【正文】 動(dòng)滑塊沿斜面等速向上滑動(dòng)（圖教材98a）。螺紋牙強(qiáng)度高，用于單向受力的傳力螺旋；如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)?。牙厚為螺距的一半，?dāng)量摩擦系數(shù)較小，效率較高，但牙根強(qiáng)度較低，螺紋磨損后造成的軸向間隙難以補(bǔ)償，對(duì)中精度低，且精加工較困難，因此，這種螺紋已較少采用。主要是英、美等國使用，國內(nèi)一般僅在修配中使用。細(xì)牙螺紋的小徑大、升角小，因而自鎖性能好、強(qiáng)度高，但不耐磨、易滑扣，適用于薄壁零件、受動(dòng)載荷的聯(lián)接和微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整。常用的有普通螺紋、英制螺紋和圓柱管螺紋。二、螺紋的主要參數(shù)要區(qū)分不同的螺紋，就要掌握說明螺紋特點(diǎn)的一些參數(shù)。根據(jù)螺旋線的繞行方向，可分為左旋螺紋和右旋螺紋（見教材圖9—3），規(guī)定將螺紋直立時(shí)螺旋線向右上升為右旋螺紋，向左上升為左旋螺紋。9—1機(jī)械制造中的常用螺紋一、螺紋的形成πｄ2Sψ將一直角三角形繞在直徑為d2的圓柱表面上，使三角形底邊ab與圓柱體的底邊重合，則三角形的斜邊在圓柱體表面形成一條螺旋線。習(xí)慣上，機(jī)械設(shè)計(jì)中的聯(lián)接通常指的是靜聯(lián)接，簡稱聯(lián)接。（3）混合輪系傳動(dòng)比計(jì)算的要點(diǎn)是如何正確劃分出各個(gè)基本輪系，劃分的關(guān)鍵是先找出輪系中的周轉(zhuǎn)輪系部分。*167。這時(shí)的運(yùn)動(dòng)由齒輪5傳給齒輪4，而齒輪3和4如同一個(gè)固聯(lián)的整體隨齒輪4一起轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪2不繞自身軸線回轉(zhuǎn)。圖示汽車后橋差速器是利用差動(dòng)輪系分解運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。4 運(yùn)動(dòng)的合成與分解具有兩個(gè)自由度的行星齒輪系可以用作實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解。2 獲得大傳動(dòng)比KHV型行星齒輪傳動(dòng)，用很少的齒輪可以達(dá)到很大的傳動(dòng)比；3 實(shí)現(xiàn)變速換向和分路傳動(dòng)所謂變速和換向，是指主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變時(shí)，利用輪系使從動(dòng)軸獲得多種工作速度，并能方便地在傳動(dòng)過程中改變速度的方向，以適應(yīng)工件條件的變化。解：首先把齒輪系進(jìn)行分解；（1） 定軸輪系3’45（2） 行星輪系122’3H（3）由定軸輪系可得：由行星輪系可得：補(bǔ)充方程其余聯(lián)立方程求解即可。 如圖所示的組合行星齒輪系分解為由由齒輪ZZ2組成的定軸輪系12 由齒輪 Z2/、ZZ4組成的行星輪系2180。則形成組合輪系。劃分單級(jí)行星齒輪系的方法是：（1） 找出行星輪和相應(yīng)的系桿（行星輪的支架）；（2） 找出和行星齒輪相嚙合的太陽輪（3） 由行星輪、太陽輪、系桿和機(jī)架組成的就是單級(jí)行星齒輪系。解：例8—， 已知各齒輪的齒數(shù)分別為：Z1 = 15，Z2 = 25， Z2’ = 20 Z3 = 60， n1=200 rpm， n3=50 rpm，且轉(zhuǎn)向圖示。 (1)主動(dòng)輪G，從動(dòng)輪K，按順序排隊(duì)主從關(guān)系。從而也可以間接求出行星齒輪系傳動(dòng)比。即原來運(yùn)動(dòng)的行星輪架轉(zhuǎn)化為靜止。為了利用定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式，間接計(jì)算行星齒輪系的傳動(dòng)比，必須采用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法。求末輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。例題82 如圖所示定軸齒輪系，已知z1=20，z2=30，z39。一對(duì)圓錐齒輪z3=20，z4=21。 設(shè)定軸齒輪系首輪為1輪、末輪為K輪，定軸齒輪系傳動(dòng)比公式為：i=n1/nk=各對(duì)齒輪傳動(dòng)比的連乘積i1k=(1)M所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積/所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積式中：1表示首輪，K表示末輪，m表示輪系中外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力是由軸經(jīng)Ⅱ軸傳動(dòng)Ⅲ軸。確定齒輪系的傳動(dòng)比包含以下兩方面：(1) 計(jì)算傳動(dòng)比I的大?。?2) 確定輸出軸(輪)的轉(zhuǎn)向.二、定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比：傳動(dòng)比大小:i12=ω1/ω2 =Z2/Z1轉(zhuǎn)向 外嚙合轉(zhuǎn)向相反 取“”號(hào)內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)向相同 取“+”號(hào)對(duì)于圓柱齒輪傳動(dòng)，從動(dòng)輪與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系可直接在傳動(dòng)比公式中表示即：i12=177。按中心輪的個(gè)數(shù)不同又分為：2K—H型行星齒輪系；3K型行星齒輪系；K—H—V型行星齒輪系。（3）組合行星齒輪系：它是由一級(jí)或多級(jí)以上行星齒輪系與定軸齒輪系組成的輪系。否則無法運(yùn)動(dòng)。支承行星輪作自轉(zhuǎn)并帶動(dòng)行星輪作公轉(zhuǎn)的構(gòu)件H稱為行星架。定軸齒輪系是最基本的齒輪系，應(yīng)用很廣。本章主要討論齒輪系的常見類型、不同類型齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法。75 / 75機(jī)械的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(810) 第八章 齒 輪 系 167。齒輪系可以分為兩種基本類型：定軸齒輪系和行星齒輪系。如下圖所示。軸線固定的齒輪3則稱為中心輪或太陽輪。根據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不同，行星齒輪系可分為以下三類：（1）單級(jí)行星齒輪系： 它是由一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的輪系。行星齒輪系 根據(jù)自由度的不同。167。z2/z1其中+號(hào)表示主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相同，用于內(nèi)嚙合；－號(hào)表示主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反，用于外嚙合；對(duì)于圓錐齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)，由于主從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)不在同一平面內(nèi)，因此不能用177。Ⅰ軸和Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速比，亦即首輪和末輪的轉(zhuǎn)速比即為定軸齒輪系的傳動(dòng)比：i14=n1/n4=n1/n3。當(dāng)m為奇數(shù)時(shí)傳動(dòng)比為負(fù)，表示首末輪轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)m為偶數(shù)時(shí)傳動(dòng)比為負(fù)，表示首末輪轉(zhuǎn)向相同。一對(duì)圓柱齒 輪z5=21，z6=28。2=20，z3=60，z39。解：根據(jù)定軸齒輪系傳動(dòng)比公式，并考慮1到5間有3對(duì)外嚙合，故末輪5的轉(zhuǎn)速 (r/min)負(fù)號(hào)表示末輪5的轉(zhuǎn)向與1首輪相反，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。即假設(shè)給整個(gè)齒輪系加上一個(gè)與行星架H的轉(zhuǎn)速大小相等，轉(zhuǎn)向相反的附加轉(zhuǎn)速“—nH”。這樣原來的行星齒輪系就轉(zhuǎn)化為一個(gè)假象的定軸輪系。轉(zhuǎn)化輪系：給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上－nH使行星架靜止不動(dòng)nH＝0，各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變，這個(gè)轉(zhuǎn)換輪系是個(gè)假想的定軸輪系。(2)公式只用于齒輪G、K和行星架H的軸線在一條直線上的場合。求：系桿的轉(zhuǎn)速nH的大小和轉(zhuǎn)向？解:根據(jù)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)原理可知：abcH例題85行星齒輪系如圖所示， 已知各齒輪的齒數(shù)分別為：且齒數(shù)Za = Zb ；轉(zhuǎn)速na、nH也知道。（4） 列出各自獨(dú)立的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比方程，進(jìn)行求解。計(jì)算混合輪系傳動(dòng)比一般步驟如下： 區(qū)別輪系中的定軸輪系部分和行星齒輪系部分。34H 組成例題8—7如圖所示的揚(yáng)機(jī)機(jī)構(gòu)中已知各齒輪的齒數(shù)為：Z1=24, Z2=48, Z2/=30, Z3=90, Z3/=20, Z4=40, Z5=100。167。所謂分路傳動(dòng)，是指主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)，利用輪系將主動(dòng)軸的一種轉(zhuǎn)速同時(shí)傳到幾根從動(dòng)軸上，獲得所需的各種轉(zhuǎn)速。即將兩個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒁粋€(gè)輸入運(yùn)動(dòng)分解兩個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)齒輪5，齒輪4上固聯(lián)著轉(zhuǎn)臂H，轉(zhuǎn)臂上的裝有行星輪2。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，例如左轉(zhuǎn)彎，左輪走的是小圓弧，右輪走的是大圓弧，為使車輪和路面間不發(fā)生滑動(dòng)，以減輕輪胎的磨損，要求右輪比左輪轉(zhuǎn)的快些，即轉(zhuǎn)彎時(shí)兩輪應(yīng)具有不同的半徑。8—5幾種特殊的行星傳動(dòng)簡介（略）本章小結(jié)（1）本章介紹了輪系的分類和應(yīng)用，通過學(xué)習(xí)要掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系以及混合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算方法和轉(zhuǎn)向的確定方法。第九章 螺紋聯(lián)接和螺紋傳動(dòng)機(jī)器是零部件通過聯(lián)接實(shí)現(xiàn)的有機(jī)組合體。聯(lián)接的方法很多，有些聯(lián)接需要專門的聯(lián)接件，如箱體與箱蓋的螺紋聯(lián)接，軸與軸上零件（如齒輪、帶輪）的鍵聯(lián)接。三角形的斜邊與底邊的夾角λ，稱為螺旋線升角。機(jī)械制造中一般采用右旋螺紋，有特殊要求時(shí)，才采用左旋螺紋。以廣泛應(yīng)用的圓柱普通螺紋為例，螺紋的主要參數(shù)如下： (1)大徑d（外徑）（D）——與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑——亦稱公稱直徑(2)小徑（內(nèi)徑）d1(D1)——與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑，在強(qiáng)度計(jì)算中作危險(xiǎn)剖面的計(jì)算直徑(3)中徑d2——在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，近似等于螺紋的平均直徑 d2≈(d+d1)(4)螺距P——相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離(5) 導(dǎo)程（S）——同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上的對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離(6) 線數(shù)n——螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n≤4；螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：L=nP(7) 螺旋升角ψ——在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角。（1）普通螺紋：國家標(biāo)準(zhǔn)中，把牙型角α = 60176。普通螺紋的基本尺寸見教材表9—1。2. 圓柱管螺紋牙型角α = 55176。4. 梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角α = 30176。167。設(shè)法向反力為N，則摩擦力為fN，f為摩擦系數(shù)，ρ 為摩擦角，ρ = arctan f。螺母在力矩T作用下轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，輸入功W1=2лT，此時(shí)升舉重物所作的有效功W2=QS；故螺旋副的效率為：η=W2/W1=QS/2лT=tanф/ tan(ф+ρ)。楔形面時(shí)法向反力N/=Q/cosβ；楔形面摩擦力Ff! =f N/ =fQ/ cosβ。由于三角形螺紋的β=α/2=300；梯形螺紋β=α/2=150；鋸齒形螺紋β=30；矩形螺紋β=00，所以各種螺紋的當(dāng)量摩擦系數(shù)之間有如下關(guān)系：fv三角＞fv梯形＞fv鋸齒＞fv矩形可見，三角形螺紋的fv大，自鎖性能好，且牙根強(qiáng)度高，故常用于聯(lián)結(jié)。如教材圖912a為普通螺栓聯(lián)接，螺栓與孔之間有間隙，由于加工簡便，成本低，所以應(yīng)用最廣。3. 螺釘聯(lián)接　　螺釘直接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中（如教材圖914），結(jié)構(gòu)較簡單，適用于被聯(lián)接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場合。二、 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件品種很多，大都已標(biāo)準(zhǔn)化。螺母 粗制 精制 粗制平墊 精制 A型 普通墊圈 斜墊 B型——帶倒角 7）墊圈 防松墊圈（彈簧墊圈）——起防松作用 帶翅墊圈等三、 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 螺紋聯(lián)接 松聯(lián)接——在裝配時(shí)不擰緊，只存受外載時(shí)才受到力的作用——輕少用緊聯(lián)接——在裝配時(shí)需擰緊，即在承載時(shí)，已預(yù)先受力，預(yù)緊力QP預(yù)緊目的：保持正常工作。TΣ= F0*d*10—3式中：。但在沖擊、振動(dòng)或變載荷作用下，以及在高溫或溫度變化較大時(shí)，螺紋鋼之間的摩擦力會(huì)順時(shí)減小或消失，聯(lián)接就可能松動(dòng)。3. 變?yōu)椴豢刹鹇?lián)接端鉚、沖點(diǎn)（破壞螺紋）見教材圖9—2點(diǎn)焊。需要說明的是，螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接和雙頭螺柱聯(lián)接的失效形式和計(jì)算方法基本相同，所以，本節(jié)對(duì)螺栓聯(lián)接計(jì)算的討論，其結(jié)論對(duì)螺釘聯(lián)接和雙頭螺柱聯(lián)接也基本適用。當(dāng)承受軸向工作載荷F（N）時(shí)，螺紋部分的強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式為：式中：d1——螺桿危險(xiǎn)截面直徑（mm）[σ]——許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa) 見教材表9—6.二、受橫向外載荷的緊螺栓聯(lián)接1. 采用普通螺栓如圖932所示，工作時(shí)聯(lián)接受到與螺栓軸線相垂直的外載荷FR的作用。由此可得，單個(gè)螺栓所需的預(yù)緊應(yīng)力為：б=4F0/πd12 若計(jì)入扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響，強(qiáng)度條件為: 設(shè)計(jì)公式為：式中：[σ]——許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa) 見教材表9—6。三、受軸向外載荷的緊螺栓聯(lián)接這種承載形式在緊螺栓聯(lián)接中比較常見，圖933所示的汽缸與汽缸蓋螺栓組聯(lián)接就是這種聯(lián)接的典型例子。未擰緊未受工作載荷時(shí)螺栓情況：如上圖預(yù)緊前；擰緊后未受工作載荷時(shí)螺栓受預(yù)緊力F0作用：如上圖的預(yù)緊。稱為剩余預(yù)緊力。后，用FΣ=F+ F0/計(jì)算出螺栓的總拉力FΣ的值。由上式可知，當(dāng)螺栓受軸向工作載荷由0至F之間變化時(shí)，螺栓中總的拉力的變化范圍是F0～FΣ。近年來還發(fā)展了高強(qiáng)度塑料螺栓和螺母。這是因?yàn)?，如果不控制預(yù)緊力，螺栓直徑越小，擰緊時(shí)螺桿因過載而損壞的可能性就越大。9—6 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度。減小螺栓剛度的常用措施有：適當(dāng)增加螺栓的長度、減小螺栓桿直徑（教材圖936）或做成中空的結(jié)構(gòu)（教材圖936）——柔性螺栓。教材圖938b所示的緊密聯(lián)接就以用密封環(huán)為佳。若采用圖941的懸置（受拉）螺母，則螺母錐形懸置段與螺栓桿均為拉伸變形，有助于減少螺母和螺栓桿的螺距變化差，從而使載荷分布比較均勻。高強(qiáng)度鋼螺栓對(duì)應(yīng)力集中敏感，但由于可用更大的預(yù)緊力擰緊和更高的極限強(qiáng)度，結(jié)果還是有利的。167。（2）傳導(dǎo)螺旋 以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，并要求有較高的運(yùn)動(dòng)精度，速度較高且能較長時(shí)間連續(xù)工作，如機(jī)床進(jìn)的給螺旋機(jī)構(gòu)。滑動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、易于自鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪聲，所以應(yīng)用最廣。*二、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 滑動(dòng)螺旋的常用材料螺桿和螺母的材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、耐磨性和良好的加工性。2. 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 螺紋副耐磨性計(jì)算磨損多發(fā)生在螺母上。將螺母一圈螺紋沿螺紋大徑處展開（將前面圖中）如圖950，即可視為一懸壁梁，每圈螺紋承受的平均壓力FQ/z作用在中徑D2的圓周上，則螺紋牙根部危險(xiǎn)剖面的變曲強(qiáng)度條件為：剪切強(qiáng)度條件為： Mpa彎曲強(qiáng)度條件為：各數(shù)值教材表9—9和教材表9—10（3）螺桿的強(qiáng)度計(jì)算螺桿工作時(shí)同時(shí)受軸面壓力（拉力）FQ與扭矩T的作用，截面受拉（壓）應(yīng)力與扭剪應(yīng)力的復(fù)合作用，∴按彎扭（壓扭，拉扭）復(fù)合強(qiáng)度條件計(jì)算——第四強(qiáng)度理論 Mpa式中， mm2——螺桿危險(xiǎn)截面積 d1——螺紋小徑（mm） （mm3）——抗扭截面模量 （Nmm）——螺紋扭矩——螺桿材料許用應(yīng)用 Mpa 教材表9—10。本章小結(jié)（1）聯(lián)接可分為可拆聯(lián)接和不可拆聯(lián)接兩種。（3）螺紋聯(lián)接有螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接和緊定螺釘聯(lián)接四種基本類型。（5）螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)首先分析螺栓聯(lián)接情況，然后選用相應(yīng)公式計(jì)算，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果按標(biāo)準(zhǔn)選取螺栓直徑。第十章 軸及軸轂聯(lián)接167。一、 軸的分類按軸受的載荷和功用可分為：