轴承部件。 3. 主要承受径向载荷，适用于中低速、中轻载场合的滚动轴承是（） A. 深沟球轴承 B. 推力球轴承 C. 角接触球轴承 D. 各选项都不对 答案：A 解析：深沟球轴承属于向心轴承，主要承受径向载荷，结构简单、成本低，广泛应用于中低速、中轻载的传动场景；推力球轴承承受轴向载荷，角接触轴承承受复合载荷。 4. 轴的最常见失效形式是（） A. 磨损 B. 疲劳断裂 C. 塑性变形 D. 腐蚀 答案：B 解析：交通运输设备中的轴多承受交变的弯矩和转矩，长期工作后易在应力集中处产生疲劳裂纹，最终发生断裂，这是轴最常见的失效形式。 5. 汽车变速箱与驱动桥之间的传动轴，主要传递转矩、承受极小弯矩，该轴属于（） A. 心轴 B. 传动轴 C. 转轴 D. 转动心轴 答案：B 解析：传动轴的定义是主要传递转矩、不承受或承受极小弯矩的轴，汽车变速箱与驱动桥之间的传动轴符合这一特征。 6. 滑动轴承适用于以下哪种工况（） A. 高速、重载、高精度 B. 中低速、中轻载 C. 低俗、轻载 D. 低俗、重载 答案：A 解析：滑动轴承的优点是承载能力大、工作平稳、噪声低、旋转精度高，适用于高速、重载、高精度的场合，如发动机曲轴主轴承。 7. 用于轴上零件轴向定位的轴的结构是（） A. 轴颈 B. 轴头 C. 轴肩 D. 全不对 答案：C 解析：轴肩是轴上直径突变的台阶部分，能够依靠台阶面阻挡轴上零件的轴向移动，实现轴向定位；轴颈与轴承配合，轴头与轮毂配合。 8. 滚动轴承最常见的失效形式是（） A. 保持架损坏 B. 疲劳点蚀 C. 胶合 D. 磨损 答案：B 解析：滚动轴承在工作时，滚动体与滚道之间承受交变的接触应力，长期作用下表面会产生微小凹坑，即疲劳点蚀，这是滚动轴承最常见的失效形式。 【高考题实战】 1. 汽车轮毂轴承需要同时承受径向载荷（车轮的重量）和轴向载荷（转向时的侧向力），最适合采用的轴承类型是（） A. 深沟球轴承 B. 推力球轴承 C. 角接触球轴承 D. 圆柱滚子轴承 答案：C 解析：角接触球轴承的结构特点是能够同时承受径向载荷和轴向载荷，符合汽车轮毂轴承承受复合载荷的工作要求；深沟球轴承主要承受径向载荷，推力球轴承主要承受轴向载荷。 2. 某汽车发动机曲轴发生疲劳断裂，断裂位置大概率在（） A. 轴头的光滑段 B. 轴肩的圆角处 C. 轴颈的中间段 D. 轴端的倒 答案：B 解析：轴肩的圆角处是典型的应力集中部位，曲轴在交变载荷作用下，应力集中处最容易产生疲劳裂纹，进而发生断裂；光滑段应力分布均匀，不易断裂。 3. 关于轴与轴承的装配配合，下列说法正确的是（） A. 轴承内圈与轴颈采用间隙配合 B. 轴承外圈与轴承座采用过盈配合 C. 轴头与轮毂采用过盈配合或过渡配合 D. 各选项都错 答案：C 解析：轴头与轮毂需要同步旋转，通常采用过盈配合或过渡配合保证周向固定；轴承内圈与轴颈多为过盈或过渡配合，外圈与轴承座多为间隙或过渡配合。 4. 滑动轴承的轴瓦发生烧蚀失效，最可能的原因是（） A. 润滑不良 B. 载荷过小 C. 转速过低 D. 环境干燥 答案：A 解析：滑动轴承依靠润滑油膜隔离轴颈和轴瓦，若润滑不良，油膜破裂，轴颈与轴瓦直接接触，产生大量热量导致轴瓦烧蚀；载荷过小、转速过低不会导致烧蚀。 5. 自行车的前轮轴只承受车轮的重量（弯矩），不传递转矩，该轴属于（） A. 固定心轴 B. 转动心轴 C. 传动轴 D. 转轴 答案：A 解析：心轴是只承受弯矩、不传递转矩的轴，自行车前轮轴固定在车架上，不随车轮旋转，属于固定心轴；转动心轴会随旋转零件同步转动。 6. 滚动轴承的保持架的主要作用是（） A. 支撑轴颈 B. 承受径向载荷 C. 分隔滚动体，防止其相互摩擦 D. 承受轴向载荷 答案：C 解析：保持架的核心作用是均匀分隔滚动体，避免滚动体之间直接接触产生摩擦和磨损，保证轴承的正常运转；支撑轴颈、承受载荷是内圈、外圈和滚动体的作用。 7. 下列措施中，不能有效预防轴的疲劳断裂的是（） A. 增大轴肩圆角半径 B. 对轴颈表面进行淬火处理 C. 提高轴的转速 D. 优化键槽设计，减小应力集中 答案：C 解析：增大轴肩圆角、优化键槽设计可减小应力集中，表面淬火可提高轴的强度，均能预防疲劳断裂；提高轴的转速会增加交变载荷的频率，加速疲劳失效。 8. 汽车离合器分离轴承属于以下哪种类型的轴承（） A. 向心轴承 B. 推力轴承 C. 滑动轴承 D. 角接触轴承 答案：B 解析：汽车离合器分离轴承的核心作用是承受离合器分离叉的轴向推力，属于推力轴承，工作时主要承受轴向载荷。 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 $