简单标准件选型

简单标准件选型

第一部分

0. 前言

  1. 为方便进行机械设计,可以先安装机械设计的常用软件,包括但不限于:
    • 迈迪设计宝(用于生成常规机械零件,机械零件选型比较等)

1.标准件大类分类

  1. 机械上基本的标准件可以分为:
    • 螺栓
    • 螺母
    • 螺钉
    • 螺柱
    • 垫圈
    • 挡圈
    • 密封圈
    • 柳钉
    • 型材
    • 操作件
    • 轴承
    • 法兰
    • 管件
    • 润滑件
    • 管接头

2. 螺栓

  1. 螺栓:机械零件,配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。 这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下,又可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。

  2. 实物图:

3. 螺母

  1. 螺母就是螺帽,与螺栓或螺杆拧在一起用来起紧固作用的零件,所有生产制造机械必须用的一种元件根据材质的不同,分为碳钢、不锈钢、有色金属(如铜)等几大类型。

  2. 实物图:

  3. 常见分类:

    • 六角螺母
    • 方螺母
    • 圆螺母
    • 异性螺母
    • 螺套
      • 用于匹配多个尺寸的螺纹,螺钉等

4. 螺钉

  1. 螺钉是一种常见的紧固件,在机械、电器及建筑物上广泛使用。一般材质为金属或塑胶,呈圆柱形,表面刻有凹凸的沟称为螺纹。由于计量单位的不同,导致了各种螺纹的表示方法也不尽相同。例如像M16-2X60表示的就是公制的螺纹。他的具体意思是表示该螺丝的公称直径为16MM,牙距为2MM,长度为60MM,又如:1/4—20X3/4表示的就是英制的螺纹,他的具体意思是该螺丝的公称直径为1/4英寸(一英寸=25.4MM),在一英寸上有20个牙,长度为3/4英寸。另外要表示美制螺丝的话一般会在表示英制螺丝的后面加上UNC以及UNF,以此来区别是美制粗牙或是美制细牙。

  2. 实物图:

  3. 常见分类:

    • 十字螺钉
    • 内六角螺钉
    • 紧定螺钉
    • 自攻螺钉
    • 机螺钉

5. 螺柱

  1. 没有头部的,仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时,它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中,另一端穿过带有通孔的零件中,然后旋上螺母,使这两个零件紧固连接成一件整体。这种连接形式称为螺柱连接,也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑,或因拆卸频繁,不宜采用螺栓连接的场合。

  2. 实物图:

  3. 常见分类:

    • 双头螺柱
    • 单头螺柱

6. 键

  1. 键是指机械传动中的键,主要用作轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩,有些键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。如减速器中齿轮与轴的联结。

  2. 实物图:

  3. 常见分类:

    • 楔键
    • 平键
    • 半圆键
    • 花键

7. 垫圈

  1. 指垫在被连接件与螺母之间的零件。一般为扁平形的金属环,用来保护被连接件的表面不受螺母擦伤,分散螺母对被连接件的压力。

  2. 实物图:

  3. 常见分类:

    • 锁紧垫圈
    • 止动垫圈
    • 垫圈
    • 平垫圈
    • 弹簧垫圈
    • 球、锥面垫圈
    • 斜垫圈

8. 挡圈

  1. 分为孔用挡圈和轴用挡圈,限位作用,可以防止其他零件轴向窜动。成型工艺多采用板材冲切,功能截面呈锥形,装配后多为“线性接触”部分大规格型号采用线材缠绕成型,冲切多余材料的工艺制成,截面呈规则矩形,装配后为“面接触”。

  2. 实物图:

  3. 常见分类:

    • 挡板
    • 挡圈
    • 垫片
    • 锁紧挡圈
    • 钢丝挡圈

9. 销

  1. 在机械中,销钉主要用作装配定位,也可用作连接、放松级安全装置中的过载剪断连接。销的类型有:圆柱销、圆锥销、带孔销、开口销和安全销等。

  2. 实物图:

10. 密封圈

11. 柳钉

  1. 铆钉是一种机械紧固件,用于把两件或两件以上的工件连接起来。和钉子及螺丝等紧固件不同,铆钉是用来永久固定工件,工件固定后,需要破坏铆钉或工件才能将已固定的工件分离。用铆钉固定或接合工件的方式称为“铆接”。铆钉可以看成半球形的没有螺纹的螺丝钉的模样。

  2. 实物图

12. 型材

  1. 型材是指金属经过塑性加工成形、具有一定断面形状和尺寸的实心直条。型材的品种规格繁多,用途广泛,在轧制生产中占有非常重要的地位。

  2. 实物图

13. 操作件

14. 轴承

  1. 轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数(friction coefficient),并保证其回转精度(accuracy)。

    • 早期的直线运动轴承形式,就是在一排撬板下放置一排木杆。现代直线运动轴承使用的是同一种工作原理,只不过有时用球代替滚子。最简单的旋转轴承是轴套轴承,它只是一个夹在车轮和轮轴之间的衬套。这种设计随后被滚动轴承替代,就是用很多圆柱形的滚子替代原先的衬套,每个滚动体就像一个单独的车轮。
  2. 实物图

15. 法兰

  1. 法兰(Flange),又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴之间相互连接的零件,用于管端之间的连接;也有用在设备进出口上的法兰,用于两个设备之间的连接,如减速机法兰。法兰连接或法兰接头,是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰,用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼,螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰分螺纹连接(丝扣连接)法兰、焊接法兰和卡夹法兰。法兰都是成对使用的,低压管道可以使用丝接法兰,四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫,然后用螺栓紧固。不同压力的法兰厚度不同,它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门,在和管道连接时,这些器材设备的局部,也制成相对应的法兰形状,也称为法兰连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件,一般都称为“法兰”,如通风管道的连接,这一类零件可以称为“法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部,如法兰和水泵的连接,就不好把水泵叫“法兰类零件”。比较小型的如阀门等,可以叫“法兰类零件”。

  2. 实物图

16. 管件

17. 润滑件

18. 管接头

第二部分 常见连接方式

  1. 可拆卸连接:拆开时不会破坏连接件和被连接件

    • 如:螺纹连接,键连接,销连接等
  2. 不可拆卸连接:拆开时会破坏连接件或被连接件
    • 如:焊接,铆接,粘接等

第一章 螺纹连接

1.1 螺纹连接的基本知识

1.1.1 螺纹的主要参数

1. 螺纹
  1. 螺旋线:一动点在一圆柱体的表面上,一边绕轴线等速旋转,同时沿轴向作等速移动的轨迹。

  2. 螺纹:一平面图形沿螺旋线运动,运动时保持该图形通过圆柱体的轴线,就得到螺纹。

2. 牙型
  1. 螺纹的牙型分为矩形螺纹,三角形螺纹(60°角),梯形螺纹,锯齿形螺纹。
3. 螺旋线方向
  1. 螺纹的方向分为左旋和右旋。
4. 螺旋线的根数
  1. 单根螺纹和多线螺纹。
5. 内外螺纹
  1. 根据回转体的内外表面分为内螺纹和外螺纹
6. 主要几何参数
  1. 大径d:与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。
  2. 小径d1:与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。
  3. 中经d2:也是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。
  4. 螺距P:相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
  5. 导程S:同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
  6. 螺纹升角:中径d2圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角
  7. 牙型角:轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。
  8. 牙侧角:牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。


1.1.2 螺纹联接件主要类型

  1. 分类
    • 普通螺栓
    • 铰制孔螺柱
  2. 双头螺栓
  3. 螺钉
    • 联接螺钉
    • 紧定螺钉,自攻螺钉
1. 螺栓联接

2. 双头螺柱联接

3. 螺钉联接

4. 紧定螺钉联接
  1. 工作原理:靠拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一个零件的表面,或者顶入相应的凹坑中,将零件固定。

1.2 螺纹连接的预紧和防松

1.2.1 预紧

  1. 预紧的作用:预紧可使连接在承受工作载荷之前就受到预紧力F0的作用,以防止连接受载后被连接件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。

  2. 预紧的目的:在于增加连接的可靠性、紧密性和防松能力。

    • 预紧力过大,会使连接超载。
    • 预紧力不足,可能导致连接失效。
    • 重要的螺栓应控制预紧力。

1.2.2 防松

1. 摩擦防松:
  1. 双螺母:在螺母和螺栓之间形成内力,保证摩擦力。

  2. 弹簧垫片:其反弹力使螺纹间保持一定压力,切口处的尖端也能阻止螺母转动脱落。

  3. 锁紧螺母:镶嵌弹性环或尼龙圈挤入螺纹中椭圆口螺母。

2. 机械防松
  1. 开头销:

  2. 止动垫圈

  3. 串联钢丝

3. 永久防松
  1. 焊接
  2. 冲点
  3. 涂胶

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