【正文】 tional applications, and close radial clearance between the elements is required. By themselves, neither the lip nor the hydrodynamic is ideal, but by utilizing the best feature of each, a more reliable sealing mechanism has been developed. The automotive industry is probably the largest user of seals. Dissatisfied with the performance of lip seals, a seal in which the lip seal in which the lip and hydrodynamic methods of sealing are bined has been developed for bidirectional rotation. Modern developments. With the advent of nuclear power plants, space vehicles, and supersonic aircraft, the temperature levels at which seals must operate have risen from about 200F (90℃ ) too about 900F (500℃ ). In addition, operating speeds have increased and ambient pressures have dropped below atmospheric. There has been considerable recent development in seal technology, and a variety of highperformance seal is available for applications involving gas, liquid metals, and all of the mon fluids. One of these is a face seal with spiral grooves to produce a hydrodynamic effect。 it has been used to seal liquid sodium. 軸 實心軸 軸作為機械零件通常是一根圓柱形桿，用來支撐部件并隨部件一起轉(zhuǎn)動以接受和傳遞轉(zhuǎn)動和扭矩。往復(fù)式發(fā)動機的曲軸接受每一根曲軸通過活塞和連桿（滑塊 曲柄機構(gòu)）傳來的轉(zhuǎn)動，并通過聯(lián)軸器、齒輪、鏈條或皮帶把轉(zhuǎn)動傳遞到變速箱、凸輪軸 、泵和其它裝置。由曲軸通過齒輪或鏈條驅(qū)動的凸輪軸只有一根受力軸即輸入軸，但軸上的每一個凸輪都能把轉(zhuǎn)動傳遞給氣門的傳動機構(gòu)溝。 輪軸通常的定義是車輪和皮帶輪能在其上旋轉(zhuǎn)的一根固定的圓柱形構(gòu)件，但驅(qū)動汽車后輪的旋轉(zhuǎn)軸也叫輪軸，這可能是從過去馬車時代傳下來的。通常習(xí)慣上把機器上的短軸叫做主軸（或心軸），特別是指機床上安裝刀具和工件的軸。 在以前一個車間里所有的機器都由一個大電動機或原動機的，這樣就必須有一根同車間一樣長的主傳動軸（即天軸）通過皮帶把動力供給較短的副軸、中間軸或頂軸。這種主傳動軸是用一節(jié)節(jié)的軸裝配起 來的，用剛性聯(lián)軸器固定在一起。盡管一般說來用單獨的電動機來驅(qū)動每一臺機器更為方便，并且現(xiàn)代的趨勢也是按照這個方向發(fā)展的，但現(xiàn)在仍有某些場合采用分組傳動更為經(jīng)濟。 應(yīng)力和變力 軸在轉(zhuǎn)動時承受剪應(yīng)力，其大小取決于扭矩和斷面的尺寸。這個剪應(yīng)力是軸的材料對作用扭矩所產(chǎn)生的抗力的一種量度。所有傳遞扭矩的軸都承受扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。 除剪應(yīng)力之外，傳遞扭矩的軸還會產(chǎn)生剪切變形。扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)通常用每單位長度的扭轉(zhuǎn)角來表示，即用軸的某一截面所轉(zhuǎn)過的角度來表示。 安裝齒輪和皮帶輪的軸不但會產(chǎn)生扭矩，而且還會產(chǎn)生彎矩，彎曲應(yīng)力（在凸面 是拉應(yīng)力，在凹面是壓應(yīng)力）的大小取決于兩軸承間的距離及軸的截面尺寸， 彎曲和扭轉(zhuǎn)綜合起來使軸內(nèi)所產(chǎn)生的受力狀態(tài)比單純扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的純剪切狀態(tài)或單純彎曲所產(chǎn)生的拉伸─壓縮狀態(tài)更為復(fù)雜。 對軸的設(shè)計工作者來說，重要的是要知道軸是否可能產(chǎn)生過大的發(fā)向應(yīng)力或過大的剪應(yīng)力以致?lián)p壞。如果扭轉(zhuǎn)一支粉筆，它必定在同軸線成 45176。角的平面上而不是在與軸線垂直的平面上斷裂。這是因為最大的應(yīng)力就作用在這個平面上，而粉筆的抗拉強度是很差的。通常在設(shè)計鋼軸時要使彎曲和扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力小于規(guī)定的最大設(shè)計應(yīng)力。 圓形截面的軸與其它截面的 軸相比，在扎鋼上更易于扎制，且更易于加工，同時也易于支撐在軸承上。因此，在實際應(yīng)用中很少使用非遠行截面的軸。此外，圓軸的強度和剛度，無論是在彎曲或是扭轉(zhuǎn)時，都較易與計算。最后，對一定量的材料來說，圓軸對一定的扭矩所產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力最小，而抗扭剛度則最大。 圓軸內(nèi)的剪應(yīng)力在表面最大，而在軸線部分則降到零。這就是說大部分扭矩是由表面和靠近表面的材料來承受的。 臨界轉(zhuǎn)速 用弓拉小提琴時琴弦會發(fā)生振動，同樣，支撐在兩軸承之間的圓軸也有一個自然的橫向振動頻率。如果軸的轉(zhuǎn)速與自然頻率重合，軸就處于臨界轉(zhuǎn)速并發(fā)出噪音。 多半長的撓性軸比短的剛性軸更容易出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)速。軸的自然頻率可隨其剛度的增加而提高。 如果把一根細長桿的一端固定在天花板上，另一端支撐一個很重的圓盤，如果給圓盤一個起始的扭矩就把手松開，圓盤就會像扭擺一樣繞桿軸來回振動。振動的頻率取決于桿的抗扭剛度和圓盤的重量；桿的剛度越大且圓盤越輕則頻率越高。往復(fù)式發(fā)動機的曲軸也會產(chǎn)生類似的扭轉(zhuǎn)振動。特別是多拐曲軸和帶有很重飛輪的曲軸更是如此。每一個曲拐和與之相聯(lián)的連桿部分的作用就像一個小飛輪，并且對作為一個整體的曲軸來說，這些小飛輪能按很多種方式彼此安相反的方向與主飛輪反 反方向地繞軸線來回振動。 當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，由連桿傳遞給曲軸的扭矩是波動的，如果曲軸的轉(zhuǎn)速使連桿的起伏推力以與軸的自然扭轉(zhuǎn)頻率之一相符合的速度傳遞，則扭轉(zhuǎn)擺動就將同軸的轉(zhuǎn)動疊加起來。這樣的轉(zhuǎn)速稱之為扭轉(zhuǎn)臨界轉(zhuǎn)速，它能導(dǎo)致軸的損壞。因此，已經(jīng)設(shè)計了許多裝置來控制軸的振動。 撓性軸 撓性軸是把單根的心線或新心軸上繞成螺旋形金屬絲左向和右向重疊地緊緊繞許多層而制成的。這種軸借助裝在軸的兩端的專用配件連接到動力源和從動件上。也可以采用金屬或非金屬材料的撓性套來引導(dǎo)和保護撓性軸，但要封裝一定的潤滑劑。與實心軸相比，撓 性軸可以彎成半徑小得多的弧形而不至產(chǎn)生超限應(yīng)力。 對于把傳遞的動力拐幾個角和達到相當(dāng)長的距離來說，通常利用撓性軸比利用皮帶、鏈條或齒輪裝置要經(jīng)濟和方便。汽車上大多數(shù)速度表都是用撓性軸來驅(qū)動的，這根撓性軸從變速箱一直接到儀表板上。如果有一個閥門、開關(guān)或其它控制裝置處在難以達到的位置，可以用一根撓性軸從比較方便的位置來操縱。對于像噴砂器、研磨機和鉆孔機這樣一些手提式工具來說，撓性軸幾乎是必不可少的。 鍵 花鍵和銷 如果要把動力從一個連軸器、離合器、齒輪、飛輪或皮帶輪這樣的機械零件傳到安裝這個零件的軸上，必須 采取措施防止軸和這個之間產(chǎn)生相對運動。在螺旋齒輪或傘齒輪上，可以在軸上做一臺階，或使齒輪直接地或通過管狀墊圈同支撐面相接觸來防止由推力（軸向）復(fù)負荷引起的軸向相對運動。如果軸向負荷是偶然出現(xiàn)的且數(shù)值很小，可以用定位螺釘來防止零件沿軸向滑動。鍵、花鍵和銷的主要用途就是防止相對的轉(zhuǎn)動。 通常鍵的截面呈正方形，一半嵌在鍵里，一半嵌在其它零件的轂里。如果鍵是用鋼制作的（通常都是這樣得），其強度應(yīng)該與軸的強度一樣，其截面的寬度與高度是軸直徑的四分之一（這一比例十分接近實際情況），如果鍵的長度是軸直徑的 ，其抗 扭能力同實心軸的抗扭能力相同。另一常用的平鍵的截面成矩形，高與寬之比為 。這兩種平鍵在高度上可以是直的，也可以是斜的。直繭只同鍵槽的兩側(cè)緊密配合。鉤頭鍵是一頭突出的斜鍵，以便于拆卸。 半圓鍵廣泛應(yīng)用于機床和機動車輛。這種鍵呈月牙形同軸上用特制銑刀銑出的鍵槽配合。盡管這種鍵的鍵槽特別深，且會大大消弱軸的強度，但它能防止鍵出現(xiàn)轉(zhuǎn)動或軸向移動的任何可能性。半圓鍵特別適用于軸的錐形端部。 由于對軸的強度的消弱程度比較小，所以常常用圓柱鍵或圓錐鍵來代替正方形和矩形的平鍵，但一半在軸上，一半在榖上的鍵槽必須在把榖 裝配好之后再鉆出來，因此零件的互換性幾乎是不可能的。如果大齒輪的毛胚是在較便宜的輪心外面縮套上一個高強度的輪圈所制成的，緊密配合的圓鍵常常用來保證永久連接。 花鍵是同軸連接成整體的幾個固定鍵，它們與輪轂上切出的幾個凹形鍵槽相配合?；ㄦI的尺寸不論對永久（壓入）配合還是滑動配合而言，都是標(biāo)準(zhǔn)化的?；ㄦI齒的剖面形狀可以是直齒，也可以是漸開線形的；漸開線齒的強度較高，易于測量，在扭轉(zhuǎn)時能起自動對中的作用。 圓錐銷能用來防止安裝在軸上的零件產(chǎn)生軸向運動和轉(zhuǎn)動。圓錐銷緊密配合在鉸光的錐銷孔中，這種錐銷孔同軸線垂直，既可 位于軸表面的徑向，也可位于軸表面的切線方向。工業(yè)上用的許多圓柱銷釘打進銷釘孔之后是靠彈性或塑性變形來緊固的。 上述各種鍵和銷都是標(biāo)準(zhǔn)的傳動件。在某些情況下，它們是不能滿足要求的，必須采取某種非傳統(tǒng)性的方法。對于齒輪孔和齒根之間沒有足夠的地方來開縱向鍵槽的小齒輪，可以在齒輪的端部開一橫的徑向槽同軸上的徑向凸起相配合。對于傳遞中等負荷，可以用滾花刀具在軸上滾出許多細齒形凸起，再把軸壓進從動件的孔里就可獲得經(jīng)濟而有效的連接。如果軸相對于從動件來說具有足夠的硬度，軸會在從動件的孔內(nèi)拉出許多槽，實際上形成壓配合花鍵的 連接。也可以采用壓入配合和冷縮配合，它們也能形成非常牢固的配合，但對連接件的尺寸必須精確控制。