通用零部件和常用传动的认知实验指导

8.1.1 实验目的

(1) 了解通用零部件的结构、类型、特点及应用。

(2) 了解各种常用传动及密封装置的特点及应用，增强感性认识。

(3) 通过对通用零部件和常用传动的认知，建立现代机械设计的意识。

8.1.2 实验设备

机械设计陈列柜(共10柜)主要展示各种机械零件的类型、工作原理、应用及结构设计，所展示的机械零件既有实物，也有模型，部分结构作了剖切。 机械设计陈列柜各柜柜名及陈列的内容见表8- 1。

表8- 1 机械设计陈列柜各柜柜名及陈列的内容

8.1.3 实验内容

参观机械设计陈列柜。 机械设计陈列柜主要解说词是:

同学们，你们好! 欢迎大家参观机械设计陈列柜。 全套陈列柜共10个柜，系统展示连接、机械传动和轴系部件等通用零件的基本类型、结构特点及有关设计知识，目的在于帮助大家增强感性认识，培养机械设计能力。

请大家按陈列顺序参观，并仔细听取录音讲解。

第一柜 螺纹连接与应用

螺纹连接应用广泛，先看看几个应用实例。 现在亮灯处的是缸体缸盖模型，两者用螺栓相连接。 作为紧固用的螺纹连接在生产生活中随处可见。 它是一种可拆连接，即多次装拆而无损其使用性能。

螺纹零件除用作连接外，还可用作传递运动和动力，称为螺旋传动。 现在看一种进给装置模型。 当电动机驱动螺杆旋转时，旋合螺母带着进给滑台做直线运动。

再往右看，这里陈列有台虎钳和螺旋起重器的模型，它们分别用于夹紧工件和顶起重物，也是螺旋传动的典型实例。

用于连接和传动的螺纹有多种种类。 这里陈列有连接用的普通螺纹、圆柱管螺纹、圆锥管螺纹和圆锥螺纹，它们的牙型为三角形。 传动用的螺纹有矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。 在上述螺纹中，除矩形螺纹外，都已标准化。

螺纹连接有四种基本类型，现在大家看到的是螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接。 值得注意的是，在螺栓连接中，有普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接之分。 普通螺栓连接的结构特点是螺栓杆与被连接件上的通孔之间有间隙，而铰制孔用螺栓连接的螺栓杆与通孔间采用基孔制过渡配合。 因此，工作时两者的传力原理是不同的，普通螺栓连接靠摩擦传力，螺栓受拉;铰制孔用螺栓连接是靠螺栓杆的剪切与挤压传力，螺栓杆受剪切和挤压。

螺纹连接离不开连接件。 螺纹连接件种类很多，这里陈列有常见的螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等，它们的结构形式和尺寸都已标准化，设计时按标准件选用。

螺纹连接应用时要考虑防止松脱。 防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。 防松方法主要有两种:利用摩擦防松和利用机械元件防松。 这里陈列的对顶螺母、弹簧垫圈和自锁螺母属摩擦防松的结构形式。 开口销与开槽螺母、止动垫圈和串联钢丝则属于机械防松。

为了提高螺栓连接的强度，可以采用多种途径，如降低影响螺栓疲劳强度的应力幅，改善螺纹牙上载荷分布不均现象，避免附加弯曲应力等，这里陈列的腰状杆螺栓、空心螺栓能减少螺栓刚度，从而降低影响螺栓疲劳强度的应力幅。 具有均载结构的悬置螺母能使螺母受拉伸，减小了螺栓和螺母的螺距变化差，因此有利于改善螺纹牙上载荷分布不均现象。 球面垫圈、腰环螺栓具有减少附加弯曲应力的效果。

第二柜 键、花键、无键、销、铆、焊、胶接

我们先看键连接。 键是一种标准零件，通常用于实现轴与轮毂之间的周向固定，并传递转矩。这里陈列有键连接的几种主要类型，依次为平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。 其中平键连接应用最广。

观察普通平键连接模型可以发现，键的两侧面为工作面，工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。 平键连接具有结构简单、装拆方便、对中性较好等优点，因而得到广泛应用。 这种键连接不能承受轴向力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。

普通平键按构造不同，有圆头、方头及单圆头三种形式。

半圆键工作时，也是靠其侧面来传递转矩，半圆键连接一般只用于轻载连接中。

楔键连接工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向定位作用。 楔键连接适用于低速、轻载和对传动精度要求不高的地方。

切向键由一对斜度为1∶100的楔键组成。 工作时，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。 由于切向键的键槽对轴的削弱较大，常用于直径大于100mm的轴上。

再看花键连接，它由外花键和内花键组成。 按其齿形不同，可分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三种。 观察花键的结构可以发现，花键连接是平键连接在数目上的发展。 但由于结构形式和制造工艺的不同，与平键连接比较，花键连接在强度、工艺和使用方面具有新的优点，如连接受力较为均匀，可承受较大载荷，轴上零件与轴的对中性好，用于动连接时的导向性较好，可用研磨的方法提高加工精度及连接质量。 花键连接的缺点是，齿根仍有应力集中，有时需用专门设备加工，成本较高。

接下来看无键连接。 凡是轴与毂的连接不用键、花键或销时，统称无键连接。 这里陈列的型面连接和弹性环连接，就是无键连接的实例。 无键连接因减少了应力集中，所以能传递较大的转矩，但加工比较复杂。

再看销连接。 销按其功能分为三种:用来固定零件之间相对位置的称定位销;用于轴与毂连接以传递转矩的称连接销;此外，它还可以作为安全装置中的过载剪断元件，称为安全销。 销按其形状可分为圆柱销、圆锥销、开口销及特殊形状的销等，其中圆柱销、圆锥销及开口销均有国家标准。

请往下看铆接。 铆接是一种不可拆机械连接，它主要由铆钉和被连接件组成。 这些基本元件在构造物上所形成的连接部分统称为铆接缝，简称铆缝。 铆缝的结构形式很多，这里陈列三种接缝:搭接缝、单盖板对接缝和双盖板对接缝。 铆接具有工艺设备简单、抗振、耐冲击和牢固可靠等优点，但结构一般较笨重，被铆件上的铆钉孔会削弱强度，铆接时噪声较大。 因此，目前除在桥梁、建筑、造船等工业部门仍常采用外，应用逐渐减少，并为焊接、胶接所替代。

焊接是通过被焊接部位的金属局部熔化，同时机械加压而形成的不可拆连接。 在机械制造业中，常用的焊接方法有电焊、气焊与电渣焊，其中尤以电焊应用最广。 焊接后焊件形成的接缝称为焊缝。 这里陈列有电弧焊缝的常见形式:正接角焊缝、搭接角焊缝、对接焊缝和塞焊缝。 角焊缝用于连接位于同一平面内的被焊件;塞焊缝用于受力较小和避免增大质量时的情况。

最后看胶接。 胶接是利用胶黏剂在一定条件下把预制的元件连接在一起，并具有一定的连接强度。 采用胶接时，要正确选择胶黏剂和设计胶接接头。 这里陈列有几种典型的胶接接头结构，如板件接头、圆柱形接头、锥形接头和角接头等。

第三柜 带传动

带传动是一种常见的机械传动。 它有平带传动、V带传动和同步带传动等类型。 现在运转着的是平带传动。 平带的横剖面为矩形，它事先张紧在主、从动轮上。 工作时，靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。

再看V带传动。 V带的横剖面呈等腰梯形，带轮上也做出相应的轮槽。 传动时，V带只和轮槽的两个侧面接触，即以两侧面为工作面。 根据槽面摩擦原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，这是V带传动性能上的最主要优点。 再加上V带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，以及V带多已标准化并大量生产等优点，因而V带传动的应用比平带传动广泛得多。

V带也有多种类型。 这里陈列有标准普通V带，它制成无接头环形，根据截面尺寸大小，分为多种型号。 在传动中心距不能调整的场合，可以使用接头V带。 另外，还有一种多楔带，它兼有平带和V带的优点，主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合。

同步带传动是一种新型带传动，它的特点是带的工作面带齿，相应的带轮也制出齿形。 工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽进行啮合传动。 同步带传动的突出优点是:无滑动，带与轮同步传动，能保证固定的传动比。 其主要缺点是安装时中心距要求严格，且价格较高。

接着看V带轮结构。 这里陈列有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式等常见形式V带轮。 选择什么样的结构形式，主要取决于带轮的直径大小，其轮槽尺寸根据带的型号确定。 带轮的其他结构尺寸由经验公式计算确定。

往下看V带传动的张紧装置。 为了防止带的塑性变形引起的松弛，确保带的传动能力，设计时必须考虑张紧问题。 这里陈列有常见的几种张紧装置，依次为:滑道式定期张紧装置，利用电动机自重使带轮绕固定轴摆动的自动张紧装置，采用张紧轮的张紧装置。

第四柜 链传动

链传动也是应用较广泛的一种机械传动。 观察运转中的链传动，可知它由主、从动链轮和链条所组成。 链传动主要用在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。

在一般机械传动中，常用的是传动链，它有套筒滚子链、齿形链等类型。

套筒滚子链简称滚子链，自行车上用的链条就是这种。 它主要由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成。 滚子链又有单排链、双排链或多排链之分，多排链传递的功率较单排链大。 当链节数为偶数时，链条接头处可用开口销或弹簧卡片来固定;当链节数为奇数时，需采用过渡链节来连接链条。

齿形链又称无声链。 它是由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成。 工作时通过链板上的链齿与链轮轮齿相啮合来实现传动。 齿形链上设有导板，以防止链条在工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板两种，内导板齿形链的导向性好，工作可靠，适用于高速及重载传动;外导板齿形结构简单，但其导向性差。

接下来看链轮的结构。 这里陈列有整体式、孔板式、齿圈焊接式和齿圈用螺栓连接式等结构形式，设计时根据链轮直径大小选择。 滚子链轮的齿形已标准化，可用标准刀具进行加工。

现在我们来了解链传动的运动特性。 请看多边形效应模型。 由于链是由刚性链节通过销轴铰接而成，当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，这一段链条将曲折成正多边形的一部分。该正多边形的边长等于链条的节距，边数等于链条齿数。 当主动链轮以等角速度转动时，其铰链处的圆周速度的大小是不变的，但它的方向在变化，即与水平线的夹角在变化。 这样，沿着链条前进方向的水平分速度随着销轴的位置变化而周期变化。 从而导致从动轮的角速度周期性变化。 链传动的瞬时传动比不断变化的特性，称为运动的不均匀性，又称链传动的多边形效应。 链传动的这一特性，使得它不宜用在速度过高的场合。

往下看链传动的张紧。 链传动张紧主要是为了避免链条垂度过大时产生啮合不良和链条振动，同时也为增加链条与链轮的啮合包角。 当两轮轴心线与水平面的倾斜角大于60°时，通常设有张紧装置。

张紧方法很多，这里陈列有三种，分别为张紧轮自动张紧、张紧轮定期张紧和托板张紧。

第五柜 齿轮传动

齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，形式很多，应用广泛。 这里展示的是最常用的直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动、直齿圆锥齿轮传动和曲齿圆锥齿轮传动。

齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，轮齿常见的失效形式有五种:轮齿折断、齿面磨损、齿面胶合、齿面点蚀和塑性变形。 研究轮齿失效形式，主要是为了建立齿轮传动的设计准则。 目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度准则及保证齿面接触疲劳强度准则设计。

对于闭式齿轮传动，通常以保证齿面接触疲劳强度为主，但对于齿面硬度很高、齿心强度又低的齿轮或材质较脆的齿轮，则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。

开式或半开式齿轮传动，仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 为了延长齿轮传动寿命，可视具体需要而将所求得的模数适当增大。

为了进行强度计算，必须对轮齿进行受力分析。 先看直齿圆柱齿轮受力分析模型。 作用在齿面的法向载荷，在节点处分解为两个相互垂直的分力，即圆周力和径向力。 主动轮上的圆周力与转向相反，从动轮上的圆周力与转向相同。 径向力指向轮心。

再看斜齿圆柱齿轮受力分析模型。 与直齿轮比较，它多分解出一个轴向力。 轴向力的方向取决于齿轮的螺旋线方向及转向。

最右边的是直齿圆锥齿轮的受力分析模型。 作用在齿面的法向载荷分解出相互垂直的圆周力、径向力和轴向力。 轴向力的方向总是背离锥顶指向大端。 在主、从动轮中，径向力与轴向力成作用和反作用关系，这是它不同于圆柱齿轮的地方。

往下看齿轮的结构。 这里依次陈列有齿轮轴、实心式、腹板式和轮辐式结构形式。

对于直径很小的钢制齿轮，应将齿轮和轴做成一体，称为齿轮轴。 直径较大时，齿轮与轴以分开制造较为合理。 当齿顶圆直径不超过160mm时，可以做成实心结构的齿轮。 当齿顶圆直径小于500mm时，可做成腹板式结构。 当齿顶圆直径为400～1000mm时，可做成轮辐剖面为“十”字形的轮辐式结构的齿轮。

第六柜 蜗杆传动

蜗杆传动是用来传递空间互相垂直交错的两轴间的运动和动力的传动机构，它具有传动平稳、传动比大、结构紧凑等优点。

首先，我们来了解蜗杆传动的类型。 这里自左至右陈列有圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。 其中以普通圆柱蜗杆传动最为常见。

普通圆柱蜗杆传动，又称阿基米德蜗杆传动。 在通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的中间平面上，蜗杆与蜗轮的啮合关系可以看作齿条和齿轮的啮合关系。

现在看蜗杆传动的受力情况。 观察陈列的蜗杆传动受力分析模型可以发现，蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力、蜗杆的径向力和蜗轮的径向力、蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力，是三对大小相等、方向相反的力。

在确定各力的方向时，主要是确定蜗杆所受轴向力的方向，它是由螺旋线的旋向和蜗杆的转向来决定的。

蜗杆的结构。 由于蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一体，这里陈列有两种结构形式的蜗杆，其中一种无退刀槽，加工螺旋部分只能用铣制的办法;另一种有退刀槽，螺旋部分可以用车制或铣制，但这种结构的刚度较前一种差。

蜗轮的结构。 常用的蜗轮结构形式也有多种，这里陈列有齿圈式、螺栓连接式、整体浇铸式和拼铸式等典型结构。 左起第一种为齿圈式结构，蜗轮由青铜齿圈和铸铁轮芯所组成，用过盈配合连接，并加装有紧定螺钉，以增强连接的可靠性。 这种结构多用于尺寸不太大或工作温度变化较小的地方。 第二种为螺栓连接式结构，它装拆比较方便，多用于尺寸较大或容易磨损的蜗轮。 第三种为整体浇铸式结构，主要用于铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮。 最右边的为拼铸式结构，是在铸铁轮芯上加铸青铜齿圈，然后切齿，只用于成批制造的蜗轮。

第七柜 滑动轴承与润滑密封

滑动轴承是滑动摩擦轴承的简称，用来支承转动零件。 按其所能承受载荷的方向，可分为径向轴承和止推轴承两大类。

先看整体式径向滑动轴承。 它由整体轴套和轴承座组成，其结构简单，但装拆不太方便。 磨损后轴承间隙也无法调整。 因而这种轴承多用在间歇性工作和低速轻载的机器中。

再看对开式径向滑动轴承。 它由剖分式轴瓦、轴承座、轴承盖和双头螺栓等组成，装拆比较方便，轴承间隙大小也可以在一定范围内进行调整。 轴瓦与轴肩端面接触时，可承受不大的轴向力。

在对开式轴承右边的是带锥套表面轴套的轴承，通过螺母使轴套沿轴向移动，能调整轴承间隙的大小。 这种轴承常用在一般用途的机床主轴上。

最右边的是结构特殊的可倾瓦多油楔径向轴承。 它可以形成多个承载油楔，轴承的轴心稳定性较好。

再看止推滑动轴承。 它用来承受轴向载荷，主要由轴承座与止推轴颈组成。 这里陈列的是推力轴承的四种结构:实心式、单环式、空心式和多环式。 采用空心式轴颈可使接触端面上的压力分布较均匀，采用多环式有利于提高承载能力和承受双向轴向载荷。

往右看轴瓦结构。 轴瓦是直接与轴颈接触的零件，是滑动轴承的重要元件。 常用的轴瓦有整体式和剖分式两种结构。 整体轴瓦又称轴套，有光滑的和带油槽的两种。 剖分轴瓦用于对开式滑动轴承上。 为了节约贵重有色金属，可采用双金属轴瓦结构。 这种轴瓦的瓦底为一般材料，内表面则采用减摩耐磨性能好的轴瓦材料。 为了将润滑油导入整个摩擦表面，轴瓦上须开设油孔或油槽。

下面我们简单了解一下有关润滑密封的问题。 为了在摩擦面间加入润滑剂进行润滑，需要各种润滑装置。 这里陈列的是润滑用的各种油杯，它们适用于分散润滑的场合。

再了解机器的密封问题。 这里陈列的机械密封有两种方式:接触式密封与非接触式密封。

接触式密封装置中的密封元件(如毡圈、唇形密封圈、密封环、橡胶圈等)与轴表面接触，其特点是结构简单，但磨损较快、寿命短，适合速度较低的场合。

非接触式密封采用隙缝密封、甩油密封、曲路密封等方式来实现，它适合速度较高的地方。

第八柜 滚动轴承与装置设计

滚动轴承是滚动摩擦轴承的简称，是现代机器中广泛应用的部件之一。 滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。 滚动体是形成滚动摩擦的基本元件，它可以制成球状或不同的滚子形状，相应地有球轴承和滚子轴承之分。 如果按承载方向分类，则有向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。

滚动轴承的类型很多，这里陈列出常用的10类轴承，如深沟球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、滚针轴承、螺旋滚子轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承和推力调心滚子轴承等。 设计时可根据载荷、转速、调心性能要求及其他条件选择轴承的类型。

在陈列柜的右边，可以看到轴承直径系列和宽度系列的对比。 结构相同、内径相同的轴承在外径、宽度上可以变化，从而形成直径系列和宽度系列，这有利于设计选用。

下面介绍轴承装置的典型结构。 要保证轴承顺利工作，除了正确选择轴承类型和尺寸外，还应正确设计轴承装置，即解决轴承的安装、配置、紧固、调节、润滑、密封等结构设计问题。 这里陈列有几种典型结构，可供设计时借鉴。

先看圆柱齿轮轴承装置的两种结构。 左边的为直齿轮轴承部件，它采用深沟球轴承和凸缘式轴承盖。 两轴承内圈一侧用轴肩定位，外圈靠轴承盖做轴向固定，属于两端固定的支承方式。 右端轴承的外圈与轴承盖间留有间隙，供受热后自由伸长。 间隙大小通过轴承盖与箱体结合处的垫片调整。 轴承透盖处采用接触式密封。 轴承用油润滑。

再看右边的斜齿轮轴承部件，它采用角接触球轴承，嵌入式轴承盖，也是两端固定的支承方式。右轴承外圈与轴承盖间的调整环用来调节轴向间隙，轴承采用脂润滑，两内侧设有挡油盘，透盖处采用接触式密封方式。

再看右边的人字齿轮轴承部件。 它采用外圈无挡边的圆柱滚子轴承，靠轴承内外圈做双向轴向固定，工作时轴可以少量地双向轴向移动，以实现自动调节，属于两端游动的支承方式。 透盖处采用非接触式的迷宫槽密封。

往下看蜗杆轴承部件。 其右端采用一对角接触球轴承，承受双向轴向力，也能承受径向力，且构成固定端。 左端采用深沟球轴承，且为游动端。 这种结构适合于轴承跨距较大、工作温度较高的场合。 轴承透盖处采用组合式密封。

最后看两种小圆锥齿轮轴承部件，它们都采用圆锥滚子轴承、套杯和凸缘式轴承盖。 左边部件的轴承为正安装，右边部件的轴承为反安装。 套杯内外两组垫片可分别用来调整齿轮的啮合位置和轴承的间隙。 分析两种结构，我们可以发现反安装的轴承压力中心的距离较大，悬臂较短，支承刚性较好。

第九柜 轴的分析与设计

轴是组成机器的主要零件之一，一切做回转运动的转动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力传递。

轴的种类较多，这里展示有常见的光轴、阶梯轴、空心轴、曲轴及钢丝软轴。 直轴按承受载荷性质的不同，可分为心轴、转轴和传动轴。 心轴只承受弯矩，转轴既承受弯矩又承受扭矩，传动轴则主要承受扭矩。

设计轴的结构时，必须考虑轴上零件定位，这里介绍常用的定位方法。 左起第一个模型，轴上齿轮靠轴肩轴向定位，用套筒压紧;滚动轴承靠套筒定位，用圆螺母压紧。 齿轮用键做周向定位。

第二个模型，轴上零件用紧定螺钉定位和固定，适用于轴向力不大之处。

第三个模型，轴上零件利用弹性挡圈定位，同样只适用于轴向力不大之处。

第四个模型，轴上零件利用圆锥形轴端定位，用螺母压板压紧，这种方法只适用于轴端零件的固定。

下面我们看轴的结构设计。 轴的结构设计是指定出轴的合理外形和全部结构尺寸。 这里以圆柱齿轮减速器中的输出轴的结构设计为例，介绍轴的结构设计过程。

左起第一个模型表示设计的第一步。 这一步要确定齿轮、箱体内壁、轴承、联轴器等的相对位置，并根据轴所传递的转矩，按扭转强度初步计算出轴的直径，此轴径可作为安装联轴器处的最小直径。

再看第二个模型，它表示设计的第二步，设计内容为确定各轴段的直径和长度。 设计时以最小直径为基础，逐步确定安装轴承、齿轮处的轴段直径。 各轴段的长度根据轴上零件宽度及相互位置确定。 经过这一步，阶梯轴初具形态。

往右看第三个模型，它表示设计的第三步，设计内容为解决轴上零件的固定，确定轴的全部结构形状和尺寸。 从模型可见，齿轮靠轴环的轴肩做轴向定位，用套筒压紧。 齿轮用键周向定位。 联轴器处设计出定位轴肩，采用轴端压板紧固，用键周向定位。 各定位轴肩的高度根据结构需要确定，尤其要注意滚动轴承处的定位轴肩，其高度不应超过轴承内圈，以便于轴承拆卸。 为减少轴在剖面突变处的应力集中，应设计有过渡圆角。 过渡圆角半径必须小于与之相配的零件的倒角尺寸或圆角半径，以使零件得到可靠的定位。 为便于安装，轴端应设计倒角。 轴上的两个键槽应设计在同一直线上，便于加工。

对于不同的装配方案，可以得出不同的轴的结构形式。 最右边的模型，就是另一种设计结果。请大家自己观察分析其结构特点。

第十柜 联轴器与离合器

联轴器和离合器都是用来连接轴与轴，以传递运动与转矩的常用部件。 我们先看联轴器。 联轴器根据对两轴间各种相对位移有无补偿能力，可划分为刚性联轴器与弹性联轴器两大类。 现在运转着的是刚性联轴器中的凸缘联轴器。 凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，便可传递运动和转矩。 由于凸缘联轴器属固定式刚性联轴器，对所连两轴间的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。

除凸缘联轴器外，这里还陈列有十字滑块联轴器、齿式联轴器和十字轴式万向联轴器，这些联轴器的共同点是具有可移性，能补偿两轴间的偏移，属于无弹性元件的挠性联轴器。

再看有弹性元件的挠性联轴器。 这里展示有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器和梅花形弹性联轴器。 它们的共同点是均装有弹性元件，不仅能缓冲减振，而且具有一定的补偿两轴偏移的能力。

上述各种联轴器已标准化或规格化，设计时可根据机器的工作特点及要求，结合各种联轴器的性能选择合适的类型和型号。

最后请看离合器。 离合器与联轴器的区别在于它能在机器运转时将传动系统随时分离或接合。 这里陈列有常用的几种离合器。 左起第一个模型为牙嵌离合器，它由两个半离合器组成，其中一个固定在主动轴上，另一个用导键或花键与从动轴连接，并可由操纵机构使其做轴向移动，以实现离合器的分离与接合。 这种离合器一般用于转矩不大，低速接合处。

左起第二个为单盘摩擦离合器，第三个为多盘摩擦离合器。 这两种离合器是在主动摩擦盘转动时，由主、从动盘的接触面间产生的摩擦力矩来传递转矩的。 与牙嵌离合器相比，摩擦离合器不论在任何速度都可以离合，接合过程平稳，冲击振动较小，过载时可以打滑，但其外廓尺寸较大，摩擦的发热量较大，磨损也较大。

最右边的是滚柱式定向离合器，属特殊功能的离合器类型。 它由爪轮、套筒、滚柱、弹簧顶杆等组成。 当爪轮为主动轮并顺时针回转时，离合器进入接合状态。 但当爪轮反向回转时，离合器即处于分离状态，因而只能传递单向的转矩。 如果套筒随爪轮旋转的同时又另外获得旋向相同但转速较大的运动时，离合器将处于分离状态，即从动件的角速度超过主动件时不能带动主动件回转，所以又称其为超越离合器。

同学们，机械设计陈列柜的全部内容到此参观完毕，谢谢大家的合作。

8.1.4 思考题

(1) 什么是通用零件？ 什么是专用零件？ 试各举一个实例。

(2) 螺纹的类型有哪些？ 各用在何处？

(3) 螺栓、螺钉和双头螺柱在应用上有何不同？

(4) 可拆连接和不可拆连接的主要类型有哪些？

(5) 试举带传动、链传动、联轴器和离合器应用实例各一个。

(6) 轴按承载情况可分为哪几种？

(7) 轴承根据工作时的摩擦性质可分为哪几种？