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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,培训课件,机械是现代社会进行生产和服务的,5,大要素,(,即人、资金、能量、材料和机械,),之一。任何现代产业和工程领域都需要应用机械,即使是人们的日常生活,也越来越多地应用各种机械,如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机和吸尘器等等。本章将介绍关于机械的基础知识,使同学们对机械有一个初步的认识与了解。,第一章 机械概述,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,一、基本概念,机械是机器和机构的总称。,1.,机器,机器具有以下,3,个特征:,(,1,)由多个构件组成;,(,2,)各构件间具有确定的相对运动,能够实现预期的机械运动;,(,3,)能够完成有效的机械功或进行能量转换。,比如半自动钻床可以实现确定的机械运动,也可以作有用的机械功;内燃机 可以转换能量;机械手能实现物料的传递。,2.,机构,具有机器前两个特征的多构件组合体,称为机构。机构能实现一定规律的运动。如齿轮机构传递运动,凸轮机构转换运动。,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3.,零件和构件,零件是指机器中不可拆的每一个最基本的制造单元体。零件可分为两类:一类是通用零件,即在各类机械中常见的零件,如齿轮、轴、螺栓和弹簧等;另一类是专用零件,是指在专用机械中特有的零件,如叶片、犁铧和枪栓等。,构件是指由一个或几个零件所构成的刚性单元体。,构件是运动单元,而零件是制造单元。构件可能是由多个零件组合而成,也可能是一个单独零件。,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,二、机器的组成,1,内燃机 内燃机是将燃气燃烧时产生的热能转换为机械能的机器,以往复活塞式内燃机最为普遍。往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统和起动装置等。内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生具有高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其它机构将机械功输出,驱动从动机械工作。 内燃机的图例和机构简图如图,1-1,和图,1-2,所示。,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,图,1-1,内燃机图例,图,1-2,内燃机机构简图,2.,牛头刨床,牛头刨床主要用来切削加工小型零件的平面。在刨铣工件中,常用的就是牛头刨床。它的组成部分见图,1-3,。,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,图,1-3,牛头刨床,由以上两个实例可以对机器及其组成有一个感性的认识。机器的种类繁多,其结构形式和用途也各不相同。一般来说,一台完整的机器由以下,4,大部分组成:,(,1,)原动机部分,.,原动机部分也称动力装置,其作用是把其它形式的能量转换成机械能,以驱动机器各部分运动和工作。原动机部分是机器完成预定功能的动力源,最常见的有内燃机和电动机等。,(,2,)执行部分,.,执行部分也称工作部分(装置)。它是机器中直接完成具体工作任务的部分,位于传动路线的终点,如,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,汽车的车轮、缝纫机的机头等。,(,3,)传动部分,.,这部分是联接原动机和执行部分的中间部分,用以完成运动和动力的传递和转换。利用它可以减速、增速、调速、改变转矩和运动形式等,从而满足执行部分的各种要求。,(,4,)操作或控制部分,.,这部分的作用是显示和反映机器的运行位置和状态,控制机器正常运行和工作。,另外,润滑系统和照明系统等也是保证机器正常工作不可缺少的部分。,1-1,机器及其组成,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,本节主要介绍金属材料的物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能。,一、金属材料的物理性能 金属材料的物理性能是指金属材料所固有的属性,包括密度、比重、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。,1.,密度密度是物体单位体积内所具有的质量。它的单位是,kg/m,3,,常用金属材料的密度大致如下:铸钢为,7.810,3,kg/m,3,,灰铸铁为,7.210,3,kg/m,3,,碳钢为,7.8510,3,kg/m,3,,铜为,8.910,3,kg/m,3,,黄铜,8.8510,3,kg/m,3,,,2.710,3,kg/m,3,。,2.,比重比重是物体的重量与体积之比。它的单位是牛顿每立方米,,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,即,N/m,3,。各种金属材料都有固定的比重,在相同体积下,比重愈大的金属材料,其重量也愈大。,3.,熔点 金属材料在缓慢加热的条件下,由固态向液体状态转变时的温度,叫做熔点,一般用摄氏温度()表示。工业上常用的金属材料中,锡的熔点最低,为,231.9,,而钨的熔点最高,为,3410,。各种金属材料都有其固定的熔点,但大多数合金材料在熔化时,其熔化过程是在一个温度范围内进行的,即它们没有一个固定的熔点。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,4.,导热性,导热性是指金属材料传导热量的能力。一般用导热系数来表示金属材料导热性能的优劣。导热系数又称热导率,热导率的单位为,w/,(,m,k,)。热导率大的金属材料的导热性好。一般情况下,金属材料的导热性比非金属材料好。导热性最好的是金属银,其次是铜和铝。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,5.,导电性,金属材料传导电流的性能称为导电性。衡量金属材料导电性的指标是电导率。电导率愈大,其导电性能就愈好。所有金属都具有导电性,但各种金属材料的导电性各不相同,导电性以银最好,其次是铜和铝。金属材料的导电性还与温度有关。合金材料的导电性一般比相应的纯金属材料差。当横截面积及其他条件相同时,金属材料的导电性愈好,则电流通过时产生的热量就愈小,因而在输电过程中的电能损失就愈小。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,6.,热膨胀性,金属材料在受热时体积会增大,冷却时则收缩,这种现象称为热膨胀性。各种金属材料的热膨胀性不同,一般用线膨胀系数来表示金属材料热膨胀性的大小。,7.,磁性,金属被磁化或被磁力吸引的性能称为磁性。根据这种性能的不同,通常将金属材料分为铁磁材料、顺磁材料和逆磁材料,3,种。铁磁材料有铁、钴和镍等,它们在外磁场中能被强烈地磁化,铁磁材料是制造电机和电器时不可缺少的材料。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,二、金属材料的化学性能,金属材料在常温或高温条件下,抵抗外界介质对其化学侵蚀的能力,称为金属材料的化学性能。金属材料的化学性能一般包括抗氧化性和耐腐蚀性等。,1.,抗氧化性,所谓抗氧化性,是指金属材料在高温时抵抗氧化的能力。许多金属都能与空气中的氧进行化合而形成氧化物,在金属表面形成一层氧化膜。如果金属表面形成的氧化物层比较疏松,这时外界氧气便可以继续与金属材料发生作用,使,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,金属材料受到破坏,这种现象就叫做金属材料的氧化。如果金属材料表面形成的氧化物层比较密集,于是就形成了一层保护层,使氧气不能再与金属材料接触,阻止了金属材料的继续氧化,金属材料就得到了保护,其抗氧化性就高。,2.,耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗各种介质(氧、水蒸气、酸、碱和盐等)腐蚀作用的能力称为抗腐蚀性。比如火电厂中的一些热力部件,长期接触高温烟汽或一些腐蚀介质,使金属材料表面不断受到各种腐蚀,有时还会侵入金属材料内部,给安全运行带来不利影响,严重时甚至造成破裂损坏事故。因此,金属材料的抗腐蚀性是一项很重要的性能。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,三、金属材料的力学性能,金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的抵抗性能。金属材料在加工和使用过程中所受的作用力称为载荷(或称负载荷或负荷)。载荷按其作用形式的不同,分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。金属材料的力学性能包括金属材料的强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳性能等指标。,1.,强度 是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。根据受力情况的不同,金属材料的强度可以分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度和抗剪强度等。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,其中最常用的强度是抗拉强度(强度极限,b,),,b,表示金属材料在拉伸条件下所能承受的最大应力,是机械设计和选材的主要依据之一。强度极限,b,可以通过拉伸试验测定。,2.,塑性,塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形(不可恢复的变形)而不被破坏的能力。常用的塑性指标有伸长率,和断面收缩率,。,和,的值越大,表示金属材料的塑性越好。金属材料具有塑性才能进行加工,塑性好的金属材料制成的零件在使用时也比较安全。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3.,硬度,硬度是指金属材料局部表面抵抗弹性变形、塑性变形和破坏的能力。它是衡量金属材料软硬程度的指标,其物理含义与测量方法有关。,常用的硬度测量方法有如下几种:,(,1,)布氏硬度(,HB).,用一定直径的球体(淬火钢球或硬质合金球)以相应的试验压力压入待测的金属材料表面,保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验压力,用测量的金属材料的表面压痕直径来计算布氏硬度的一种试验方法。也可以用布氏硬度计测量布氏硬度。布氏硬度的值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球压时,用,HBS,表示;用硬质合金球压时,用,HBW,表示。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,(,2,)洛氏硬度(,HR).,用金刚石圆锥或淬火钢球,在试验压力的作用下压入试样表面,经规定时间后卸除试验压力,用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种试验方法。也可以用洛氏硬度计测量洛氏硬度。洛氏硬度值用测量的残余压痕深度表示,可从表盘上直接读出,如,50HRC,,,HR,前面为硬度数值,,HR,后面为使用的标尺类型,最常用的是,HRA,、,HRB,、,HRC,等,3,种。,(,3,)维氏硬度(,HV,),.,用夹角为,136,的金刚石正四棱锥体压头,使用很小的试验力,F,()压入试样表面,测出压痕对角线长度,d,。维氏硬度的值用压痕对角线长度表示,如,640HV,。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,4.,冲击韧性,冲击韧性是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。金属材料的冲击韧性一般在一次摆锤冲击试验机上进行测试,测得试样在冲断时断口单位面积所消耗的冲击吸收功,称为冲击韧度或冲击值,常用,a,k,表示,其单位为,J/cm,2,。,a,k,值越大,冲击韧度越高。,5.,疲劳性能,金属材料在无限多次交变载荷作用下而不被破坏的最大应力,称为疲劳强度或疲劳极限。实际上,金属材料并不可能进行无限多次交变载荷试验,所以一般试验时规定,钢在经受,10,7,次、有色金属在经受,10,8,次交变载荷作用时不产生断裂的最大应力,称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环力时,所得的疲劳强度用,-1,表示。,1-2,金属材料的性能,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-2,金属材料的性能,四、金属材料的工艺性能,金属材料的工艺性能是指金属材料在各种加工条件下表现出来的适应能力,包括铸造性、锻压性、切削加工性、焊接性等。,1.,铸造性(可铸性),金属材料能否用铸造的方法获得合格铸件的性能,称为铸造性或可铸性。铸造性主要包括流动性、收缩性和偏析。流动性是指液态金属材料充满铸模的能力。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度。偏析是指金属材料在冷却凝固过程中,因结晶的先后差异而造成金属材料内部化学成分和组织的不均匀性。,2.,锻压(可锻性),金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能,称为锻压性或可锻性。它包括在热态或冷态下能够进行锤锻、轧制、拉伸和挤压等加工。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-2,金属材料的性能,3.,切削加工性(可切削性或机械加工性),金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度,称为切削加工性或可切削性或机械加工性。切削加工性的好坏常用加工后工件的表面粗糙度、允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。它与金属材料的化学成分、力学性能、导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断。一般来讲,金属材料的硬度愈高,愈难切削;硬度虽不高,但韧性大,切削也较困难。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-2,金属材料的性能,4.,焊接性(可焊性),金属材料在一定的焊接工艺条件下是否易于获得优良焊接接头的能力,称为焊接性或可焊性。主要是指在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。它包括两个方面的内容:一是结合性能,即在一定的焊接工艺条件下金属材料形成焊接缺陷的敏感性;二是使用性能,即在一定的焊接工艺条件下金属材料的焊接接头对使用要求的适用性。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-3,机械零件的强度,机械零件的强度是指机械零件受载后抵抗断裂、塑性变形和表面失效的能力。为了保证机械零件具有足够的强度,必须使机械零件在受载后的工作应力,不超过机械零件的许用应力,,表达式为:,或,=F/A,式中,,F,是载荷,,A,是截面积。,一、载荷与应力的分类,载荷可以分为静载荷和变载荷,其中,循环变载荷又可以再分类:,不稳定循环变载荷(每一个循环内载荷是变动的),稳定循环变载荷(每一个循环内载荷不变,各循环周期又,相同,如往复式动力机曲轴所承受的载荷),应力也分为静应力和变应力,变应力分为不稳定变应力(变应力中,每一次应力变化的周期,T,、平均应力,m,和应力幅,三者之一不为常数);稳定循环变应力,(T,、,m,、,a,均不变,),宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-3,机械零件的强度,二、机械零件的疲劳强度,通过疲劳断裂的定义可知,疲劳断裂的机理是损伤的累积。疲劳断裂具有如下特征:,(,1,)断裂过程可以分为以下几个步骤:产生初始裂纹(应力较大处);裂纹尖端在应力作用下,反复扩展,直至产生疲劳裂纹。,(,2,)断裂面分为光滑区(疲劳发展区)和粗糙区(脆性断裂区)。,(,3,)无明显塑性变形的脆性,突然断裂。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-3,机械零件的强度,(,4,)破坏时的应力(疲劳极限)远小于金属材料的屈服极限。,金属材料的疲劳抗力指标是疲劳强度(,-1,)。工程上使用的疲劳强度是指金属材料在一定的循环基数下不发生断裂的最大应力值。,疲劳强度除与金属材料的性能有关外,还与机械零件的工作条件、几何形状、表面状态有关。因此,可以通过采取改善机械零件的结构形状、避免应力集中、改善表面粗糙度以及进行表面强化处理等措施来提高金属材料的疲劳强度,防止疲劳断裂,.,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-4,摩擦与磨损,一、摩擦,1.,摩擦的基本概念,两个物体表面在外力作用下发生相互接触并作相对运动,(,或运动趋势,),时,在接触面之间产生的切向运动阻力称为摩擦力,这种现象就是摩擦。,影响摩擦力的因素包括接触表面的运动情况、外载荷、环境条件(温度、润滑等)、表面形貌和材料性质等。,关于摩擦的分类有很多标准,具体如表,1-1,所示。,(,见书,10,页,),2.,摩擦的预防,润滑,摩擦吸收了机器中的大量功,这部分功大多在滑动表面上转化为热,它可以损伤甚至熔化轴承,为使摩擦力最小,在接触部分涂抹上一层起润滑作用的物质,它既能承受轴承的表面压力,又容易切过自身,从而减小摩擦力。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-4,摩擦与磨损,磨损是在一个物体与另一个固体的、液体的或气体的对偶件发生接触并作相对运动,由于机械作用而造成的表面材料不断损失的过程。一般来讲,磨损的过程分为,3,个阶段:初期磨损阶段、正常磨损阶段和急剧磨损阶段。,由磨损引起的材料损失的量称为磨损量,它的倒数称为耐磨性。机械零件的磨损过程通常经历不同的磨损阶段,直至失效。图,1-4,是一种典型的磨损特性曲线,(,也称浴盆曲线,),。,图,1-4,磨损特性曲线,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-4,摩擦与磨损,下面介绍几种最常见的且磨损机理又比较清楚的磨损形式:粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损,(,接触疲劳,),和微动磨损。,1.,粘着磨损,粘着磨损是金属摩擦副之间最普遍的一种磨损形式。当摩擦表面的不平度峰尖在相互作用的各点处发生,“,冷焊,”,后,在相对滑动时,材料从一个表面转移到另一个表面,便形成了粘着磨损。影响粘着磨损的因素主要有以下几点:,(1),金属性质越是相近的,构成摩擦副时粘着磨损就越严重。反之,金属间互溶程度越小,晶体结构不同,原子尺寸,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-4,摩擦与磨损,别较大,形成化合物倾向较大的金属,构成摩擦副时粘着磨损就较轻微。,(2),在一定范围内,零件的表面粗糙度愈小,抗粘着能力愈强。,2.,磨料磨损,硬颗粒例如岩石、砂子或某些硬金属碎片等在压力作用下滑过或滚过零件表面时,就产生磨料磨损。,影响磨料磨损的因素主要有:磨料的硬度、大小及形状,磨粒的韧性、压碎强度等;外界载荷大小、滑动距离及滑动速度;材料自身的硬度及内部组织。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-4,摩擦与磨损,3.,疲劳磨损(接触疲劳),接触疲劳是工件,(,如齿轮、滚动轴承、钢轨和轮箍、凿岩机活塞和钎尾的打击端部等,),表面在接触压应力的长期反复作用下引起的一种表面疲劳破坏现象,表现为接触表面出现许多针状或痘状的凹坑,称为麻点,也叫点蚀或麻点磨损。有的凹坑很深,呈,“,贝壳,”,状,有疲劳裂纹发展线的痕迹存在。在刚出现少数麻点时,一般仍能继续工作,但随着工作时间的延续,麻点剥落现象将不断增多和扩大。,接触疲劳寿命首先取决于加载条件,特别是载荷大小。此外,还与许多其他因素有关,这里仅列举具有代表性的因素,如非金属夹杂物、马氏体含碳量、剩余碳化物颗粒大小和数量以及材料的硬度等等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,1-4,摩擦与磨损,4.,微动磨损,微动磨损通常发生在一对紧配合的零件,如压配合的轴颈、汽轮机及压气机叶片配合处以及销钉或螺栓联接零件等。这些原本配合紧密的零件,在载荷和一定的频率振动作用下,较长时间后会产生松动,这种松动只是微米级的相对滑动,而微小的相对滑动导致了接触金属间的粘着,随后是粘着点的剪切,粘着物脱落。在大气环境下,这些脱落物被氧化成氧化物磨屑。由于两摩擦表面的紧密配合,磨屑不易排出,这些磨屑起着磨料的作用,加速了微动磨损的过程。微动磨损的主要特征是表面形成凹坑或麻点,并在摩擦表面上伴随着带棕褐色或黑色的斑点,这些是集结的氧化物,常布满在表面的凹坑或麻点中。,微动磨损量与材料性质、滑动振幅和施加载荷有关。滚压、喷丸和表面化学热处理都可因为表层产生压应力,能有效地提高微动磨损的抗力。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,一、铸铁,铸铁是指含碳量在以上的铁碳合金(,Wc,2.11%,)铸铁具有良好的铸造性能,力学性能不如钢,但切削加工性、减摩性和减震性好,而且生产设备简单、成本低。因此,铸铁广泛运用于机械制造、冶金、矿山及交通运输部门。,根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和合金铸铁等,(,1,)白口铸铁。碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,存在,断口呈银白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。,(,2,)灰口铸铁。含碳量较高(),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(,1145,1250,),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。常用于制造机床床身、汽缸和箱体等结构件。灰口铸铁的牌号由,“,灰铁,”,二字的汉语拼音首字母,“,HT,”,加,3,位数字表示。这,3,位数字表示其最低抗拉强度(,MPa,),如,HT150,表示最低抗拉强度为,150MPa,的灰口铸铁。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,(,3,)可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。,可锻铸铁的牌号由“可铁”二字的汉语拼音首字母“,KT”,加类型代号(,H,、,B,、,Z,)和两组数字组成,,H,表示“黑心”,,B,表示“白心”,,Z,表示“珠光体集体”;两组数字分别表示最低抗拉强度(,MPa,)和最低伸长率(,%,)。如,KTH300-06,表示最低抗拉强度为,300MPa,,最低伸长率为,6%,的黑心可锻铸铁。可锻铸铁组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。多用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,(,4,)球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。球墨铸铁的牌号由“球铁”二字的汉语拼音首字母“,QT”,加一组数字组成,数字表示其最低抗拉强度(,MPa,),如,QT150,表示最低抗拉强度为,150MPa,的球墨铸铁。球墨铸铁比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。常用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,(,5,)蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。蠕墨铸铁的牌号由“蠕铁”二字的汉语拼音首字母“,RT”,加一组数字组成,数字表示其最低抗拉强度(,MPa,)。如,RT420,表示最低抗拉强度为,420MPa,的蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。一般用于制造汽车的零部件。,(,6,)合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。常用于制造矿山、化工机械和仪器仪表等的零部件。,。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,(,5,)蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。蠕墨铸铁的牌号由“蠕铁”二字的汉语拼音首字母“,RT”,加一组数字组成,数字表示其最低抗拉强度(,MPa,)。如,RT420,表示最低抗拉强度为,420MPa,的蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。一般用于制造汽车的零部件。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,二、常用钢材料,钢是含碳量在之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫和磷等。把生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。,1.,钢的分类,(,1,)按化学成分分类,碳素钢:,a,低碳钢(,W,C,0.25%),;,b,中碳钢(,(0.25%,W,C,0.60%),;,c,高碳钢(,W,C,0.60%,)。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,合金钢:,a,低合金钢(合金元素总含量,5%),;,b,中合金钢(,5%,合金元素总含量,10%),;,c,高合金钢(合金元素总含量,10%,)。,(,2,)按用途分类,建筑及工程用钢:,a,普通碳素结构钢;,b,低合金结构钢;,c,钢筋钢。,机械制造用钢:,a,调质结构钢;,b,表面硬化结构钢;,c,易切结构钢;,d,冷塑性成形用钢。,工具钢:,a,碳素工具钢;,b,合金工具钢;,c,高速工具钢。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,特殊性能钢:,a,不锈耐酸钢;,b,耐热钢;,c,电热合金钢;,d,耐磨钢;,e,低温用钢;,f,电工用钢。,专业用钢:如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢和农机用钢等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,碳素钢简介,碳素钢是指碳含量低于,2%,,并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金。工业上应用的碳素钢碳含量一般不超过,1.4%,。这是因为含碳量超过此量后,钢表现出很大的硬脆性,并且加工困难,失去生产和使用价值。,(,1,)按含碳量分类,低碳钢:含碳量小于,0.25%,,强度和硬度低,塑性和韧性高,焊接性好,多用于制造冲压件、焊接件和受力不大的普通零件。,中碳钢:含碳量在,0.25%,0.60%,之间,其强度、硬度、塑性和韧性都比较好(即综合机械性能较好),常用于制造轴、杆类零件、齿轮和螺栓等。,高碳钢:含碳量大于,0.60%,,强度和硬度高,塑性和韧性差,多用于制造工具和量具。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,(,2,)按质量分类。根据所含有害杂质(磷、硫)的多少,碳素结构钢可以分为,3,种:,普通碳素结构钢。,优质碳素结构钢。,高级优质碳素结构钢。,(,3,)按用途分类。,碳素结构钢:主要用于制造各种工程结构件(如桥梁、船舶和建筑结构等)和机器零件(如轴、齿轮等),一般属低碳钢和中碳钢。,碳素工具钢:一般属高碳钢,含碳量在,07%,以上,经淬火和低温回火后,可获得高的硬度和耐磨性。含碳量越高,其硬度越高,但韧性较差,用于制造刀具、量具和模具等。例如:,T7,、,T7A,、,T8,、,T8A,、,T9,和,T9A,用于制造锻模、冲头等;,T10,、,T10A,、,T11,和,T11A,用于制造低速切削车刀、锉刀、铰刀和锯条等;,T12,、,T12A,、,T13,和,T13A,用于制造硬度要求高的工具,如丝锥、量具和刮刀等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,合金钢简介,合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温和无磁性等特殊性能。,合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼和稀土等。,合金钢分为合金结构钢和合金工具钢。,(,1,)合金结构钢。合金结构钢便于进行热处理(淬火性好),热处理后具有良好的综合机械性能,主要用于制造承受载荷较大或截面尺寸较大的零件与构件。,合金结构钢按用途分为普通低合金钢、低碳合金钢、合金调质钢、合金弹簧钢和滚珠轴承钢等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,普通低合金钢:含碳量通常小于,0.25%,,合金元素含量不超过,3%,,以锰为主要元素,并辅以微量的钼、钒和硼。它的强度比相同含碳量的普通碳素钢高很多,而且还有良好的塑性、韧性和焊接性。,普通低合金钢用于制造船舶、桥梁、车辆、高压容器、汽车容器和农业机械等。常用的普通低合金钢有,16Mn,、,16MnCu,和,16MnV,等。,低碳合金钢:含碳量小于,0.25%,,渗碳淬火后表面硬而耐磨,心部强度高而韧性好。常用的低碳合金钢有,20Cr,、,20Mn2B,和,20CrMnTi,等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,合金调质钢:含碳量一般在,0.25%,0.50%,之间,主要加入铬、锰、硅和微量的钼、钒、硼等。常用的合金调质钢有,40Cr,、,40Mn2,、,35CrMo,、,35CrMnTi,、,40MnB,和,40MnVB,等。,合金弹簧钢:合金弹簧钢有高的强度,特别是高的弹性极限和疲劳强度。它含碳量一般在,0.50%,0.70%,之间,主要加入锰、硅、铬、钒等合金元素。,滚珠轴承钢:含碳量比较高,在,0.95%,1.1%,之间,并加入较多的铬元素,此外还加入适量的锰、硅等合金元素。常用的滚珠轴承钢有,GCr9,、,GCr15,和,GSiMnV,,其中,GCr15,应用最广泛。,(,2,)合金工具钢。合金工具钢含碳量一般在之间,主要加入铬、锰、钨、硅、钼和钒等合金元素。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,合金工具钢用于制造切削工具、量具、模具及抗高温软化弹簧、各类轴承和一些耐磨零件等。,合金工具钢按用途分为量具刃具钢、耐冲击工具钢和合金模具钢,后者包括冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢等。量具刃具钢含碳量较高,含有少量的铬、钨、钒、硅和锰等合金元素,其淬透性好(淬火时形成深厚的淬硬层),耐磨性和热稳定性显著高于碳素钢,并具有一定的强度和冲击韧性。耐冲击工具钢含碳量一般在之间,主要合金元素是铬、钨和硅,热处理后的冲击韧性、疲劳强度和耐磨性均较高,故适于制造受冲击载荷大的工具。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,钢的热处理是将钢在固体状态下通过加热、保温和以不同的方式冷却,来改变钢的内部组织结构,从而获得所需性能的工艺方法。,钢的热处理分为整体热处理(退火、正火、淬火、回火)、表面淬火、化学热处理等类型。,退火的目的是降低硬度,提高塑性,改善加工性能;细化晶粒,消除组织缺陷;消除内应力。,根据钢的成分和处理目的的不同,退火分为完全退火、球化退火和去应力退火。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-1,黑色金属材料,正火的目的是对低碳钢细化晶粒,提高硬度,改善加工性能;对中碳钢提高硬度和强度;对高碳钢为球化退火作准备。,淬火的目的是使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度、强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等。,为了保证获得所需的淬火组织,又要防止变形和开裂,必须采用已有的淬火介质再配以各种冷却方法才能解决。通常的淬火方法包括单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法、等温淬火法。,回火的主要目的是消除钢件在淬火时所产生的内应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。,按回火温度的不同,回火可分以下,3,种:低温回火,,150,250,;中温回火,,350,500,;高温回火,,500,650,。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。,有色金属元素只有,80,余种,但有色合金种类繁多,性能各异。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大,电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金和锆合金等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,一、铝及铝合金,1.,纯铝,铝是一种轻金属,密度小,3,),,具有良好的强度和塑性,因此在机械制造中得到广泛的运用。铝的导电性仅次于银和铜,居第,3,位,用于制造各种导线。铝具有良好的导热性,可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性,适合于各种压力加工。,图,4-4,铝纯铝代号用,L1,、,L2,、,L3,表示,“,L”,为“铝”的汉语拼音的首字母,数字代表序号,数字越大,纯度越低。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,2.,铝合金,纯铝中加入一定量的镁、铜、锰、硅、锌等元素就构成了铝合金。铝合金具有较好的抗拉强度,超硬铝合金的抗拉强度可达,600MPa,,普通硬铝合金的抗拉强度也达,200,450MPa,,它的抗拉强度远高于钢,同时铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能,因此在机械制造中得到广泛的运用。,铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。,(,1,)变形铝合金。变形铝合金具有较高的强度和较好的塑性,适于压力加工,可以焊接。变形铝合金分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型铝合金不能通过热处理来提高机械性能,只能通过,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。变形铝合金的代号分别以相应的汉语拼音的首字母加顺序号标号,如,LF,(防锈铝)、,LY,(硬铝)、,LC,(超硬铝)、,LD,(锻铝)等。,(,2,)铸造铝合金。铸造铝合金具有较好的铸造性能和耐腐蚀性能,但不宜进行压力加工。广泛用于航空、仪表壳体及一些机械零件,如活塞、支架和气缸盖等。,按化学成分可分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金等,应用最广泛的是铝硅合金。铸造铝合金的代号均以“铸铝”二字的汉语拼音的首字母“,ZL”,加,3,位数字组成,第一位数字标号类别,第二、三位数字为顺序号,如,ZL101,、,ZL201,等。,3.,铝材,铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材,包括板、带、箔、管、棒、线和型等。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,二、铜及铜合金,1.,纯铜 纯铜又称紫铜,它具有极强的导电性、导热性及塑性,有较好的耐腐蚀性。主要用于制造导电材料或配制合金。纯铜产品有冶炼品和加工品两种。工业纯铜有,4,个代号,分别是,T1,、,T2,、,T3,、,T4,。“,T”,为“铜”的汉语拼音的首字母,数字为序号,数字越大,纯度越低。,2.,铜合金 纯铜中加入一定量的锌、锡、铝、铍等元素就构成了铜合金,常用的铜合金有青铜、黄铜和白铜。,()黄铜。黄铜是以铜与锌为基础的合金。黄铜具有良好的工艺性能、机械性能、耐腐蚀性能、导电和导热性,黄铜还具有价格便宜、色泽美丽的优点,是有色金属中应用最广的合金材料之一。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,根据所含合金元素种类的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄铜称为变形黄铜。,普通黄铜。普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同。普通黄铜的牌号用“黄”字的汉语拼音首字母“,H”,加数字表示,数字表示铜的百分含量。,特殊黄铜为了提高黄铜的耐腐蚀性、强度、硬度和切削性等,在铜,-,锌合金中加入少量(一般为,1%,2%,,少数达,3%,4%,,极个别的达,5%,6%,)锡、铝、锰、铁、硅、镍和铅等元素,构成三元、四元、甚至五元合金,即为复杂黄铜,亦称特殊黄铜。特殊黄铜的牌号用“”加主加元素符号、平均铜及合金元素的百分含量表示。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,(,2,)青铜。青铜是铜和锡的合金,含锡量约占,5%,10%,。主要品种有锡青铜、铝青铜、特殊青铜(又称高铜合金),有时也指铜和铝、硅、铍、锰所组成的二元或多元合金。这些合金又称为特种青铜,特种青铜可制作机械零件等。,压力加工青铜的牌号用,“,青,”,字的汉语拼音首字母,“,”,加主加元素符号及百分含量、其它元素符号及含量表示,如,QSn4-3,、,QAL7,等。铸造青铜的牌号用,“,ZCu,”,加主加合金元素符号及百分含量、其它元素符号及含量表示,如,ZCuSn10Zn2,、,ZCuPb30,等。,(,3,)白铜。白铜是指以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色。铜镍二元合金称普通白铜,加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜。纯铜加镍能显著提高强度、耐,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,2-2,有色金属材料,腐蚀性、电阻和热电性。工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种,分别满足各种耐腐蚀性和特殊的电、热性能。,3.,铜材,以纯铜或铜合金制成的棒材、线材、板材、带材、管材、箔材等统称铜材。铜材的加工有轧制、挤制及拉制等方法,铜材中板材和条形有热轧和冷轧,带材和箔材都是冷轧,管材和棒材则分为挤制品和拉制品,线材都是拉制品。,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,支承零部件主要包括轴和轴承。传动零件必须被支承起来才能进行工作,支承传动件的零件称为轴。轴本身又必须被支承起来,轴上被支承的部分称为轴颈,支承轴颈的支座称为轴承。轴的主要功用是支承回转零件、传递转矩和运动。轴承的功用是支承轴及轴上零件,保持轴的旋转精度,减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,轴是组成机器的主要零件之一。轴作为支撑回转运动零部件(例如齿轮、蜗轮等)的重要零件,常常是机械产品中运动部件设计的核心。,一、轴的功用及其分类,按照轴线形状的不同,轴可分为曲轴和直轴两大类。,曲轴通过连杆机构可以将旋转运动改变为往复直线运动,或做相反的运动转换。它是活塞式运动机械及一些专门设备(如曲柄压力机)中的主要零件。,直轴根据外形的不同,可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单,加工容易,应力集中源少,主要缺点是轴上的,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,零件不易装配及定位,阶梯轴与光轴相反。因此,光轴主要用于传动轴,阶梯轴则常用于转轴。,直轴按照所受载荷性质的不同,可分为心轴、转轴和传动轴等,3,种。心轴只承受弯矩不承受扭矩,用来支承转动零件。如图,5-1,所示的自行车的前轮轴(固定心轴)、图,5-2,所示的铁路机车的轮轴(旋转心轴)等。转轴工作时既承受弯矩又承受扭矩,传动轴主要用于传递转矩而不承受弯矩,或所承受的弯矩很小的轴。如图,5-3,所示的汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,第三章 常见零部件,图,5-1,自行车的前轮轴,图,5-2,铁路机车的轮轴 图,5-3,汽车的传动轴,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,二、轴的材料及其选择,轴常用的材料是碳钢和合金钢。,碳钢比合金钢价格低廉,对应力集中的敏感性低,可通过热处理改善其综合性能,加工工艺性好,故应用最广。一般用途的轴,多用含碳量在,0.25%,0.5%,之间的中碳钢。低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火,可提高其耐磨性,常用于韧性要求较高或转速较高的轴。,合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能,但对应力集中比较敏感,且价格较贵,多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性,不需要锻压设备,吸振性好,对应力集中的敏感性低,近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等,但是铸件质量难于控制。,轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀,强度较好,因此,重要的大尺寸的轴,常用于锻造毛坯。,选择轴的材料时主要应考虑轴的强度、刚度及耐磨性要求;轴的热处理方法及机械加工工艺性的要求;轴的材料来源和经济性等。,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,按照轴承与轴颈运动表面摩擦性质的不同,轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类;按照轴承受载荷作用的方向的不同,轴承又可分为径向轴承、推力轴承、向心轴承等。一、滑动轴承,1.,滑动轴承的分类及特点,滑动轴承一般分为径向轴承和推力轴承。,径向轴承是指轴径与轴承工作表面的润滑油不能把两个表面完全隔开,仍有直接接触之处的滑动轴承。径向轴承结构简单,精度要求不太高,摩擦系数大,磨损比较严重。对开式的轴承与轴瓦之间的间隙可以调整,安装简单,便于维修,当机器装拆有困难,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,时,应采用这种形式;整体式的轴承与轴瓦之间的间隙不能调整,结构简单,但轴颈只能从端部装卸,一般用于转速低的场合。,推力轴承常用于平面推力滑动轴承,由于缺乏液体摩擦的条件,而处于不完全润滑状态,常与向心轴承同时使用,用于承受轴向力的地方。,和滚动轴承相比,滑动轴承具有承载能力高,抗振性好,工作平稳可靠,噪声小,寿命长等优点,广泛用于内燃机、轧钢机、大型电机及仪表、雷达、天文望远镜等方面。,2.,滑动轴承的结构形式,1,)向心轴承的结构形式,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,剖分式。剖分式向心轴承的结构如图,5-12,所示,由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓组成。为了安装时容易对中,轴承盖和轴承座的剖分面常作出阶梯形的榫口。润滑油通过轴承盖上的油孔和轴瓦上的油沟流入轴承间隙润滑摩擦面。轴承剖分面最好与载荷方向近似垂直,以防剖分面位于承载区出现泄漏,降低承载能力。,图,5-12,剖分式向心轴承,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,整体式。图,3-13,是常见的整体式向心轴承结构。套筒式轴瓦,(,或轴套,),压装在轴承座中,(,对某些机器,也可直接压装在机体孔中,),。润滑油通过轴套上的油孔和内表面上的油沟进入摩擦面。这种轴承结构简单,制造方便,刚度较大。但是轴瓦磨损后,间隙无法调整。轴颈只能从端部装入。因此,它仅适用于轴颈不大,低速轻载或间隙工作的机械,例如某些农业机械。,图,3-12,整体式向心轴承,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,调心式,若轴承的宽径比,l/d,较大,当轴的弯曲变形或轴孔倾斜时,易造成轴颈与轴瓦端部的局部接触,引起剧烈的磨损和发热。因此,当,l/d,时,宜采用调心式向心轴承。,调心式向心轴承有自动调心式向心轴承(如图,5-14a,)和间隙可调式向心轴承(如图,5-14b,和图,5-14c,)两种。,图,3-12,调心式向心轴承,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,二、滚动轴承,1.,滚动轴承的基本结构,滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成,如图,5-17,所示。内圈装在轴颈上,外圈装在机座或零件的轴承孔内。多数情况下,外圈不转动,内圈与轴一起转动。当内外圈之间相对旋转时,滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上,并减少滚动体之间的碰撞和磨损。,图滚动轴承的基本结构,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,常见的滚动体有,5,种形状,,滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光,以提高其接触疲劳强度。保持架多用低碳钢板通过冲压成形的方法制造,也可采用有色金属或塑料等材料 滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、旋转精度高、润滑简便和装拆方便等优点,被广泛应用于各种机器和机构中。,第三章 常见零部件,宁夏宁东水务有限责任公司培训课件,3-1,支承零部件,常见的滚动体有,5,种形状,,滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光,以提高其接触疲劳强度。保持架多用低碳钢板通过冲压成形的方法制造,也可采用有色金属或塑料等材料 滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、旋转精度高、润滑简便和装拆方便等优点,被广泛应用于各种机器和机构中。,第三章 常见零部件,第六章 联接,6-1,键联接的类型、特点及应用,一、键联接的功用和类型,键是一种标准件,通常用于联接轴与轴上的旋转零件与摆动零件,起周向固定零件的作用,以传递旋转运动或扭矩,而导键、滑键和花键还可用作轴上移动的导向装置。,键联接可以分为松键联接和紧键联接,主要类型有平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。,二、平键联接,1.,平键联接的结构,键的两侧是工作面,工作时,靠键同键槽侧面的挤压来传递扭矩。键上表面和轮毂的键槽地面间则留有间隙。平键联接具有结构简单、装拆方便、对中性好等特点,因而得到广泛应用。这种键联接不能承受轴向力,因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。,根据用途的不同,平键分为普通平键、薄形平键、导向平键和滑键等,4,种。其中普通平键和薄形平键用于静联接,导向平键和滑键用于动联接。,(,1,)普通平键。普通平键如图,6-1,所示,其功用是用于静联接,即轴与轮毂间无相对轴向移动。,6-1,键联接的类型、特点及应用,图,6-2,常见的几种普通平键,普通平键按构造分,有圆头(,A,型)平键、平头(,B,型)平键及单圆头(,C,型)平键,3,种,如图,6-2,所示。,圆头(,A,型)平键如图,6-2a,所示,键顶上面与毂不接触,有间隙,宜放置在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中,键在键槽中轴向固定良好。缺点是键的头部侧面与轮毂上的键槽并不接触,因而键的圆头部分不能充分利用,而且轴上键槽端部的应力集中较大。,平头(,B,型)平键如图,6-2b,所示,常用螺钉固定,宜放置在用盘形铣刀铣出的键槽中,因而避免了圆头平键的很多缺点,但对于尺寸大的键,宜用紧定螺钉固定在轴上的键槽中,以防松动。,单圆头(,C,型)平键如图,6-2c,所示,用于轴端与轮毂联接。,6-1,键联接的类型、特点及应用,(,2,)薄形平键。薄形平键与普通平键的区别是键的高度约为普通平键的,60%,70%,,也分圆头、平头和单圆头,3,种形式,常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合。,(,3,)导向平键与滑键。当被联接的毂类零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时(如变速箱中的滑移齿轮),则采用导向平键或滑键。,导向平键(图,6-3,)是一种较长的平键,用螺钉固定在轴上的键槽中,为了便于拆卸,键上制有起键螺孔,以便拧入螺钉使键退出键槽。轴上的传动零件则可沿键作轴向滑移。,当零件滑移尺寸较大时,因所需导向键的尺寸过大,制造困难,故采用滑键(如图,6-4,和图,6-5,所示)。滑键固定在轮毂上,轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移。这样只需在轴上铣出较长的键槽,而键可以做得较短。,图,6-3,导向平键 图,6-4,滑键 图,6-5,滑键,6-1,键联接的类型、特点及应用,2.,平键联接的标准,平键是标准件。普通平键的规格采用,bL,标记,,b,为宽度,,h,为厚度,,L,为长度。,标记示例:,(,1,)圆头普通平键(,A,型),,b=16mm,,,h=10mm,,,L=100mm,键,A16100GB1096,(,A,可省略不标),(,2,)方头普通平键(,B,型),,b=16mm,,,h=10mm,,,L=100mm,键,B16100GB1096,(,3,)单圆头普通平键(,C,型),,b=16mm,,,h=10mm,,,L=100mm,键,C16100GB1096,普通平键的规格选择,宽度与厚度主要由轴径决定,可参考,G
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