机械传动与常用机构知识

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1、第三章第三章 机械传动与常用机构知识机械传动与常用机构知识学习支持：知识目标：知识目标： 通过本章的学习具备联接与支承零部件的基础知识；具备汽车机械所涉及的带传动与链传动的基本知识；具备汽车机械所应用的齿轮传动的基本知识；具备汽车机械中齿轮系与减速器的基本知识；具备常用机构的基本知识。能力目标：能力目标： 通过本章的学习能认识相应联接件；掌握带传动、链传动的类型、特点与应用；掌握渐开线齿轮基本特征以及传动特点，掌握渐开线斜齿轮的传动特点与应用；掌握定轴齿轮系的传动比计算方法及轮系中各个齿轮的转动方向的判别，会确定主、从动轮的转向关系；掌握平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构等的基本形式与

2、应用特点。 第一节第一节 螺纹联接与螺纹传动螺纹联接与螺纹传动1.1 螺纹联接的基本知识螺纹联接的基本知识 三角形（普通螺纹）、管螺纹联接螺纹。矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹传动螺纹。三角形螺纹：粗牙螺纹用于联接。细牙螺纹自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等。1.1.1 螺纹的类型螺纹的类型 1.螺纹按牙型分类：联接：静联接被联接件间不充许产生相对运动不可折联接：铆、焊、介于可折不可折之间，胶（粘）接等可折联接：螺纹、键、花键、销、成型而联接等动联接被联接零件间可产生相对运动各种运动副联接2.螺纹按位置分类：内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹根据螺旋线绕行方向分

3、类：左旋、 右旋 根据螺旋线头数分类：单头螺纹（n=1）用于联接 双头螺纹（n=2） 多线螺纹（n2）用于传动1.1.2 螺纹的主要参数螺纹的主要参数1）外径d（大径）（D）与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径亦称公称直径2）内径（小径）d1(D1)与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径3）中径d2在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径 d20.5(d+d1)4）螺距P相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离5）导程（S）同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离6）线数n螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n

4、4螺距、导程、线数之间关系：L=nP7）螺旋升角在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。22/dnParctgdarctgL28）牙型角螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。9）牙型斜角螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。对称牙型各种螺纹（除矩形螺纹）的主要几何尺寸可查阅有关标准公称尺寸为螺纹外径对管螺纹近似等于管子的内径。1.1.3 常用螺纹的特点及应用常用螺纹的特点及应用 如图所示，螺纹按其牙型角可分为三角螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹主要用于联接；矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。用于联接的三角螺纹又有普通螺纹，英制螺纹以及用于管路系统联接的圆柱螺纹，即管螺

5、纹。在上述各种螺纹中，除矩形螺纹外，均已标准化。普通螺纹的螺距和基本尺寸可查有关手册。1.1.4 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型 常用联接的基本类型：螺栓联接 、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。（a） 螺栓联接螺栓联接 (b) 双头螺柱联接双头螺柱联接 (c) 螺钉联接螺钉联接 (d) 紧定螺钉联紧定螺钉联 1.1.5螺纹联接的预紧与防松螺纹联接的预紧与防松一、螺纹联接的预紧一、螺纹联接的预紧螺纹联接松联接在装配时不拧紧，受外载时才受到力的作用。紧联接在装配时需拧紧，即在承载时，已预先受预紧力F0。预紧目的:保持正常工作。T0.2F0d预紧力的控制:测力矩板手测出预紧力矩。定力矩板

6、手达到固定的拧紧力矩时，弹簧受压将自动打滑。 测量测量预紧前后螺栓伸长量S。二、螺纹联接的防松二、螺纹联接的防松 螺纹联接的防松件螺纹联接多采用单线普通螺纹，其导程角为1.50-3.50，当量摩擦角60-90，一般都具有自锁性；在静载荷和工作环境温度变化不大的情况下不会自动松脱。但在振动、冲击、变载荷或温度变化很大时，联接就有可能松脱。为保证联接安全可靠，设计时必须考虑放松问题。1防松目的：防止因外载荷的变化、材料蠕变等因素造成螺纹联接 松驰，从而使联接失效。2防松原理：消除或限制螺纹副之间的相对运动。3防松办法及措施摩擦防松：双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等。机械防松：开槽螺母与开口销

7、、圆螺母与止动垫圈、弹簧垫片、 轴用带翅垫片、止动垫片、串联钢丝等。永久防松：端铆、冲点（破坏螺纹）、点焊、粘合。三、提高螺栓联接强度的措施三、提高螺栓联接强度的措施这部分内容是针对重要的、大型螺栓联接的。影响螺栓联接强度的因素很多如材料、结构尺寸、制造精度，装配工艺。但主要取决于螺栓强度。下面从四方面分析影响螺栓强度的因素，找出提高螺栓联接强度的措施.（一）改善螺纹牙间载荷分布1. 螺纹牙受力不均现象螺纹牙间载荷分配关系，通过减少螺栓、螺母的螺距变化差,可改善这种载荷分布不均现象。2.具体措施：尽可能将螺母制成受拉伸的结构,如悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母等。上述为均载螺母，加工复杂，只适用于

8、重要或大型联接处。（二）降低总拉力F0变化范围a.采用柔性螺栓 b.在螺母下装弹性元件C.增大被联接件刚度K2 (如图)（三）采用刚性较大垫片（如下图）柔性螺栓在螺母下装弹性元件（四）减小应力集中螺栓上的螺纹(特别是螺纹的收尾)螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓横剖面积发生变化的部位等，都要产生应力集中。常用方法：增大过渡圆角，加卸载槽；辗压代切削螺纹，可提高疲劳强度30%。四、避免或减小附加应力四、避免或减小附加应力若被联接件刚性差、螺母支承面歪斜，装配不良或采用钩头螺钉都会使螺栓受偏心载荷，产生附加弯曲应力，严重降低了螺栓的疲劳强度。 改善措施： 1) 避免采用钩头螺栓； 2) 采用球面垫圈,

9、腰环螺栓； 3) 锻、铸件等支承面制成凸台或沉头座。(见下图) 五、采用合理的制造工艺五、采用合理的制造工艺 1用高强度钢作螺栓材料，提高F，虽应力集中敏感，但可提高联接强度的 效果； 2. 制造工艺对螺栓疲劳强度有重要影响。采用辗制螺纹时，由于冷作硬化的作用，表层有残余压力，金属流线合理，螺栓疲劳强度可较车制螺纹高3040%；热处理后再滚压的效果更好； 3. 进行氮化，碳氮共渗、喷丸等措施提高疲劳强度。1.1.6螺旋传动基本知识螺旋传动基本知识 一、螺旋传动一、螺旋传动 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。 （一）螺旋

10、传动的运动形式 根据螺杆和螺母的相对运动关系，螺旋传动的常用运动形式主要有以下两种： 1)螺杆转动，螺母移动 2）螺杆转动，螺母移动 （二）螺旋传动的类型 1.螺旋传动按其用途不同，可分为以下三种类型： 1）传力螺旋 2）传导螺旋 3）调整螺旋 2.按其螺旋副摩擦性质的不同，又可分为以下三种类型： 1）滑动螺旋 2）滚动螺旋 3）静压螺旋（三）、滑动螺旋的结构和材料滑动螺旋的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承的结构形式。 螺杆的材料要有足够的强度和耐磨性。螺母的材料除了要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料相配合时摩擦系数小和耐磨。螺旋传动常用的材料见下表。第二节第二节 摩擦轮传动、带传动和链传

11、动摩擦轮传动、带传动和链传动2.1摩擦轮传动摩擦轮传动2.1.1摩擦轮传动的工作原理和特点摩擦轮传动的工作原理和特点1.摩擦轮传动的工作原理最简单的摩擦轮传动如图3-1所示，它是由两个摩擦轮、一个机架、一个压缩弹簧和一个滑块所组成，工作时，利用两个摩擦轮被互相压紧后在接触处产生的摩擦力来实现传动。图3-1摩擦轮传动的摩擦力的大小为 FfQ 式中F摩擦力（N） 动摩擦因数（见表2-1）Q两轮接触处的压紧力（N） 从动轮2处产生的摩擦力矩Mf（Nmm）为 MFr2Q r2式中r2从动轮半径（mm）表表2-12-1动摩擦因数动摩擦因数 和许用单位压力和许用单位压力qq材 料摩擦状态 q/Nmm钢与钢