机器元素的类型

随着时间的推移，机械工程变得极其复杂。现在一辆普通的汽车大约有3万个机械部件，从最小的螺丝钉算起。这些机器部件协同工作，按照机器设计的要求开动汽车。

一些机械部件是基本的机械元件，而另一些则与其他部件组装在一起，在汽车中执行特定的功能。交流发电机、发动机和化油器就是这些零件的例子。

学习机器元素是创建解决压迫问题的高效机器的第一步。他们减少人力努力并显着超越他们的能力。万博客户端登陆在这篇文章中，我们将学习机器元素及其类型。

什么是机器元素?

在机械工程中，机械元件是机器中最小的机械部件或零件总成。它们通常只起单一的作用，不能由多个部分代替。例如，一个轴承可以由更小的部件如球、环和密封件制成，但如果把它分解成组成它的机械部件，它就不能执行它的功能。

因此，机器元件可以被定义为机器中的部件组成（例如紧固件）或不同的部分（例如离合器）。广泛地，机器元件可分为两种主要类型。

• 通用机械零件
• 专用机械元件

通用机械零件

这些元素是许多类型的机器中的基本构建块。紧固件（螺钉，螺母和螺栓，铆钉等），轴，轴承和钥匙等部件是通用机器元件的示例。它们通常在所有这些机器中执行相同的功能。

在大多数情况下，通用机械部件的尺寸和形状都符合国际标准。

例如，六角螺栓可以按18个不同的标准制造，最受欢迎的DIN 931和DIN 933。在大多数这些标准中，它们可以从M3到M48的尺寸提供。这增加了它们在各种不同机器中的可用性，因为替代品很容易可用。

专用机械元件

这些是在机器设计中有特殊用途的机械元素。这类零件的例子有喷气发动机的涡轮、风扇的叶片、活塞、曲轴等。这些部件的机械设计是按要求定制的。

让我们考虑船舶发动机的例子。它们采用不同的设计，圆柱体的数量范围为6至14。

对于每种类型的发动机，每个部件的尺寸都要重新设计。排气阀、缸盖、衬套、活塞、活塞环、连杆和曲轴都有不同尺寸，适用于两种不同类型的发动机。

机器元素的类型

一般和专用机器元件都是基本机械部件，可以一起起作用。让我们看看各种类型的公共机器元素及其用途。

轴承

轴承是机械设计中最常见的机械元素之一。它们的工作是消除两个运动部件之间的摩擦。没有它，旋转机械的机械设计是不完整的。轴承的主要目的是防止两部分的金属对金属的直接接触，并使它们之间进行平滑的相对运动。

它们有各种各样的形状和大小。丰富的可用轴承设计使设计师能够选择最适合不同应用的轴承，确保最大的可靠性，效率，性能和耐久性。

轴承用于一系列不同的运动，如直线(输送机)，旋转(曲轴)，铰链(门，窗)和球面(球和承插接头)。它们将径向载荷、轴向载荷(推力轴承)或两者的组合从旋转元件传递到轴承座。

轴承的一些应用是:

• 滑动门/窗/抽屉
• 发动机曲轴
• 输送滑轮和托辊
• 风力涡轮机
• 汽车

轴

轴是长圆柱形元件，用于在两个元件之间传递扭矩和机械动力。当传动系统部件之间的距离太大，无法直接连接，或者它们在不同的环境中运行时，设计师就会使用它们。

例如，在船舶螺旋桨的情况下，发动机和螺旋桨之间的距离太大，保证使用一个长轴与多个轴承在一路上。

类似地，为油轮的货油泵提供动力的汽轮机通过舱壁与泵隔离，以消除点火的机会(不同的环境应用)。只有轴通过舱壁从发动机舱到泵房。

机舱里的汽轮机在运转过程中变得非常热。即使在不太可能发生的情况下，泵室内的空气变得可燃(如果货油泄漏)，机械设计是这样的，涡轮机不会作为火源。

根据需要，轴可以是实心的，也可以是空心的。实心的更紧凑，但在相同重量下，空心的承载能力更强。对于在运行过程中承受沉重载荷的轴，设计师更喜欢空心轴，因为它具有更高的刚度，刚度和弯矩。

轴的一些应用是：

• 内燃机曲轴或凸轮轴
• 车辆轴
• 时钟和手表
• 汽车
• 泵

键

在机器设计中，键是连接轴和旋转元件的小型机械部件。在某些情况下，它们可能单独负责两个元件之间的转矩传递。

键被放置在轴和旋转元件之间，并且在它们之间都有切割的规定来固定键。轮毂上的开口称为键槽。键槽的底部，钥匙停在轴上的地方叫做键槽座。整个装配称为键合接头。

键接头允许没有相对旋转运动，但可以允许轴向运动在很小程度上，因为键在轴向方向上插入键。由于这种功能，键必须耐高地抗压和剪切应力。因此，粉碎失败和剪切失败是关键机械设计中的重要考虑因素。

机器设计中的各种类型的键有许多标准形状。五种主要类型的键是圆键、鞍键、花键、沉键和正切键。

沉没键是最常见的一种。它有各种大小和形状，如矩形、方形、平行沉头、半圆形、凸头和羽毛。

钥匙的一些应用是:

• 汽车
• 海洋螺旋桨
• 齿轮驱动器
• 滑轮
• 链轮

联轴器

联轴器是连接两个旋转在线轴的机械部件，主要目的是在机械设计中传输功率。整个组件以相同的速度旋转。取决于需要，耦合可能是刚性的或柔性的。

一个灵活的联轴器可以吸收任何安装错误，以及任何微小的不一致之间的轴可能发展的时间。它们还能吸收冲击和振动，在此过程中增加了机器的使用寿命。与离合器不同，联轴器不能接合和脱离。

这些机器元件还在一些应用中隔离两端之间的热传递。例如，在操作期间电动机可以很大升温。耦合防止热量从电动机转移到成对机器。

有些联轴器像保险丝一样工作。如果扭矩超过一定限度，它们就会断开和切断驱动部件和被驱动部件之间的连接，以保护敏感机械。这种联轴器被称为过载安全机械联轴器，通常用于保护电机和动力传输中的驱动系统。

联轴器的一些应用是:

• 发电机
• 机器人中的运动控制
• 汽车转向系统的联系
• 桨轮船
• 车差异

紧固件

在机械工程应用中，不同类型的紧固件用于将两个或多个机械部件固定在一起。它们创造了可以在需要时拆卸的临时接头。有些机器在极端条件下工作。紧固件的主要目的是保护这些机器免受高压、过度的力和振动。

在机械设计中，尽可能具体地设计或选择应用中的紧固件是很重要的。这是为了确保这些机械元件能够控制产品在使用中所受的力，并且机器能够正常工作而不发生故障。紧固件通常由碳钢，不锈钢，或合金钢。

紧固件的例子有螺钉、螺母/螺栓、开口销、铆钉和卡簧。它们在任何地方都被使用，独立于行业。唯一要问的问题是，是否需要拆卸组件进行维护，就像选择铆钉vs选择螺栓和螺母一样。

齿轮

齿轮是具有齿轮的基本机械元件，在两轴之间传递动力和转动。它们可以增加或减少角速度，同时减少或增加扭矩，遵循能量守恒定律。从本质上说，它们是翻译机械系统中的杠杆。

两个齿轮上的齿彼此啮合并从驱动轴转移到从动轴。通常，轴是平行的，但是特殊齿轮能够在交叉相交之间传递电力以及非平行的非交叉轴。

在任何方向都能有效工作的能力意味着它们也有不同的形状。大多数齿轮是圆柱形的齿沿圆周。其他的形状类似轴(蜗轮)或杆(齿条和小齿轮)。还有一些人的齿在脸上而不是周长(面齿轮)。

而选择一般是很重要的齿轮式，也必须适当注意的因素，如精度等级标准(DIN, AGMA, ISO)，需要地面或热处理牙齿，尺寸（面部宽度，螺旋角，模块，齿数等）等等。

齿轮的一些应用是:

• 时钟和手表
• 汽车变速箱
• 时钟和手表
• 搅拌机,搅拌机
• 洗衣机和烘干机