同学们好！今天我们来学习一下轴与轴承！在学习之前，我们先来看看中国古人的智慧，古代战车！

有车轮当然就有轴，有轴必然有轴承，无论是最早出现的滑动轴承，还是后起之秀的滚动轴承，都经历了漫长的演化之路，战车要求跑得速度快，对车轴的轴头一般做的比较坚固和耐磨，多应用与金属轴瓦，铜或者铁，外层轴瓦固定在轮毂上，称为锏，内层轴瓦固定在轴上称为釭，战车常同时应用釭和锏，汉代许胜所撰《说文解字》中解释，釭车毂中铁也，锏车轴铁也汉代的刘熙在《释名》中也提到锏是间也，间釭轴之间，使不摩擦也，这说明早在2400多年前，中国已经创造了这种铁和木形成的滑动轴承，在河南温县发掘出土的东汉范窑中，有几百套的铸模，说明已经批量在生产金属轴瓦了，中国最早的推理轴承是套在车辆轮外轴端的套筒，既可增加轴头强度，又能可靠的顶住轮毂，多为青铜材料制造，出现的时间不晚于西周，战车头上的车位有时也比较长，以增加控制面积加大杀伤力，看到这些，我们就可以知道在古代的时候古人就利用到了机械原理，那么我们今天就一起来学习一下轴与轴承的知识。

传动零件必须被支承起来才能进行工作，轴与轴承都属于支承零部件，轴的功用是直接支撑齿轮和带轮，链轮等传动零件，传递转矩和动力，轴本身又被支撑起来，轴上被支撑的部位称为轴颈，而支撑轴颈的支座就是轴承，轴承的功用就是支撑轴和轴上零件，保护轴的传动精度，减少转轴与轴承之间的摩擦和磨损，轴承分为和滑动轴承和滚动轴承两大类轴是机械系统中不可或缺的组成部分，它主要承担着传递扭矩和支撑旋转部件的作用。轴的结构设计直接影响到整个机械系统的性能和寿命。轴的基本结构通常包括轴颈、轴身和轴头三个部分。轴颈是与轴承配合的部分，需要有较高的加工精度和表面硬度，以减少磨损和提高承载能力。轴身是轴的主要部分，它需要有足够的强度和刚度来承受扭矩和弯矩。轴头则用于连接其他机械部件，如齿轮、皮带轮等。轴的特点主要体现在其材料选择、形状设计和表面处理上。轴通常采用高强度、高韧性的材料，如碳钢、合金钢或不锈钢等，以确保其在不同工作条件下的可靠性。在形状设计上，轴往往采用阶梯形或变截面设计，以适应不同的载荷分布和空间限制。表面处理技术，如淬火、渗碳、氮化等，可以显著提高轴的耐磨性和疲劳强度。在实际应用中，轴的设计还需考虑与轴承的配合、密封方式、润滑系统等因素，以确保其在高速旋转和重载荷下的稳定性和耐久性。通过精确的设计和制造，轴能够有效地传递动力，保证机械系统的高效运行。轴的材料选择对于机械设备的性能和寿命至关重要。轴，作为传递扭矩和支撑旋转部件的关键组件，其材料需具备高强度、良好的耐磨性、抗疲劳性以及适应特定工作环境的特性。在众多材料中，碳钢是轴制造的传统选择。它具有良好的机械性能和加工性能，成本相对较低，适用于多种应用场景。然而，碳钢的耐腐蚀性较差，在潮湿或腐蚀性环境中可能需要额外的保护措施。合金钢则通过添加合金元素提高了碳钢的性能。合金钢具有更高的强度、硬度和耐磨性，适用于承受重载和高速运转的轴。此外，不锈钢作为一种特殊的合金钢，以其优异的耐腐蚀性在化工、食品等行业中得到广泛应用。除了金属材料，非金属材料如陶瓷和塑料也在特定场合下用于轴的制造。陶瓷轴具有极高的硬度和耐磨性，但脆性较大，适用于高速、低负荷的场合。塑料轴则具有重量轻、成本低、减振效果好等优点，但强度和耐热性有限，主要适用于低速、轻载的应用。近年来，复合材料轴因其独特的性能组合而备受关注。通过将不同材料按一定比例和方式组合，可以获得既具有高强度和刚度，又具有良好减振性和耐腐蚀性的轴。复合材料轴在航空航天、汽车等高技术领域具有广阔的应用前景。在选择轴的材料时，还需考虑工作环境、载荷性质、转速要求以及成本等因素。通过综合考虑这些因素，可以选择出最适合特定应用场景的轴材料，从而确保机械设备的性能和寿命。轴的受力分析是机械设计中至关重要的环节。它主要研究轴在受力作用下的变形和应力分布，包括轴向力、扭矩、弯矩等受力类型。通过静力平衡方程、应力分析、应变分析等方法，我们可以确定轴上的受力方向和作用点，进而计算受力大小。轴的受力分析旨在提高轴的使用寿命和可靠性，确保轴的结构设计合理，满足强度和刚度要求。这一步骤在机械设计、结构优化及疲劳寿命预测等方面发挥着关键作用。影响轴结构的因素众多，主要包括轴在机器中的安装位置及形式，轴上零件的类型、尺寸、数量、安装顺序和方向，以及轴与零件的连接方式。此外，载荷的性质、大小、方向及分布情况，还有轴的加工工艺等，都会对轴的结构产生影响。因此，在设计轴时，需综合考虑这些因素，确保轴具有足够的强度、良好的刚性，便于轴上零件的装拆和调整，同时还应具有良好的制造工艺性。

最后，我们将本节课的知识点，做个总结，第一，按载荷方向直轴可以分为传动轴、心轴和转轴三种，大多数轴为转轴。第二，一般常见轴为45号钢，比较重要的轴为40Cr经过调质处理。第三，轴上零件的固定方法可以分为轴向固定和径向固定两种，轴肩和键是常用的两种方法，具体要求要以实际而选用。第四，轴的加工工艺性是按照加工需要确定的。以上呢就是本节课的所有内容了，大家课后一定要认真复习，那么这节课就结束了，我们下次再见！

轴与轴承微课讲解