汽车转轴的拆装

活动一　汽车转轴的拆装

桑塔纳变速器中轴为重要零件，且形状不一、结构复杂，一般与轴承相连接。变速器中的轴一般为转轴，通过拆卸变速器，请观察轴的结构，分析作用和原理。

1.轴的分类和应用。

2.常用轴的结构。

拆卸桑塔纳变速器，观察轴和轴承的结构。

①拆卸三、四档的拔叉和拔叉轴。如图15－1－1所示。

图15－1－1　拆卸三、四档的拔叉和拔叉轴

②拆卸输入轴的弹性档圈，并抽出输入轴。如图15－1－2所示。

图15－1－2　抽出输入轴

③拆卸倒档轴。如图15－1－3所示。

图15－1－3　拆卸倒档轴

请仔细观察每根轴的形状和结构。

汽车上除了转轴外还有传动轴、曲轴等，在汽车每一个部件中发挥着重要的作用。

一、轴的分类和应用

1.轴的分类

轴的主要功用是支承回转零件，并传递运动和动力。

按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。

（1）曲轴

曲轴可以通过连杆机构将旋转运动变为往复直线运动，或作相反的运动转换。它是活塞式机械中的专用零件。如图15－1－4所示。

图15－1－4　曲轴

（2）直轴

直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴两种。

①光轴：用来作传动轴，如图15－1－5所示。

图15－1－5　光轴

图15－1－6　阶梯轴

②阶梯轴：用来作转轴，如图15－1－6所示。

按照承受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴、转轴3种。

（1）心轴

只受弯矩作用而不受转矩作用的轴称为心轴。在工作过程中，若心轴不转动，则称为固定心轴；若心轴转动，则称为转动心轴。如图15－1－7所示。

（2）传动轴

在工作过程中仅传递转矩，或主要传递转矩及承受很小弯矩的轴称为传动轴。如图15－1－8所示。

图15－1－7　固定心轴和转动心轴

图15－1－8　传动轴

（3）转轴

在工作过程中既受弯矩，又受转矩作用的轴称为转轴，如图15－1－9所示。为便于加工和装配，并使轴具有等强度的特点，常将转轴设计成阶梯轴。

2.轴的材料

主要是碳钢与合金钢。

（1）碳钢的特点

价格低廉，对应力集中的敏感性较低，常用的有中碳钢，其中以45钢使用最广。

（2）合金钢的特点

图15－1－9　转轴

合金钢比碳钢机械强度高，热处理性能好。但对应力集中敏感性高，价格也较高。适用的场合为：对于要求强度较高、尺寸较小或有其他特殊要求的轴。

（3）球墨铸铁或高强度铸铁的特点

铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性。

3.轴的结构

轴上支持传动零件的部位为轴头，安装轴承的部位为轴颈，连接轴头和轴颈的中间部位为轴身。如图15－1－10所示。

①、④轴头　③、⑦轴颈　②、⑤、⑥轴身

图15－1－10　轴的结构

（1）轴径向尺寸的确定

为了便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯形，它的直径从轴端逐渐向中间增大。如图15－1－10所示，齿轮、套筒、左端滚动轴承、轴承端盖和联轴器可按顺序从左端装拆，右端轴承从右端装拆。因而，为了便于装拆齿轮，轴段④的直径应比轴段③略大一些；为了便于左端滚动轴承的装拆，轴段③的直径应比轴段②略大一些。其中轴段①、②、③、⑦的径向尺寸必须符合轴承、联轴器和密封圈内径的标准系列和技术要求（相应标准请查《机械设计手册》）。

（2）轴的轴向尺寸的确定

齿轮用轴环⑤和套筒作轴向固定，用平键作圆周方向的固定。为使套筒能顶住齿轮，应使轴段④的长度小于齿轮轮毂宽度。装在轴段③上的滚动轴承，用套筒和轴承盖固定其轴向位置。装在轴段⑦上的滚动轴承用轴肩和轴承盖固定其轴向位置。轴承内圈在圆周方向上的固定是靠内圈与轴之间的配合实现的。

4.轴的要求

便于拆卸、便于安装、便于制造，做成阶梯轴，应有倒角，有越程槽，键应靠近端部。

二、轴上零件的轴向定位

定位：使轴上零件处于正确的工作位置；

固定：使轴上零件牢固地保持这一位置。

轴向定位和固定的目的是防止轴上零件工作时发生轴向蹿动从而影响工作。

1.轴向定位方法

（1）轴肩与轴环定位

如图15－1－11所示。

①定位轴肩：h＝（0.07～0.1）d，h＞R或C1；

②非定位轴肩：h＝1～2mm，作用是便于轴上零件的装拆；

③为保证定位准确，R或C1＞r；

④轴环宽度：一般取b＝1.4　h。

图15－1－11　轴肩与轴环定位

（2）套筒定位

如图15－1－12所示。

①高速情况下不宜使用；

②轴上零件间距离较小的场合适用；

③结构简单，定位可靠，灵活设计；

④对轴上零件起固定作用。

（3）轴端档圈

如图15－1－13所示。

图15－1－12　套筒定位

①工作可靠，能够承受较大的轴向力；

②只用于轴端零件轴向定位，需要采用止动垫片等防松措施。

（4）圆锥面定位

如图15－1－14所示。

①装拆方便，兼作周向定位。适用于高速、冲击以及对中性要求较高的场合。

②注意要点：只用于轴端零件轴向定位。常与轴端档圈联合使用，实现零件的双向定位。

（5）圆螺母定位

如图15－1－15所示。

图15－1－13　轴端档圈

图15－1－14　圆锥面定位

①固定可靠，可以承受较大的轴向力；

②能实现轴上零件的间隙调整；

③用于轴上两零件距离较远时或轴端；

④需切制螺纹，削弱了轴的强度。

图15－1－15　圆螺母定位

图15－1－16　弹性档圈定位

（6）弹性档圈定位

如图15－1－16所示。

结构紧凑、简单，装拆方便，但受力较小，且轴上切槽会引起应力集中，常用于轴承的定位。

（7）其他定位

如图15－1－17所示。

紧定螺钉、弹簧档圈、锁紧档圈等定位。多用于轴向力不大的场合，且不适宜高速场合。

图15－1－17　其他定位

图15－1－18　键连接

2.零件在轴上的周向固定

为了满足机器传递运动和扭矩的要求，轴上零件还必须作可靠的周向固定，常用的周向固定方法有键连接、花键连接、成型连接、销连接、过盈连接5种。

（1）键连接

如图15－1－18所示。

制造简单、装拆方便。用于传递转矩较大、对中性要求一般的场合，应用最为广泛。

（2）花键连接

如图15－1－19所示。

承载能力高，定心好，导向性好，制造困难，成本较高。

适用于传递转矩较大、对中性要求较高或零件在轴上移动时要求导向性良好的场合。

图15－1－19　花键连接

图15－1－20　成型连接

（3）成型连接

由光滑非圆剖面的轴与相应的毂孔构成的连接，如图15－1－20所示。轴和毂孔可作成柱形或锥形。主要用于静连接。

其优点是：装拆方便，能保证良好的对中性；型接面上没有应力集中源造成的影响；能比平键连接传递更大的转矩。

缺点是：加工复杂。所以实际中应用较少。

（4）销连接

如图15－1－21所示。

用于固定不太重要、受力不大，但同时需要周向或轴向固定的零件。

图15－1－21　销连接

图15－1－22　过盈连接

（5）过盈连接

如图15－1－22所示。

结构简单、定心好、承载能力高和在振动下能可靠的工作。但装配困难，且对配合尺寸的精度要求较高。

常与平键联合使用，可以承受大的交变、振动和冲击载荷。