知识要求：

1．了解轴的功用、分类及特点；

2．掌握轴上零件的轴向固定方法；

3．了解轴的材料及选择；

4．熟悉轴的结构工艺性。

技能要求：

能合理选择轴上零件的定位及固定方式。

汽车手动变速器中有很多轴类零件，其中有输入轴、输出轴和倒挡轴等。汽车手动变速器靠这些轴和齿轮等零部件相配合，实现汽车变速。那么手动变速器的输出轴是哪种轴？其上的零件是怎么定位的呢？

1．轴的功用

机器上安装的旋转类零件，如带轮、齿轮、蜗轮等都必须用轴来支承，才能进行运动和动力的传递，因此轴是组成机器的重要零件，其主要功用是支承回转零件，并传递运动和动力。

2．轴的类型及特点

我们经常根据轴线形状和承载情况对轴进行分类。轴的类型及特点见表3－8。

表3－8　轴的类型及特点

1．典型轴系结构分析

图3－41所示为一齿轮减速器中的转轴。轴上各段按其作用可分别称为轴头、轴颈和轴身。在考虑轴的结构时，应满足以下三个方面的要求：

1）轴上零件要有可靠的周向固定和轴向固定。

2）轴应便于加工和尽量避免应力集中。

3）便于轴上零件的安装与拆卸。

图3－41　轴的结构
1—轴头；2—轴肩；3—轴身；4—轴环；5—轴颈

用于装配轴承的部分称为轴颈；装配回转零件（如带轮、齿轮）的部分称为轴头；连接轴头与轴颈的部分称为轴身；轴上截面尺寸变化的部分称为轴肩或轴环。

2．轴系零件的定位和固定

（1）轴系零件的定位和固定

轴系零件轴向固定的目的是保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件做轴向移动，并能承受轴向力。常用的轴向固定方法及应用见表3－9。

表3－9　轴系零件轴向定位和固定的特点及应用

（2）轴系零件的周向定位和固定(www.daowen.com)

轴上零件周向固定的目的是保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。常用的周向固定方法有键连接、销连接、过盈配合和成形连接等。

3．轴的结构工艺性

轴的结构工艺性是指轴的结构形式应用便于加工、便于轴上零件的装配和使用维修，并且能提高生产率、降低成本。一般来说，轴的结构越简单，工艺性就越好。所以，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。

1）轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。

2）阶梯轴的直径应该是中间大、两端小，以便于轴上零件的装拆。

3）轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，以便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减小应力集中，如图3－42所示。应尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。

图3－42　倒角和过渡圆角

4）若轴上需要切制螺纹或进行磨削，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽，如图3－43所示。

图3－43　螺纹退刀槽和砂轮越程槽
（a）螺纹退刀槽；（b）砂轮越程槽

5）当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在同一母线上，以利于加工，如图3－44所示。

图3－44　轴上键槽布置

轴的材料主要是碳钢和合金钢。一般用途的轴常用优质碳素结构钢，如35钢、45钢、50钢等，其中以45钢应用最为广泛；轻载或不重要的轴可采用Q235、Q275等普通碳素钢；重载或重要的轴可选用35SiMn等合金结构钢；对于结构复杂的轴（如曲轴、凸轮轴）可采用球墨铸铁来代替锻钢；大直径或重要的轴常采用锻造毛坯，中小直径的轴常采用轧制圆钢毛坯。

减速器输出轴的材料应具有较好的强度、韧性及耐磨性，通常选用45钢并经适当热处理就能满足使用要求。

带着以下问题观察汽车手动变速器输出轴，如图3－45所示。

图3－45　简单变速器输出轴结构示意图
1—动力输入轴；2—主动轴；3—1挡主动齿轮；4—倒挡主动齿轮；5—倒挡中间齿轮；6—动力输出轴；7—5挡、倒挡同步器；8—换挡杆；9—换挡叉；10—3，4挡同步器；11—1，2挡同步器

1）汽车手动变速器有几根轴？哪根是输出轴？

2）汽车手动变速器的输出轴在轴的分类中属于哪种轴？

3）汽车手动变速器输出轴的两端是如何固定的？

4）汽车手动变速器输出轴上有哪些零件？

5）汽车手动变速器输出轴上的零件分别是如何定位的？

1．根据直轴所受载荷不同，可将其分为________、________和________三类。

2．轴的结构应满足三方面的要求，即轴上的零件要________；轴应________；便于轴上零件________。

3．轴上零件轴向固定的目的是________。常用的轴向固定方法有轴肩与轴环、圆螺母、弹性挡圈、________、________、________、________和________等。

4．轴上零件周向固定的目的是________。常用的周向固定方法有键连接、销连接、________和________等。