机器元件的类型有哪些？

随着时间的推移，机械工程变得极其复杂。在今天，当我们将每个元件细数到最小的螺丝时，一辆普通的汽车大约有30,000个机械元件。设计师让这些机器元件协同工作，按照机器设计的预期运行汽车。而这些元件所用的材质也是五花八门，像不锈钢，合金钢，塑料，软磁合金。

这些机械部件中的一些是基本的机械元件，而另一些则与其他部件组装在一起并在汽车中发挥特定的功能。比如：交流发电机、发动机和化油器就是此类部件的示例。

了解机器元件是创造解决紧迫问题的高效机器的第一步。他们减少了人力并大大超越了他们的能力。在这篇文章中，我们将了解机器元素及其类型。

一、什么是机器元件？

什么是机器元件？

在机械工程中，机器元件是机器中最小的机械零件或零件组件。它们通常执行单一功能，不能用多个部件代替。例如，轴承可能由较小的部件（如球、环和密封件）制成，但如果将其拆分为组成机械部件，则无法发挥其功能。

因此，机器元件可以定义为机器中的组成部分（例如紧固件）或不同的零件（例如离合器）。从广义上讲，机器元件可以分为两种主要类型。

1.特殊用途机器元件

2.通用机器元件

这些元素是许多类型机器的基本组成部分。紧固件（螺钉、螺母和螺栓、铆钉等）、轴、轴承和键等零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，通用机器元件具有国际标准定义的尺寸和形状。

例如，六角螺栓可以按照18种不同的标准制造，最流行的是DIN931和DIN933。在大多数这些标准中，它们的尺寸从M3到M48。这增加了它们在各种不同机器中的可用性，因为更换很容易。

特殊用途机器元件

这些是在机器设计中找到特定用途的机械元件。此类零件的示例是喷气发动机中的涡轮机、风扇中的叶片、活塞、曲轴等。这些零件的机械设计是根据要求定制的。

让我们以船舶发动机为例。它们有不同的设计，气缸数量从6到14不等。

对于每种类型的发动机，每个组件的尺寸都经过重新设计。排气门、气缸盖、缸套、活塞、活塞环、连杆和曲轴都有不同的尺寸，适用于两种不同类型的发动机。

机器元件的类型

1.轴承

通用和专用机器元件都是基本的机械部件，它们共同作用以使机器工作。让我们看看各种常见的机器元件及其用途。

轴承是机器设计中最常见的机器元件之一。他们的工作是消除两个运动部件之间的摩擦。没有它，旋转机器的机械设计是不完整的。轴承的主要目的是防止两个零件的直接金属与金属接触，并使它们之间的相对运动平稳。

它们有各种形状和大小。丰富的可用轴承设计使设计人员能够为不同的应用选择最合适的轴承，确保最大的可靠性、效率、性能和耐用性。

轴承可用于一系列不同的运动，例如线性（输送机）、旋转（曲轴）、铰链（门、窗）和球形（球窝接头）。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：

推拉门/窗户/抽屉

发动机曲轴

传送带轮和惰轮

风力发电机

电机

2.轴

轴通常设计用于独特的应用和CNC加工

轴是长的圆柱形部件，用于在两个部件之间传递扭矩和机械动力。当传动系统组件之间的距离太大而无法直接连接时，或者如果它们在不同的环境中运行，这个时候设计人员就会使用它们。

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，需要沿途使用带有多个轴承的长轴。

同样，为油轮中的货油泵提供动力的蒸汽轮机通过隔板与泵隔离，以消除点火机会（不同环境应用）。只有轴从机舱穿过舱壁到达泵舱。

机舱内的蒸汽轮机在运行过程中会变得非常热。即使在泵房内的大气变得可燃（如果货油泄漏）这种不太可能发生的情况下，机械设计也使得涡轮机不会充当点火源。

根据需要，轴可以是实心的或空心的。实心的更紧凑，但它们的空心对应物在相同重量下具有更大的承载能力。对于在运行期间承受重载的轴，设计人员更喜欢空心轴，因为它具有更高的刚度、刚度和弯矩。

轴的一些应用是：

IC发动机曲轴/凸轮轴

车桥

钟表

电机

泵

钥匙

3.机器键

在机器设计中，键是将轴连接到旋转元件的小型机械部件。在某些情况下，它们可能仅负责两个元件之间的扭矩传递。

键放置在轴和旋转元件之间，并在两者中都切出用于将键固定到位的装置。轮毂中的切口称为键槽。键位于轴中的键槽底部称为键座。完整的组件称为键接接头。

键接接头不允许相对旋转运动，但当键沿轴向插入时，可能允许在较小程度上进行轴向运动。由于这种功能，键必须承受高压缩应力和剪切应力。因此，压碎失效和剪切失效是钥匙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、花键键、沉键键和切键键。

沉没键是其中最常见的。它有各种尺寸和形状，如矩形、正方形、平行下沉、半圆、凸头和羽毛。

键的一些应用是：

电机

船用螺旋桨

齿轮传动

滑轮

链轮

4.联轴器

联轴器是连接两个旋转直列轴的机械部件，其主要目的是在机械设计中传递动力。整个组件以相同的速度旋转。根据需要，联轴器可以是刚性的或柔性的。

弹性联轴器可以吸收任何安装误差以及轴之间可能随着时间推移而产生的任何微小不对中。它们还可以吸收冲击和振动，从而延长机器在此过程中的使用寿命。与离合器不同，联轴器不会接合和分离。

在某些应用中，这些机器元件还隔离了两端之间的热传递。例如，电机在运行期间会显着发热。联轴器可防止热量从电机传递到配对机器。

一些联轴器像保险丝一样工作。如果扭矩超过一定限度，它们会破坏并切断驱动部件和从动部件之间的连接，以保护敏感机械。这种联轴器称为过载安全机械联轴器，通常用于保护动力传输中的电机和驱动系统。

联轴器的一些应用是：

发电机

机器人运动控制

汽车转向连杆

明轮蒸笼

汽车差速器

5.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。它们创建临时接头，可以在需要时拆卸。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、过大的力和振动。

在机器设计中，尽可能具体地说明应用中紧固件的设计或选择是很重要的。这是为了确保这些机器元件可以管理产品在使用中所承受的力，并且机器可以正常运行而不会出现故障。紧固件通常由碳钢、不锈钢或合金钢制成。

紧固件的一些示例是螺钉、螺母/螺栓、开口销、铆钉和弹性挡圈。它们在任何地方都被使用，独立于行业。唯一要问的问题是组件是否需要拆卸以进行维护，例如铆钉与螺栓和螺母的选择。

齿轮

数控机床锥齿轮

齿轮是带有齿轮的基本机械元件，用于在两个轴之间传递动力和旋转。遵循能量守恒定律，它们可以增加或减少角速度，同时减少或增加扭矩。本质上，它们充当平移机械系统中的杠杆。

两个齿轮上的齿相互啮合，将动力从主动轴传递到从动轴。通常，轴是平行的，但特殊齿轮能够在相交以及不平行、不相交的轴之间传递动力。

在任何方向上高效工作的能力意味着它们也有多种形状。大多数齿轮是圆柱形的，圆周上有齿。其他的形状类似于轴（蜗轮）或杆（齿条和小齿轮）。还有一些人在脸上而不是圆周上有齿（面齿轮）。

虽然选择通用齿轮类型很重要，但还必须注意精度等级标准（DIN、AGMA、ISO）、磨齿或热处理齿、尺寸（面宽、螺旋角、模数）等因素。，齿数等）等等。

齿轮的一些应用是：

钟表

车辆变速箱

钟表

搅拌机和搅拌机

洗衣机和烘干机