1、一、螺纹联接的基本类型 螺纹联接是利用具有螺纹的零件所构成的联接。螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。它们的结构、特点和应用，参见表9-1。表9-1螺纹联接的基本类型、特点和应用续二、螺纹联接件的主要类型 螺纹联接件的种类繁多，结构形式和尺寸已经标准化，下面介绍几种常用的类型。1六角头螺栓（见图9-1）六角头螺栓应用最为广泛。螺杆可制成全螺纹或部分螺纹，螺距有粗牙和细牙两种。2双头螺柱（见图9-2)双头螺柱两端都制有螺纹。螺柱的一端旋入螺纹孔中，旋入后即不拆卸，另一端与螺母组合使用以固定零件。图9-1六角头螺栓 图9-2双头螺柱 3六角螺母 六角螺母，根据螺母厚
2、度不同，分为标准型和薄型两种。薄螺母常用于受剪力螺栓上或空间尺寸受限的场合。4螺钉（见图9-4）螺钉头部有六角头、圆柱头、半圆头，沉头等形状，头部旋具槽有一字槽、十字槽和内六角孔等形式。图9-4螺钉 a）六角头b）圆柱头c）半圆头d）沉头e）内六角孔f）十字槽 5紧定螺钉 紧定螺钉的头部多为一字槽，其末端形状常用的有平端、锥端和圆柱端。6垫圈（见图9-6）平垫圈可保护被联接件的表面不被擦伤，增大螺母与被联接件间的接触面积。弹簧垫圈有6580的左旋开口，用于摩擦防松。斜垫圈用于倾斜的支承面。图9-6垫圈 a）平垫圈b）弹簧垫圈c）斜垫圈三、螺纹联接的预紧与防松 1螺纹联接的预紧 实际应用的螺纹联
3、接，在装配时一般需要拧紧，使联接在承受工作载荷之前预先受到力的作用。预紧的目的在于增强联接的可靠性、紧密性和防松能力。2螺纹联接的防松 松动是螺纹联接中最常见的失效形式之一。为了保证联接的安全可靠，对螺纹联接要采取必要的措施。防松的根本问题在于防止螺旋副发生相对转动。按其工作原理，螺纹联接的防松可分为摩擦防松、机械防松和永久止动防松三种。（1）摩擦防松 常用的有双螺母防松（见图9-7a）、自锁螺母防松（见图9-7b）和弹簧垫圈防松（见图9-7c）等方法。（2）机械防松机械防松是借助各种止动元件，直接防止螺旋副的相对转动（见图9-8）。这种装置工作可靠，应用广泛，但装拆麻烦。（3）永久止动防松
4、永久止动防松是在螺纹副拧紧后，采用冲头破坏螺纹副关系、将旋合缝焊死或在螺纹旋合表面涂粘接剂等措施，使螺纹联接不可拆卸。图9-7摩擦防松 a)双螺母防松b）自锁螺母防松 c）弹簧垫圈防松 图9-8机械防松 a)开口销与槽形螺母b）止动垫片c）止动垫片与圆螺母d）串联金属丝一、轴的分类和应用 轴是组成机械的一个重要部件。各种传动件都必须装在轴上，才能实现回转运动，并通过轴来传递运动和转矩、承受载荷，保证装在轴上的零件具有确定的工作位置和具有一定的回转精度。按照轴线形状的不同，轴可以分为直轴、曲轴和挠轴。直轴按照外形不同，分为光轴和阶梯轴两种。直轴按其功能和受载荷的性质不同，可分为心轴、转轴和传动轴
5、三种：心轴仅用来支撑零件，只承受弯矩的作用，如火车车轮的轮轴；转轴既承受弯矩又承受转矩，这类轴在机器中最常见，如减速器的输入轴和输出轴；传动轴仅承受转矩，而不承受弯矩或所受的弯矩很小，如汽车后桥传动轴。图9-10轴 a）光轴b）阶梯轴c）曲轴d）挠性轴二、轴的结构和轴上零件的固定 1轴的结构 轴的结构主要取决于轴的受载情况、轴上零件的布置和固定方式、轴承的类型与尺寸等条件。轴的机构应是尽量减小应力集中，受力合理，有良好的工艺性，并使安装在轴上的零件定位(轴向定位和周向定位)可靠，便于安装和拆卸。2零件在轴上的固定方法 为了保证轴上的零件能够正常工作，其轴向和周向都必须加以固定。(1)零件的轴向
6、固定方法 所谓零件的轴向固定是保证零件在轴上有确定的轴向位置，承受轴向力并防止轴向移动。零件在轴上的定位方法，主要取决于它所承受的轴向力的大小。常用的方法有轴肩、轴环、轴套、圆锥面以及采用挡圈、圆螺母、紧定螺钉等。用轴肩和轴环固定：具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等优点，常用于齿轮、带轮、轴承和联轴器等传动零件的轴向固定。图9-13 用轴肩和轴环固定a)轴肩固定b)轴环固定 2）用轴套固定：结构简单，不需要在轴上开槽，不影响轴的强度，承受轴向力大，且装拆方便，适用于两零件相距较近的场合。3）在轴端上安装零件时，用轴端挡圈和圆锥面固定。图9-14 轴端挡圈和圆锥面固定 a）轴端挡圈固定
7、b）圆锥面固定 4）圆螺母固定：如图9-16所示，用圆螺母作轴向固定，固定可靠，可承受较大的轴向力。为避免在轴上车制螺纹而过分削弱轴的疲劳强度，一般用细牙螺纹。5）紧定螺钉固定：多用于光轴上零件的轴向和周向固定。其优点是轴的结构简单，零件位置可以紧固，但只能承受较小的冲击力。图9-16 圆螺母固定 (2)零件的周向固定方法 1）过盈配合：这种方法结构简单，既可做周向固定也可轴向固定，且固定可靠，承载能力较大，抗冲击。它主要用于不拆卸的轴上零件的固定。2）键、销固定：详见下一节内容。为了可靠地传递运动和转矩，轴上零件必须与轴有可靠的周向固定，固定的方式有键（平键、半圆键、楔键、切向键）联结接、花
8、键联结和销联接等。一、键联结 1平键联结 平键是矩形截面的联结件，置于轴和轴上零件的键槽内。键的两侧面为工作面，工作时靠键与键槽之间的挤压传递转矩。平键分普通平键和导向平键两种。图9-18平键联结 普通平键联结如图9-18所示，其对中性良好，装拆方便，但无轴向固定作用，不能承受轴向力，适用于高速、高精度和承受变载、冲击的场合。在工作过程中，当轴上零件需要沿轴向作相对滑动时，可将普通平键加长，使用导向平键联结。键是标准件，其主要尺寸为键宽b和键高h。平键联结的键和键槽尺寸已经标准化，可以从标准中选定键与键槽的剖面尺寸bh。普通平键标记：圆头普通平键（A型），b=16，h=10，L=100：GB/
9、T1096键16100 平头普通平键（B型），b=16，h=10，L=100：GB/T1096键B16100 单圆头普通平键（C型），b=16，h=10，L=100：GB/T1096键C16100 其中A型键中标记字母可以省略。2半圆键联结 平键工作原理一样，半圆键也是以键的两侧面为工作面。由于键槽较深，削弱了轴的强度，因此只能传递较小的转矩，一般用于轻载或辅助性联结，特别适用于锥形轴与轮毂的联结。3楔键联结 如图9-22所示。工作时，主要依靠楔键的上、下表面与轮毂和轴之间的摩擦力来传递转矩，并能承受单方向的轴向力。楔键多用于对中性要求不高、载荷平稳、转速较低的场合。楔键分为普通楔键和钩头楔键
10、两种，如图9-23所示。图9-21半圆键联结 图9-22楔键联结 4切向键联结 如图9-24所示。若连接是由一对1100斜度的普通楔键沿斜面拼合而成时，称为切向键联结。切向键只能传递单向转矩，需要传递双向转矩时，可安装两对互成120135的切向键。图9-24切向键联结二、花键联结 花键联结是由带键齿的轴（外花键）和同样带键槽的轮毂（内花键）所组成（见图9-25a）。根据键齿的形状不同，常用的花键分为矩形花键和渐开线花键两类。图9-25花键联结 a）内、外花键b）矩形花键c）渐开线花键 与平键、半圆键、楔键等单键联结相比，花键具有定心精度高，导向性好，对轴的削弱小，承载能力强，能传递较大的转矩及
11、连接可靠等优点。但是花键制作较困难，由于矩形齿花键加工较容易，故被广泛使用。花键的齿形已经标准化，具体可查阅相关国家标准。三、销联接 销联接通常用于固定零件之间的相对位置(定位销，见图9-26a)，也用于轴毂间或其他零件间的联接(联接销，见图9-26b)，还可充当过载剪断元件，起保护作用(安全销，见图9-26c)。图9-26销联接 a)定位销b)联接销c)安全销 销是标准件，可根据工作要求选择销联接的类型。轴承的作用是支承轴和轴上零件回转，并保持一定的回转精度，减小轴和支承间的摩擦和磨损。在运转时，轴承与轴颈之间产生滑动摩擦的轴承，称为滑动轴承。如果在其间存在滚动体，在运转时产生滚动摩擦的轴承
12、，称为滚动轴承。一、滑动轴承 滑动轴承按承受载荷的方向，可分为承受径向载荷的径向滑动轴承、承受轴向载荷的止推滑动轴承和同时承受径向和轴向载荷的径向止推滑动轴承三种主要形式。1径向滑动轴承的结构形式 滑动轴承一般由轴瓦或轴套、壳体（轴承座）、联接零件及附属的润滑、密封装置组成。与轴颈相配的圆筒形整体零件称为轴套，与轴颈相配的对开式零件称为轴瓦。轴套和轴瓦一般用减摩材料制成，装在轴承座内。（1）整体式径向滑动轴承如图9-27所示，由轴承套1、减摩材料制成的整体式轴瓦2及固定螺钉3组成。图9-27 整体式滑动轴承 1轴承套2轴瓦3固定螺钉4螺纹孔 这种轴承的优点是结构简单、制造成本低。它的缺点是轴瓦
13、磨损后，轴颈与轴瓦的间隙无法调整。这种轴承多用于载荷不大、低速和间歇工作和不需经常装拆的场合。（2）剖分式径向滑动轴承如图9-28所示，由轴承下壳体1、上壳体5、两片轴瓦2和3组成。图9-28剖分式径向滑动轴承 1下壳体2、3轴瓦4螺栓5上壳体6垫片7螺纹孔 当轴瓦磨损后，取出适当的垫片，就可以调整轴承的间隙。剖分式滑动轴承间隙可调，装拆方便，被广泛使用。（3）调心式滑动轴承调心式滑动轴承是相对于轴颈表面可自行调整轴线偏角的滑动轴承（见图931）；因而避免因轴颈偏斜与轴承接触不良而引起轴瓦端部边缘的严重磨损。调心式滑动轴承应成对使用。图9-31 调心式滑动轴承 2止推滑动轴承的结构形式 止推滑
14、动轴承是承受轴向载荷的滑动轴承。由轴的端面或轴环传递轴向载荷，端面称为止推端面，轴环称为止推环。止推环有单环与多环两种形式，多环止推滑动轴承支承面积较大，适用推力较大的场合。3轴瓦（轴套）的材料 由于轴瓦，常见的失效形式是磨损和胶合，轴瓦（轴套）材料基本要求是：1)良好的减摩性和耐磨性。2)对润滑油的亲和性和良好的导热性。3)足够的抗压、疲劳强度和塑性。滑动轴承常用的轴瓦（轴套）材料有金属材料、非金属材料和粉末冶金材料等三大类。(1)铸铁有灰铸铁、耐磨铸铁。(2)铜合金铜合金具有较高的强度、较好的减摩性和耐磨性。常用的是铸造锡青铜和铸造铝青铜，锡青铜性能最好，两者分别用于中速重载、中速中载和低
15、速重载场合。作为轴瓦材料的还有黄铜，但减摩性及耐磨性不及青铜，常用于冲击小、负载平稳的轴承。(3)轴承合金（巴氏合金）主要是锡、锑、铜、铅的合金，这种材料具有良好的减摩性和耐磨性，常用的有锡基轴承合金和铅基轴承合金两类。轴承合金抗胶合性能很好，但强度较低且价格较贵，不能单独制成轴瓦，一般采用铸造的方法，使其浇铸在轴瓦（轴套）表面，形成减摩层。（4）粉末冶金（含油轴承）将铁或铜与石墨的粉末混合，经制粉、成形、烧结、整形、浸油而做成的轴承。其特点是组织多孔，孔隙内储存有一定量的润滑油，加一次油可用较长的时间，多用在加油不便的场合。（5）非金属材料制作轴承的非金属材料有橡胶、塑料、碳石墨等，常用的是
16、塑料。一般用于温度、速度不高，轻载荷和散热条件较好的小型轴承。4滑动轴承的润滑和润滑装置 滑动轴承润滑的目的是为了降低摩擦阻力和减小磨损，提高轴承的效率，同时还能起到冷却、防尘、吸振、防锈的作用。（1）润滑剂的种类 润滑剂有液体、半固体、固体和气体四类。液体的润滑油和半固体的润滑脂是最常用的润滑剂。在某些机器上，有时也采用石墨、二硫化钼等固体润滑剂。利用空气、氢气等作为润滑剂的只用在高速、轻载、高温、低温及有放射线存在的特殊场合。(2）润滑方式 1）滴油润滑：滴油润滑常用一种针阀式油杯，用手柄控制，开启时向工作面滴油。2）油环润滑：在轴颈上套有油环，油环下部垂浸在油池中，当轴回转时，润滑油被带
17、到轴颈和轴承上而实现润滑。3）飞溅润滑：在闭式传动中，将轴上的回转零件浸入油池中，回转时将油带入轴承中进行润滑。4）压力润滑：压力润滑采用液压泵和油管把润滑油液注入到轴承中而实现润滑。这种润滑能保证持续供油，也能获得良好的润滑效果。但是润滑装置复杂，成本较高。5）润滑脂润滑：润滑脂润滑属于间歇供油，润滑装置可隔一定时间将润滑脂压入到轴承中以实现润滑。二、滚动轴承的结构、类型及其代号 1滚动轴承概述 滚动轴承依靠主要元件间滚动接触支承转动零件，是以滚动摩擦取代了滑动摩擦。具有摩擦阻力小、功率消耗少、启动灵敏、效率高、维护简单等优点。滚动轴承已经标准化，并有专门工厂大量生产。滚动轴承的基本结构如图
18、9-33所示。它由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4四个零件组成。图9-33 滚动轴承的组成 1外圈2内圈3滚动体4保持架 2滚动轴承的分类 按轴承能承受的载荷方向或公称接触角的大小可将滚动轴承分为两大类：(1)向心轴承主要承受径向（垂直于回转轴线）载荷的滚动轴承，其接触角为045（接触角是指滚动体与外圈滚道接触处的法线与半径方向的夹角）。(2)推力轴承主要承受轴向（沿着或平行于回转轴线）载荷的滚动轴承，其接触角4590。滚动轴承按综合分类可分为八大类型，见表9-3。表9-3 滚动轴承的类型和特征 3滚动轴承的代号 滚动轴承代号是用字母和数字组成的产品符号，用于表示滚动轴承的结构、尺寸、公差等
19、级、技术性能等基本特性。常用轴承代号分为三部分，即前置代号、基本代号和后置代号，其排列如下：前置代号 基本代号 后置代号 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在基本代号左右添加的补充代号。基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。除滚针轴承外，基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号、内径代号构成，用一组数字或字母表示，其排列的顺序和代表的意义如下：类型代号 尺寸系列代号 内径代号 （1）轴承类型代号 轴承类型代号 一般用数字或字母表示在基本代号左起首位，见表9-4。表9-4 轴承类型代号 （2）尺寸系列代号 尺寸系列代号由轴承的直径系列代号和宽（高）度
20、系列代号组合而成，用右起第三、四位数表示。向心轴承、推力轴承尺寸系列代号见表9-5。表9-5 滚动轴承的尺寸系列代号 （3）内径代号 基本代号的右起第一、二位数字为轴承的内径代号，所表示的内容见表9-6。表9-6 内径代号 例 说明滚动轴承6203，30310，59230代号的含义。解 6203：深沟球轴承，尺寸系列为（0）2(宽度系列为0可省略，直径系列为2)，内径为17mm。30310：:圆锥滚子轴承，尺寸系列为(0)3(宽度系列为0可省略，直径系列为3)，内径为50mm。59230:：推力球轴承，尺寸系列为92(高度系列为9，直径系列为2)，内径为150mm。三、滚动轴承的选用 选用时还
21、应考虑以下一些因素：1载荷的大小、方向和性质 载荷的大小和方向是选择滚动轴承类型的最主要因素。当结构尺寸相同时，滚子轴承的承载能力比球轴承大，承受冲击载荷的能力也较强。当载荷较小且平稳时，可选用球轴承。载荷较大且有冲击时，宜选用滚子轴承。当仅为径向载荷时，可选用向心轴承。仅为轴向载荷时，可选用推力轴承。当径向载荷Fr与轴向载荷Ft同时作用时：若Ft/Fr较小时，选用深沟球轴承或较小的角接触轴承；Ft/Fr很大时，可采用推力轴承与向心轴承组合。2使用性能要求 如果转轴相对机架有较大的偏斜和挠曲，宜采用调心轴承，当轴受载后易于出现较大挠曲变形时，应避免采用滚子轴承。3经济性 在选用轴承时除了考虑便
22、于安装和拆卸，还要考虑经济性，选用轴承的精度等级要适当。一、联轴器 1概述 联轴器是机械传动中常用的部件。它的作用是用来联接轴与轴、轴与其他回转件，传递运动和转矩，有时也可以当作安全装置。联轴器是一种固定联接，在机器正常工作时两轴是不能脱开的，只有在机器停机后才能拆卸。2几种常用的联轴器结构 按是否具有补偿轴线偏移的能力，可将联轴器分为刚性联轴器、挠性联轴器两大类。刚性联轴器不具备补偿性能，但结构简单、制造容易、承载能力大、成本低，适用于载荷平稳、两轴对中性良好的场合。挠性联轴器又分为无弹性元件挠性联轴器（也称可移式刚性联轴器）和带弹性元件挠性联轴器。三种都是固定式刚性联轴器 图9-36凸缘联
23、轴器 图9-37套筒联轴器 a）用键联接b）用销钉联接 (1)凸缘联轴器 固定式刚性联轴器中应用最广泛的一种。它是用键将两个带有凸缘和凹槽的半联轴器圆盘（俗称法兰）分别与两轴端联接，依靠凸缘和凹槽的配合保证对中，然后用螺栓将两个半联轴器联为一体（见图9-36），以传递扭矩和运动。凸缘联轴器结构简单、成本低，并能传递较大的扭矩。（2）套筒式联轴器 套筒式联轴器是利用键或销钉将套筒与两根同轴的轴联接起来组成一体。通常适用于传递扭矩较小、两轴直径不大、工作平稳、转速不高的小功率场合。（3）夹壳式联轴器 夹壳式联轴器是用两个半圆筒形的夹壳组成，并用螺栓联接起来，结构简单、装拆方便、拆卸时不需做轴向移动
24、，适用于低速转动的水平或垂直轴系，载荷平稳的传动场合。图9-38夹壳式联轴器 三种可移式刚性联轴器。（1）滑块联轴器 滑块联轴器（见图9-39）是由两个在端面开有凹槽的半联轴器1、3和一个两面带有凸牙的中间盘2所组成。凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的偏移。当速度很高时，由于中间盘的偏心会产生较大的离心力和磨损，因此这种联轴器只适用于两轴径向位移较大、低速且无剧烈冲击的场合。图9-39滑块联轴器a)结构b）分解图1、3半联轴器2中间盘 （2）齿式联轴器 齿式联轴器是由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套筒1所组成（见图9-40a）。齿轮联轴器能传递很大的转矩和补偿较大
25、的偏移量，因此常用于重型机械中。图9-40 齿式联轴器 a）结构b）轴向、径向及角位移 1内套筒2、4、6螺钉3外套筒5螺栓 （3）万向联轴器 万向联轴器又称十字铰链联轴器。它是由两个叉形接头(轴叉)1、3和十字轴2所组成。这种联接可以允许两传动轴间有较大的夹角（最大可达3545），而且在机器运转时，夹角发生改变仍然可以正常传动。这种联轴器多用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。除了以上几种刚性联轴器之外，还有弹性联轴器。如弹性圈柱销联轴器。此外还有 弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器等。二、离合器 1概述 离合器是主、从动部分在同轴线上传递动力或运动的，具有接合或分离功能的装置。与联轴器的作用一样
26、，离合器可用来联接两轴，但不同的是离合器可根据工作的需要，在机器运转的过程中将两轴接合或分离。2常用的离合器 按控制方式的不同，离合器可分成操纵离合器和自控离合器两大类。操纵离合器按操纵方式不同，可分为机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等四种。自控离合器是指在主动部分或从动部分某些性能变化时，接合元件具有自行接合或分离功能的离合器。自控离合器分为超越离合器、离心离合器和安全离合器三种。(1)牙嵌离合器 牙嵌离合器是用爪牙状零件组成嵌合副的离合器（见图9-43），由端面上制成凸牙的套筒组成。通过凸牙的啮合来传递转矩和运动，结构简单、外形尺寸小、传递转矩大且接合后从动轴无相对滑动。但牙
27、嵌离合器接合时有冲击，一般在低速或停车时接合。图9-43牙嵌离合器 1固定套筒2中环3套筒4滑环 (2)齿形离合器 齿形离合器是利用内齿和外齿组成啮合副的离合器。可传递双向转矩，适用于转速差不大，带载荷接合且传递转矩较大的场合。(3)摩擦离合器 是用圆环片的端平面组成摩擦副的离合器。工作时，依靠圆盘之间的摩擦力传递转矩和运动。在任何转速条件下，两轴均可以分离或接合，且接合平稳，冲击和振动小，过载时两摩擦片会打滑，可以起到保护作用。(4)超越离合器超越离合器是通过主、从动部分的速度变化或旋转方向的变化，而具有离合功能的离合器。超越离合器属于自控离合器，有单向和双向之分。图9-46 滚柱式单向超越
28、离合器 1星轮2外圈3滚柱 4顶杆5弹簧6轴 图9-46所示为滚柱式单向超越离合器 当外圈以慢速逆时针方向回转时，这时外圈通过滚柱带动星轮（轴）以慢速逆时针方向同步回转。此时，若轴由另外一个运动源（如电动机）带动快速作同方向回转，此时由于星轮的回转速度高于外圈，滚柱从楔缝中松回，使外圈与星轮脱开，两者按各自的速度回转而各不干扰。三、制动器 制动器是利用摩擦阻力使机器(或机构)减速或使其停止的装置，是保证机器(或机构)安全工作的重要部件。常用的制动器：（1）带式制动器 如图9-47所示，主要由制动轮1、制动带2和杠杆3组成。带式制动器结构简单、制动力矩也大，但制动带磨损不均匀，易断裂。图9-47带式制动器1制动轮2制动带3杠杆 （2）块式制动器 如图9-48所示，块式制动器是靠制动瓦块2与制动轮1间的摩擦力来制动的。图9-48块式制动器 1制动轮2制动瓦块3弹簧4制动臂5杠杆6松闸器
