機器元件的類型有哪些？

隨著時間的推移，機械工程變得極其復雜。在今天，當我們將每個元件細數到最小的螺絲時，一輛普通的汽車大約有30,000個機械元件。設計師讓這些機器元件協同工作，按照機器設計的預期運行汽車。而這些元件所用的材質也是五花八門，像不銹鋼，合金鋼，塑料，軟磁合金。

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

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

一、什么是機器元件？

什么是機器元件？

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

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

1.特殊用途機器元件

2.通用機器元件

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

在大多數情況下，通用機器元件具有國際標準定義的尺寸和形狀。

例如，六角螺栓可以按照18種不同的標準制造，最流行的是DIN931和DIN933。在大多數這些標準中，它們的尺寸從M3到M48。這增加了它們在各種不同機器中的可用性，因為更換很容易。

特殊用途機器元件

這些是在機器設計中找到特定用途的機械元件。此類零件的示例是噴氣發動機中的渦輪機、風扇中的葉片、活塞、曲軸等。這些零件的機械設計是根據要求定制的。

讓我們以船舶發動機為例。它們有不同的設計，氣缸數量從6到14不等。

對于每種類型的發動機，每個組件的尺寸都經過重新設計。排氣門、氣缸蓋、缸套、活塞、活塞環、連桿和曲軸都有不同的尺寸，適用于兩種不同類型的發動機。

機器元件的類型

1.軸承

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

軸承是機器設計中最常見的機器元件之一。他們的工作是消除兩個運動部件之間的摩擦。沒有它，旋轉機器的機械設計是不完整的。軸承的主要目的是防止兩個零件的直接金屬與金屬接觸，并使它們之間的相對運動平穩。

它們有各種形狀和大小。豐富的可用軸承設計使設計人員能夠為不同的應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動，例如線性（輸送機）、旋轉（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元件傳遞到軸承座。

軸承的一些應用是：

推拉門/窗戶/抽屜

發動機曲軸

傳送帶輪和惰輪

風力發電機

電機

2.軸

軸通常設計用于獨特的應用和CNC加工

軸是長的圓柱形部件，用于在兩個部件之間傳遞扭矩和機械動力。當傳動系統組件之間的距離太大而無法直接連接時，或者如果它們在不同的環境中運行，這個時候設計人員就會使用它們。

例如，在船舶螺旋槳的情況下，發動機和螺旋槳之間的距離太大，需要沿途使用帶有多個軸承的長軸。

同樣，為油輪中的貨油泵提供動力的蒸汽輪機通過隔板與泵隔離，以消除點火機會（不同環境應用）。只有軸從機艙穿過艙壁到達泵艙。

機艙內的蒸汽輪機在運行過程中會變得非常熱。即使在泵房內的大氣變得可燃（如果貨油泄漏）這種不太可能發生的情況下，機械設計也使得渦輪機不會充當點火源。

根據需要，軸可以是實心的或空心的。實心的更緊湊，但它們的空心對應物在相同重量下具有更大的承載能力。對于在運行期間承受重載的軸，設計人員更喜歡空心軸，因為它具有更高的剛度、剛度和彎矩。

軸的一些應用是：

IC發動機曲軸/凸輪軸

車橋

鐘表

電機

泵

鑰匙

3.機器鍵

在機器設計中，鍵是將軸連接到旋轉元件的小型機械部件。在某些情況下，它們可能僅負責兩個元件之間的扭矩傳遞。

鍵放置在軸和旋轉元件之間，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旋轉運動，但當鍵沿軸向插入時，可能允許在較小程度上進行軸向運動。由于這種功能，鍵必須承受高壓縮應力和剪切應力。因此，壓碎失效和剪切失效是鑰匙機械設計中的重要考慮因素。

機器設計中的各種類型的鍵有許多標準形狀。五種主要類型的鍵是圓鍵、鞍鍵、花鍵鍵、沉鍵鍵和切鍵鍵。

沉沒鍵是其中最常見的。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。

鍵的一些應用是：

電機

船用螺旋槳

齒輪傳動

滑輪

鏈輪

4.聯軸器

聯軸器是連接兩個旋轉直列軸的機械部件，其主要目的是在機械設計中傳遞動力。整個組件以相同的速度旋轉。根據需要，聯軸器可以是剛性的或柔性的。

彈性聯軸器可以吸收任何安裝誤差以及軸之間可能隨著時間推移而產生的任何微小不對中。它們還可以吸收沖擊和振動，從而延長機器在此過程中的使用壽命。與離合器不同，聯軸器不會接合和分離。

在某些應用中，這些機器元件還隔離了兩端之間的熱傳遞。例如，電機在運行期間會顯著發熱。聯軸器可防止熱量從電機傳遞到配對機器。

一些聯軸器像保險絲一樣工作。如果扭矩超過一定限度，它們會破壞并切斷驅動部件和從動部件之間的連接，以保護敏感機械。這種聯軸器稱為過載安全機械聯軸器，通常用于保護動力傳輸中的電機和驅動系統。

聯軸器的一些應用是：

發電機

機器人運動控制

汽車轉向連桿

明輪蒸籠

汽車差速器

5.緊固件

在機械工程應用中，不同類型的緊固件用于將兩個或多個機械部件固定在一起。它們創建臨時接頭，可以在需要時拆卸。有些機器在極端條件下工作。緊固件的主要目的是保護這些機器免受高壓、過大的力和振動。

在機器設計中，盡可能具體地說明應用中緊固件的設計或選擇是很重要的。這是為了確保這些機器元件可以管理產品在使用中所承受的力，并且機器可以正常運行而不會出現故障。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、開口銷、鉚釘和彈性擋圈。它們在任何地方都被使用，獨立于行業。唯一要問的問題是組件是否需要拆卸以進行維護，例如鉚釘與螺栓和螺母的選擇。

齒輪

數控機床錐齒輪

齒輪是帶有齒輪的基本機械元件，用于在兩個軸之間傳遞動力和旋轉。遵循能量守恒定律，它們可以增加或減少角速度，同時減少或增加扭矩。本質上，它們充當平移機械系統中的杠桿。

兩個齒輪上的齒相互嚙合，將動力從主動軸傳遞到從動軸。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標準（DIN、AGMA、ISO）、磨齒或熱處理齒、尺寸（面寬、螺旋角、模數）等因素。，齒數等）等等。

齒輪的一些應用是：

鐘表

車輛變速箱

鐘表

攪拌機和攪拌機

洗衣機和烘干機