轴的认识盾构教研室张小力78课件讲解.pptx

德修身技立业轴的认识盾构教研室主讲：张小力地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology

轴的分类轴的材料CONTENTS目录0102轴的失效形式03

案例导入轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是用来支承回转零件（如齿轮、带轮、电动机转子等），并传递运动和转矩。图14-1所示的汽车传动系结构图，变速器和驱动桥中采用轴支承齿轮、传动轴传递动力、半轴支承轴承和齿轮。本单元将通过相关内容的学习，使学生学会轴的材料选择、结构和尺寸确定，以保证轴具有良好工艺性、承载能力及装拆性能。图14-1普通汽车的传动系示意图

学习目标1能根据轴的受载情况正确识别轴的类型2了解制造轴的主要材料及热处理方法3掌握轴的结构设计及其强度、刚度要求

教学重点和难点1轴的结构设计及轴的结构改错2轴的强度、刚度要求

1.1轴的分类1、按轴的功用和承载不同，轴可分为三种类型（1）转轴：既承受弯矩又承受扭矩的轴。机器中最常见（2）心轴：只承受弯矩而不传递扭矩的轴。（3）传动轴：只承受扭矩而不承受弯矩的轴减速器的轴—转轴汽车后桥的传动轴火车车轮轴

1.1轴的分类2、按轴线的形状不同分（1）直轴：用于一般机械。（光轴、空心轴、阶梯轴）光轴空心轴阶梯轴

1.1轴的分类（2）曲轴：常用于往复式机械中，如汽车发动机（3）挠性轴：常用于可移式机械化工具中。曲轴挠性轴

思考与分析1.利用所学的知识，试分析图14-9a所示的自行车前轴、中轴、后轴承受的载荷，并以此判断各轴属于哪种类型的轴？2.图14-9b所示为古代的脚踏式水车，是古代最先进的排灌器具。请查阅资料了解其工作原理，分析水车中安置脚踏板的那根轴，承受了何种载荷，属于何种类型的轴？a）自行车外形结构图b）古代的脚踏水车示意图

1.2轴的材料选择轴的材料应满足强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等方面的要求，并且对应力集中的敏感性低。另外，选择轴的材料时还应该考虑易于加工和经济性的因素。轴的材料主要是碳素结构钢和合金结构钢。一般而言，碳素钢对应力集中的敏感性较低且价格相对低廉，经热处理后可改善其综合力学性能，因此应用广泛。常用的优质碳素钢有35、40、45和50钢等，尤以45钢应用最多。碳素钢一般应经过调质或正火处理，以改善其力学性能。受载较小或不重要的轴，可用Q235、Q275等普通碳素钢。合金结构钢具有较高的力学性能和良好的热处理性能，但对应力集中比较敏感，价格较贵，因此在承受重载荷或较重载荷时尺寸和重量受到一定的限制，要求提高轴颈耐磨性以及高温、低温条件下工作的轴，宜采用合金钢制造。由于在常温下，碳素钢和合金钢的弹性模量均相差不多，故不能选用合金钢来提高轴的强度和刚度。球墨铸铁吸振性好，对应力集中不敏感且价格低廉，故适用于制造形状复杂的轴，如凸轮轴、曲轴等。

1.2轴的材料选择

1.3轴的失效形式和计算准则轴工作时主要承受弯矩和扭矩，且多为交变应力作用，其主要失效形式为疲劳破坏。轴的设计一般要解决两方面问题：（1）具有足够的工作能力轴应具有足够的强度、刚度和振动稳定性，以保证轴能正常地工作。对于转速不高的轴，只要保证强度和刚度要求就能满足工作需要。（2）具有合理的结构形状根据装配和加工等具体情况的要求，在进行轴的设计中，合理定出其各部分的结构和形状尺寸，使轴上零件能可靠地固定和便于装拆。

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