铁道车辆专业(客车)基础知识与规章导读(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：北京交通大学 呼和浩特铁路局

出版社：中国铁道出版社

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铁道车辆专业(客车)基础知识与规章导读试读：

前言

为实现应用型人才培养目标，高等继续学历教育必须打破重传承、轻创新，重专业、轻职业，重知识、轻技能的传统教育教学思想，树立先进的教育理念，构建以科学发展观为指导，以学生职业发展和市场需求为导向，以服务区域经济和社会发展为目标，以开发学生的可雇佣性技能为重点，以培养适应区域经济社会发展需要的应用型人才为直接诉求的新型人才培养体系。

北京交通大学长期致力于铁路行业专业人才培养，着力提高在职专业技术人员继续教育质量。北京交通大学与呼和浩特铁路局密切合作创新继续教育培养体系，对接企业和社会的需求，围绕铁路一线生产的实际需要设计知识结构、能力体系，产学合作设置贴近岗位需要和体现铁路发展最新技术要求的课程，重在提高学生的职业能力与岗位技术能力，培养过程更加强调与铁路一线生产实践的结合。

为适应铁路行业应用型人才培养目标的新要求，针对铁路高等学历继续教育专业课程体系进行了创新设计，打破传统的基础课、专业基础课、专业课程的递阶式模块设置，整合为公共基础课、基础知识与规章导读、专业知识、专业技能四个部分，结合继续教育人员已具备一定专业生产实践能力的特点使基础原理、专业知识和规章要求融汇贯通，突出专业知识与技能。北京交通大学携手呼和浩特铁路局共同组织编写铁路高等学历继续教育应用型系列教材，契合了应用型人才培养的教育改革发展需求，与上述知识体系设计相匹配。教材分为基础知识与规章导读、专业知识、专业技能三大系列，按专业分别编写。为体现应用型人才培养内涵要求，铁路局专业技术人员直接参加教材编写。本套教材将在铁路高等继续教育应用型人才培养中发挥重要的作用。

本书为铁路高等学历继续教育应用型系列教材之一。全书共九章，包括基础知识和规章导读两大部分。基础知识包括：理论基础知识、专业基础知识、相关专业基础知识。规章导读包括《铁路技术管理规程》、《铁路交通事故调查处理规则》、《铁路车辆安全管理规则》、《铁路客车运用维修规程》、《铁路客车电气装置检修规则》等内容。为便于教学和使用，每章均配有复习思考题。

由于编写水平有限，教材中不足之处在所难免，恳请广大读者提出宝贵意见。

编委会2016年7月基础知识第一章理论基础知识

本章主要介绍机械基础知识、机械制图、铁路车辆常用材料、工程力学知识、钳工基础知识、电工基础知识等内容。第一节机械基础知识

一、连接的特点及适用范围

各种机械都是由零部件组成的，零部件之间的连接方式是各种各样的。根据零部件的受力、运动等状况采用不同的连接方式。换句话说，不同的连接方式有不同的特点。（一）螺纹连接

一台机器的轴、手柄、联轴器、壳体之间的连接都采用螺栓来连接。它的特点是靠螺纹与螺牙表面的摩擦产生的紧固作用将机器的零部件组装成机器。

1.螺纹的分类

按螺纹的形状分为三角形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。（1）三角形螺纹[图1-1（a）]

牙形断面呈三角形，摩擦力较大，强度较高，一般作连接用。螺纹分为公制和英制两大类，公制螺纹的牙形角2α=60°，英制螺纹的牙形角2α=55°。（2）矩形螺纹[图1-1（b）]

牙形断面正方形。其传动效率比其他螺纹高，但强度较低，精确制造的难度较大，一般用在台虎钳、千斤顶、螺旋压力机上。（3）梯形螺纹[图1-1（c）]

牙形断面呈等腰梯形，牙形角2α=30°。梯形螺纹传动效率稍低，是传动螺纹的主要形式，应用最广，多作丝杆用。（4）锯齿形螺纹[图1-1（d）]

牙形呈锯齿形，向一面倾斜，传动效率及强度都比梯形螺纹高。多用于各种锻压机械、螺旋压力机等。

图1-1　螺纹的牙形

图1-2　螺纹的主要参数

螺纹按旋绕方向，可分为左旋螺纹和右旋螺纹；按螺纹的头数分为单头、双头、三头及多头螺纹，连接用的螺纹为了能保证可靠的自锁能力，常采用单头螺纹，传动用的螺纹为保证传动效率高，则常用双头、三头螺纹，多头螺纹由于制造困难，故在实际工作中极少采用；另外，螺纹可分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹，每种螺纹又分为不同的精度，1级用于重要机件，2级用于精度较高的连接，例如风动电机、汽车、飞机等，3级用于一般的螺纹连接，细牙螺纹的螺距小，用较小的扭转力就能产生很大的紧固力。

2.螺纹的主要参数

螺纹的主要参数有：外径d﹑中径d ﹑内径d ﹑牙形角2α﹑螺21距t（以上参数见图1-2），还有导程S和升角λ，可通过计算求得：S=头数×t；tanλ=t/（πd ）。2

3.螺纹连接的主要类型及常用防松装置（1）螺纹连接的主要类型

螺纹连接件有螺栓、双头螺栓、螺钉、螺母及垫圈等。连接用的螺栓大多是单头三角螺纹。

①螺栓

螺栓的应用最广，它的一端有头，另一端有螺纹。连接时螺栓穿过被连接的孔（孔中无螺纹）与螺母配合使用。根据制造方法及用途不同，螺栓分为精制螺栓和粗制螺栓。精制螺栓用光拉六角棒料车制而成，它能精确地固定两个螺栓的相对位置。粗制螺栓是用钢冲制或锻制后切削或滚压出螺纹，因精度较差，多用于土建、木结构及农业机械上。

将设备的机座或机架固定到基础上的螺栓称为地脚螺栓。它的一端带弯或钩埋入基础中，另一端是螺纹。

②双头螺栓

双头螺栓没钉头，两端都有螺纹。它通常用于厚度较大、需经常拆卸的连接上。

③螺钉

不用螺母而直接把螺纹部分拧在零件上的螺纹孔中的螺纹零件称为螺钉。螺钉头部可以制成适合于扳手或改锥的形状；杆部全长或部分有螺纹，末端有平端、圆柱端、锥端等形状。另外环首螺钉装在机器的顶盖或外壳上，以便起吊机器用（例如电动机上的螺钉）。

④螺母与垫圈

所有螺栓和双头螺栓都需要和螺母配合使用。六角螺母用的最多。垫圈的用途是保护被连接件的表面不被擦伤，增大螺母与连接件的接触面积，以及遮盖被连接件的不平表面。（2）常用防松装置

防松装置的结构型式很多，按防松原理不同可分为两类：

①利用摩擦力的防松装置

弹簧垫圈：通常用65Mn钢制成，经淬火后富有弹性。结构简单、使用方便，在普通机械广泛采用。

双螺母：是在螺栓上拧两个螺母。防松作用不够可靠，同时增加连接外廓尺寸和重量，现较少使用。

②用机械方法的防松装置

用机械装置把螺母和螺栓连成一体，防止它们之间相对转动，因此该方法最为可靠。常用的型式有开口销、止退垫圈及带翅垫圈。开口销拆装方便、可靠，常用在有振动的高转速机器上。止退垫圈和带翅垫圈多用于滚动轴承组合上，这两种型式在使用时都要将螺母螺栓开槽或打孔。（二）销连接

销连接（亦称销钉连接）有两种作用：一是连接机件，例如手轮、手柄、小齿轮、曲柄与轴之间的连接；二是机件间的定位，目的是保证不发生错移，以及拆下来之后能够再装到原位。

根据销的作用将销分为销钉和销轴。

1.钉的种类

钉分圆锥销、圆柱销、开口圆锥销、螺尾锥销、开口销。它们的区别在于钉头型式和销体有无锥度。为了防止销钉在机件活动中掉出，常在其尾部开口或带螺母加以锁制。锥形销钉的锥度为1∶50。销钉小头直径等于连接部件上孔的公称尺寸，这种连接可以随意拆卸，不影响连接的可靠性。

2.轴连接

销轴主要用于铰链连接或滑轮、绳轮的固定等。销轴有的有销孔，有的没有销孔。销轴连接的机件几乎都是活动连接。如果销轴上装旋转的机械部分（如绳轮、滑轮等），则销轴和滑轮之间的配合应按滑动轴承来处理，这时，为了给销轴加油润滑，常采用轴向润滑孔和油脂枪喷嘴的销轴。（三）键连接

键是用来连接轴与轮毂的。它是通过摩擦将轴的扭矩传递到轮毂上。带有1∶100的斜度的键俗称楔。键连接主要用于轴和带毂零件（如齿轮、带轮、联轴节等）之间周向固定，以传递动力。键连接属于可拆连接，具有结构简单、工艺可靠和拆装方便等特点。

1.普通平键

平键是矩形截面的连接件，置于轴和零件毂孔的键槽内，实现周向固定或连接。普通平键工作时，轴和轴上的部件沿轴向没有相对移动。键的侧面是工作面，靠侧面做周向固定并传递动力。移动式皮带机行走轮对轮毂与轴的连接采用的就是平键。

2.导向平键

导向平键是以其侧面作周向固定，但导向平键与键槽的配合较松，可使轴上零件沿轴作轴向移动。通常用螺钉把导向平键固定在键槽内。在机床变速机构中，有的滑移齿轮与轴的连接就是采用导向键。

3.花键连接

花键连接是指键与轴制成一体，利用轴上几个凸出的纵向齿置于轮毂孔相应的凹槽里，用于传递力的可拆连接。花键连接在机械制造部门的应用日益广泛。花键连接与平键连接相比较，花键连接具有以下优点：（1）轴上零件对中性好；（2）轴的强度不会有较大大削弱；（3）接触面积大，能传递较大的载荷；（4）能更好地引导沿轴向移动的零件。但花键及花键孔的制造较复杂。（四）铆连接

铆连接是指将两块或三块金属板用铆钉连成一体的连接方式。铆连接可分为冷铆和热铆。

冷铆是把铆钉充满孔，压紧铁板的力比较小。铆钉杆传递铁板的拉力。而热铆是将铆钉加热，使铆钉头变成红热，然后用锤子将铆钉打入预先在铁板上钻制的孔中镦打模压成形。

装卸桥桁架的铆接均采用热铆，使其吃力锁紧。而落煤管内受冲击面的护板的铆接则是附着连接。铆接一般费时、费料，故常被焊接所代替。（五）焊和电焊连接

焊接是应用热量把材料加热至熔态或糊态，采用焊剂或不用焊剂把材料结合起来的连接方法。

1.乙炔—氧焊连接（火焊）

乙炔和氧混合的火焰温度达3200℃，高温将焊件局部加热，金属融化成为一体。焊接的设备简单，并可以移动；可以节约材料，成本也比价低；焊接可以达到任意的厚度，而且与基体金属结合良好；焊接的厚度和强度也可以控制，因此火焊连接是应用范围较广的一种连接方法。但它是不可拆的连接，而且零件常因局部过热而产生变形，甚至破裂；有些零件因受高温加热其金属结构变化而改变原来的性能。

2.电焊连接

电焊连接是利用焊条和被焊工件之间产生的电弧或在电焊条和工件接触点上因接触电阻很大而产生很大的热量，融化了工件和焊条，将工件连接起来。电焊条是填充焊逢的填料，同时起沟通电流的作用。火焊与电焊既可焊接零件和板件，也可用来切割金属。若精度和表面光洁度要求不高时，气割法和电割法比较经济。

二、传动（一）齿轮传动

齿轮传动是一种啮合传动。两个或两个以上共同工作的齿轮通过互相啮合将主动轴的动力传给从动轴。

1.两轴相平行的齿轮传动（1）合直齿圆柱齿轮传动：轮齿与齿轮轴线平行，传动时两轴回转方向相反。制造工艺简单，但速度较高时容易引起振动与噪声。（2）外啮合斜齿圆柱齿轮传动：轮齿与齿轮倾斜成某一角度，相啮合的两齿轮的轮齿倾斜方向相反，传动平稳且噪声小，在运动时会产生轴向力。（3）人字齿轮传动：轮齿左右倾斜成“人”形，可消除运行中的轴向力，但制造成本比较高。（4）内啮合圆柱齿轮传动：它是外啮合圆柱齿轮传动的变种，大轮的齿分布在圆柱体内表面而成内齿轮，大小齿轮的回转方向相同。（5）齿条传动：这种传动相当于大齿轮直径变得非常大的外啮合圆柱齿轮传动。它将旋转运动转换成往复运动，或将往复运动转换成旋转运动。

2.两轴相交的齿轮传动（1）直齿圆锥齿轮传动：轮齿排列在圆锥体表面上，一般用在两轴相交成90°，圆周速度较低的场合，例如叶轮给煤机的立轴与减速器轴之间的齿轮传动即为此种形式。（2）螺旋（曲齿）圆锥齿轮传动：轮齿是弯曲的，传动平稳，承载能力较高，在高速和大功率的传动中广泛应用，但加工工艺复杂。

3.两轴相错的齿轮传动

这种齿轮传动中两个螺旋齿轮倾斜相交并角度可以改变，使组成轴间夹角在0°～90°之间的螺旋齿轮传动。它的传动承载能力较小，且磨损较严重。（二）皮带传动

带传动是用皮带做中间体靠皮带与皮带轮的摩擦作用传递轴间的扭矩，也可利用皮带传动变换转速。由于运转中的皮带在皮带轮上有滑动现象，所以皮带传动不能强制传递动力，它不能用在圆周速度不允许变化的场合（控制传动）。

1.皮带传动的种类（1）平皮带传动

①开式皮带传动：由于皮带在小皮带轮上的围包角较大，所以皮带的松弛段位于上部。主动轮和被动轮转向相同[图1-3（a）]。

②交叉皮带传动：围包角比较大，但皮带受扭，磨损较严重。两个皮带轮转向相反[图1-3（b）]。（2）张紧轮皮带传动

当两转动轮的传动比i=6∶1以上时，在皮带轮直径和轴距不变的情况下，必须用一个张紧轮来增加大小皮带轮上的围包角[图1-3（c）]。张紧轮一般布置在皮带松弛段靠近主动轮处。张紧轮靠弹簧或配重对皮带加力。

图1-3　皮带传动

2.皮带传动的特点和应用范围

皮带传动可以用于两轴距离较远的场合，两轴最大中心距可达十几米，带本身具有弹性，因而可以缓和冲击和振动，使传动平稳且无噪声；当机器过载时，带就在轮上打滑，能对机器起到保护作用；皮带传动的结构简单，成本低，安装维护方便，带磨损后容易更换。皮带传动的缺点是结构不紧凑，不能保证准确的速比，效率低，寿命短，且对轴承压力大。

3.带和带轮（1）带

①平型带：带的截面扁平。应用时要从整卷皮带中截取所需要的长度，用胶粘、线缝或钉等方法接成整圈，套在带轮上。传动胶带规格已经标淮化。

②三角胶带：目前机器中用得最多的是三角胶带，它是具有梯形截面的无接头胶带。按截面尺寸大小，三角胶带分成七种型号，用时可查机械手册。三角胶带一般由包布层、伸张层、强力层和压缩层所构成，三角胶带的工作拉力主要由强力层承受。（2）带轮

带轮结构由轮缘、轮幅和轮毂三部分组成。带轮的轮幅部分有实心、幅板（或孔扳）和椭圆轮幅三种形式。（三）链传动

链传动是由两个具有特殊齿形的链轮和一条闭合的传动链所组成。它借助链子与链轮轮齿的啮合而传递力。链传动的速比和链轮齿数成反比。正像自行车的脚蹬轮盘齿数多而飞轮齿少，所以脚蹬一圈，后飞轮带动后轮转好几圈。

1.链传动的优缺点（1）与皮带传动比较，它能保证准确的平均速比；（2）与齿轮传动比较，它可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和传递动力；（3）链传动的瞬间速比是变化的，不适用于传动要求精确的机械；（4）铰链销轴易磨损，使链条的节距变大，会出现脱链现象。

2.链传动的应用范围及常用链条

当两轴平行、中心距较远、传动功率较大时，可采用链传动。链传动多用于农业机械、起重运输机械、摩托车和自行车上。

链条的种类很多，常用的有套筒滚子链和齿形链两种。齿形链比滚子链传动平稳，传动速度高，而且声音极小，因而齿形链也叫做无声链。但齿形链的价格较昂贵。（四）蜗杆传动

1.蜗杆传动的组成及性质

蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成。两轴轴线相错，既不平行又不相交，两轴之间夹角为90°。

普通蜗杆是一个具有梯形螺纹的螺杆，其螺纹有左旋、右旋和单头、双头之分。蜗轮是一个在齿宽方向具有弧形轮缘的斜齿轮。一对相啮合的蜗杆传动，其蜗杆蜗轮齿的旋转方向相同。

2.蜗杆传动的特点和应用范围（1）速比大：单级蜗杆传动的速比要比齿轮传动大得多，但它的结构却比齿轮传动紧凑。（2）传动平稳：由于蜗杆的齿形是连续的螺旋形齿，故与蜗轮啮合时传动极为平稳，可得到精确的微小的传动位移。（3）有自锁作用：蜗杆升角较小时，只有蜗杆能驱动蜗轮，蜗轮却不能驱动蜗杆，这种现象叫做自锁。

正因为蜗杆传动有以上特点，所以被广泛用在起重机械中。

3.蜗杆传动的基本参数（1）蜗杆头数（亦称线数）Z ：单头蜗杆效率低，但容易实现1自锁；多头蜗杆效率高，但当Z 超过4时制造十分困难。1（2）蜗轮齿数Z ：一般与单头蜗杆啮合的蜗轮齿Z 都大于2217；而与双头蜗杆啮合的蜗轮齿数则大于27。（3）模数m ：主平面内蜗轮分度圆的模数称为蜗轮的端面模数。5（4）特性系数q：蜗杆分度圆直径d 与模数m 之比称为蜗杆特15性系数。（5）螺旋升角λ：将蜗杆分度圆柱面展开，其螺旋线形成一个直角三角形，λ=tan（Z /q）。1（6）蜗轮端面压力角α ：主平面内蜗轮分度圆压力角称为蜗轮s端面压力角。α 一般取20°。s

蜗杆传动机构内会出现大的轴向力，因此蜗轮两端轴承都采用推力轴承。

三、轴承

轴承是支承轴的零件，有时也用以支承绕轴转动的零件。

按照轴承所受载荷的性质，轴承可分为三种型式：承受径向载荷的向心轴承（也称径向轴承）；只能承受轴向载荷的推力轴承（又叫止推轴承）；可以同时承受径向载荷和轴向载荷的向心推力轴承。

按照轴承工作表面的摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。（一）滑动轴承

1.滑动轴承概述

滑动轴承主要由轴承座（或壳体）、轴瓦和轴承盖所组成（图1-4）。

图1-4　滑动轴承简图

1—轴承座；2—轴瓦；3—轴承盖

为了减轻轴瓦与轴颈表面之间的摩擦，降低表面磨损，保持机器的工作精度，必须在滑动轴承内加入润滑剂，对滑动表面进行润滑。

在轴颈和轴瓦的表面之间形成一层较厚的油膜，将滑动表面完全隔开。使其之间的摩擦和磨损降到很小的程度。为了获得这种状态，通常采用以下两种方法：（1）动压法：利用油的一定黏性和轴颈的高速旋转，把润滑油带进轴承的空间，形成一个压力油楔而把轴颈表面与轴瓦表面分开，这种轴承称为液体动压轴承。（2）静压法：来自油泵的压力油，经节流器（一种液压控制元件）后进入轴承油腔，将两摩擦表面分开，这种轴承称为液体静压轴承。

2.向心滑动轴承（1）整体式向心滑动轴承：这种轴承是在机架（或壳体）上直接制孔并在孔内镶以轴瓦做成的。它的优点是结构简单，缺点是轴颈只能从端部装卸，造成安装检修困难；同时，轴承工作表面磨损后无法调整轴承间隙，必须更换新轴瓦。这种轴承通常只用于轻载、低速或间歇性工作的机器上。（2）剖分式向心滑动轴承：它由轴承座、轴承盖和轴瓦组成。轴承座与轴承面的剖分面呈阶梯形，以便定位。剖分面可以放置调整垫片，以便安装时或磨损后调整轴承间隙。这种轴承克服了整体式轴承的缺点，拆装方便，故广泛采用。（3）调心式向心滑动轴承：这种轴承利用轴瓦和轴承座间的球面支承来适应轴的偏斜。它多用在轴颈很长或挠度较大的条件下，避免因轴的偏斜使轴瓦端部磨损严重的场合。

3.轴瓦

轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈相接触的部分，轴承工作的好坏多取决于轴瓦。常见的剖分式轴瓦结构是：两端有凸缘，以防止轴瓦在轴承座中轴向移动；油孔和油槽是用来输送和分布润滑油的。油槽不开通，以减少润滑油从端部漏出。（二）滚动轴承

1.滚动轴承的构造

滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架等组成。内外圈上的凹槽是滚动体做圆周运动的滚道。保持架把滚动体均匀隔开，以防止它们相互摩擦和聚集到一起。滚动体是滚动轴承的主体，它的大小、数量和形状与轴承的承载能力密切相关的。

使用时，内圈装在轴颈上，外圈装入机架孔内（或轴承座孔内）。通常内圈随轴一起旋转，而外圈固定不动。

2.滚动轴承的优缺点

滚动轴承与滑动轴承相比较，优点是：（1）摩擦阻力小，因而灵敏、效率高和不易发热，并且润滑简单，耗油量少，维护保养方便；（2）轴承径向间隙小，可用预紧的方法调整间隙，以提高旋转精度；（3）轴向尺寸小，可使机器的结构简化、紧凑；（4）滚动轴承是标准件，使用、更换方便。

缺点是抗冲击性能差；速度高时噪声大；工作寿命比滑动轴承低。

3.滚动轴承常用类型、特点及范围（1）单列向心球轴承：结构简单、摩擦系数小，极限转速高，但承受冲击能力差。常用于功率电动机、齿轮变速箱上。（2）双列向心球面球轴承：主要承受径向力，能自动调心。适用于支撑传动轴、刚性较差的轴，例如用在托辊轴上。（3）单列向心短圆柱滚子轴承：只能承受径向力，承载力大，耐冲击，但不允许偏斜。适用在大功率电机、人字齿轮减速箱上。（4）单列向心推力球轴承：能承受径向负荷及单向的轴向负荷，极限转速高。通常使用在机床主轴、蜗杆减速器上。（5）单列向心滚子轴承：其特点与向心推力轴承相似，但承载能力比较大，间隙可调，极限转速低。多用在斜齿轮轴、蜗杆减速器轴、机床主轴上。（6）推力球轴承：只能承受单向的轴向负荷，极限转速很低。用在起重电机、千斤顶上。

4.轴承的润滑与密封

为了减少磨损，保证轴承运转灵活，润滑和密封是十分重要的，而且润滑和密封对增加轴承使用寿命也有重要意义。

黏度大的润滑剂（俗称黄油）适合用于支承力大、转速低和温度高的轴承。黏度小的润滑油适用于支承力小、转速高和温度低的轴承。新型润滑剂二硫化钼、锂基脂等的应用也日益广泛。

密封对于滚动轴承尤其重要，因为灰尘和水分等物因密封不良而容易进入滚动轴承。润滑剂也容易漏出。常见的密封装置有毛毡式密封装置、橡胶圈式密封装置和油沟式密封装置。

四、联轴器（一）联轴器的种类和用途

联轴器是机械中常用的部件。它是由两个圆盘状的零件及一些连接零件组成的。当需要从主动机向从动机传递运动和扭矩时，就可使用联轴器。联轴器通常分为两大类：1.联轴节——用来牢固地将两个轴连接在一起，只有在机器停车时用拆卸的方法才能把两轴分开；2.离合器——用以在机器运转过程中随时使两轴连接或脱开。

联轴器不但能传递扭矩，还能补偿机件的制造、安装误差，缓和冲击和吸收振动。此外，有的联轴器还能用作过载保护的安全装置。（二）联轴节

联轴节的结构形式很多，按照两轴的相对位置和位置的变化情况以及机器过载的保护，联轴节可分为固定式联轴节、可移式联轴节和安全联轴节等。随着长距离胶带运输机及大型碎煤机的不断出现和使用，粉末联轴节和液压联轴节也被不断地采用。

1.固定式联轴节

固定式联轴节可以把两轴牢固地连接起来，构成刚性连接，所以又称固定式刚性联轴节。刚性凸缘联轴节是固定刚性连接中应用最广泛的一种，它是由两个分别装在两轴端的凸缘盘和连接它们的螺钉所组成。套筒联轴节也是一种固定式刚性联轴节。

固定式刚性联轴节的优点是结构简单，成本低。缺点是要求两轴要严格对中，否则无法补偿两轴间的偏斜或错位；同时，联轴节都由刚性零件所组成，所以缺乏缓冲和减振的能力。

2.可移式联轴节

为了克服固定式联轴节的上述缺点，可采用可移式联轴节。可移式联轴节的特点是允许被连接的两轴有一定的相对位移。

可移式联轴节，根据其本身有无弹性零件可分为可移式刚性联轴节和可移式弹性联轴节两种。（1）可移式刚性联轴节

①齿轮联轴器：由两个带有外齿的套筒（分别装在两轴端部）和两个带内齿的套筒用螺栓相互连接起来。内齿和外齿的齿数相同，外齿的齿顶呈球面，内外齿之间有较大的侧隙。因此这种联轴节允许两轴间有较大的位移。齿轮联轴节多应用在重型机械上，但制造困难，成本较高。

②铰链联轴节：主要由两个叉形零件和一个十字形零件（又称十字头）等组成。它多用于两轴中心线交角较大时的连接。在实际应用中铰链联轴节常成对使用。

③十字滑块联轴节：由两个端面开有凹槽的法兰盘（半联轴节）和一个两面具有凸肩的滑块圆盘（中间盘）组成。这种联轴节不但允许两轴间有不大的轴向和径向位移，而且允许有一定的角度偏差。缺点是高速转动时振动大，凹槽和凸肩的磨损严重。（2）可移式弹性联轴节

可移式弹性联轴节包含有各种弹性零件的组成部分，具有较好的缓冲和减振的能力。

①弹性圈柱销联轴节：它是机器上常用的一种弹性减振联轴节。其主要的零件是弹性橡胶圈、柱销和两个法兰盘。每个柱销上装有好几个橡胶圈，插到从动盘的销孔里，主动盘的扭矩通过柱销传动到从动盘上。

弹性圈柱销联轴节适用于正反转变化多、启动频繁的高速轴的连接，如电动机、水泵等轴的连接，可获得较好的缓冲减振效果。这种联轴节要求两轴对中好，法兰盘制造精度高，否则会因受力不匀而使橡胶圈损坏。

②尼龙柱销联轴节：结构与弹性圈柱销联轴节相近，只是用尼龙柱销代替了橡胶圈与钢制柱销，其性能和用途与弹性圈柱销联轴节相同。由于结构简单，制造容易，维护方便，所以常用它来代替弹性圈柱销联轴节和齿轮联轴节。（三）离合器

离合器的型式很多，常用的有爪式离合器和摩擦离合器。爪式离合器是依靠齿的相互嵌入来传递扭矩的，摩擦离合器是靠工作表面的摩擦力来传递扭矩的。

1.爪式离合器

爪式离合器主要由两个端面带有齿爪的套筒所组成。其中一个套筒固定在主动轴上，而另一个套筒用导向键（或花键）与从动轴相连接，利用操纵机构使其沿轴向左右移动来实现离合器接合和脱离的动作。

爪式离合器的齿形有矩形、梯形、锯齿形三种。其中梯形齿易于接合，强度较高，应用较广。

爪式离合器结构简单，两轴连接后无相对运动。但接合时有冲击，只能在低速或停车状态下接合，否则容易打坏齿牙。适合于低速运转或不需要在运转中接合的传动。

2.摩擦离合器

摩擦离合器可根据其摩擦表面的形状分为圆盘式、多片式和圆锥式等类型。

圆盘式摩擦离合器是由两个分别装在主动轴和从动轴上的圆盘组成。从动轴上的圆盘靠一个拨叉操纵可沿从动轴作轴向移动，当从动轴上的圆盘被拨叉拨动压紧在主动轴的圆盘上时，由两圆盘接触表面所产生的摩擦力，可使主动轴带动从动轴回转。这种离合器的特点是：在运转过程中能平稳地离合；当从动轴发生过载时，摩擦盘接触面打滑，因此能保护其他部件免于损坏。但其外形尺寸较爪式离合器大，另外摩擦盘需用特殊材料制作。

多片式和圆锥式离合器，主要是为了不增加离合器外形尺寸，又能提高传递能力而制造的。

摩擦离合器的操纵方式有机械式、电磁式和气动液压式等，它们的结构尽管不同，但其主体部分的工作原理还是一样的。

五、减速箱与变速箱

减速箱（也叫减速机或减速器）和变速箱是主动机（如电动机、内燃机）与从动机械部件之间变换速度的机构。减速箱常用在带式输送机、起重运输机械的走行机构上，而变速箱多用在交通运输的机械上。例如装在汽车上可适应汽车行驶阻力的变化，来改变汽车行驶的力量和速度。

1.减速箱

常用减速箱的种类、结构特点及使用范围如下：（1）圆柱齿轮减速箱

圆柱齿轮减速箱有单级、两数、三级三种，它们的结构特点是外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮传动，达到减速的目的。传动平稳，传递功率大。齿数大于17，故在加工齿轮时避免了对齿廓的根切，齿的强度大，提高了传递效率。该减速箱可用于正、反转。

带式输送机的驱动装置多选用圆柱齿轮减速箱作为减速机构。

减速箱都有代号。代号包括减速箱的型号、总中心距、传动比、装配型式及齿轮精度等级。

减速箱型号——ZD表示单级传动的圆柱齿轮减速箱；ZL表示双级传动的圆柱齿轮减速箱；ZS表示三级传动的圆柱齿轮减速箱。

总中心距——用实际数字表示，单位为cm。

传动比代号——用数字1、2、3……顺序表示。

装配型式代号——用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……顺序表示。

齿轮精度等级代号——表示减速箱中第一级传动齿轮精度等级。（2）圆弧齿圆柱蜗杆减速箱

圆弧齿圆柱蜗杆减速箱采用轴截面为圆弧形的圆柱蜗杆，蜗轮齿形是与蜗杆共轭的圆弧，这种减速箱广泛地应用于各种传动机械中的减速机构，其工作环境温度-40～+45℃，输入轴转数不大于1500r/min。

这种减速箱的特点是：由于采用蜗轮和蜗杆凸凹啮合，降低了齿面受力，提高了承载力；容易润滑，齿面摩擦小，效率高；结构紧凑，体积小，重量轻。

2.变速箱

汽车和推煤机上都采用变速箱将发动机的力量和速度进行改变，以适应它们行进阻力的变化。当离合器分离时能保证发动机空转。

变速箱是一种改变运转速度的装置，主要用于转变发动机曲轴的转矩及转速，由齿轮传动机构和操纵机构组成。

3.减速箱和变速箱的润滑

这里仅介绍减速箱的润滑。减速箱一般采用浸油润滑。通常使用50号机械油。当环境温度低于0℃时，应采用黏度较低的润滑油；当温度高于45℃时，应考虑采用冷却，或降低减速箱的承载能力。润滑油需定期更换。对连续运行的减速箱应经常检查油温，不能超过85℃。第二节机械制图

机械制图是研究机械图样的绘制和识读规律与方法、培养绘图技术、提高空间思维能力的一门学科，具有很强的技术基础，图样也能体现制造加工的指令、设计人员的思想和设计意图。

一、制图标准的基本规定

1.图纸幅面代号

国家标准《印刷、书写及绘图用纸幅面尺寸》中有3个系列尺寸，即A系列、B系列和D系列。技术制图国家标准中的图纸幅面选取A系列中的0～4号幅面，所以图纸幅面代号由“A”和相应的幅面号组成，即A0～A4共5种。图纸幅面代号的几何含义就是对0号幅面的对开次数，如A3中的“3”表示将0号图纸长边对折裁切3次所得的幅面。

2.图纸幅面和格式

A0幅面的图纸面积是：B（宽）×L（长）=1m 2

图纸的长宽比不变，即

由此可求出A0图纸幅面的大小：

B=0.841m=841mm；

我们把A系列幅面称为基本幅面，其尺寸见表1-1，其基本幅面尺寸比例如图1-5所示。

表1-1　基本幅面的代号及尺寸（第一选择）

注：B是英文Breadth的第1个字母，表示图纸宽度；L是英文Length的第1个字母，表示图纸长度。

3.图纸各种幅面的相互关系

当采用基本幅面绘制图样不适宜时，也允许选用规定的加长幅面（第二选择），如图1-6中的细实线所示。必要时，还允许选用规定的加长幅面（第三选择），如图1-6中的细虚线所示。

图1-5　A系列幅面称为基本幅面尺寸比例

图1-6　图纸各种幅面的相互关系

4.字体

图样中书写的汉字、数字、字母须字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。字体高度（用h表示）的工程尺寸系列为：1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20mm等八种。字体高度代表字体的号数。如需要书写更大的字，其字体高度应按一定的比率递增。（1）汉字的书写

①由于汉字的笔画较多，所以国家标准规定汉字的最小高度不应小于3.5mm，其字宽一般为

②图样上的汉字应写成长仿宋体，并应采用国家正式公布推行的简化字。汉字的高度不应小于3.5mm，其字宽一般约为字高的2/3。

③长仿宋体的书写要领是：横平竖直、注意起落、结构匀称、填满方格。（2）数字和字母

数字和字母分为A型和B型。字体的笔画宽度用d表示。A型字体的笔画宽度d=h/14，B型字体的笔画宽度d=h/10。在同一图样上，只能采用一种型式的字体。数字和字母可写成斜体和直体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75°。

5.图线

通过基本线型可能的变形可得到许多基本线型之外的其他线型。其中常见的线型有粗实线、细实线、波浪线、细点画线、虚线、双折线、双点划线等，见表1-2。

表1-2　常见的基本线（1）图线宽度

粗实线宽度应按图样的复杂程度和大小在0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1.0，1.4，2.0（mm）中选择，细实线的宽度则为d/2。绘图中的粗实线通常在0.5～1..mm中选择，一般取0.7mm。（2）图线的画法

两平行线（含剖面线）之间的距离应不小于粗实线的两倍宽度，其最小距离不得小于0.7mm。

当虚线位于粗实线的延长线上时，粗实线应画到分界点，而虚线应留有间隙；当虚线圆弧和虚线直线相切时，虚线圆弧的长应画到切点，而虚线直线留有间隙。

当各种线重合时，按可见轮廓线→不可见轮廓线→尺寸线→各种用途的细实线→轴线和对称中心线→假想线的顺序，只画出排列在前的图线。

6.尺寸标注（1）尺寸标注的基本规则：

①机件的真实大小为图样标注尺寸；

②图样尺寸未标注单位为mm，否则必须说明；

③图样标注尺寸为机件最后完工尺寸，否则必须说明；

④机件的每一尺寸只标注一次。（2）尺寸标注的组成要素：

尺寸标注的四要素：尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端（箭头）、尺寸数字，如图1-7所示。

①尺寸界线：尺寸界线表示尺寸的起止范围。

②尺寸线：尺寸线表示尺寸度量的方向，用细实线绘制。

③尺寸数字：尺寸数字表示所标注机件的实际大小。

④尺寸线终端：尺寸线终端有两种形式，箭头或细斜线。

图1-7　尺寸标注的要素

二、三视图

一般只用一个方向的投影来表达三维形体是不确定的，为了用平面图形准确表达一个三维形体的结构，需将三维形体向几个方向投影。工程上采用三视图来表达三维形体。如图1-8所示。

图1-8　形体的三视图

1.三视图的形成和名称

一般物体都具有长、宽、高三个互相垂直的方向，因此，我们首先在空间设立三个互相垂直的投影面，并把物体上的主要表面处于平行或垂直于投影面的位置，用正投影法分别向正面V、水平面H和侧面W投影，即可得到物体的三个视图。

三个视图分别为：

主视图——从前向后投射，在正面V上得到的视图；

俯视图——从上向下投射，在水平面H上得到的视图；

左视图——从左向右投射，在侧面W上得到的视图。

2.三视图之间的投影关系

从图1-9所示中可以看出，主视图只能表示长和高，俯视图只能表示长和宽，左视图只能表示高和宽。投影时，物体是在同一个位置分别向三个投影面投影的，三个视图之间保持一定的如下“三等”关系：

V面、H面（主、俯视图）——长对正；

V面、W面（主、左视图）——高平齐；

H面、W面（俯、左视图）——宽相等。“三等”关系是我们绘制和识读图样时所遵循的最基本的投影规律，形象地表达了“三等”关系。

图1-9　三视图三个方向的对正关系

三、图样画法（一）视图

视图是机件向多面投影体系的各投影面做正投影所得的图形。视图主要用于表达机件外部结构形状。视图分为基本视图、向视图、局部视图和斜视图。

1.基本视图

将机件放在由六个基本投影面构成的投影体系中，分别向六个基本投影面投射，得到六个基本视图：主视图、俯视图、左视图、右视图、仰视图、后视图。（1）各视图画在同一张图纸内时，不需标注视图名称。（2）在六个基本视图中“三等”规律仍存在，如图1-10所示。

图1-10　机件六个基本视图

2.向视图

由于六个基本视图配置固定，有时会给布图带来不便，因此国家规定中规定了一种可以自由配置的视图——向视图。向视图也是基本视图的另一种表达方式。

向视图的标注：（1）在视图上方标出视图名称“×”（“×”为大写拉丁字母A、B、C…顺次使用）；（2）用箭头表示投射方向。

图1-11所示为向视图的标注方法。

图1-11　向视图的标注

3.局部视图

局部视图是将机件的某一部分结构形状向基本投影面投射所得的视图。如图1-12所示的机件，左边连接板与右边的缺口采用局部视图来表达，省去了左、右两个基本视图，使图样表达清晰、简单明了。

图1-12　局部视图

断裂边界用波浪线（或双折线）表示（图1-12），如局部视图A。当所表示部分的结构形状完整，且外轮廓线封闭时，省略波浪线，如局部视图B。波浪线画在机件的实体部分，不应超出机件。

4.斜视图

斜视图将机件向不平行于基本投影面（投影面垂直面）的平面投射所得的视图。图1-13为机件的斜视图形成过程。

图1-13　斜视图

斜视图的标注：（1）在视图上方标出视图名称“×”（“×”为大写拉丁字母A、B、C…顺次使用）。（2）在相应视图附近用箭头指明投射方向，箭头应垂直柱体轮廓线。（3）为使画图方便，可将斜视图的图形旋转某一角度（至水平或垂直位置）后画出。但在标注视图名称时，需加注旋转符号“”或”。图1-14所示为斜视图的标注方法。

图1-14　斜视图的标注（二）剖视图

1.剖视图的概念

假想用一剖切面（平面或柱面）剖开机件，移去观察者和剖切面之间的部分，将其余部分向投影面投射所得的图形称为剖视图，图1-15所示为剖视图的形成。

画剖视图应注意的问题：（1）剖面区域：在剖视图中，剖切面与机件接触的部分称为剖面区域。剖面区域内要画出剖面符号，不同的材料用不同的剖面符号表示。（2）剖切后，留在剖切面之后的部分，应该全部向投影面投射，不能出现漏线和多线，同时应特别注意空腔内部线，如图1-16所示。（3）剖面符号

在剖面区域中应画出剖面符号，材料采用的特定剖面符号见表1-3。

图1-15　剖视图的形成

图1-16　剖视图

表1-3　各材料的剖面符号

2.剖切面种类

由于结构形状的不同，表示它们所用的剖切方法也不相同，国家规定了三种剖切面：单一剖切面、几个平行的剖切面和几个相交的剖切面。（1）单一剖切面

单一剖切面指用平面剖切机件。如图1-17所示是采用单一剖切面剖切而获得的剖视图。

图1-17　单一剖切面的剖视图（2）几个平行的剖切平面

在剖视图中，一般不应出现不完整的孔、槽等要素。当两个要素在图形上具有公共对称线或轴线时，可各画一半。如图1-18所示为几个平行的剖切面剖切所得的剖视图。

图1-18　几个平行剖切面后的剖视图（3）几个相交的剖切面

用几个相交的剖切平面（这些平面的交线垂直于某一基本投影面）剖切机件。此类剖视图时应先剖切后旋转，当剖切后产生不完整要素时，应将这部分要素按不剖绘制。如图1-19所示。

图1-19　几个相交剖切面的剖视图

3.剖视图的种类

按机件剖开的范围剖视图分为：全剖视图、半剖视图、局部剖视图。（1）全剖视图

用剖切面完全地剖开机件所得的剖视图。全剖视图主要用于表达不对称机件、外形简单的对称机件的内形。全剖视图可使用各种剖切面剖得，如图1-20所示。（2）半剖视图

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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