机械设计基础9轴
轴的功用、分类和常用材料
PARTONE
知识点：技能点：学习目标素养：严谨认真的学习工作态度轴的材料；认识轴的类型；轴的结构；轴的类型和功用；熟悉轴的结构；
学习任务明确任务分析常见机器中轴的类型和结构。
项目导入所有作回转运动的传动零件（如带轮、链轮、齿轮等），必须安装及固定在轴上才能实现运动和动力的传递，而轴需要在箱体内用轴承支承起来。因此，安装传动零件的轴、支承轴的轴承、箱体、机架以及支承弹簧等在机械中均属于支承零部件的范畴。
项目实施一、轴的功用●支撑回转零件●传递运动和转矩
项目实施典型轴系结构齿轮轴承盖轴端挡圈套筒滚动轴承联轴器一、轴的功用
项目实施二、轴的类型1.按轴线的几何形状分两类：轴（按形状分）直轴曲轴阶梯轴光轴钢丝软轴
项目实施二、轴的类型直轴：有光轴和阶梯轴之分。光轴是全轴各处直径相同的轴，工艺性好，易加工，但轴上零件不易定位。阶梯轴的各段直径不同，便于零件的装拆、定位和紧固。
项目实施二、轴的类型汽车发动机曲轴
项目实施二、轴的类型飞机发动机曲轴
项目实施二、轴的类型钢丝软轴：由几层紧贴在一起的钢丝层构成，可把回转运动和转矩灵活地传递到任何位置。
项目实施二、轴的类型轴转轴心轴传动轴转动心轴固定心轴2.根据承载情况轴可分为三类：MMTTTTMM
项目实施二、轴的类型心轴：用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。根据轴工作时是否转动，心轴又可分为转动心轴和固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定。自行车的前轮轴固定心轴
项目实施二、轴的类型转动心轴工作时轴承受弯矩，且轴转动。铁路机车轴
项目实施二、轴的类型
项目实施二、轴的类型
项目实施二、轴的类型转轴：工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴。减速器中的轴
项目实施二、轴的类型带式运输机减速器电动机
项目实施二、轴的类型
项目实施二、轴的类型传动轴：工作中仅承受扭矩的轴。汽车发动机到后桥的传动轴
项目实施二、轴的类型传动轴：工作中仅承受扭矩的轴。
项目实施二、轴的类型
项目实施三、轴的结构和材料1.轴的结构轴颈－与轴承相配的部分轴头－与轮毂相配的部分轴身－连接轴颈与轴头的部分轴头轴头轴颈轴颈轴身轴身
项目实施三、轴的结构和材料典型轴系结构齿轮轴承盖轴端挡圈套筒滚动轴承联轴器
项目实施三、轴的结构和材料2.轴的材料轴的工作条件主要受交变弯曲、扭转或弯曲、扭转应力的复合作用轴与轴上零件有相对运动时相互间存在摩擦和磨损轴在高速运转过程中会产生振动，使轴承受冲击载荷多数轴会承受一定的过载载荷轴的失效形式疲劳断裂过量变形甚至断裂表面过度磨损
项目实施三、轴的结构和材料对轴材料的性能要求良好的综合机械性能高的疲劳强度对应力集中的敏感性低具有良好的工艺性轴的材料常采用碳素钢和合金钢。(1)碳素钢：具有价廉、对应力集中的敏感性低、可通过热处理改善其综合机械性能的优点。一般机器中的轴常用优质中碳钢，如35钢、45钢等；受力较小或不重要的轴，可用Q235等普通碳素钢；
项目实施三、轴的结构和材料(2)合金钢：具有强度高，淬火性能好的优点，但对应力集中较敏感，价格贵。耐磨性要求较高的轴可用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢；要求高强度的轴可用40Cr（或用35SiMn代替）、40CrNi（或用38SiMnMo代替）；常温下，合金钢和碳素钢的弹性模量相差不多，当其他条件相同时，用合金钢代替碳素钢并不能提高轴的刚度,如轴刚度不够，只能增大截面积来解决。(3)高强度铸铁和球墨铸铁：具有良好的制造工艺性、价廉、吸振性较好的优点，但对应力集中的敏感性低，适用于制造结构形状复杂的轴，但铸造质量较难控制。
项目实施三、轴的结构和材料
小结1.轴的功用；2.轴的类型；3.轴的结构和材料。
巩固练习填空题1.轴根据其受载情况可分为：__________、____________、__________。2.一个阶梯轴由______，________，________三部分组成。选择题1.自行车的前轴是（），后轴是（），中轴是（）。A.转动心轴B.转轴C.固定心轴CCB轴头轴颈轴身心轴转轴传动轴
巩固练习2.阶梯轴应用最广的主要原因是（）。A．便于零件装拆和固定 B．制造工艺性好C．传递载荷大 D．疲劳强度高A
谢谢