活动情景
轴类零件一般用于支承旋转零件工作，在日常生活中随处可见，在汽车上的应用也非常广泛，种类繁多。各种轴都由轴承支承，一旦失效，将会影响轴的正常运转。通过对桑塔纳变速器的拆装，了解和掌握轴的相关知识。
任务要求
（1）了解轴和轴承的分类和应用。
（2）了解轴和轴承的结构特点及装配关系。
（3）掌握滑动轴承的结构特点和装配要求。
（4）了解滚动轴承代号的构成和应用特点。
技能训练
进行桑塔纳变速器的拆卸。
1．所需器材
拆卸桑塔纳变速器所需器材和工具有桑塔纳变速器、变速器拆装架、套筒组合扳手、摇把、T形扳手、二用扳手、橡胶锤、手锤、平头冲、平起子、卡簧钳、扭力扳手，如图3－247所示。
图3－247 拆卸桑塔纳变速器所需工具
2．操作步骤
（1）将变速器固定在拆装支架上，用套筒组合扳手或T形套筒扳手拧松变速器后罩盖固定螺栓，取下后罩盖，如图3－248所示。拆下变速器齿轮箱的连接固定螺栓，将变速器齿轮箱拆下，如图3－249所示。
图3－248 拆下变速器后罩盖
图3－249 拆下桑塔纳变速器齿轮箱
（2）先用平头冲将三、四挡齿轮拨叉弹簧销冲出，然后抽出三、四挡齿轮的拨叉和拨叉轴，如图3－250所示。
（3）用卡簧钳拆下输入轴的弹性挡圈，如图3－251所示；抽出输入轴，如图3－252所示。
图3－250 拆卸三、四挡齿轮的拨叉和拨叉轴
图3－251 拆下输入轴的弹性挡圈
（4）用套筒扳手拆下齿轮箱外侧倒挡拨叉连接螺栓，如图3－253所示，取下倒挡拨叉。
（5）用铜棒向后冲出倒挡轴，如图3－254所示，取出倒挡轴和倒挡齿轮。
（6）拧松输出轴后螺母，向前一起抽出输出轴，一、二挡齿轮，拨叉和拨叉轴，如图3－255所示。
（7）观察输入轴、输出轴和倒挡轴的形状、结构以及各轴的支承方式，如图3－256所示。
图3－252 抽出输入轴
图3－253 拆倒挡拨叉连接螺栓
图3－254 拆卸倒挡轴
图3－255 一起抽出输出轴、拨叉、拨叉轴
图3－256 观察输入轴、输出轴和倒挡轴
（8）拆卸完毕，清洁、归还工具和实习器材。
注意
这里对桑塔纳变速器的装配不作要求，感兴趣的同学可以在老师的指导下完成装配任务。
基本活动
1．桑塔纳变速器齿轮箱的组成
（1）桑塔纳变速器齿轮箱主要由齿轮箱壳、倒挡齿轮、倒挡轴、拨叉轴、输入轴、输出轴、拨叉等组成，如图3－257所示。
图3－257 桑塔纳变速器齿轮箱的组成
（2）通过拆装桑塔纳变速器齿轮箱，了解桑塔纳变速器齿轮箱的装配关系和扭矩传递路线。
2．桑塔纳变速器齿轮箱传动过程演示
（1）观察桑塔纳变速器齿轮箱的装配位置关系。
（2）将解剖变速器台架接通电源，打开电源开关，观看传动过程。
高级技术
1．轴的分类和应用
汽车上广泛应用了各种轴，除变速器中的转轴外还有传动轴、发动机中的曲轴、驱动车轮的半轴、里程表用软轴等，都是汽车的重要零件和典型应用，发挥着重要作用，见表3－24。
（1）按照轴类零件的轴线形状不同，轴可以分为曲轴、直轴（根据其外形，直轴又可分为光轴与阶梯轴）、软轴三类。
（2）按照轴类零件承受的载荷不同，轴可以分为心轴（根据心轴在工作过程中是否转动，心轴又可分为“固定心轴”——心轴不转动和“转动心轴”——心轴转动）、传动轴、转轴、半轴（根据所受的载荷不同，半轴又分为全浮式半轴和半浮式半轴）。
表3－24 汽车上常用的轴类零件表
续表
2．轴的材料
轴的常用材料主要有碳钢、合金钢，也可用球墨铸铁、高强度铸铁加工制造。
1）碳钢的特点
碳钢价格低廉，对应力集中的敏感性较低，应用广泛。轴常用优质中碳钢制造，以45钢调质处理最为常用。
2）合金钢的特点
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。合金钢适用于强度要求较高、受力大而尺寸较小、重量较轻或有其他特殊要求的轴。
3）球墨铸铁或高强度铸铁
球墨铸铁或高强度铸铁铸造工艺性好，易于获得较复杂的外形，具有较好的吸振性能和良好的耐磨性能，对应力集中的敏感性较低，价格低廉，其应用日趋广泛。
3．轴的结构
轴上安装传动零件的部位称为“轴头”，如图3－258所示；安装轴承的部位称为“轴颈”；连接轴头和轴颈的部位称为“轴身”。
1）轴的周向定位与径向尺寸
（1）轴的周向固定。
使零件牢固地保持在某一位置称为固定。为了保证轴上零件能够传递运动和扭矩，零件在轴上必须有可靠的周向固定。常用的周向固定方法有键连接、花键连接、销连接、过盈连接等。
①键连接。键连接具有制造简单、拆装方便，适用于对中性要求较低、传递扭矩较大的场合。键连接在周向固定方法中应用最为广泛，如图3－259所示。
图3－258 轴的结构
②花键连接。花键连接承载能力高，适用于对中性较好、导向性好的场合，但制造困难、加工成本较高，图3－260所示为离合器从动盘与变速器输入轴的花键连接。
图3－259 键连接
图3－260 花键连接
③销连接。销连接适用于被固定连接的零件受力不大且同时需要作周向或轴向固定的不太重要的场合，如图3－261所示为桑塔纳变速拨叉与拨叉轴的销连接。
图3－261 桑塔纳变速拨叉与拨叉轴的弹簧销连接
④过盈连接。过盈连接由被连接的零件本身的加工精度保证一定的过盈量，使两被连接零件在连接后能具有结构简单、对中性好、承载能力强的特点，与平键配合使用，可以承受较大的交变振动和冲击载荷，但装配比较困难，且对配合尺寸的精度要求较高。
小贴士
紧定螺钉也可以起到周向固定的作用，蜗轮齿圈与轮毂间的配合默契就是采用过盈配合加紧定螺钉，对蜗轮进行周向固定，如图3－262所示。
（2）轴的径向尺寸。为了便于轴上零件的拆装，常将轴做成阶梯形，它的直径从轴端逐渐向中间增大，如图3－258所示。
2）轴的轴向定位与轴向尺寸
（1）轴的轴向定位。
使零件处于正确的工作位置称为定位。为了保证轴上零件有正确的工作位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力，零件在轴上必须有可靠的轴向定位。常用的轴向定位方法有轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴用挡圈等5种。
①轴肩与轴环定位。轴肩与轴环保证了被安装零件在轴上有确定的位置，如图3－263所示。
图3－262 紧定螺钉周向固定
图3－263 轴肩与轴环定位
轴肩的过渡圆弧半径r，应小于轴上零件的倒角C或圆角半径R，如图3－261所示。
注意
②套筒定位。套筒定位就是通过套筒使轴上零件有确定的位置，如图3－264所示。套筒定位具有结构简单、定位可靠、调整方便、灵活设计，适用于轴上零件间距离较小的场合，但高速情况下不宜使用。
③轴端挡圈定位。轴端挡圈定位，如图3－265所示，具有工作可靠、能承受较大的轴向力的优点；但只适用轴端零件的轴向定位，且需要采用防松固定措施。
④圆锥面定位。圆锥面定位，如图3－266所示，具有拆装方便且能兼作周向定位的优点，适用于高速、受冲击、对中性好的场合；只适用轴端零件的轴向定位，常与轴端挡圈配合使用，实现轴上零件的双向定位。
图3－264 套筒定位
图3－265 轴端挡圈定位
图3－266 圆锥面定位
⑤圆螺母定位。圆螺母定位，如图3－267所示，具有固定可靠、可以承受较大的轴向力、能实现轴上零件的间隙调整的优点，但螺纹对轴的强度有一定的影响。圆螺母定位适用于轴上两零件间距离较远的轴端。
⑥弹性挡圈定位。弹性挡圈定位，如图3－268所示，具有结构紧凑、简单、拆装方便的优点；但受力较小，且轴上切槽后会引起应力集中。常用于轴承的定位。
图3－267 圆螺母定位
图3－268 弹性挡圈定位
⑦其他定位。其他定位是指采用紧定螺钉和锁紧挡圈定位，如图3－269、图3－270所示。锁紧挡圈定位多用于轴向力较小的低速场合。
图3－269 紧定螺钉定位
图3－270 锁紧挡圈
（2）轴的轴向尺寸。为了保证轴上零件有可靠的轴向定位，一般轴段的长度要小于安装在该轴段上零件（齿轮、轮毂、轴承）的宽度，图3－258中齿轮的宽度大于轴段的长度。
小贴士
轴向定位分析：以图3－258为例，右侧轴承端盖固定在箱体上抵住右侧轴承外圈，使安装在轴端上的轴承内圈抵住轴身，可以防止轴向右移动；而安装在轴上的其他零件，如齿轮右侧抵在轴环上，齿轮的宽度大于轴段的长度，齿轮左侧被套筒抵压住，套筒又被左侧轴承的内圈抵压住，轴承的外圈被轴承左端盖固定在箱体上，从而防止轴向左移动。该轴和轴上的零件都有一个确定的工作位置，这就实现了轴的轴向定位。
4．轴的要求
（1）轴应具有良好的制造和装配工艺性。
（2）轴的形状应简单，便于加工。阶梯轴在各台阶处要加工成倒角、螺纹退刀槽或砂轮越程槽，如图3－271所示。
图3－271 阶梯轴台阶处结构
（3）同一轴上沿长度方向有多个键槽时，应将各个键槽安排在同一直线上，如图3－271所示。
（4）同一轴上所有过渡圆角和倒角的大小应尽可能一致，减少刀具规格和换刀次数，提高效率，降低加工成本。
（5）为了便于轴上零件的拆装，轴端和各轴头、轴颈、轴身处都应有45°倒角。
拓展训练
（1）通过对桑塔纳变速器的拆卸实践，了解了轴与轴上零件的装配关系、工作原理、基本组成等，并在此基础上，进一步了解了轴上零件的定位方法。
（2）感兴趣的同学，可以在老师的指导下完成对拆卸的变速器进行装配。
（3）同学们通过对桑塔纳变速器的拆卸实践，进一步学习各种轴的支承方法与轴承的相关知识。
（4）让学生在汽车中找出各种不同的轴和轴承。
任务归纳
（1）通过拆装桑塔纳变速器，了解轴的分类和应用。
（2）通过拆装桑塔纳变速器，掌握轴与轴上零件的装配关系和定位方法。
（3）通过对桑塔纳变速器的拆卸实践，了解各种轴的支承方法。
思考练习
（1）桑塔纳变速器的基本组成和装配关系怎样？
（2）轴类零件一般有哪几种类型以及它们的应用特点是什么？
（3）什么是周向定位和轴向固定？
（4）轴类零件的结构有什么特点？以及常用哪些材料？
（5）轴是如何支承的，轴承起什么作用？
（6）通过观察，在汽车上找出各种不同类型的轴。
表3－25 任务测评表
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