汽車機(jī)械基礎(chǔ)-汽車常用零件 參賽課件

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1、參賽選手：****軸導(dǎo)入：1、汽車的傳動(dòng)軸為什么做成同一直徑？2、變速箱上的軸為什么做成階梯形？本章教學(xué)目標(biāo)第三章汽車常用零件項(xiàng)目一軸1）認(rèn)識(shí)軸的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用，了解軸的材料及選用，常見失效形式；2）掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、考慮因素及提高軸的強(qiáng)度的措施；本章內(nèi)容第二節(jié)軸上零件的布置第一節(jié)概述軸的分類第四章軸引子:軸的功用支承其他回轉(zhuǎn)件，承受轉(zhuǎn)矩與彎矩，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1.按所受載荷特點(diǎn)分三種：心軸：只承受彎矩;如傳動(dòng)軸：只承受轉(zhuǎn)矩;如轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩;如任務(wù)一.軸的分類直軸，曲軸；光軸，

2、階梯軸；空心軸，實(shí)心軸；剛性軸，撓性軸。重點(diǎn)：階梯軸例汽車軸2.按軸的結(jié)構(gòu)形狀分：階梯軸曲軸：撓性鋼絲軸轉(zhuǎn)軸：機(jī)器中最常見的軸，通常簡稱為軸。工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。例：減速器中的軸心軸：用來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。例：車輛軸和滑輪軸，圖中為自行車的前輪軸。自行車的前輪軸傳動(dòng)軸：主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，或所承受的彎矩很小的軸。例：汽車中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸。傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸：二、軸的材料軸的功用，主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的常

3、用材料是：碳素鋼和合金鋼等。在一般工作溫度下，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不大，故在選擇鋼的種類和熱處理方法時(shí)，所依據(jù)的主要是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度等。1、碳素鋼：碳素鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣；一般用途的軸，多用含碳量為0.25～0.5%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，尤其是45號(hào)鋼。對(duì)于不重要或受力較小的軸也可用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。2、合金鋼：具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，且價(jià)格較貴；多

4、用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金鋼，有良好的高溫機(jī)械性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸。3、球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。對(duì)于形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采用球墨鑄鐵或高強(qiáng)度鑄造材料來進(jìn)行鑄造加工，易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能和好的耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性也較低。軸的材料及選擇任務(wù)二

5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)組成；軸結(jié)構(gòu)決定因素；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求：①軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置②軸上零件裝拆、調(diào)整方便③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等④盡量避免應(yīng)力集中設(shè)計(jì)要點(diǎn):①擬定軸上零件的裝配方案原則：①軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理②裝配越簡單、方便越合理③軸上零件的定位,固定及位置調(diào)整一.軸的結(jié)構(gòu)組成軸頭：與傳動(dòng)零件或聯(lián)軸器、離合器相配部分；軸頸：與軸承相配部分軸身：聯(lián)接軸頭和軸頸之間部分；（軸的結(jié)構(gòu)圖）軸端軸頭軸頸軸頭軸身二.軸結(jié)構(gòu)影響、決定因素軸的毛坯種類；軸上作用力的大小

6、及其分布情況；軸上零件的位置、配合性質(zhì)及其聯(lián)接固定的方法；軸承的類型、尺寸和位置；軸的加工方法、裝配方法以及其他特殊要求。可見影響軸的結(jié)構(gòu)與尺寸的因素很多，設(shè)計(jì)軸時(shí)要全面綜合的考慮各種因素。三.設(shè)計(jì)考慮的幾個(gè)方面1、軸上零件的布置；2、軸徑估算、各軸段直徑、長度的確定；3、軸上零件的定位和固定；4、軸上零件的裝拆和調(diào)整；5、提高軸疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施；6、制造工藝要求；7、材料選擇。一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的已知條件有：機(jī)器的裝配簡圖；軸的轉(zhuǎn)速；傳遞的功率；軸上零件的主要參數(shù)和尺寸等。軸的設(shè)計(jì)區(qū)別于其它零件設(shè)計(jì)過程

7、的顯著特點(diǎn)是：必須先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后才能進(jìn)行工作能力的核算。機(jī)器的裝配簡圖——結(jié)構(gòu)分析軸頸軸頭軸身軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)軸上零件的布置在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)按傳動(dòng)簡圖上所給出的各主要零件的相互位置關(guān)系擬訂軸上零件的裝配方案；軸上零件的裝配方案不同，軸的結(jié)構(gòu)形狀也不同；在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，往往擬訂幾種不同的裝配方案進(jìn)行比較，從中選出一種最佳方案。圖4-7汽車變速器輸出軸的零件分布(二)軸的基本直徑的估算及各段直徑和長度的確定：軸不是標(biāo)準(zhǔn)零件,需要自己設(shè)計(jì)計(jì)算。開始設(shè)計(jì)軸時(shí)，通常還不知道軸上零件的位置及支點(diǎn)

8、情況，無法確定軸的受力情況，只有待軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本完成后，才能對(duì)軸進(jìn)行受力分析及強(qiáng)度計(jì)算；一般在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前先按純扭轉(zhuǎn)受力情況對(duì)軸的直徑進(jìn)行估算；按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算：這種計(jì)算方法主要應(yīng)用于傳動(dòng)軸，也可以初步估算軸的最小直徑，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.軸的基本直徑的估算設(shè)軸在轉(zhuǎn)矩T的作用下，產(chǎn)生剪應(yīng)力τ。對(duì)于圓截面的實(shí)心軸，其抗扭強(qiáng)度條件為：p估算直徑：A由上式求出的直徑值，需圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑，并作為軸的最小直徑。如軸上有一個(gè)鍵槽，可將值增大3%—5