常用的机械零件

14.4.2　常用的机械零件

1）连杆机构

连杆机构是由刚性构件相互铰接而组成的，用以实现运动变换和传递动力。按连杆机构各构件相对运动的性质不同，分为空间连杆机构和平面连杆机构。平面连杆机构中各构件间的相对运动都在同一平面或相互平行的平面上。

平面连杆机构承载能力大，制造比较简单，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线，可利用这些曲线实现轨迹。图14.3为缝纫机的驱动机构。

图14.3　缝纫机的驱动机构

连杆机构中各构件的形状，因工作要求不同并不一定都是杆状。在实际机械中，应用最多的是平面四连杆机构。

2）连接

各种机械设备都是由零部件装配而成的。所谓装配，就是将零部件用一定的方式，将它们连接在一起。连接是指被连接件与连接件的组合。最常用的连接方式有螺丝连接、键连接、焊接等。

连接可分为两类：一是可拆连接，就是将连接拆开后，不会损坏或损伤连接中的任何零件，如螺丝连接、键连接、销连接和过盈量较小的过盈配合连接等；另一类是不可拆连接，就是拆开时，至少要破坏或损伤连接中的一个零件，如焊接、铆钉连接和过盈量较大的过盈配合连接等。

（1）螺纹连接　具有螺纹的机械零件是一种应用广泛而又十分重要的零件。按其主要用途分类，螺纹分为两种：一种是利用螺栓、螺母等零件，把需要相对固定在一起的零件连接在一起，称为螺纹连接；另一种是利用螺杆（也称丝杆）将转动变成直线运动，称为螺纹传动，如虎钳的丝杆和螺母。

螺纹按牙形分为三角形、矩形、梯形、锯齿形和圆形，如图14.4所示，其中，三角螺纹的用途最广；按螺纹的旋向分为左旋螺纹和右向螺纹；按螺纹线的根数分为单线螺纹和多线螺纹。

图14.4　螺纹的牙形

螺纹连接的类型有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接和特殊结构的螺纹连接，如图14.5所示。

图14.5　螺纹连接的类型

对一些变载荷、振动、连续冲击载荷或温度较高的情况，还应采取必要的防松措施。

（2）键连接　键连接主要是用于轴与轴上旋转零件（齿轮、联轴器等）之间的周向固定，并传递转矩，如图14.6所示。有些键连接还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动（导向）。

根据键连接在装配时是否需要打紧的性质，键连接分为松键连接和紧键连接。

（3）销连接　常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销，如图14.7所示。销和键一样，也是标准件。

圆柱销、圆锥销常用来确定零件的相对位置，起定位作用，也可用于传递转矩，还可起到安全保护的作用。开口销则主要用于防止被连接件松脱。

图14.6　键连接的作用

1—轴；2—轴承；3—套筒；4—齿轮；5—键；6—轴承；7—联轴器；8—键

图14.7　销的类型

3）带传动与链传动

大多数机械设备都是由动力机、传动装置和工作机三部分组成的。动力机是机器的动力来源，如内燃机、电动机、汽轮机；工作机是机器完成工作的执行者，如发电机、搅拌机、粉碎机等；传动装置的任务是把动力机的运动和力传给工作机，以完成预定的工作。

传动可分为机械传动、液压传动、电磁传动及液力传动等，其中机械传动应用最多，它又分为摩擦传动和啮合传动，分类如下：

（1）带传动　带传动是一种应用很广的机械传动，多用于减速传动。带传动由主动带轮、从动带轮和紧套在两带轮上的传动带组成，如图14.8所示。

图14.8　带传动

图14.9　带的类型

带传动按传动带的截面形状，可分为平带传动、V带传动、圆带传动和同步齿形带传动，如图14.9所示。

带传动的工作原理是：传动带紧套在两带轮上，使带与轮接触面之间产生压力。当主动轮回转时，带与带轮接触面便产生摩擦力，摩擦力使传动带运动，而传动带又靠它与从动轮之间的摩擦力，使从动轮运动。

带传动是以具有弹性的传动带为中间挠性件，并通过摩擦力进行传动，能缓冲、吸振，传动平稳、噪声小，适合两轴中心距较大的场合；当工作机发生过载时，带会在带轮上打滑，防止损坏其他零件，起到安全保护作用。其结构简单，安装维护方便，成本低。

（2）链传动　链传动是具有挠性件（链条）的啮合传动。链传动主要是由主动链轮、从动链轮和跨绕两链轮的链条所组成，如图14.10所示。工作时依靠链条和链轮的啮合而传递动力。

图14.10　链传动

链传动与带传动、齿轮传动相比，有以下特点：可以保证准确的传动比，结构比较紧凑，承载能力较大，效率比带传动高，但振动和噪声较大，无过载保护作用，链节磨损严重，链条会伸长，易发生脱链现象。

链传动既可用于减速传动，也可用于增速传动。最适合于两轴相距较远、又不适宜带传动的场合，如工作现场温度高、灰尘多、不允许打滑等。

4）齿轮传动

齿轮传动是机械设备中应用最广的一种传动。它具有传动比准确、传动的功率范围大、适应的速度范围广、传动的效率高、结构紧凑、工作可靠和使用寿命长等优点。其不足是制造和安装要求高、需要专门的机床和刀具，加工制造成本高，也不适宜较大中心距的传动。

齿轮传动的类型很多，分类方法也很多。按啮合方式分为外啮合传动、内啮合传动和齿轮齿条传动，如图14.11所示；按轮齿的形态和两齿轮轴线的相互位置分为两轴线平行的齿轮传动和两轴线相交的齿轮传动，如图14.12所示。

5）轴和轴承

（1）轴　轴的作用是支持做回转运动的零件（齿轮、叶轮等），传递运动和转矩，并受轴承支承。轴是机械中必不可少的重要零件。

根据所受载荷和变形的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种，如图14.13所示。按轴的形状，可分为直轴和曲轴，直轴又分为光轴、阶梯轴、实心轴和空心轴等等。

图14.11　啮合佳动

图14.12　两轴线相交的齿轮传动

轴对材料的要求较高，一般采用优质碳素结构钢和合金结构钢。形状复杂的轴还可用球墨铸铁制造，如曲轴。

图14.13　传动轴

（2）轴承　轴承是支承轴的部件，在机械设备中起重要作用。

按摩擦性质，轴承分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。前者轴承孔与轴颈之间的滑动摩擦会使轴承发热和磨损，并使轴承与轴颈的间隙加大。后者效率高，但承受冲击能力小，工作寿命相对短。

6）联轴器与离合器

联轴器与离合器是连接同一或不同机器的两轴，并传递运动和扭矩的一种装置。

（1）联轴器　将两轴连接在一起，只有在机器停止转动后，才能将两个轴拆开的装置为联轴器。根据不同结构，联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器，如图14.14所示。

（2）离合器　离合器与连接器的不同点是：离合器在机器运转过程中随时可使两轴连接或脱离。离合器的种类较多，常用的有牙嵌离合器和摩擦离合器。牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小，适用于低速接合、传递转矩不大的场合；摩擦离合器接合相对平稳，无冲击振动，过载会发生打滑，可起安全保护作用，缺点是摩擦片之间磨损严重，发热量大。

图14.14　联轴器

1、4—半联轴器；2—滑块盘；3—凸牙