機(jī)器元件的類型有哪些？

隨著時(shí)間的推移，機(jī)械工程變得極其復(fù)雜。在今天，當(dāng)我們將每個(gè)元件細(xì)數(shù)到最小的螺絲時(shí)，一輛普通的汽車大約有30,000個(gè)機(jī)械元件。設(shè)計(jì)師讓這些機(jī)器元件協(xié)同工作，按照機(jī)器設(shè)計(jì)的預(yù)期運(yùn)行汽車。而這些元件所用的材質(zhì)也是五花八門，像不銹鋼，合金鋼，塑料，軟磁合金。

這些機(jī)械部件中的一些是基本的機(jī)械元件，而另一些則與其他部件組裝在一起并在汽車中發(fā)揮特定的功能。比如：交流發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和化油器就是此類部件的示例。

了解機(jī)器元件是創(chuàng)造解決緊迫問(wèn)題的高效機(jī)器的第一步。他們減少了人力并大大超越了他們的能力。在這篇文章中，我們將了解機(jī)器元素及其類型。

一、什么是機(jī)器元件？

什么是機(jī)器元件？

在機(jī)械工程中，機(jī)器元件是機(jī)器中最小的機(jī)械零件或零件組件。它們通常執(zhí)行單一功能，不能用多個(gè)部件代替。例如，軸承可能由較小的部件（如球、環(huán)和密封件）制成，但如果將其拆分為組成機(jī)械部件，則無(wú)法發(fā)揮其功能。

因此，機(jī)器元件可以定義為機(jī)器中的組成部分（例如緊固件）或不同的零件（例如離合器）。從廣義上講，機(jī)器元件可以分為兩種主要類型。

1.特殊用途機(jī)器元件

2.通用機(jī)器元件

這些元素是許多類型機(jī)器的基本組成部分。緊固件（螺釘、螺母和螺栓、鉚釘?shù)龋?、軸、軸承和鍵等零件是通用機(jī)器元件的示例。它們通常在所有這些機(jī)器中執(zhí)行相同的功能。

在大多數(shù)情況下，通用機(jī)器元件具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義的尺寸和形狀。

例如，六角螺栓可以按照18種不同的標(biāo)準(zhǔn)制造，最流行的是DIN931和DIN933。在大多數(shù)這些標(biāo)準(zhǔn)中，它們的尺寸從M3到M48。這增加了它們?cè)诟鞣N不同機(jī)器中的可用性，因?yàn)楦鼡Q很容易。

特殊用途機(jī)器元件

這些是在機(jī)器設(shè)計(jì)中找到特定用途的機(jī)械元件。此類零件的示例是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪機(jī)、風(fēng)扇中的葉片、活塞、曲軸等。這些零件的機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)要求定制的。

讓我們以船舶發(fā)動(dòng)機(jī)為例。它們有不同的設(shè)計(jì)，氣缸數(shù)量從6到14不等。

對(duì)于每種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)組件的尺寸都經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)。排氣門、氣缸蓋、缸套、活塞、活塞環(huán)、連桿和曲軸都有不同的尺寸，適用于兩種不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。

機(jī)器元件的類型

1.軸承

通用和專用機(jī)器元件都是基本的機(jī)械部件，它們共同作用以使機(jī)器工作。讓我們看看各種常見(jiàn)的機(jī)器元件及其用途。

軸承是機(jī)器設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的機(jī)器元件之一。他們的工作是消除兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦。沒(méi)有它，旋轉(zhuǎn)機(jī)器的機(jī)械設(shè)計(jì)是不完整的。軸承的主要目的是防止兩個(gè)零件的直接金屬與金屬接觸，并使它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

它們有各種形狀和大小。豐富的可用軸承設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)椴煌膽?yīng)用選擇最合適的軸承，確保最大的可靠性、效率、性能和耐用性。

軸承可用于一系列不同的運(yùn)動(dòng)，例如線性（輸送機(jī)）、旋轉(zhuǎn)（曲軸）、鉸鏈（門、窗）和球形（球窩接頭）。它們將徑向載荷、軸向載荷（推力軸承）或兩者的組合從旋轉(zhuǎn)元件傳遞到軸承座。

軸承的一些應(yīng)用是：

推拉門/窗戶/抽屜

發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸

傳送帶輪和惰輪

風(fēng)力發(fā)電機(jī)

電機(jī)

2.軸

軸通常設(shè)計(jì)用于獨(dú)特的應(yīng)用和CNC加工

軸是長(zhǎng)的圓柱形部件，用于在兩個(gè)部件之間傳遞扭矩和機(jī)械動(dòng)力。當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)組件之間的距離太大而無(wú)法直接連接時(shí)，或者如果它們?cè)诓煌沫h(huán)境中運(yùn)行，這個(gè)時(shí)候設(shè)計(jì)人員就會(huì)使用它們。

例如，在船舶螺旋槳的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳之間的距離太大，需要沿途使用帶有多個(gè)軸承的長(zhǎng)軸。

同樣，為油輪中的貨油泵提供動(dòng)力的蒸汽輪機(jī)通過(guò)隔板與泵隔離，以消除點(diǎn)火機(jī)會(huì)（不同環(huán)境應(yīng)用）。只有軸從機(jī)艙穿過(guò)艙壁到達(dá)泵艙。

機(jī)艙內(nèi)的蒸汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)變得非常熱。即使在泵房?jī)?nèi)的大氣變得可燃（如果貨油泄漏）這種不太可能發(fā)生的情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)也使得渦輪機(jī)不會(huì)充當(dāng)點(diǎn)火源。

根據(jù)需要，軸可以是實(shí)心的或空心的。實(shí)心的更緊湊，但它們的空心對(duì)應(yīng)物在相同重量下具有更大的承載能力。對(duì)于在運(yùn)行期間承受重載的軸，設(shè)計(jì)人員更喜歡空心軸，因?yàn)樗哂懈叩膭偠?、剛度和彎矩?/p>

軸的一些應(yīng)用是：

IC發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸/凸輪軸

車橋

鐘表

電機(jī)

泵

鑰匙

3.機(jī)器鍵

在機(jī)器設(shè)計(jì)中，鍵是將軸連接到旋轉(zhuǎn)元件的小型機(jī)械部件。在某些情況下，它們可能僅負(fù)責(zé)兩個(gè)元件之間的扭矩傳遞。

鍵放置在軸和旋轉(zhuǎn)元件之間，并在兩者中都切出用于將鍵固定到位的裝置。輪轂中的切口稱為鍵槽。鍵位于軸中的鍵槽底部稱為鍵座。完整的組件稱為鍵接接頭。

鍵接接頭不允許相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但當(dāng)鍵沿軸向插入時(shí)，可能允許在較小程度上進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。由于這種功能，鍵必須承受高壓縮應(yīng)力和剪切應(yīng)力。因此，壓碎失效和剪切失效是鑰匙機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要考慮因素。

機(jī)器設(shè)計(jì)中的各種類型的鍵有許多標(biāo)準(zhǔn)形狀。五種主要類型的鍵是圓鍵、鞍鍵、花鍵鍵、沉鍵鍵和切鍵鍵。

沉沒(méi)鍵是其中最常見(jiàn)的。它有各種尺寸和形狀，如矩形、正方形、平行下沉、半圓、凸頭和羽毛。

鍵的一些應(yīng)用是：

電機(jī)

船用螺旋槳

齒輪傳動(dòng)

滑輪

鏈輪

4.聯(lián)軸器

聯(lián)軸器是連接兩個(gè)旋轉(zhuǎn)直列軸的機(jī)械部件，其主要目的是在機(jī)械設(shè)計(jì)中傳遞動(dòng)力。整個(gè)組件以相同的速度旋轉(zhuǎn)。根據(jù)需要，聯(lián)軸器可以是剛性的或柔性的。

彈性聯(lián)軸器可以吸收任何安裝誤差以及軸之間可能隨著時(shí)間推移而產(chǎn)生的任何微小不對(duì)中。它們還可以吸收沖擊和振動(dòng)，從而延長(zhǎng)機(jī)器在此過(guò)程中的使用壽命。與離合器不同，聯(lián)軸器不會(huì)接合和分離。

在某些應(yīng)用中，這些機(jī)器元件還隔離了兩端之間的熱傳遞。例如，電機(jī)在運(yùn)行期間會(huì)顯著發(fā)熱。聯(lián)軸器可防止熱量從電機(jī)傳遞到配對(duì)機(jī)器。

一些聯(lián)軸器像保險(xiǎn)絲一樣工作。如果扭矩超過(guò)一定限度，它們會(huì)破壞并切斷驅(qū)動(dòng)部件和從動(dòng)部件之間的連接，以保護(hù)敏感機(jī)械。這種聯(lián)軸器稱為過(guò)載安全機(jī)械聯(lián)軸器，通常用于保護(hù)動(dòng)力傳輸中的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

聯(lián)軸器的一些應(yīng)用是：

發(fā)電機(jī)

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制

汽車轉(zhuǎn)向連桿

明輪蒸籠

汽車差速器

5.緊固件

在機(jī)械工程應(yīng)用中，不同類型的緊固件用于將兩個(gè)或多個(gè)機(jī)械部件固定在一起。它們創(chuàng)建臨時(shí)接頭，可以在需要時(shí)拆卸。有些機(jī)器在極端條件下工作。緊固件的主要目的是保護(hù)這些機(jī)器免受高壓、過(guò)大的力和振動(dòng)。

在機(jī)器設(shè)計(jì)中，盡可能具體地說(shuō)明應(yīng)用中緊固件的設(shè)計(jì)或選擇是很重要的。這是為了確保這些機(jī)器元件可以管理產(chǎn)品在使用中所承受的力，并且機(jī)器可以正常運(yùn)行而不會(huì)出現(xiàn)故障。緊固件通常由碳鋼、不銹鋼或合金鋼制成。

緊固件的一些示例是螺釘、螺母/螺栓、開(kāi)口銷、鉚釘和彈性擋圈。它們?cè)谌魏蔚胤蕉急皇褂?，?dú)立于行業(yè)。唯一要問(wèn)的問(wèn)題是組件是否需要拆卸以進(jìn)行維護(hù)，例如鉚釘與螺栓和螺母的選擇。

齒輪

數(shù)控機(jī)床錐齒輪

齒輪是帶有齒輪的基本機(jī)械元件，用于在兩個(gè)軸之間傳遞動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)。遵循能量守恒定律，它們可以增加或減少角速度，同時(shí)減少或增加扭矩。本質(zhì)上，它們充當(dāng)平移機(jī)械系統(tǒng)中的杠桿。

兩個(gè)齒輪上的齒相互嚙合，將動(dòng)力從主動(dòng)軸傳遞到從動(dòng)軸。通常，軸是平行的，但特殊齒輪能夠在相交以及不平行、不相交的軸之間傳遞動(dòng)力。

在任何方向上高效工作的能力意味著它們也有多種形狀。大多數(shù)齒輪是圓柱形的，圓周上有齒。其他的形狀類似于軸（蝸輪）或桿（齒條和小齒輪）。還有一些人在臉上而不是圓周上有齒（面齒輪）。

雖然選擇通用齒輪類型很重要，但還必須注意精度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（DIN、AGMA、ISO）、磨齒或熱處理齒、尺寸（面寬、螺旋角、模數(shù)）等因素。，齒數(shù)等）等等。

齒輪的一些應(yīng)用是：

鐘表

車輛變速箱

鐘表

攪拌機(jī)和攪拌機(jī)

洗衣機(jī)和烘干機(jī)