《機械基礎》考前概念梳理與常考題選講第5講機械零件一、考綱要求1．熟練掌握軸的功用和分類。2．熟練掌握軸的結(jié)構應滿足的基本要求及軸上零件常用的固定方法。3．熟悉滑動軸承的特點、分類、結(jié)構組成及應用。4．掌握滾動軸承的特點、結(jié)構組成、類型、應用及代號。5．掌握鍵和銷的作用、類型、特點及普通平鍵的標記。6．了解聯(lián)軸器、離合器的分類及功用。7．掌握螺紋的主要參數(shù)、類型、應用及普通螺紋、梯形螺紋的標記，熟悉螺紋連接的基本形式及應用特點，了解螺紋連接的預緊和防松。8．掌握螺旋傳動的種類、應用及相關計算，了解螺旋傳動失效形式。9．了解潤滑劑的種類、性能及用途，掌握常用潤滑方式和潤滑裝置。10．了解機械裝置密封的作用、類型及要求。二、知識梳理軸一、軸的功用及分類1．軸的功用軸的主要功用是傳遞運動和轉(zhuǎn)矩、支撐回轉(zhuǎn)零件。2．軸的分類按照軸線形狀不同，可以把軸分為直軸、曲軸和軟軸（撓性軸）三類。（1）直軸1）直軸按結(jié)構形狀不同又可分為光軸、階梯軸。光軸形狀簡單，加工容易，但軸上零件不易裝配和定位。階梯軸容易實現(xiàn)軸上零件裝配及定位，應用廣泛，但加工復雜，應力集中源較多。2）直軸按其承載情況不同可分為心軸、傳動軸和轉(zhuǎn)軸。①心軸：只承受彎矩的軸。可以是固定的也可以是轉(zhuǎn)動的，如自行車的前輪軸（固定心軸）、火車輪軸（轉(zhuǎn)動心軸）。②傳動軸：只承受扭矩的軸，如汽車的傳動軸。③轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩又承受扭矩的軸，如減速器的齒輪軸。（2）曲軸用于直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動相互轉(zhuǎn)化的專用零件，它兼有轉(zhuǎn)軸和曲柄的雙重功能。主要用于各類發(fā)動機中，如內(nèi)燃機、空氣壓縮機、活塞泵及沖床中的軸等。（3）軟軸（撓性軸）具有良好的撓性，它可以把回轉(zhuǎn)運動靈活地傳遞到任何空間位置。常用于醫(yī)療器械和電動手持小型機具中，如鉸孔機、刮削機、振搗器等。二、軸的結(jié)構軸應有足夠的強度、合理的結(jié)構和良好的工藝性。1．軸的結(jié)構條件（1）軸的受力合理，有利于提高軸的強度和剛度；（2）軸上零件相對于軸的定位準確，固定可靠；（3）便于加工制造，軸上零件便于拆裝和調(diào)整；（4）盡量減小應力集中，并節(jié)省材料，減輕重量。2．軸上零件的固定軸上零件的固定分為軸向固定和周向固定兩種。（1）軸上零件的軸向固定目的是保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件作軸向運動，并承受軸向力。常用的軸上零件的軸向固定方法及應用見表1-5-1。表1-5-1常用的軸上零件的軸向固定方法及應用類型結(jié)構特點及應用圓螺母固定可靠，拆裝方便，可承受較大的軸向力，能調(diào)整軸上零件之間的間隙，但需要防松。由于在軸上切制了螺紋，使軸的強度降低。常用于軸上零件距離較大處及軸端零件的固定軸肩與軸環(huán)結(jié)構簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力，廣泛用于各軸上零件的定位。應用時，應使軸肩、軸環(huán)的過渡圓角半徑r小于軸上零件孔端的圓角半徑R或倒角半徑C，這樣才能使軸上零件的端面緊靠定位面套筒結(jié)構簡單，定位可靠，適用于軸上零件間距離較短的場合，但當軸的轉(zhuǎn)速較高時不宜采用軸端擋圈工作可靠，結(jié)構簡單，可承受劇烈振動和沖擊載荷，使用時，應采取制動墊片、防轉(zhuǎn)螺釘?shù)确浪纱胧脧V泛，常用于固定軸端零件彈性擋圈結(jié)構簡單緊湊，拆裝方便，只能承受很小的軸向力。需要在軸上切槽，這將引起應力集中，常用于滾動軸承的固定軸端擋板結(jié)構簡單，常用于心軸上零件的固定和軸端固定緊定螺釘結(jié)構簡單，同時起軸向和周向固定作用，但承載能力低，且不適用于高速場合圓錐面能消除軸與輪轂間的徑向間隙，拆裝方便，可兼做周向固定，常與軸端擋圈聯(lián)合使用，實現(xiàn)零件的雙向固定。適用于有沖擊載荷和對中性要求較高的場合，常用于軸端零件的固定（2）軸上零件的周向固定周向固定的目的是為了保證軸能可靠地傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。常用的軸上零件的周向固定方法及應用見表1-5-2。表1-5-2常用的軸上零件的周向固定方法及應用類型結(jié)構特點及應用平鍵連接加工容易、拆裝方便，但軸向不能固定，不能承受軸向力花鍵連接具有接觸面積大、承載能力強、對中性和導向性好等優(yōu)點，適用于承載較大、定心要求較高的動、靜連接。加工工藝較復雜，成本高銷連接軸向、周向都可以固定，常用于安全裝置，過載時可被剪斷。不能承受較大載荷，銷孔對軸的強度有削弱作用緊定螺釘軸向、周向都可以固定，緊定螺釘端部擰入軸上凹坑實現(xiàn)固定。結(jié)構簡單，不能承受較大載荷，只適用于輔助連接過盈配合同時有軸向和周向固定作用，對中精度高。選擇不同的配合有不同的連接強度。不適用于重載和經(jīng)常拆卸的場合3．軸的結(jié)構工藝性軸的結(jié)構工藝性包括加工工藝性和裝配工藝性。應用中應具有良好的加工和裝配性能。一般來說，軸的結(jié)構越簡單，工藝性就越好。設計時可從以下幾方面考慮：（1）形狀應簡單，以便于加工。軸的臺階盡量少，臺階越多，加工工藝越復雜，成本也越高。（2）磨削軸徑和定位軸肩時，應留有砂輪越程槽；軸上切制螺紋時，應留有退刀槽。軸上沿長度方向有幾個鍵槽時，應將它們安排到同一母線上，且槽寬盡可能相同。（3）軸的結(jié)構設計應滿足軸上零件裝拆方便的要求，一般設計成兩頭細、中間粗。同一軸上所有圓角半徑和倒角的大小盡可能一致，以減小加工時刀具的數(shù)目。（4）滾動軸承軸向固定的軸肩高度應低于軸承內(nèi)圈高度，以便于滾動軸承的裝拆。三、軸的材料由于軸工作時產(chǎn)生的應力多為變應力，所以軸的失效多為疲勞損壞，因此軸的材料應具有足夠的疲勞強度、較小的應力集中敏感性和良好的加工性能。所以軸的主要材料一般多選優(yōu)質(zhì)非合金鋼和合金鋼，其次是球墨鑄鐵。滑動軸承和滾動軸承軸承是用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件的部件。根據(jù)工作時摩擦性質(zhì)的不同，軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。滾動軸承一般由專業(yè)的軸承廠家制造，廣泛應用于各種機器中。但對于要求不高或特殊要求的場合，如高速、重載、沖擊較大的場合，使用更多的是滑動軸承。一、滑動軸承1．滑動軸承的應用特點滑動軸承適用于低速、重載或轉(zhuǎn)速特別高、對軸的支撐精度要求較高、徑向尺寸受限制的場合。2．滑動軸承的分類根據(jù)軸承承受載荷的方向不同，分為徑向滑動軸承（承受徑向載荷）、止推滑動軸承（承受軸向載荷）和徑向止推滑動軸承（同時承受徑向載荷和軸向載荷）三種形式。（1）徑向滑動軸承：常用的徑向滑動軸承有整體式、剖分式（對開式）和調(diào)心式三種。①整體式滑動軸承：結(jié)構簡單、價格低廉，但軸頸只能從端部裝入，安裝和檢修不方便；磨損后軸承間隙無法調(diào)整，間隙過大時需要更換軸瓦。通常只適用于低速、輕載、間歇工作的場合。②剖分式（對開式）滑動軸承：結(jié)構復雜，裝拆方便，磨損后可調(diào)整間隙，應用于中高速、重載工作的場合。③調(diào)心式滑動軸承：軸瓦與軸承蓋、軸承座之間為球面接觸，軸瓦可以自動調(diào)位。主要用于軸承寬度與直徑之比大于的場合。（2）推力滑動軸承：推力滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。3．滑動軸承軸瓦的結(jié)構軸瓦是滑動軸承中的重要零件，為了節(jié)省貴重材料或結(jié)構需要，常在軸瓦的內(nèi)表面上澆注一層軸承合金（稱為軸承襯）。軸瓦應具有一定的強度和剛度，在滑動軸承中定位可靠，便于注入潤滑劑，容易散熱，并且裝拆、調(diào)整方便。常用的軸瓦有整體式和剖分式兩種。（1）整體式：一般在軸套上開有油孔和油溝以便潤滑，粉末冶金制成的軸套一般不帶油溝。（2）剖分式：軸瓦由上、下兩半瓦組成，上軸瓦開有油孔和油溝。軸瓦上的油孔用來供應潤滑油，油溝的作用是使?jié)櫥途鶆蚍植迹瑧_于非承載區(qū)，且不能開通。二、滾動軸承1．滾動軸承的特點與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏、功率損耗小等優(yōu)點，且它已標準化、系列化、互換性好，既適合大批量生產(chǎn)，也便于維護使用；缺點是抗沖擊能力差，對軸頸與軸承孔要求較嚴，噪聲較大，轉(zhuǎn)速有一定的限制，工作壽命不及液體摩擦的滑動軸承。2．滾動軸承的結(jié)構組成滾動軸承由外圈、內(nèi)圈、滾動體和保持架四部分組成。3．分類（1）按承載方向不同分為向心滾動軸承、推力滾動軸承、向心推力滾動軸承。（2）按滾動體形狀不同分為球軸承、滾子軸承。（3）按軸承在工作中是否調(diào)心分為非調(diào)心軸承（剛性軸承）、調(diào)心軸承（球面型）。（4）按一個軸承中滾動體的列數(shù)分為單列、雙列和多列軸承。4．滾動軸承代號滾動軸承的代號由前置代號、基本代號和后置代號三部分組成，其中，基本代號是滾動軸承代號的核心。基本代號一般由類型代號、尺寸系列代號、內(nèi)徑代號依次排列構成。內(nèi)徑代號含義見表1-5-3。表1-5-3滾動軸承的內(nèi)徑代號軸承公稱直徑／mm內(nèi)徑代號示例到10（非整數(shù)）用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示，在其與尺寸系列代號之間用“／”分開例：618／深溝球軸承，1到9（整數(shù)）用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示，對深溝球軸承及角接觸球軸承7、8、9直徑系列，內(nèi)徑與尺寸系列代號之間用“／”分開例：625深溝球軸承618／5深溝球軸承10到171000例：6200深溝球軸承6203深溝球軸承12011502170320到480（22、28、32除外）公稱內(nèi)徑除以5的商數(shù)，商數(shù)為個位數(shù)的，需在商數(shù)左邊加“0”，如08例：23208調(diào)心滾子軸承滾動軸承代號示例如圖1-5-1、圖1-5-2所示。圖1-5-1圖1-5-2鍵連接和銷連接一、鍵連接（一）鍵連接分類、作用及特點1．分類根據(jù)鍵在連接時的松緊狀態(tài)不同，鍵連接可分為松鍵連接和緊鍵連接。松鍵連接包括平鍵連接、半圓鍵連接和花鍵連接等，緊鍵連接包括楔鍵連接和切向鍵連接。2．鍵連接的作用鍵連接主要用作軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有的可使軸上零件沿軸向移動時起導向作用。3．鍵連接的特點鍵連接具有結(jié)構簡單、拆裝方便、工作可靠及標準化等特點。（二）平鍵連接普通平鍵連接是最常見的連接方式，適用于高精度、高速或承受變載、沖擊的場合。普通平鍵采用基軸制配合。鍵的兩側(cè)面是工作面，兩側(cè)面與軸和輪轂緊密接觸，借以傳遞扭矩。根據(jù)用途不同，平鍵分為普通平鍵、導向平鍵、滑鍵等。1．普通平鍵（1）普通平鍵的分類按鍵的端部形狀不同，可分為圓頭（A型）、方頭（B型）和單圓頭（C型）三種形式。A型鍵（圓頭）定位好，在鍵槽中不會發(fā)生軸向移動，因而應用最廣。B型鍵的鍵槽應力集中小，C型鍵用于軸端。（2）普通平鍵的標記普通平鍵的標記形式為：標準號鍵型鍵寬鍵高鍵長標記示例GB／T1096鍵表示鍵寬為16mm、鍵高為10mm、鍵長為100mm的A型普通平鍵。標準規(guī)定：在普通平鍵標記中A型鍵的鍵型可省略不標，而B型、C型鍵的鍵型必須標出。2．導向平鍵當輪轂需要在軸上沿軸向移動時可采用導向平鍵或滑鍵連接。導向平鍵比普通平鍵長，為防止松動，通常用緊定螺釘固定在軸上的鍵槽中，鍵與輪轂槽采用間隙配合，為便于拆卸，鍵上設有起鍵螺孔。輪轂可沿軸向滑動。導向平鍵常用于軸上零件移動量不大的場合，如機床變速箱中的滑移齒輪。導向平鍵有A、B兩種型式。3．滑鍵滑鍵固定在輪轂上，輪轂帶動滑鍵在軸上的鍵槽中做軸向滑移。鍵長不受滑動距離的限制，只需在軸上銑出較長的鍵槽，而鍵可做得較短。4．平鍵連接的選用①根據(jù)鍵連接的工作要求和使用特點選擇鍵連接的類型。②根據(jù)軸的公稱直徑選擇平鍵的截面尺寸、鍵寬和鍵高。③根據(jù)輪轂選擇鍵長，鍵長應符合標準長度系列。④校核平鍵連接的強度。（三）半圓鍵半圓鍵上表面為一平面，下表面為半圓弧面，兩側(cè)面平行，有較好的對中性。半圓鍵可在軸上的鍵槽中繞槽底圓弧擺動，其連接形式與平鍵相同，但較平鍵制造方便，拆裝容易，尤其適用于帶錐度軸與輪轂的連接；其缺點是削弱了軸的強度，一般用于輕載或輔助性連接。（四）花鍵花鍵連接多用于重載和要求對中性好的場合，尤其適用于經(jīng)常滑動的連接。按齒形不同，花鍵連接分為矩形花鍵連接和漸開線花鍵連接。（五）楔鍵楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵。鉤頭楔鍵用于不能從一端將楔鍵打出的場合，鉤頭供拆卸用。楔鍵的上、下面為工作面。楔鍵連接能使軸上零件軸向固定，并能使零件承受單方向的軸向力。楔鍵連接的對中性差，在沖擊和變載荷的作用下容易發(fā)生松脫現(xiàn)象。常用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的場合。（六）切向鍵切向鍵由一對具有斜度的楔鍵沿斜面拼合而成，其上、下兩工作面互相平行。用于傳遞轉(zhuǎn)矩大、對中性要求不高的場合。采用一組切向鍵只能傳遞單方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時必須采用兩組切向鍵，兩鍵相隔。二、銷連接1．銷的作用銷連接主要用于確定零件之間的相對位置，傳遞動力和轉(zhuǎn)矩，也用于軸與轂的連接或其他零件的連接，還可以作為安全裝置中的過載剪斷零件。2．銷的分類（1）銷按作用分為定位銷、連接銷和安全銷。①定位銷一般只受很小的載荷，其直徑按結(jié)構確定，數(shù)目不少于2個。②連接銷能傳遞較小的載荷，其直徑亦按結(jié)構及經(jīng)驗確定，必要時校核其擠壓和剪切強度。③安全銷的直徑按銷的剪切強度計算，當過載20％~30％時即被剪斷。（2）銷按形狀分為圓柱銷、圓錐銷和異形銷三類。①圓柱銷靠過盈與銷孔配合，不宜經(jīng)常裝拆，主要用于定位，也用作連接銷和安全銷。②圓錐銷具有的錐度，小端直徑為標準值，自鎖性能好，定位精度高，主要用于定位，也可作為連接銷。圓柱銷和圓錐銷均有帶螺紋和不帶螺紋兩種形式。銷的具體參數(shù)已標準化。需要經(jīng)常拆裝的場合不宜采用圓柱銷。圓柱銷和圓錐銷的銷孔均需鉸制。③異形銷種類很多，其中開口銷工作可靠、拆卸方便，常與槽形螺母合用，鎖定螺紋連接件。聯(lián)軸器、離合器、制動器一、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是機械傳動中的常用部件，其功用是連接兩傳動軸，使其一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩，有時也可作為安全裝置。用聯(lián)軸器連接的兩傳動軸在機器工作時不能分離，只有在機器停止運轉(zhuǎn)后，用拆卸的方法才能將它們分開。聯(lián)軸器按結(jié)構特點不同可分為：剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器。1．剛性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器結(jié)構簡單，制造容易，成本較低，承載能力大，但沒有補償軸線偏移的能力，對中性要求高，一般用于平穩(wěn)載荷、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、兩軸對中良好的場合。常用的剛性聯(lián)軸器有凸緣聯(lián)軸器和套筒聯(lián)軸器。2．撓性聯(lián)軸器（1）無彈性元件撓性聯(lián)軸器①滑塊聯(lián)軸器：可適當補償兩軸間的偏移，結(jié)構簡單，尺寸小。需定期在榫槽間施加潤滑劑。只適用于低速、沖擊小的場合。②萬向聯(lián)軸器：它由兩個萬向接頭及一個十字銷通過剛性鉸接而構成，故又稱鉸鏈聯(lián)軸器。它廣泛用于兩軸中心線相交成較大角度（可達）的連接。為完全消除萬向節(jié)中從動軸變速傳動的缺點，常將兩個萬向節(jié)成對串聯(lián)使用。③齒式聯(lián)軸器：利用內(nèi)外齒嚙合以實現(xiàn)兩軸連接。齒式聯(lián)軸器外廓尺寸緊湊，傳遞轉(zhuǎn)矩大，可補償綜合偏移；缺點是制造成本高，安裝精度高，需要潤滑。適用于高速、重載、起動頻繁和經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合。（2）帶彈性元件的撓性聯(lián)軸器1）非金屬彈性元件聯(lián)軸器①彈性套柱銷聯(lián)軸器：制造方便，適用于起動頻繁的高、中、小轉(zhuǎn)矩傳動。②彈性柱銷聯(lián)軸器：在使用中，為防止柱銷滑出設有擋板。適用于起動和換向頻繁的轉(zhuǎn)矩較大的中低速傳動。2）金屬彈性元件聯(lián)軸器：金屬彈性元件聯(lián)軸器以蛇形彈簧聯(lián)軸器應用最多，其突出特點是補償偏移能力強，適用于大功率的機械傳動。3．安全聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器是靠連接件折斷、分離或打滑使連接中斷或限制轉(zhuǎn)矩的傳遞，從而保護重要機件不致?lián)p壞。這種聯(lián)軸器要求工作必須準確可靠。以上聯(lián)軸器在使用中根據(jù)工作載荷的大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低，兩軸相對偏移的大小，工作環(huán)境狀況，制造、拆裝、維護的成本等方面綜合考慮，選擇合適的類型。如載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速恒定，低速時宜選用剛性聯(lián)軸器;高速變載、頻繁啟動、經(jīng)常正反轉(zhuǎn)時宜選用有彈性元件的撓性聯(lián)軸器。二、離合器離合器在機器運轉(zhuǎn)過程中可以隨時進行接合和分離，以滿足機器變速、換向、空載啟動、過載保護等方面的要求。日常應用較廣的有牙嵌離合器、摩擦式離合器和安全離合器三種。1．牙嵌離合器牙嵌離合器是利用特殊形狀的牙、齒、鍵等相互嵌合來傳遞扭矩的。牙嵌離合器的結(jié)構簡單，主、從動軸能同步回轉(zhuǎn)，外形尺寸小，傳遞扭矩大，在嵌合時有剛性沖擊，適用在停機或低速接合時。2．摩擦式離合器摩擦式離合器靠摩擦副傳遞扭矩，根據(jù)摩擦片的數(shù)量分單片式和多片式離合器。（1）單片摩擦式離合器：特點是分離徹底，散熱良好，但徑向尺寸大。（2）多片圓盤摩擦式離合器：多個摩擦片疊加在一起，這種離合器分離性差、散熱不好、各片受力不均，但徑向尺寸小，傳遞扭矩大。3．安全離合器用于當機器過載時自動脫開，機器受載恢復正常后，自動接合。三、制動器制動器是利用摩擦副中產(chǎn)生的摩擦力矩來實現(xiàn)制動的。制動器常安裝在機器的高速軸上，這樣需要的制動力矩小，可減小制動器的尺寸。制動器的種類很多，常用的制動器有錐形制動器、帶式制動器、電磁制動器和盤式制動器。螺紋連接與螺旋傳動一、螺紋連接1．螺紋的主要參數(shù)螺紋的主要參數(shù)有大徑、中徑、小徑、線數(shù)、螺距、導程、螺紋升角、牙型角及螺紋旋向。1）牙型角：螺紋軸向截面內(nèi)牙型兩側(cè)邊的夾角，用字母表示。2）螺紋升角λ：螺紋升角又稱導程角，普通螺紋的螺紋升角是指在中徑圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。3）螺紋的直徑：螺紋的直徑有螺紋的大徑、中徑和小徑，螺紋的大徑也叫螺紋的公稱直徑。4）螺距：螺距是指相鄰兩牙在中徑線上的對應兩點間的軸向距離。5）導程：導程是指同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離，螺距和導程之間的關系為。6）螺紋的線數(shù)（n）：螺紋的線數(shù)是指形成螺紋時的螺旋線的條數(shù)。7）螺紋的旋向：根據(jù)螺旋線方向不同，螺紋分為左旋螺紋和右旋螺紋。2．螺紋的類型、特點及應用（1）按螺紋的牙型分類按牙型不同，螺紋分為普通螺紋（也稱三角形螺紋）、梯形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋。除矩形螺紋外，都已標準化；除多數(shù)管螺紋采用英制外，均采用米制。1）普通螺紋：牙型為三角形，牙型角，牙根強度較高，自鎖性能好，按螺距大小可分為粗牙及細牙兩種，粗牙螺紋常用于一般連接，應用最廣；細牙螺紋自鎖性好，用于受沖擊、振動和變載荷的連接，常用于薄壁零件的連接和微調(diào)機構的調(diào)整。2）矩形螺紋：牙型為矩形，牙型角，其傳動效率高，多用于螺旋傳動。但牙根強度低，精加工困難。矩形螺紋未標準化，磨損后難以補償，使傳動精度降低，故已逐漸被梯形螺紋所代替。3）梯形螺紋：牙型是等腰梯形，牙型角，其傳動效率略低于矩形螺紋，但牙根強度高，工藝性和對中性好，可補償磨損后的間隙，易加工，是最常用的傳動螺紋。4）鋸齒形螺紋：牙型為不等腰梯形，工作面的牙側(cè)角，非工作面的牙側(cè)角。鋸齒形螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高和梯形螺紋牙根強度較高的優(yōu)點，能承受較大載荷，但只能用于單向受力的傳動。多用于起重機械或壓力機械中，如螺旋千斤頂?shù)取＃?）按螺旋線形成的表面分類按螺旋線形成的表面不同，螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋。（3）按螺紋的線數(shù)分類按螺紋的線數(shù)不同，螺紋分為單線螺紋和多線螺紋。（4）按螺紋的旋向分類按螺紋的旋向不同，螺紋分為左旋螺紋和右旋螺紋。右旋螺紋較常用；一些特殊場合需要使用左旋螺紋，如煤氣罐閥門、減壓閥接口、固定輪胎的螺紋連接等。（5）按螺紋的用途分類1）緊固（連接）螺紋：如普通螺紋。2）傳動螺紋：如梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。3）管螺紋：如密封管螺紋、非密封管螺紋、密封管螺紋。管螺紋的牙型為等腰三角形，適用于管子、管接頭，旋塞、閥門等螺紋連接件。非螺紋密封的管螺紋本身不具有密封性，若要求連接后具有密封性，可在壓緊被連接面間添加密封物；用于螺紋密封的管螺紋旋合后，不需要任何填料，即可利用本身的變形保證螺旋副的密封面。3．螺紋的標記（1）普通螺紋的標記普通螺紋應用最廣，它的標記由幾部分組成，即螺紋特征代號、尺寸代號、公差帶代號、旋合長度和旋向代號，普通螺紋特征代號為M。舉例如下：1）：表示公稱直徑為20mm、螺距為2mm、中徑公差帶代號為5g、頂徑公差帶代號為6g、短旋合長度、左旋的普通細牙外螺紋。2）：表示旋合螺紋的公稱直徑為12mm、內(nèi)螺紋的中徑和頂徑公差帶代號為6H、外螺紋的中徑公差帶代號為7g、頂徑的公差帶代號為8g、旋向為左旋的粗牙普通螺紋。3）：表示旋合螺紋的公稱直徑為12mm、螺距為1mm、內(nèi)螺紋的中徑和頂徑公差帶代號為6H、外螺紋的中徑和頂徑的公差帶代號為7g、旋向為左旋的細牙普通螺紋。注意：①普通螺紋同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的為粗牙螺紋，其余的為細牙螺紋，細牙的每個公稱直徑對應多個螺距，因此必須標注螺距值。在標記中，如果標注螺距的都表示的是細牙螺紋，粗牙螺紋不標注螺距值，也就是不標注螺距的就是粗牙螺紋。②右旋螺紋不標旋向，左旋標記LH。③旋合長度分為長旋合L、短旋合S、中等旋合N三種，中等旋合N不標注。④公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者為頂徑公差帶代號，兩者一致時只標一個公差帶代號，內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。⑤內(nèi)外螺紋旋合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺紋的，后者為外螺紋的，中間用“／”分開。（2）梯形螺紋的標記梯形螺紋的標記格式和普通螺紋的標記格式基本相同，不同的是，旋向標注在尺寸代號之后，梯形螺紋的旋合長度只有長旋合長度L和中等旋合長度N兩種，梯形螺紋只標注中徑公差帶代號，不標注頂徑的。如：1）：表示公稱直徑為40mm、導程為14mm、螺距為7mm、中徑公差帶代號為7H、右旋、長旋合長度的雙線梯形內(nèi)螺紋。2）：表示公稱直徑為24mm、導程為10mm、螺距為5mm、中徑公差帶代號為7h、左旋、中等旋合長度的雙線梯形外螺紋。3）；表示內(nèi)外旋合梯形螺紋，公稱直徑為24mm，螺距為5mm，內(nèi)螺紋中徑公差帶代號為7H，外螺紋中徑公差帶代號為7e，左旋，中等旋合長度。4．常用螺紋連接及應用螺紋連接件分為A、B、C三個精度等級。A級精度最高，用于重要連接，B級精度次之，C級精度多用于一般連接。（1）螺栓連接：常用螺栓連接分為兩種，普通螺栓連接和鉸制孔用螺栓連接。1）普通螺栓連接：螺栓連接常用于被連接件厚度不大、能做成通孔的連接，與螺母組合使用，裝拆方便，成本低，不受被連接件的材料限制。廣泛用于被連接件厚度不大，能從兩邊進行安裝的場合。2）鉸制孔用螺栓連接：螺栓穿過被連接件的鉸制孔并與之過渡配合，與螺母組合使用，適用于傳遞橫向載荷或需要精確定位的場合。被連接件需要鉆孔、鉸孔，成本較高。（2）雙頭螺柱連接：適用于被連接件之一較厚且經(jīng)常裝拆的場合。將雙頭螺柱螺紋較短的一端旋入較厚被連接件的螺紋孔中并固定，另一端穿過較薄被連接件的通孔，與螺母組合使用。（3）螺釘連接：適用于被連接件之一較厚、受力不大，且不經(jīng)常裝拆的場合。被連接件之一為光孔，另一個為螺紋孔，只用螺釘不用螺母，直接把螺釘擰進被連接件的螺紋孔中。（4）緊定螺釘連接：緊定螺釘旋入被連接件的螺紋孔中，并用尾部頂住另一被連接件的表面或相應的凹坑中，固定它們的相對位置，還可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。5．螺紋連接的預緊與防松（1）預緊螺紋連接在沒有承受工作載荷以前，預先受到力的作用，這種預加的力的作用稱為預緊。（2）自鎖與防松自鎖：如果螺紋升角小于斜面滑動摩擦角，螺紋就會自鎖。一般來講，螺紋結(jié)構都有自鎖性，這是螺紋的優(yōu)越性之一，對保證螺紋結(jié)構可靠、安全工作有著重要意義。防松：在工作中，螺紋經(jīng)常會受到?jīng)_擊、振動、交變載荷及工作溫度變化很大的作用，螺紋連接就會產(chǎn)生自松，因此必須采取防松措施。常用的防松措施有四種：1）摩擦防松：對頂螺母防松效果較好，金屬鎖緊螺母次之，彈簧墊圈效果較差。2）機械防松：在連接中加入其他機械元件，如開口銷與槽形螺母、止動墊片、止動墊片與圓螺母、串聯(lián)金屬絲等，適用于沖擊振動載荷，這種方法可靠性高，但拆裝麻煩，成本高，適用于機械內(nèi)部運動構件的連接，以及防松要求較高的場合。這種防松的特點是防松效果比較可靠，但是拆卸不方便。3）沖邊防松：采取端面沖點、側(cè)面沖點等措施，使螺紋連接不可拆卸，這種方法簡單可靠，適用于裝配后不再拆卸的連接。4）粘接防松：采用厭氧黏結(jié)劑涂于螺紋旋合表面，擰緊后自動固化，效果良好。二、螺旋傳動1．螺旋傳動的作用、特點（1）作用：螺旋傳動是利用螺旋副來傳遞運動和動力的一種機械傳動。通過螺桿和螺母之間的相對運動，可方便地把主動件的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)閺膭蛹闹本€運動。（2）特點：它是一種增力機構，結(jié)構簡單，工作連續(xù)、平穩(wěn)，傳動精度高，易自鎖；但效率低，磨損嚴重。2．螺旋傳動的類型（1）普通螺旋傳動：由螺桿、螺母來實現(xiàn)的螺旋傳動是普通螺旋傳動。1）應用形式①螺母固定、螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動，如臺虎鉗。②螺桿固定、螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動，如螺旋千斤頂。③螺桿回轉(zhuǎn)、螺母作直線運動，如車床橫刀架進給機構。④螺母回轉(zhuǎn)、螺桿作直線運動，如觀察鏡螺旋調(diào)整裝置。2）直線移動方向的判定普通螺旋傳動中，從動件作直線移動的方向不僅與螺紋的回轉(zhuǎn)方向有關，還與螺紋的旋向有關。其判定方法利用左右手定則，左旋用左手，右旋用右手。手握空拳，四指順著螺桿（或螺母）的旋轉(zhuǎn)方向，大拇指的指向即為螺桿（螺母）的移動方向。若當螺桿（螺母）原地旋轉(zhuǎn)、螺母（螺桿）移動時，螺母（螺桿）移動方向與大拇指指向相反。3）普通螺旋傳動直線移動距離的計算螺桿（螺母）相對于螺母（螺桿）每回轉(zhuǎn)一周，螺桿（螺母）就移動一個導程的距離。因此，螺桿（螺母）移動距離L等于回轉(zhuǎn)周數(shù)N與導程的乘積：。4）普通螺旋傳動直線移動速度的計算普通螺旋傳動中，螺桿（螺母）相對于螺母（螺桿）的轉(zhuǎn)速為n時，螺桿（螺母）的移動速度為轉(zhuǎn)速與其導程的乘積：。（2）差動位移螺旋傳動：是螺桿上兩段螺紋（固定螺母與活動螺母）旋向相同的雙螺旋傳動。活動螺母的移動距離計算：式中，L——活動螺母的移動距離，mm；N——回轉(zhuǎn)周數(shù)，r；——定螺母導程，mm；——活動螺母導程，mm。當計算結(jié)果為正值時，活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相同；當計算結(jié)果為負值時，活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相反。螺桿移動方向按普通螺旋傳動螺桿移動方向確定。（3）復式（相對位移）螺旋傳動：螺桿上兩螺紋（固定螺母與活動螺母）旋向相反的雙螺旋傳動。活動螺母的移動距離計算：式中，L——活動螺母的移動距離，mm；N——回轉(zhuǎn)周數(shù)，r；——固定螺母導程，mm；——活動螺母導程，mm。活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相同，螺桿移動方向按普通螺旋傳動螺桿移動方向確定。如果兩個螺母均為活動螺母，螺桿原位轉(zhuǎn)動，則兩個螺母朝相反的方向移動。（4）滾珠螺旋傳動：在螺桿與螺母之間加入滾珠，就由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高了效率，而且傳動平穩(wěn)，動作靈敏；但結(jié)構復雜，制造困難，成本高，不能自鎖。滾珠螺旋傳動目前只應用于精密機械和自控結(jié)構中。3．螺旋傳動的失效形式螺旋傳動的主要失效形式是牙間磨損和失穩(wěn)。潤滑與密封一、潤滑1．潤滑劑的種類工業(yè)生產(chǎn)中最常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂，此外還有固體潤滑劑、氣體潤滑劑等。2．潤滑劑的性能、用途（1）潤滑油的性能、用途潤滑油應具有一定的黏性，較好的化學穩(wěn)定性，較高的耐熱、耐寒及導熱能力，可靠的防銹性和密封作用，以及良好的清洗作用。潤滑油廣泛用于各種機械裝置中。（2）潤滑脂的性能、用途潤滑脂具有抗摩、減磨、密封、減振等作用，并具有潤滑系統(tǒng)簡單、維護管理方便、操作費用少等優(yōu)點；其缺點是流動性小，散熱性差，高溫下易產(chǎn)生相變、分解等。潤滑脂在一般轉(zhuǎn)速、溫度和載荷條件下應用較多，特別是滾動軸承的潤滑。（3）固體潤滑劑的性能、用途固體潤滑劑特別適合于給油不方便、裝拆困難、低速、環(huán)境溫度超過液體潤滑劑工作范圍、對冷卻作用無要求的場合；但它有摩擦系數(shù)較高、冷卻散熱不良等缺點。常用固體潤滑劑有石墨、二硫化鉬等。（4）氣體潤滑劑的性能、用途氣體潤滑劑具有速度高、精密度高、摩擦損耗小、適用溫度范圍寬、能抗原子輻射、無污染、壽命長等優(yōu)點。氣體潤滑劑用于支承機床主軸的潤滑等。3．潤滑方式與潤滑裝置（1）手工定時潤滑手工定時潤滑屬于間歇潤滑。所用的潤滑裝置結(jié)構簡單，供油不可靠，用于輕載、低速不重要部位。常用裝置有壓配式壓注油杯、旋蓋式油杯等。（2）連續(xù)潤滑連續(xù)潤滑供油比較可靠，常用的有油繩潤滑，針閥式注油油杯潤滑，油浴、濺油潤滑。二、密封裝置1．密封裝置的作用機械密封裝置的作用是阻止?jié)櫥瑒┖凸ぷ鹘橘|(zhì)泄漏，以及防止灰塵和水分等侵入機器。2．密封裝置的類型（1）靜密封：密封墊、密封膠、直接密封。（2）動密封：接觸式、非接觸式兩種。3．密封裝置的要求（1）密封性能好，無泄漏現(xiàn)象；（2）密封可以長時間地可靠工作；（3）摩擦小；（4）易加工。三、高考常考題選講（一）、判斷題1.轉(zhuǎn)軸是在工作中既承受彎矩又傳遞扭矩的軸。（）【答案】√2.圓柱銷和圓錐銷都是靠過盈配合固定在銷孔中的。（）【答案】×3.聯(lián)軸器與離合器不但用于軸與軸之間的連接，還能補償兩軸間的位移及緩沖吸振。（）【答案】×【解析】撓性聯(lián)軸器具有補償兩軸間的位移及緩沖吸振的作用，而離合器主要是控制兩軸的接合和分離。4.離合器能使旋轉(zhuǎn)的兩軸迅速接合與分離，同時在機器過載時還有保護作用。（）【答案】√5.滾動軸承的壽命主要取決于其抗疲勞性能。（）【答案】√【解析】滾動軸承的壽命主要取決于其材料的抗疲勞性能，以及正確的安裝和使用條件。6.滾動軸承的內(nèi)外圈可以獨立旋轉(zhuǎn)。（）【答案】×【解析】滾動軸承的內(nèi)外圈是固定在一起的，不能獨立旋轉(zhuǎn)。7.螺紋連接是一種不可拆連接。（）【答案】×【解析】螺紋連接可以根據(jù)需要拆開，因此是可拆連接。8.鍵連接主要用于實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定。（）【答案】√【解析】鍵連接主要用于實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定，傳遞扭矩。9.雙頭螺柱連接不宜用于經(jīng)常裝卸的場合。【答案】×10.心軸在工作時，只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。【答案】×（二）、填空題1．自行車前軸在工作時只承受________，起________作用，屬于________軸；自行車腳蹬處的車輪軸在工作中既承受________又承受________，屬于________軸。【答案】彎矩、支承、心軸、彎矩、扭矩、轉(zhuǎn)【解析】自行車前軸是心軸，心軸在工作時只承受彎矩，起支承作用；而腳蹬處的車輪軸則既承受彎矩，又承受扭矩。2.軸承代號6310，表示軸承類型為________，軸承的內(nèi)徑為________mm，軸承的直徑系列代號為3，寬度系列為________。【答案】深溝球軸承、50、0【解析】滾動軸承基本代號包括軸承的類型代號、尺寸系列代號和內(nèi)徑代號，要掌握每部分的意義。3.半圓鍵的工作表面為________面，工作中主要受________變形和________變形。【答案】兩側(cè)、剪切、擠壓【解析】半圓鍵是松鍵連接，它的工作面是兩側(cè)面，受剪切和擠壓作用。4.兩個相互配合的螺紋，其螺距必須________。【答案】相同【解析】相互配合的兩個螺紋要求牙型、直徑、螺距、線數(shù)、旋向必須相同才能旋合。5.說明螺紋標注代號的含義：M表示________，30表示________，表示________，LH表示________。【答案】普通螺紋、公稱直徑為30mm、螺距為1.5mm、左旋【解析】此題考查的是對螺紋標記的理解和識記。6.螺紋連接防松的方法有________、________和沖邊防松及粘接防松。【答案】摩擦防松、機械防松7.利用________螺旋傳動可以達到微調(diào)的目的。【答案】差動【解析】差動螺旋傳動中兩個螺母的旋向相同，轉(zhuǎn)動一圈，活動螺母移動距離是兩螺母導程之差，所以可以實現(xiàn)微調(diào)。8.一普通螺旋傳動機構，螺紋為雙線，螺距為，當螺桿轉(zhuǎn)兩圈時，螺母移動的距離是________mm。【答案】10【解析】9.螺旋傳動的主要失效形式是________，但受力較大的螺旋傳動往往由于螺桿強度不夠而________，細長的螺桿受壓時，可能失穩(wěn)。【答案】牙間磨損斷裂【解析】使學生識記螺旋傳動的失效形式。10.潤滑油隨溫度的升高，黏度會明顯________，而潤滑脂受溫度的影響變化小。【答案】降低【解析】潤滑油比潤滑脂受溫度影響的程度大。（三）、單項選擇題1.不可以實現(xiàn)軸向固定的是（）。A．軸肩 B．圓螺母 C．套筒 D．半圓鍵【答案】D【解析】半圓鍵實現(xiàn)周向固定。2.既能進行軸向定位又能進行周向定位的是（）。A．平鍵連接 B．緊定螺釘連接 C．半圓鍵連接 D．花鍵連接【答案】B【解析】緊定螺釘端部擰入軸上凹坑中，可以同時實現(xiàn)軸上零件的軸向和周向固定。3.只能承受較小軸向力的軸向固定件是（）。A．軸端擋圈 B．彈性擋圈 C．軸套 D．定位軸肩【答案】B【解析】彈性擋圈結(jié)構簡單，只能承受很小的軸向力，常用于滾動軸承的固定。4.常用于軸上零件距離較大處及軸端零件固定的方法是（）。A．圓螺母 B．軸肩或軸環(huán) C．套筒 D．軸端擋圈【答案】A【解析】圓螺母固定可靠，拆裝方便，可承受較大的軸向力，常用于軸上零件距離較大處及軸端零件的固定。5.適宜滑動軸承使用的情況是（）。A．工作轉(zhuǎn)速特別高的場合 B．具有互換性的場合C．要求特別精密的場合 D．裝配工藝要求軸承剖分的場合【答案】B【解析】滑動軸承不具備互換性。6.下列對整體式滑動軸承表述錯誤的是（）。A．適用于低速場合 B．磨損后間隙可調(diào)C．成本低 D．結(jié)構簡單【答案】B【解析】整體式滑動軸承磨損后的間隙不可調(diào)，磨損嚴重時需要更換軸瓦。7.類型代號為7的滾動軸承是（）。A．深溝球軸承 B．圓錐滾子軸承 C．推力球軸承 D．角接觸球軸承【答案】D【解析】根據(jù)類型代號規(guī)定可知，7代表是角接觸球軸承。此題考查代號類型的識記。8.基本代號為208的滾動軸承內(nèi)徑是（）mm。A．8 B． C．40 D．208【答案】A【解析】軸承內(nèi)徑為1~9mm（整數(shù)）時，用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示內(nèi)徑代號。9.只承受徑向力的軸承是（）。A．深溝球軸承 B．圓柱滾子軸承 C．角接觸球軸承 D．圓錐滾子軸承【答案】B【解析】圓柱滾子軸承只承受純徑向載荷，其他三個軸承均可承受雙向載荷。10.（），適宜采用滾動軸承。A．工作轉(zhuǎn)速特別高時 B．承受較大沖擊和振動載荷時C．要求啟動靈敏時 D．徑向安裝尺寸受到限制時【答案】C【解析】工作轉(zhuǎn)速特別高時、沖擊和振動載荷較大、徑向安裝尺寸受限制的場合，宜選用滑動軸承。與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏的特點。所以本題應選C。11.滾動軸承不可缺少的部分是（）。A．外圈 B．滾動體 C．保持架 D．內(nèi)圈【答案】B【解析】滾動體是滾動軸承的重要組成部分，靠滾動體的滾動實現(xiàn)摩擦類型的轉(zhuǎn)換，以減小阻力，提高效率。12.GB/T1096鍵B中的鍵是指（）。A．平頭普通平鍵 B．圓頭普通平鍵C．單圓頭普通平鍵 D．半圓鍵【答案】A【解析】B型平鍵也叫平頭平鍵或方頭平鍵。13.普通平鍵連接的主要用途是使軸與輪轂之間（）。A．沿軸向固定并傳遞軸向力 B．沿軸向可作相對滑動并具有導向作用C．沿周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩 D．安裝與拆卸方便【答案】C【解析】略14.滑移齒輪和軸的周向連接可采用（）。A．半圓鍵連接 B．楔鍵連接 C．導向平鍵連接 D．普通平鍵連接【答案】C【解析】導向平鍵常用于軸上零件移動量不大的場合，如機床變速箱中的滑移齒輪。15.普通平鍵的截面尺寸選擇依據(jù)是（）。A．軸的長度 B．輪轂的長度 C．軸的直徑 D．鍵的長度【答案】C【解析】普通平鍵是根據(jù)軸的直徑選擇鍵寬和鍵高，并已標準化，查表可得。鍵長按輪轂的長度而定。16.圓錐銷的（）直徑為標準值。A．大端 B．小端 C．中部 D．平均值【答案】B【解析】略17.聯(lián)軸器和離合器的主要作用是（）。A．連接兩軸一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩 B．補償兩軸的相對位移C．防止機器發(fā)生過載 D．緩和沖擊，減小振動【答案】A【解析】聯(lián)軸器和離合器的共同點是用來連接兩軸，使其一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩。區(qū)別是用離合器連接的兩軸，在機器運