軸的基礎(chǔ)知識軸的認(rèn)識

德修身技立業(yè)軸的認(rèn)識盾構(gòu)教研室主講：張小力軸的分類軸的材料CONTENTS目錄0102軸的失效形式03案例導(dǎo)入

軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是用來支承回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪、電動機(jī)轉(zhuǎn)子等），并傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。圖14-1所示的汽車傳動系結(jié)構(gòu)圖，變速器和驅(qū)動橋中采用軸支承齒輪、傳動軸傳遞動力、半軸支承軸承和齒輪。本單元將通過相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會軸的材料選擇、結(jié)構(gòu)和尺寸確定，以保證軸具有良好工藝性、承載能力及裝拆性能。圖14-1普通汽車的傳動系示意圖學(xué)習(xí)目標(biāo)1能根據(jù)軸的受載情況正確識別軸的類型2

了解制造軸的主要材料及熱處理方法3

掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度、剛度要求教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軸的結(jié)構(gòu)改錯2軸的強(qiáng)度、剛度要求1.1軸的分類

1、按軸的功用和承載不同，軸可分為三種類型（1）轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩又承受扭矩的軸。機(jī)器中最常見（2）心軸：只承受彎矩而不傳遞扭矩的軸。（3）傳動軸：只承受扭矩而不承受彎矩的軸減速器的軸—轉(zhuǎn)軸汽車后橋的傳動軸火車車輪軸1.1軸的分類2、按軸線的形狀不同分

（1）直軸：用于一般機(jī)械。（光軸、空心軸、階梯軸）

光軸空心軸階梯軸1.1軸的分類（2）曲軸：常用于往復(fù)式機(jī)械中，如汽車發(fā)動機(jī)（3）撓性軸：常用于可移式機(jī)械化工具中。

曲軸撓性軸思考與分析1.利用所學(xué)的知識，試分析圖14-9a所示的自行車前軸、中軸、后軸承受的載荷，并以此判斷各軸屬于哪種類型的軸？2.圖14-9b所示為古代的腳踏式水車，是古代最先進(jìn)的排灌器具。請查閱資料了解其工作原理，分析水車中安置腳踏板的那根軸，承受了何種載荷，屬于何種類型的軸？a）自行車外形結(jié)構(gòu)圖b）古代的腳踏水車示意圖1.2軸的材料選擇軸的材料應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性、耐腐蝕性等方面的要求，并且對應(yīng)力集中的敏感性低。另外，選擇軸的材料時還應(yīng)該考慮易于加工和經(jīng)濟(jì)性的因素。軸的材料主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。一般而言，碳素鋼對應(yīng)力集中的敏感性較低且價格相對低廉，經(jīng)熱處理后可改善其綜合力學(xué)性能，因此應(yīng)用廣泛。常用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼有35、40、45和50鋼等，尤以45鋼應(yīng)用最多。碳素鋼一般應(yīng)經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理，以改善其力學(xué)性能。受載較小或不重要的軸，可用Q235、Q275等普通碳素鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼具有較高的力學(xué)性能和良好的熱處理性能，但對應(yīng)力集中比較敏感，價格較貴，因此在承受重載荷或較重載荷時尺寸和重量受到一定的限制，要求提高軸頸耐磨性以及高溫、低溫條件下工作的軸，宜采用合金鋼制造。由于在常溫下，碳素鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，故不能選用合金鋼來提高軸的強(qiáng)度和剛度。球墨鑄鐵吸振性好，對應(yīng)力集中不敏感且價格低廉，故適用于制造形狀復(fù)雜的軸，如凸輪軸、曲軸等。

1.2軸的材料選擇1.3軸的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則軸工作時主要承受彎矩和扭矩，且多為交變應(yīng)力作用，其主要失效形式為疲勞破壞。軸的設(shè)計(jì)一般要解決兩方面問題：（1）具有足夠的工作能力軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性，以保證軸能正常地工作。對于轉(zhuǎn)速不高的軸，只要保證強(qiáng)度和剛度要求就能滿足工作需要。（2）具有合理的結(jié)構(gòu)形狀根據(jù)裝配和加工等具體情況的要