1、学习任务一 轴,胡 琼,2014 年 11 月 10 日,轴,【学习目标】1能规范进行5A-FE发动机凸轮轴上置式配气机构的拆装。2. 了解轴的分类。3. 熟悉轴的结构。4. 知道轴的材料。5. 知道碳素钢。6. 能识读零件图。,轴,【学习重点】1. 轴的分类。2. 轴的结构。3. 轴的材料。【学习内容】一、轴的分类二、轴的结构三、轴的材料,汽车中各个旋转部位的运动与传动过程都离不开轴。汽车上有许多的轴类零件，如发动机凸轮轴、发动机曲轴、变速器输入轴、变速器输出轴、变速器倒挡轴、汽车传动轴（图2-1-1）、半轴及连接车速里程表的转轴等。,图2-1-1 汽车传动轴,技能训练： 一、设备及汽车维修
2、资料的准备 （1）组套工具(图2-1-2)、扭力扳手（图2-1-3）、常用工 具及气门锁片专用工具（图2-1-4）等。,图2-1-3 扭力扳手,图2-1-2 组套工具,图2-1-4 气门锁片专用工具,（2）5A-FE发动机及台架，如图2-1-5所示。图2-1-5 5A-FE发动机及台架 （3）5A-FE发动机维修手册。,二、计划、实施和检查以5A-FE发动机凸轮轴上置式配气机构的拆装为例来说说配气 机构的拆装步骤。 1.配气机构的拆卸 （1）卸下凸轮轴轴承盖紧固螺母，如图2-1-6所示。,图2-1-6 卸下凸轮轴轴承盖紧固螺母,（2）取出凸轮轴，将其摆放好，如图2-1-7所示。（3）取出挺柱，
3、用专用工具拆下气门锁片，取出气门弹簧 、气门油封和气门。 2.配气机构的装配按与配气机构的拆卸相反顺序进行。,图2-1-7 取出凸轮轴,知识衔接： 一、轴的分类按轴的轴线形状不同，轴可以分为直轴、曲轴和软轴。 小提示：轴的主要作用是直接支承回转零件，如带轮、齿轮及车轮，实现 回转运动并传递动力。 1.直轴轴上各段的轴心线重合为一根直线的轴，如图2-1-8所示发动机 配气机构凸轮轴。,图2-1-8 发动机凸轮轴,2.曲轴轴上各段的轴心线不相重合的轴，如图2-1-9所示发动机 曲轴，是发动机用于往复运动和旋转运动相互转换的零件。,图2-1-9 发动机曲轴,3.软轴轴心线可以弯曲的轴，如图2-1-1
4、0所示的汽车里程表软轴 ，它可以把回转运动灵活地传到空间任何位置。按载荷性质分，轴可分为心轴、转轴和传动轴三类。,图2-1-10 软轴,1.心轴心轴工作时用来支承回转零件，只承受弯曲作用而不传 递动力，如汽车上的活塞销轴（图2-1-11）及摇臂轴等。图2-1-11 活塞销轴,2.转轴既支承回转零件又传递动力，同时承受弯曲和扭转两种作 用的轴称为转轴，如图2-1-12所示的半轴。,图2-1-12 半轴,3.传动轴工作时用来传递动力，只承受扭转作用而不受弯曲作用或 弯曲作用很小的轴称为传动轴，如图2-1-13所示的汽车传动 轴。图2-1-13 汽车传动轴,二、轴的结构 1.轴的组成轴主要由轴头、轴
5、颈和轴身三部分组成，如图2-1-14所示 。安装毂的部分叫轴头，轴上被支承的部分叫轴颈，连接 轴头和轴颈的部分叫轴身。图2-1-14 轴的组成,2.轴上零件的定位为了确保轴能支承轴上零件并传递运动和转矩，轴上的 零件相对于轴沿轴线方向不能移动，沿圆周方向不能有相对 转动，否则会加剧轴和零件的磨损，严重时引起零件的损坏 、断裂，所以轴上零件要进行轴向和周向定位。 （1）轴上零件的轴向定位。 小提示：轴上零件的轴向定位目的是保证零件在轴上有确定的轴向 位置，承受轴向力，防止零件轴向窜动。,常用以下几种方式进行轴向定位。 轴环、轴肩定位。如图2-1-15（a）、（b）所示，这种定位方式结构简单， 定
6、位可靠，可承受较大的轴向力，主要应用于带轮、齿轮、 轴承等的轴向定位。图2-1-15 轴环、轴肩定位,轴套定位。如图2-1-16所示，轴套定位轴上不需开槽、钻孔、车螺纹 ，结构简单、定位可靠，一般用于两相邻零件沿轴向的双向 固定。图2-1-16 轴套定位,圆螺母定位。一般与轴肩、轴环等配合使用，可承受较大的轴向力。但 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降，常用于轴的中部和端部 ，如图2-1-17所示。图2-1-17 圆螺母定位,轴端挡圈和圆锥面定位。常用于轴端，使轴端零件获得轴向定位或双向定位。其结 构简单，拆装方便，多用于轴的同心度要求较高或轴受振动 的场合，如图2-1-18所示。图2-1-18
7、轴端挡圈和圆锥面定位,弹性挡圈定位。弹性挡圈的结构简单、紧凑、拆装方便，如图2-1-19所示。图2-1-19 弹性挡圈定位 （2）轴上零件的周向定位。 小提示：轴上零件周向定位的目的是传递转矩，防止零件与轴产生相 对转动。,常用的方法是键连接定位和过盈配合定位。 键连接定位。采用键连接作为轴上零件周向固定的应用最为广泛，通常有平键 （图2-1-20）、半圆键及花键等。图2-1-20 键连接定位 小提示：键是标准零件，除了用来实现轴上零件周向定位外，还能实现轴 上零件的轴向固定或轴向移动的导向。,过盈配合定位。过盈配合定位是利用轴与零件轮毂之间的过盈来达到定位或 固定的目的。过盈配合定位通常采用
8、圆柱面。 小提示：过盈配合是由于包容件轮毂的尺寸（孔径）小于被包容件轴 的尺寸（轴颈直径），装配后在两者之间产生较大压力，通过 此压力所产生的摩擦力来传递转矩。常用的装配方式有压入法（过盈量不大时）和温差法（过盈 量较大时，加热包围件或冷却被包围件）。气缸套与气缸之间 的装配采用压入法，活塞与活塞销之间的装配就采用了温差法 。,过盈配合定位固定可靠，但拆卸和装配困难，适用于不拆 卸或不常拆卸零件的连接，如发动机飞轮和启动齿圈的连接 。 其他定位方法。采用圆锥销定位或紧定螺钉定位，可进行轴向与周向两个 方向的固定，但只能传递较小的力。 三、轴的材料轴的常用材料主要有碳素钢、合金钢、球墨铸铁和高强
9、 度铸铁。,1.碳素钢的分类 碳素钢简称碳钢，通常指碳的质量分数小于2.11%的铁碳 合金。实际使用的碳素钢的碳质量分数一般不超过1.4%。因 碳素钢冶炼方便，加工容易，价格便宜，性能可以满足一般 工程使用要求，所以成为汽车工业用材的主体，占汽车用材 总量的3/4左右。,碳素钢的分类如下： 按碳（C）的质量分数（Wc）分类。低碳钢（Wc0.25%）；中碳钢（0.25%Wc0.60%）；高碳钢（Wc0.60%）。 按硫（S）、磷（P）的质量分数（Ws、Wp）分类。普通钢（Ws0.055%，Wp0.045% ）；优质钢（Ws0.040%，Wp0.040% ）；高级优质钢（Ws0.030%，Wp0.
10、035% ）；特级优质钢（Ws0.025%，Wp0.030% ）。,按用途分类。碳素结构钢：用于制造各种机械零件和工程结构件，多为 低碳钢和中碳钢；碳素工具钢：用于制造各种刀具、量具和模具，多为高碳 钢。,2.汽车常用碳素钢 （1）碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能。碳素结构钢的牌号用“Q数字”表示，其中“Q”为屈服点“屈”字 的汉语拼音首字首，数字表示屈服强度的数值。例如，Q275表示屈 服强度为275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质 量等级不同，即硫、磷质量分数不同。其中A级钢硫、磷质量分数 最高，D级钢硫、磷质量分数最低。若在牌号后面标注字母“
11、F”则为 沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F”或“b”者为镇静钢，“TZ”为特 殊镇静钢。例如，Q235-AF表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。Q235-C表示屈服强度为235MPa的C级镇静钢。,碳素结构钢在汽车上的应用举例：百叶窗联动杠杆、传动轴中间轴承支架、发动机前后支架 、后视镜支杆、油底壳加强板、离心机油滤清器法兰、固定 发电机用连接板、前钢板弹簧夹箍、后视镜支架、同步器锥 盘、差速器螺栓锁片、车轮轮辐、轮辋、驻车制动操纵杆棘 爪与齿板、消声器及百叶窗叶片等。,（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢必须保证钢的化学成分和力学性能。优质 碳素结构钢中所含的有害杂质元素（硫、磷元
12、素等）和非金 属夹杂物较少，力学性能和钢材的表面质量较好，其组织也 较均匀。优质碳素结构钢的牌号用两位数字来表示，这两位数字表 示该钢平均含碳量的万分数。例如，35表示平均含碳量为 0.35%的优质碳素结构钢；08表示平均含碳量为0.08%的优质 碳素结构钢。含锰量较高（Mn=0.71.2）的钢，在两 位数字后面写“Mn”，如 60Mn钢。,优质碳素结构钢在汽车上的应用举例：油底壳、油箱、离合器、驾驶室、轮胎螺母螺栓、离合器 调整螺栓、曲轴箱螺栓、风扇叶片、驻车制动杆、曲轴正时 齿轮、变速杆、凸轮轴及气门弹簧等。,（3）碳素工具钢碳素工具钢表面可得到较高的硬度和耐磨性，心部有较 好的韧性。碳素
13、工具钢的牌号用“T数字”表示，其数字表示钢中平 均含碳量的千分数。例如，T9表示平均含碳量为0.90%的碳 素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在其牌号后面标以 字母A。碳素工具钢用于制造各种工具和量具，如螺丝刀及游标 卡尺等。,（4）铸造碳钢铸造碳钢能制造形状复杂的零件，而锻造件则无法做到，所以汽 车上许多零件是用铸造碳钢铸造而成的。铸造碳钢的牌号由“ZG”和两组数字组成，其中“ZG”为铸钢的代 号，代号后面的两组数字分别表示屈服强度和抗拉强度。例如， ZG270-500表示屈服强度为270MPa，抗拉强度为500 MPa的铸造碳钢 。铸造碳钢在汽车上的应用举例：变速叉、启动爪、化油器、减震
14、器下支架、齿轮及棘轮等。,汽车机械识图知识链接零件图的识读 一、零件图的内容及作用 1.零件图的内容零件图必须包含制造和检验零件的全部技术资料。如图2- 1-21所示为螺纹轴零件图。一张完整的零件图应包括：一组 视图、完整的尺寸、技术要求及标题栏。,图2-1-21 螺纹轴零件图,（1）一组视图。能够正确、完整、清晰地表达零件各部分形状和结构的视图。 （2）完整的尺寸。标注零件制造和检验所必须的全部尺寸。 （3）技术要求。说明零件在制造、检验和装配过程中所应达到的各项技术指标。 （4）标题栏。说明零件的名称、材料、图号及比例等。,2.零件图的作用表达零件的形状、大小及技术要求，是制造和检验零件的
15、 主要依据。 二、剖视图 1.剖视图的形成假想用剖切面剖开零件，将处在观察者与剖切面之间的部 分移去，把剩余部分向投影面投射所得到的图形，称为剖视 图。,2.剖视图的画法及标注 （1）首先，选择适当的剖切位置，使剖切平面尽量通过较 多的内部结构（孔、槽等）的轴线或对称平面，并平行于投 影面。 （2）其次，内外轮廓要画齐。处在剖切面之后的所有可见 轮廓线都应画齐，不能遗漏。 （3）最后，要画上剖面符号。剖切符号指表示剖切面起、 迄和转折位置（用粗短画表示）及投射方向（用箭头或粗短 画表示）的符号。为了区分机件被剖切到的实体部分和未被 剖切到的部分，在被剖切到的部分应画上剖面符号。,画相邻零件的剖
16、面线必须以不同的方向或不同的间隔画出，一般 剖面线与轮廓线或中心线成45、30或60，如图2-1-22所示。图2-1-22 通用剖面线的绘制一般应在剖视图的上方标注剖视图的名称“X-X”（ X为大写拉丁 字母或阿拉伯数字）。在相应的视图上用剖切符号表示剖切位置和 投射方向（用箭头表示），并标注相同的字母。,3. 剖视图的分类剖视图可分为全剖视图、半剖视图和局部剖视图三种；剖切 面可以是单一剖切面、几个平行的剖切平面或几个相交的剖切 面。 1）全剖视图的画法及标注 用剖切平面完全地剖开机件所得的剖视图，称为全剖视图， 如图2-1-23所示。全剖视图主要用于表达内部结构复杂、外形 比较简单的机件。
17、 全剖视图有单一剖切面的全剖视图、两平行剖切面的全剖视 图、两相交剖切面的全剖视图。,图2-1-23 全剖视图,2）半剖视图的画法及标注零件具有对称平面，以对称平面为界，用剖切面剖开零件的一半 所得的剖视图称为半剖视图，如图2-1-24所示零件。因左右对称， 则主视图右半部分按剖视图画，左半部分仍按视图绘制，这样，既 表达外部形状，又表达了内部结构。A-A剖视图也选用了半剖视图 。图2-1-24 半剖视图,3）局部剖视图的画法用剖切面局部剖开零件所得的剖视图称为局部剖视图，用波浪线 或折断线将局部剖开位置与未剖位置分开，如图2-1-25所示。局部 剖视灵活，可根据需要选择位置和范围大小。图2-
18、1-25 局部剖视图,三、断面图假想用剖切面将零件的某处切断，仅画出剖切面与零件接触部分 的图形，称为断面图，如图2-1-26所示。图2-1-26 断面图与剖视图的区别断面图只画出零件被剖切处的断面形状；剖视图不仅要画出断面 形状，还要画出断面后可见部分的投影。图2-1-26表示出剖视图与 断面图之间的区别。,四、局部放大图采用大于原图所采用的比例画出视图中细小结构的方法称为局部 放大图。放大图一般要标注放大比例，并放在适当位置，如图2-1- 27所示。局部放大图可任选视图、剖视、断面图等表达方法。图2-1-27 局部放大图,五、识读零件图的步骤识读零件图的步骤一般为：（1）看标题栏，了解大概
19、。（2）看各视图，想整体形状。（3）看尺寸标注，知结构大小。（4）看技术要求，掌握质量指标。,【课堂小结】1. 简述轴的分类；2. 简述轴的结构；3. 简述轴的材料。,【课堂练习】 一、选择题 （1）承受较大的轴向力的带轮、齿轮及轴承等的轴向定位方式是 （ ）。A. 轴环、轴肩 B. 套筒 C. 轴端挡圈和圆锥面 D. 紧定螺钉 （2）轴上零件周向定位的目的是传递转矩，防止（ ）产生相对 转动。A. 零件与轴 B. 零件 C. 轴 D. 都不是 （3）碳素钢通常指碳的质量分数小于（ ）的铁碳合金。A. 1.11% B. 2.11% C. 3.11% （4）含碳量低的钢加入铬能提高（ ）。A.
20、强度和硬度 B. 塑性和韧性 C. 耐蚀性和抗氧化性,（5）零件图的标题栏应包括零件的名称、材料、数量、图号和 （ ）等内容。A. 公差 B. 比例 C. 热处理 D. 表面粗糙度 （6）零件的左视图反映了零件的（ ）。A. 长度和宽度 B. 宽度和高度 C. 长度和高度 D. 长度、宽度和高度 二、判断题 (1)曲轴在工作中既传递动力又传递运动，因此是传动轴。（ ） (2)阶梯轴是最常见的一种轴的结构形式，由于能够充分利用轴肩 进行对轴系零件进行轴向定位，因此，大多数轴都采用这种结构形 式。 （ ） （3）为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴是最不好的 形式，最好采用光轴的形式。 （ ）,【课后作业】,（1）轴是如何分类的？ （2）轴上零件的定位具体包括哪些方法？ （3）碳素钢是如何分类的？举例说明汽车上哪些零件可采用碳素钢来制造。 （4）什么叫零件图？一张零件图应包括哪些内容？,谢 谢,
