第一節　機械基礎知識

一、連接的特點及適用范圍

各種機械都是由零部件組成的，零部件之間的連接方式是各種各樣的。根據零部件的受力、運動等狀況采用不同的連接方式。換句話說，不同的連接方式有不同的特點。

（一）螺紋連接

一臺機器的軸、手柄、聯軸器、殼體之間的連接都采用螺栓來連接。它的特點是靠螺紋與螺牙表面的摩擦產生的緊固作用將機器的零部件組裝成機器。

1.螺紋的分類

按螺紋的形狀分為三角形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋。

（1）三角形螺紋[圖1-1（a）]

牙形斷面呈三角形，摩擦力較大，強度較高，一般作連接用。螺紋分為公制和英制兩大類，公制螺紋的牙形角2α=60°，英制螺紋的牙形角2α=55°。

（2）矩形螺紋[圖1-1（b）]

牙形斷面正方形。其傳動效率比其他螺紋高，但強度較低，精確制造的難度較大，一般用在臺虎鉗、千斤頂、螺旋壓力機上。

（3）梯形螺紋[圖1-1（c）]

牙形斷面呈等腰梯形，牙形角2α=30°。梯形螺紋傳動效率稍低，是傳動螺紋的主要形式，應用最廣，多作絲桿用。

（4）鋸齒形螺紋[圖1-1（d）]

牙形呈鋸齒形，向一面傾斜，傳動效率及強度都比梯形螺紋高。多用于各種鍛壓機械、螺旋壓力機等。

螺紋按旋繞方向，可分為左旋螺紋和右旋螺紋；按螺紋的頭數分為單頭、雙頭、三頭及多頭螺紋，連接用的螺紋為了能保證可靠的自鎖能力，常采用單頭螺紋，傳動用的螺紋為保證傳動效率高，則常用雙頭、三頭螺紋，多頭螺紋由于制造困難，故在實際工作中極少采用；另外，螺紋可分為粗牙普通螺紋和細牙普通螺紋，每種螺紋又分為不同的精度，1級用于重要機件，2級用于精度較高的連接，例如風動電機、汽車、飛機等，3級用于一般的螺紋連接，細牙螺紋的螺距小，用較小的扭轉力就能產生很大的緊固力。

2.螺紋的主要參數

螺紋的主要參數有：外徑d﹑中徑d2﹑內徑d1﹑牙形角2α﹑螺距t（以上參數見圖1-2），還有導程S和升角λ，可通過計算求得：S=頭數×t；tanλ=t/（πd2）。

3.螺紋連接的主要類型及常用防松裝置

（1）螺紋連接的主要類型

螺紋連接件有螺栓、雙頭螺栓、螺釘、螺母及墊圈等。連接用的螺栓大多是單頭三角螺紋。

①螺栓

螺栓的應用最廣，它的一端有頭，另一端有螺紋。連接時螺栓穿過被連接的孔（孔中無螺紋）與螺母配合使用。根據制造方法及用途不同，螺栓分為精制螺栓和粗制螺栓。精制螺栓用光拉六角棒料車制而成，它能精確地固定兩個螺栓的相對位置。粗制螺栓是用鋼沖制或鍛制后切削或滾壓出螺紋，因精度較差，多用于土建、木結構及農業機械上。

將設備的機座或機架固定到基礎上的螺栓稱為地腳螺栓。它的一端帶彎或鉤埋入基礎中，另一端是螺紋。

②雙頭螺栓

雙頭螺栓沒釘頭，兩端都有螺紋。它通常用于厚度較大、需經常拆卸的連接上。

③螺釘

不用螺母而直接把螺紋部分擰在零件上的螺紋孔中的螺紋零件稱為螺釘。螺釘頭部可以制成適合于扳手或改錐的形狀；桿部全長或部分有螺紋，末端有平端、圓柱端、錐端等形狀。另外環首螺釘裝在機器的頂蓋或外殼上，以便起吊機器用（例如電動機上的螺釘）。

④螺母與墊圈

所有螺栓和雙頭螺栓都需要和螺母配合使用。六角螺母用的最多。墊圈的用途是保護被連接件的表面不被擦傷，增大螺母與連接件的接觸面積，以及遮蓋被連接件的不平表面。

（2）常用防松裝置

防松裝置的結構型式很多，按防松原理不同可分為兩類：

①利用摩擦力的防松裝置

彈簧墊圈：通常用65Mn鋼制成，經淬火后富有彈性。結構簡單、使用方便，在普通機械廣泛采用。

雙螺母：是在螺栓上擰兩個螺母。防松作用不夠可靠，同時增加連接外廓尺寸和重量，現較少使用。

②用機械方法的防松裝置

用機械裝置把螺母和螺栓連成一體，防止它們之間相對轉動，因此該方法最為可靠。常用的型式有開口銷、止退墊圈及帶翅墊圈。開口銷拆裝方便、可靠，常用在有振動的高轉速機器上。止退墊圈和帶翅墊圈多用于滾動軸承組合上，這兩種型式在使用時都要將螺母螺栓開槽或打孔。

（二）銷連接

銷連接（亦稱銷釘連接）有兩種作用：一是連接機件，例如手輪、手柄、小齒輪、曲柄與軸之間的連接；二是機件間的定位，目的是保證不發生錯移，以及拆下來之后能夠再裝到原位。

根據銷的作用將銷分為銷釘和銷軸。

1.釘的種類

釘分圓錐銷、圓柱銷、開口圓錐銷、螺尾錐銷、開口銷。它們的區別在于釘頭型式和銷體有無錐度。為了防止銷釘在機件活動中掉出，常在其尾部開口或帶螺母加以鎖制。錐形銷釘的錐度為1∶50。銷釘小頭直徑等于連接部件上孔的公稱尺寸，這種連接可以隨意拆卸，不影響連接的可靠性。

2.軸連接

銷軸主要用于鉸鏈連接或滑輪、繩輪的固定等。銷軸有的有銷孔，有的沒有銷孔。銷軸連接的機件幾乎都是活動連接。如果銷軸上裝旋轉的機械部分（如繩輪、滑輪等），則銷軸和滑輪之間的配合應按滑動軸承來處理，這時，為了給銷軸加油潤滑，常采用軸向潤滑孔和油脂槍噴嘴的銷軸。

（三）鍵連接

鍵是用來連接軸與輪轂的。它是通過摩擦將軸的扭矩傳遞到輪轂上。帶有1∶100的斜度的鍵俗稱楔。鍵連接主要用于軸和帶轂零件（如齒輪、帶輪、聯軸節等）之間周向固定，以傳遞動力。鍵連接屬于可拆連接，具有結構簡單、工藝可靠和拆裝方便等特點。

1.普通平鍵

平鍵是矩形截面的連接件，置于軸和零件轂孔的鍵槽內，實現周向固定或連接。普通平鍵工作時，軸和軸上的部件沿軸向沒有相對移動。鍵的側面是工作面，靠側面做周向固定并傳遞動力。移動式皮帶機行走輪對輪轂與軸的連接采用的就是平鍵。

2.導向平鍵

導向平鍵是以其側面作周向固定，但導向平鍵與鍵槽的配合較松，可使軸上零件沿軸作軸向移動。通常用螺釘把導向平鍵固定在鍵槽內。在機床變速機構中，有的滑移齒輪與軸的連接就是采用導向鍵。

3.花鍵連接

花鍵連接是指鍵與軸制成一體，利用軸上幾個凸出的縱向齒置于輪轂孔相應的凹槽里，用于傳遞力的可拆連接。花鍵連接在機械制造部門的應用日益廣泛。花鍵連接與平鍵連接相比較，花鍵連接具有以下優點：（1）軸上零件對中性好；（2）軸的強度不會有較大大削弱；（3）接觸面積大，能傳遞較大的載荷；（4）能更好地引導沿軸向移動的零件。但花鍵及花鍵孔的制造較復雜。

（四）鉚連接

鉚連接是指將兩塊或三塊金屬板用鉚釘連成一體的連接方式。鉚連接可分為冷鉚和熱鉚。

冷鉚是把鉚釘充滿孔，壓緊鐵板的力比較小。鉚釘桿傳遞鐵板的拉力。而熱鉚是將鉚釘加熱，使鉚釘頭變成紅熱，然后用錘子將鉚釘打入預先在鐵板上鉆制的孔中鐓打模壓成形。

裝卸橋桁架的鉚接均采用熱鉚，使其吃力鎖緊。而落煤管內受沖擊面的護板的鉚接則是附著連接。鉚接一般費時、費料，故常被焊接所代替。

（五）焊和電焊連接

焊接是應用熱量把材料加熱至熔態或糊態，采用焊劑或不用焊劑把材料結合起來的連接方法。

1.乙炔—氧焊連接（火焊）

乙炔和氧混合的火焰溫度達3200℃，高溫將焊件局部加熱，金屬融化成為一體。焊接的設備簡單，并可以移動；可以節約材料，成本也比價低；焊接可以達到任意的厚度，而且與基體金屬結合良好；焊接的厚度和強度也可以控制，因此火焊連接是應用范圍較廣的一種連接方法。但它是不可拆的連接，而且零件常因局部過熱而產生變形，甚至破裂；有些零件因受高溫加熱其金屬結構變化而改變原來的性能。

2.電焊連接

電焊連接是利用焊條和被焊工件之間產生的電弧或在電焊條和工件接觸點上因接觸電阻很大而產生很大的熱量，融化了工件和焊條，將工件連接起來。電焊條是填充焊逢的填料，同時起溝通電流的作用。火焊與電焊既可焊接零件和板件，也可用來切割金屬。若精度和表面光潔度要求不高時，氣割法和電割法比較經濟。

二、傳動

（一）齒輪傳動

齒輪傳動是一種嚙合傳動。兩個或兩個以上共同工作的齒輪通過互相嚙合將主動軸的動力傳給從動軸。

1.兩軸相平行的齒輪傳動

（1）合直齒圓柱齒輪傳動：輪齒與齒輪軸線平行，傳動時兩軸回轉方向相反。制造工藝簡單，但速度較高時容易引起振動與噪聲。

（2）外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動：輪齒與齒輪傾斜成某一角度，相嚙合的兩齒輪的輪齒傾斜方向相反，傳動平穩且噪聲小，在運動時會產生軸向力。

（3）人字齒輪傳動：輪齒左右傾斜成“人”形，可消除運行中的軸向力，但制造成本比較高。

（4）內嚙合圓柱齒輪傳動：它是外嚙合圓柱齒輪傳動的變種，大輪的齒分布在圓柱體內表面而成內齒輪，大小齒輪的回轉方向相同。

（5）齒條傳動：這種傳動相當于大齒輪直徑變得非常大的外嚙合圓柱齒輪傳動。它將旋轉運動轉換成往復運動，或將往復運動轉換成旋轉運動。

2.兩軸相交的齒輪傳動

（1）直齒圓錐齒輪傳動：輪齒排列在圓錐體表面上，一般用在兩軸相交成90°，圓周速度較低的場合，例如葉輪給煤機的立軸與減速器軸之間的齒輪傳動即為此種形式。

（2）螺旋（曲齒）圓錐齒輪傳動：輪齒是彎曲的，傳動平穩，承載能力較高，在高速和大功率的傳動中廣泛應用，但加工工藝復雜。

3.兩軸相錯的齒輪傳動

這種齒輪傳動中兩個螺旋齒輪傾斜相交并角度可以改變，使組成軸間夾角在0°～90°之間的螺旋齒輪傳動。它的傳動承載能力較小，且磨損較嚴重。

（二）皮帶傳動

帶傳動是用皮帶做中間體靠皮帶與皮帶輪的摩擦作用傳遞軸間的扭矩，也可利用皮帶傳動變換轉速。由于運轉中的皮帶在皮帶輪上有滑動現象，所以皮帶傳動不能強制傳遞動力，它不能用在圓周速度不允許變化的場合（控制傳動）。

1.皮帶傳動的種類

（1）平皮帶傳動

①開式皮帶傳動：由于皮帶在小皮帶輪上的圍包角較大，所以皮帶的松弛段位于上部。主動輪和被動輪轉向相同[圖1-3（a）]。

②交叉皮帶傳動：圍包角比較大，但皮帶受扭，磨損較嚴重。兩個皮帶輪轉向相反[圖1-3（b）]。

（2）張緊輪皮帶傳動

當兩轉動輪的傳動比i=6∶1以上時，在皮帶輪直徑和軸距不變的情況下，必須用一個張緊輪來增加大小皮帶輪上的圍包角[圖1-3（c）]。張緊輪一般布置在皮帶松弛段靠近主動輪處。張緊輪靠彈簧或配重對皮帶加力。

2.皮帶傳動的特點和應用范圍

皮帶傳動可以用于兩軸距離較遠的場合，兩軸最大中心距可達十幾米，帶本身具有彈性，因而可以緩和沖擊和振動，使傳動平穩且無噪聲；當機器過載時，帶就在輪上打滑，能對機器起到保護作用；皮帶傳動的結構簡單，成本低，安裝維護方便，帶磨損后容易更換。皮帶傳動的缺點是結構不緊湊，不能保證準確的速比，效率低，壽命短，且對軸承壓力大。

3.帶和帶輪

（1）帶

①平型帶：帶的截面扁平。應用時要從整卷皮帶中截取所需要的長度，用膠粘、線縫或釘等方法接成整圈，套在帶輪上。傳動膠帶規格已經標淮化。

②三角膠帶：目前機器中用得最多的是三角膠帶，它是具有梯形截面的無接頭膠帶。按截面尺寸大小，三角膠帶分成七種型號，用時可查機械手冊。三角膠帶一般由包布層、伸張層、強力層和壓縮層所構成，三角膠帶的工作拉力主要由強力層承受。

（2）帶輪

帶輪結構由輪緣、輪幅和輪轂三部分組成。帶輪的輪幅部分有實心、幅板（或孔扳）和橢圓輪幅三種形式。

（三）鏈傳動

鏈傳動是由兩個具有特殊齒形的鏈輪和一條閉合的傳動鏈所組成。它借助鏈子與鏈輪輪齒的嚙合而傳遞力。鏈傳動的速比和鏈輪齒數成反比。正像自行車的腳蹬輪盤齒數多而飛輪齒少，所以腳蹬一圈，后飛輪帶動后輪轉好幾圈。

1.鏈傳動的優缺點

（1）與皮帶傳動比較，它能保證準確的平均速比；

（2）與齒輪傳動比較，它可以在兩軸中心距較遠的情況下傳遞運動和傳遞動力；

（3）鏈傳動的瞬間速比是變化的，不適用于傳動要求精確的機械；

（4）鉸鏈銷軸易磨損，使鏈條的節距變大，會出現脫鏈現象。

2.鏈傳動的應用范圍及常用鏈條

當兩軸平行、中心距較遠、傳動功率較大時，可采用鏈傳動。鏈傳動多用于農業機械、起重運輸機械、摩托車和自行車上。

鏈條的種類很多，常用的有套筒滾子鏈和齒形鏈兩種。齒形鏈比滾子鏈傳動平穩，傳動速度高，而且聲音極小，因而齒形鏈也叫做無聲鏈。但齒形鏈的價格較昂貴。

（四）蝸桿傳動

1.蝸桿傳動的組成及性質

蝸桿傳動主要由蝸桿和蝸輪組成。兩軸軸線相錯，既不平行又不相交，兩軸之間夾角為90°。

普通蝸桿是一個具有梯形螺紋的螺桿，其螺紋有左旋、右旋和單頭、雙頭之分。蝸輪是一個在齒寬方向具有弧形輪緣的斜齒輪。一對相嚙合的蝸桿傳動，其蝸桿蝸輪齒的旋轉方向相同。

2.蝸桿傳動的特點和應用范圍

（1）速比大：單級蝸桿傳動的速比要比齒輪傳動大得多，但它的結構卻比齒輪傳動緊湊。

（2）傳動平穩：由于蝸桿的齒形是連續的螺旋形齒，故與蝸輪嚙合時傳動極為平穩，可得到精確的微小的傳動位移。

（3）有自鎖作用：蝸桿升角較小時，只有蝸桿能驅動蝸輪，蝸輪卻不能驅動蝸桿，這種現象叫做自鎖。

正因為蝸桿傳動有以上特點，所以被廣泛用在起重機械中。

3.蝸桿傳動的基本參數

（1）蝸桿頭數（亦稱線數）Z1：單頭蝸桿效率低，但容易實現自鎖；多頭蝸桿效率高，但當Z1超過4時制造十分困難。

（2）蝸輪齒數Z2：一般與單頭蝸桿嚙合的蝸輪齒Z2都大于17；而與雙頭蝸桿嚙合的蝸輪齒數則大于27。

（3）模數m5：主平面內蝸輪分度圓的模數稱為蝸輪的端面模數。

（4）特性系數q：蝸桿分度圓直徑d1與模數m5之比稱為蝸桿特性系數。

（5）螺旋升角λ：將蝸桿分度圓柱面展開，其螺旋線形成一個直角三角形，λ=tan（Z1/q）。

（6）蝸輪端面壓力角αs：主平面內蝸輪分度圓壓力角稱為蝸輪端面壓力角。αs一般取20°。

蝸桿傳動機構內會出現大的軸向力，因此蝸輪兩端軸承都采用推力軸承。

三、軸承

軸承是支承軸的零件，有時也用以支承繞軸轉動的零件。

按照軸承所受載荷的性質，軸承可分為三種型式：承受徑向載荷的向心軸承（也稱徑向軸承）；只能承受軸向載荷的推力軸承（又叫止推軸承）；可以同時承受徑向載荷和軸向載荷的向心推力軸承。

按照軸承工作表面的摩擦性質，軸承可分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。

（一）滑動軸承

1.滑動軸承概述

滑動軸承主要由軸承座（或殼體）、軸瓦和軸承蓋所組成（圖1-4）。

為了減輕軸瓦與軸頸表面之間的摩擦，降低表面磨損，保持機器的工作精度，必須在滑動軸承內加入潤滑劑，對滑動表面進行潤滑。

在軸頸和軸瓦的表面之間形成一層較厚的油膜，將滑動表面完全隔開。使其之間的摩擦和磨損降到很小的程度。為了獲得這種狀態，通常采用以下兩種方法：

（1）動壓法：利用油的一定黏性和軸頸的高速旋轉，把潤滑油帶進軸承的空間，形成一個壓力油楔而把軸頸表面與軸瓦表面分開，這種軸承稱為液體動壓軸承。

（2）靜壓法：來自油泵的壓力油，經節流器（一種液壓控制元件）后進入軸承油腔，將兩摩擦表面分開，這種軸承稱為液體靜壓軸承。

2.向心滑動軸承

（1）整體式向心滑動軸承：這種軸承是在機架（或殼體）上直接制孔并在孔內鑲以軸瓦做成的。它的優點是結構簡單，缺點是軸頸只能從端部裝卸，造成安裝檢修困難；同時，軸承工作表面磨損后無法調整軸承間隙，必須更換新軸瓦。這種軸承通常只用于輕載、低速或間歇性工作的機器上。

（2）剖分式向心滑動軸承：它由軸承座、軸承蓋和軸瓦組成。軸承座與軸承面的剖分面呈階梯形，以便定位。剖分面可以放置調整墊片，以便安裝時或磨損后調整軸承間隙。這種軸承克服了整體式軸承的缺點，拆裝方便，故廣泛采用。

（3）調心式向心滑動軸承：這種軸承利用軸瓦和軸承座間的球面支承來適應軸的偏斜。它多用在軸頸很長或撓度較大的條件下，避免因軸的偏斜使軸瓦端部磨損嚴重的場合。

3.軸瓦

軸瓦是滑動軸承中直接與軸頸相接觸的部分，軸承工作的好壞多取決于軸瓦。常見的剖分式軸瓦結構是：兩端有凸緣，以防止軸瓦在軸承座中軸向移動；油孔和油槽是用來輸送和分布潤滑油的。油槽不開通，以減少潤滑油從端部漏出。

（二）滾動軸承

1.滾動軸承的構造

滾動軸承由外圈、內圈、滾動體和保持架等組成。內外圈上的凹槽是滾動體做圓周運動的滾道。保持架把滾動體均勻隔開，以防止它們相互摩擦和聚集到一起。滾動體是滾動軸承的主體，它的大小、數量和形狀與軸承的承載能力密切相關的。

使用時，內圈裝在軸頸上，外圈裝入機架孔內（或軸承座孔內）。通常內圈隨軸一起旋轉，而外圈固定不動。

2.滾動軸承的優缺點

滾動軸承與滑動軸承相比較，優點是：

（1）摩擦阻力小，因而靈敏、效率高和不易發熱，并且潤滑簡單，耗油量少，維護保養方便；

（2）軸承徑向間隙小，可用預緊的方法調整間隙，以提高旋轉精度；

（3）軸向尺寸小，可使機器的結構簡化、緊湊；

（4）滾動軸承是標準件，使用、更換方便。

缺點是抗沖擊性能差；速度高時噪聲大；工作壽命比滑動軸承低。

3.滾動軸承常用類型、特點及范圍

（1）單列向心球軸承：結構簡單、摩擦系數小，極限轉速高，但承受沖擊能力差。常用于功率電動機、齒輪變速箱上。

（2）雙列向心球面球軸承：主要承受徑向力，能自動調心。適用于支撐傳動軸、剛性較差的軸，例如用在托輥軸上。

（3）單列向心短圓柱滾子軸承：只能承受徑向力，承載力大，耐沖擊，但不允許偏斜。適用在大功率電機、人字齒輪減速箱上。

（4）單列向心推力球軸承：能承受徑向負荷及單向的軸向負荷，極限轉速高。通常使用在機床主軸、蝸桿減速器上。

（5）單列向心滾子軸承：其特點與向心推力軸承相似，但承載能力比較大，間隙可調，極限轉速低。多用在斜齒輪軸、蝸桿減速器軸、機床主軸上。

（6）推力球軸承：只能承受單向的軸向負荷，極限轉速很低。用在起重電機、千斤頂上。

4.軸承的潤滑與密封

為了減少磨損，保證軸承運轉靈活，潤滑和密封是十分重要的，而且潤滑和密封對增加軸承使用壽命也有重要意義。

黏度大的潤滑劑（俗稱黃油）適合用于支承力大、轉速低和溫度高的軸承。黏度小的潤滑油適用于支承力小、轉速高和溫度低的軸承。新型潤滑劑二硫化鉬、鋰基脂等的應用也日益廣泛。

密封對于滾動軸承尤其重要，因為灰塵和水分等物因密封不良而容易進入滾動軸承。潤滑劑也容易漏出。常見的密封裝置有毛氈式密封裝置、橡膠圈式密封裝置和油溝式密封裝置。

四、聯軸器

（一）聯軸器的種類和用途

聯軸器是機械中常用的部件。它是由兩個圓盤狀的零件及一些連接零件組成的。當需要從主動機向從動機傳遞運動和扭矩時，就可使用聯軸器。聯軸器通常分為兩大類：1.聯軸節——用來牢固地將兩個軸連接在一起，只有在機器停車時用拆卸的方法才能把兩軸分開；2.離合器——用以在機器運轉過程中隨時使兩軸連接或脫開。

聯軸器不但能傳遞扭矩，還能補償機件的制造、安裝誤差，緩和沖擊和吸收振動。此外，有的聯軸器還能用作過載保護的安全裝置。

（二）聯軸節

聯軸節的結構形式很多，按照兩軸的相對位置和位置的變化情況以及機器過載的保護，聯軸節可分為固定式聯軸節、可移式聯軸節和安全聯軸節等。隨著長距離膠帶運輸機及大型碎煤機的不斷出現和使用，粉末聯軸節和液壓聯軸節也被不斷地采用。

1.固定式聯軸節

固定式聯軸節可以把兩軸牢固地連接起來，構成剛性連接，所以又稱固定式剛性聯軸節。剛性凸緣聯軸節是固定剛性連接中應用最廣泛的一種，它是由兩個分別裝在兩軸端的凸緣盤和連接它們的螺釘所組成。套筒聯軸節也是一種固定式剛性聯軸節。

固定式剛性聯軸節的優點是結構簡單，成本低。缺點是要求兩軸要嚴格對中，否則無法補償兩軸間的偏斜或錯位；同時，聯軸節都由剛性零件所組成，所以缺乏緩沖和減振的能力。

2.可移式聯軸節

為了克服固定式聯軸節的上述缺點，可采用可移式聯軸節。可移式聯軸節的特點是允許被連接的兩軸有一定的相對位移。

可移式聯軸節，根據其本身有無彈性零件可分為可移式剛性聯軸節和可移式彈性聯軸節兩種。

（1）可移式剛性聯軸節

①齒輪聯軸器：由兩個帶有外齒的套筒（分別裝在兩軸端部）和兩個帶內齒的套筒用螺栓相互連接起來。內齒和外齒的齒數相同，外齒的齒頂呈球面，內外齒之間有較大的側隙。因此這種聯軸節允許兩軸間有較大的位移。齒輪聯軸節多應用在重型機械上，但制造困難，成本較高。

②鉸鏈聯軸節：主要由兩個叉形零件和一個十字形零件（又稱十字頭）等組成。它多用于兩軸中心線交角較大時的連接。在實際應用中鉸鏈聯軸節常成對使用。

③十字滑塊聯軸節：由兩個端面開有凹槽的法蘭盤（半聯軸節）和一個兩面具有凸肩的滑塊圓盤（中間盤）組成。這種聯軸節不但允許兩軸間有不大的軸向和徑向位移，而且允許有一定的角度偏差。缺點是高速轉動時振動大，凹槽和凸肩的磨損嚴重。

（2）可移式彈性聯軸節

可移式彈性聯軸節包含有各種彈性零件的組成部分，具有較好的緩沖和減振的能力。

①彈性圈柱銷聯軸節：它是機器上常用的一種彈性減振聯軸節。其主要的零件是彈性橡膠圈、柱銷和兩個法蘭盤。每個柱銷上裝有好幾個橡膠圈，插到從動盤的銷孔里，主動盤的扭矩通過柱銷傳動到從動盤上。

彈性圈柱銷聯軸節適用于正反轉變化多、啟動頻繁的高速軸的連接，如電動機、水泵等軸的連接，可獲得較好的緩沖減振效果。這種聯軸節要求兩軸對中好，法蘭盤制造精度高，否則會因受力不勻而使橡膠圈損壞。

②尼龍柱銷聯軸節：結構與彈性圈柱銷聯軸節相近，只是用尼龍柱銷代替了橡膠圈與鋼制柱銷，其性能和用途與彈性圈柱銷聯軸節相同。由于結構簡單，制造容易，維護方便，所以常用它來代替彈性圈柱銷聯軸節和齒輪聯軸節。

（三）離合器

離合器的型式很多，常用的有爪式離合器和摩擦離合器。爪式離合器是依靠齒的相互嵌入來傳遞扭矩的，摩擦離合器是靠工作表面的摩擦力來傳遞扭矩的。

1.爪式離合器

爪式離合器主要由兩個端面帶有齒爪的套筒所組成。其中一個套筒固定在主動軸上，而另一個套筒用導向鍵（或花鍵）與從動軸相連接，利用操縱機構使其沿軸向左右移動來實現離合器接合和脫離的動作。

爪式離合器的齒形有矩形、梯形、鋸齒形三種。其中梯形齒易于接合，強度較高，應用較廣。

爪式離合器結構簡單，兩軸連接后無相對運動。但接合時有沖擊，只能在低速或停車狀態下接合，否則容易打壞齒牙。適合于低速運轉或不需要在運轉中接合的傳動。

2.摩擦離合器

摩擦離合器可根據其摩擦表面的形狀分為圓盤式、多片式和圓錐式等類型。

圓盤式摩擦離合器是由兩個分別裝在主動軸和從動軸上的圓盤組成。從動軸上的圓盤靠一個撥叉操縱可沿從動軸作軸向移動，當從動軸上的圓盤被撥叉撥動壓緊在主動軸的圓盤上時，由兩圓盤接觸表面所產生的摩擦力，可使主動軸帶動從動軸回轉。這種離合器的特點是：在運轉過程中能平穩地離合；當從動軸發生過載時，摩擦盤接觸面打滑，因此能保護其他部件免于損壞。但其外形尺寸較爪式離合器大，另外摩擦盤需用特殊材料制作。

多片式和圓錐式離合器，主要是為了不增加離合器外形尺寸，又能提高傳遞能力而制造的。

摩擦離合器的操縱方式有機械式、電磁式和氣動液壓式等，它們的結構盡管不同，但其主體部分的工作原理還是一樣的。

五、減速箱與變速箱

減速箱（也叫減速機或減速器）和變速箱是主動機（如電動機、內燃機）與從動機械部件之間變換速度的機構。減速箱常用在帶式輸送機、起重運輸機械的走行機構上，而變速箱多用在交通運輸的機械上。例如裝在汽車上可適應汽車行駛阻力的變化，來改變汽車行駛的力量和速度。

1.減速箱

常用減速箱的種類、結構特點及使用范圍如下：

（1）圓柱齒輪減速箱

圓柱齒輪減速箱有單級、兩數、三級三種，它們的結構特點是外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪傳動，達到減速的目的。傳動平穩，傳遞功率大。齒數大于17，故在加工齒輪時避免了對齒廓的根切，齒的強度大，提高了傳遞效率。該減速箱可用于正、反轉。

帶式輸送機的驅動裝置多選用圓柱齒輪減速箱作為減速機構。

減速箱都有代號。代號包括減速箱的型號、總中心距、傳動比、裝配型式及齒輪精度等級。

減速箱型號——ZD表示單級傳動的圓柱齒輪減速箱；ZL表示雙級傳動的圓柱齒輪減速箱；ZS表示三級傳動的圓柱齒輪減速箱。

總中心距——用實際數字表示，單位為cm。

傳動比代號——用數字1、2、3……順序表示。

裝配型式代號——用羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……順序表示。

齒輪精度等級代號——表示減速箱中第一級傳動齒輪精度等級。

（2）圓弧齒圓柱蝸桿減速箱

圓弧齒圓柱蝸桿減速箱采用軸截面為圓弧形的圓柱蝸桿，蝸輪齒形是與蝸桿共軛的圓弧，這種減速箱廣泛地應用于各種傳動機械中的減速機構，其工作環境溫度-40～+45℃，輸入軸轉數不大于1500r/min。

這種減速箱的特點是：由于采用蝸輪和蝸桿凸凹嚙合，降低了齒面受力，提高了承載力；容易潤滑，齒面摩擦小，效率高；結構緊湊，體積小，重量輕。

2.變速箱

汽車和推煤機上都采用變速箱將發動機的力量和速度進行改變，以適應它們行進阻力的變化。當離合器分離時能保證發動機空轉。

變速箱是一種改變運轉速度的裝置，主要用于轉變發動機曲軸的轉矩及轉速，由齒輪傳動機構和操縱機構組成。

3.減速箱和變速箱的潤滑

這里僅介紹減速箱的潤滑。減速箱一般采用浸油潤滑。通常使用50號機械油。當環境溫度低于0℃時，應采用黏度較低的潤滑油；當溫度高于45℃時，應考慮采用冷卻，或降低減速箱的承載能力。潤滑油需定期更換。對連續運行的減速箱應經常檢查油溫，不能超過85℃。