機電一體化系統(tǒng)設(shè)計_第二章機械部件選擇與設(shè)計

1、第二章第二章機電一體化系統(tǒng)機電一體化系統(tǒng)機械部件選擇與設(shè)計機械部件選擇與設(shè)計 機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)機械構(gòu)件及其傳動部件機械構(gòu)件及其傳動部件 控制部件、接口電路、功率放控制部件、接口電路、功率放大電路、執(zhí)行元件、機械傳動部大電路、執(zhí)行元件、機械傳動部件、導(dǎo)向支承件以及傳感元件等件、導(dǎo)向支承件以及傳感元件等 部分均與機械部分相關(guān)，而最主部分均與機械部分相關(guān)，而最主要的是機械傳動部件，導(dǎo)向支承要的是機械傳動部件，導(dǎo)向支承件部件。件部件。 機電一體化的機械系統(tǒng)與一般機械系統(tǒng)相比，機電一體化的機械系統(tǒng)與一般機械系統(tǒng)相比，具有一定的特殊要求：具有一定的特殊要求：（1 1）較高的

2、定位精度。）較高的定位精度。（2 2）良好的動態(tài)響應(yīng)特性。響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。）良好的動態(tài)響應(yīng)特性。響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。（3 3）無間隙、低摩擦、低慣量、大剛度。）無間隙、低摩擦、低慣量、大剛度。（4 4）高的諧振頻率、合理的阻尼比。）高的諧振頻率、合理的阻尼比。 這表明了機械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計時的特點和要這表明了機械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計時的特點和要求求。 要達到上述要求，在機電一體化系統(tǒng)機械系要達到上述要求，在機電一體化系統(tǒng)機械系統(tǒng)設(shè)計中，可采取的主要措施：統(tǒng)設(shè)計中，可采取的主要措施： （1）采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支撐件。）采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支撐件。如：滾珠絲杠副、滾動導(dǎo)向和支

3、承、動靜壓導(dǎo)如：滾珠絲杠副、滾動導(dǎo)向和支承、動靜壓導(dǎo)向和支承。向和支承。（2）縮短傳動鏈，提高傳動與支承剛度。如：）縮短傳動鏈，提高傳動與支承剛度。如：大扭矩、寬調(diào)速的伺服電動機；軸端預(yù)緊或預(yù)大扭矩、寬調(diào)速的伺服電動機；軸端預(yù)緊或預(yù)拉伸、滾珠絲杠副或滾動導(dǎo)軌副預(yù)緊消除間歇拉伸、滾珠絲杠副或滾動導(dǎo)軌副預(yù)緊消除間歇提高剛度。提高剛度。 （3）選擇合理（最佳）傳動比，提高系統(tǒng)）選擇合理（最佳）傳動比，提高系統(tǒng)分辨率，減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等分辨率，減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量，盡可能的提高系統(tǒng)的加速能力。效轉(zhuǎn)動慣量，盡可能的提高系統(tǒng)的加速能力。 （4）盡可能地減小或消除傳動誤差和反

4、轉(zhuǎn)）盡可能地減小或消除傳動誤差和反轉(zhuǎn)誤差、減少支承變形，最終縮小反向四區(qū)誤誤差、減少支承變形，最終縮小反向四區(qū)誤差。差。 （5）改進和合理設(shè)計支承件和機架結(jié)構(gòu)，）改進和合理設(shè)計支承件和機架結(jié)構(gòu)，提高剛度、減少振動和噪音。提高剛度、減少振動和噪音。2.1.1 機械傳動部件及其主要功能機械傳動部件及其主要功能 常用傳動部件常用傳動部件：螺旋傳動、齒輪傳：螺旋傳動、齒輪傳動、同步齒形傳動、高速帶傳動，其動、同步齒形傳動、高速帶傳動，其它非線性傳動元件。它非線性傳動元件。 主要功能主要功能：傳遞力：傳遞力/ /轉(zhuǎn)矩和速度轉(zhuǎn)矩和速度/ /轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速力力/ /轉(zhuǎn)矩、速度轉(zhuǎn)矩、速度/ /轉(zhuǎn)速變換器。轉(zhuǎn)速變換器

5、。 主要作用或目的主要作用或目的使執(zhí)行元件與負載使執(zhí)行元件與負載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達到合理（最佳）之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達到合理（最佳）的匹配。的匹配。 基本要求基本要求傳動間隙小、精度高、體傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、傳動轉(zhuǎn)矩大。積小、重量輕、運動平穩(wěn)、傳動轉(zhuǎn)矩大。 可按傳動部件的用途可按傳動部件的用途工作機或信息工作機或信息機的主要功用而確定目標(biāo)指標(biāo)和參量。機的主要功用而確定目標(biāo)指標(biāo)和參量。 機電一體化機械傳動部件的發(fā)展方向機電一體化機械傳動部件的發(fā)展方向 精密化，高速化，小型化，輕量化。精密化，高速化，小型化，輕量化。厚德達理厚德達理 勵志勤工勵志勤工（1 1）絲杠螺母

6、機構(gòu)的主要構(gòu)成）絲杠螺母機構(gòu)的主要構(gòu)成 絲杠、絲杠螺母和減摩介質(zhì)或滾動體（回珠裝絲杠、絲杠螺母和減摩介質(zhì)或滾動體（回珠裝置）。置）。 功能：功能：實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動之間相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動之間相互轉(zhuǎn)換或調(diào)整?；蛘{(diào)整。 作用：作用：用于機構(gòu)之間能量的傳遞和運動形式的用于機構(gòu)之間能量的傳遞和運動形式的傳遞。傳遞。 分類：分類：滑動和滾動絲杠螺母機構(gòu)?；瑒雍蜐L動絲杠螺母機構(gòu)。1 1）滑動絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動基本條件：）滑動絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動基本條件： 應(yīng)有足夠的滑移間隙和充分地潤滑，熱脹應(yīng)有足夠的滑移間隙和充分地潤滑，熱脹冷縮補償空間；因而，存在一定的空回間隙。冷縮補償空間；因而，存

7、在一定的空回間隙。2 2）滾珠絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動的基本條件：）滾珠絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動的基本條件： 應(yīng)有足夠的潤滑儲油空間和熱脹冷縮彈性應(yīng)有足夠的潤滑儲油空間和熱脹冷縮彈性補償能力，可實現(xiàn)無間隙工作；因而，存在一補償能力，可實現(xiàn)無間隙工作；因而，存在一定的表面應(yīng)力；為了實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)，需一滾珠定的表面應(yīng)力；為了實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)，需一滾珠的回珠裝置（內(nèi)或外）。的回珠裝置（內(nèi)或外）。 滑動絲杠螺母機構(gòu)滑動絲杠螺母機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、：結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低，且有自鎖功能，但摩擦阻力較大、成本低，且有自鎖功能，但摩擦阻力較大、傳動效率低傳動效率低(30%40%)(30%40%)。 滾動絲杠螺母

8、機構(gòu)滾動絲杠螺母機構(gòu)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、無自鎖功能，但摩擦阻力小、傳動效率高無自鎖功能，但摩擦阻力小、傳動效率高（92%98%92%98%）、傳動精度高。）、傳動精度高。a) 螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動并移動特點：結(jié)構(gòu)簡單、傳動精度較高、螺母支承絲桿可消除附加軸向竄動，剛性較差特點：結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較高、要限制螺母轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置b) 絲桿轉(zhuǎn)動，螺母移動c) 螺母轉(zhuǎn)動、絲桿移動特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、站用空間較大、傳動時需限制螺母移動和絲桿轉(zhuǎn)動但使用不方便，故應(yīng)用較少。特點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、絲桿剛性較高d) 絲桿固定，螺母轉(zhuǎn)動并移動（4 4）絲杠螺母傳動的類型與特點）絲杠螺母傳動的類型

9、與特點絲杠螺母機構(gòu)傳動的工作原理絲杠螺母機構(gòu)傳動的工作原理 0102S（1 1）滾珠絲杠副）滾珠絲杠副的組成的組成 由帶螺旋槽的由帶螺旋槽的絲桿、螺母、滾絲桿、螺母、滾動元件滾珠動元件滾珠/ /滾柱、滾柱、回珠裝置等組成?；刂檠b置等組成。 各元件的作用：各元件的作用：1234 具有傳動阻力??；具有傳動阻力小； 傳動效率高（傳動效率高（92%98%）；）； 軸向剛度高（適當(dāng)預(yù)緊消除絲杠與螺母之軸向剛度高（適當(dāng)預(yù)緊消除絲杠與螺母之間的軸向間隙或預(yù)拉絲杠）；間的軸向間隙或預(yù)拉絲杠）； 傳動平穩(wěn)；傳動平穩(wěn)； 傳動精度高；傳動精度高； 不易磨損、使用壽命長等優(yōu)點；不易磨損、使用壽命長等優(yōu)點； 但不能自鎖

10、；但不能自鎖； 因而用于高精度傳動和升降傳動時，需制因而用于高精度傳動和升降傳動時，需制動定位裝置。動定位裝置。 主要按螺紋滾道截面形狀、滾珠的主要按螺紋滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式、消除軸向間隙的調(diào)整與預(yù)循環(huán)方式、消除軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式三種形式進行分類。緊方式三種形式進行分類。1）按螺紋滾道截面形狀分類：）按螺紋滾道截面形狀分類： 分單圓弧型和雙圓弧型兩類。分單圓弧型和雙圓弧型兩類。bba) 單圓弧型滾道bb) 雙圓弧型滾道b 單圓弧滾道單圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，：結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度由加工質(zhì)量保傳遞精度由加工質(zhì)量保證，軸向間隙小，無軸證，軸向間隙小，無軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，向間隙調(diào)整和預(yù)

11、緊能力，加工困難，加工精度要加工困難，加工精度要求高，成本高，一般在求高，成本高，一般在輕載條件下工作。輕載條件下工作。 雙圓弧滾道雙圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，：結(jié)構(gòu)簡單，存在軸向間隙，加工質(zhì)存在軸向間隙，加工質(zhì)量易于保證，在使用雙量易于保證，在使用雙螺母結(jié)構(gòu)的條件下，具螺母結(jié)構(gòu)的條件下，具有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，傳遞精度高。能力，傳遞精度高。雙圓弧滾道雙圓弧滾道單圓弧滾道單圓弧滾道浮動式反向器內(nèi)循環(huán)方式浮動式反向器內(nèi)循環(huán)方式24315端蓋式外循環(huán)端蓋式外循環(huán)插管式外循環(huán)插管式外循環(huán)14324 無論是滑動絲杠還是滾動絲杠傳動，由于在無論是滑動絲杠還是滾動絲杠傳動，由于在結(jié)構(gòu)上均

12、存在一定的軸向間隙，以及磨損間隙結(jié)構(gòu)上均存在一定的軸向間隙，以及磨損間隙的存在，為了保證運動傳遞的連續(xù)性和可靠性，的存在，為了保證運動傳遞的連續(xù)性和可靠性，消除軸向間隙并實施一定預(yù)緊，有利于提高絲消除軸向間隙并實施一定預(yù)緊，有利于提高絲杠的傳遞精度和一定的承載能力。杠的傳遞精度和一定的承載能力。消除和減小絲杠軸向間隙的主要方法：消除和減小絲杠軸向間隙的主要方法： 主要分為主要分為雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片式預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差式預(yù)緊調(diào)整、彈簧式式預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差式預(yù)緊調(diào)整、彈簧式自動預(yù)緊調(diào)整、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊調(diào)整自動預(yù)緊調(diào)整、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊調(diào)整四種方四種

13、方式。式。特點：結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、預(yù)緊可靠、調(diào)整方便，但無法定量調(diào)整。a) 雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、剛性好、預(yù)緊可靠、c) 雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度較差、適合清載場合。可定量調(diào)整（0.002mm/齒），精度高、方便。d) 彈簧式自動預(yù)緊調(diào)整使用調(diào)整不方便，但無法定量調(diào)整。b) 雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整特點：結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、預(yù)緊可靠、 為了提高滾珠絲杠傳動副的支承剛度，從而提高傳為了提高滾珠絲杠傳動副的支承剛度，從而提高傳動精度，滾珠絲杠副支承方式具有下屬四種方式。動精度，滾珠絲杠副支承方式具有下屬四種方式。絲桿安裝剛度最高，預(yù)拉力隨溫度變化而變化，兩端軸承預(yù)緊力不均。提高

14、了絲桿安裝剛度，預(yù)拉力越大，軸承壽命降低。特點：兩端止推軸承可使?jié)L珠絲桿產(chǎn)生預(yù)拉伸力，特點：一端固定，另一端自由，絲杠剛度較差，承載能力低。常用于輕載、低速、垂直安裝的絲杠傳動。d) 雙推-自由式支承另一端簡支可適當(dāng)?shù)奶岣呓z桿安裝剛度，絲桿無熱變形應(yīng)力。b) 雙推-簡支式支承特點：滾珠絲桿一端固定并產(chǎn)生一定預(yù)拉伸力，特點：兩端止推軸承可使?jié)L珠絲桿產(chǎn)生較大的預(yù)拉伸力，c) 雙推-雙推式支承a) 單推-單推式支承滾珠絲杠副的四種支承方式及其特點滾珠絲杠副的四種支承方式及其特點 超越離合器超越離合器 雙推式電磁離合器雙推式電磁離合器12345123467 超越離合器是利用主動件和從動件的轉(zhuǎn)速變化或回

15、轉(zhuǎn)方向變換而自動接合和脫開的一種離合器。當(dāng)主動件帶動從動件一起轉(zhuǎn)動時，稱為結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)主動件和從動件脫開以各自的速度回轉(zhuǎn)時，為超越狀態(tài)。超越離合器具有以下功能 a.在快速進給機械中實現(xiàn)快慢速轉(zhuǎn)換、超越功能。 b.實現(xiàn)步進間隙運動和精確定位的分度功能。 c.當(dāng)它與滾珠絲杠或其它部件配套使用，防止逆轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自鎖和逆止功能。定向離合器（滾柱定向離合器）只能向一個轉(zhuǎn)向傳遞轉(zhuǎn)矩，反向自動分離。主要由星輪1、外圈2、彈簧頂桿4和滾柱3構(gòu)成。彈簧將滾柱3星輪的楔形槽內(nèi)，使?jié)L柱與星輪、外圈接觸。一起同向運動。（運動方向如圖）1 星輪 2 外圈 3滾柱 4彈簧頂桿 主要有脂潤滑和滴油潤滑。主要有脂潤滑和滴油潤滑

16、。 接觸式密封（動或靜密封）接觸式密封（動或靜密封）和非接觸式密封（和非接觸式密封（迷宮式密封）。迷宮式密封）。 折疊式防塵套、伸縮折疊式防塵套、伸縮式防塵套、伸縮擋板防塵裝置等。式防塵套、伸縮擋板防塵裝置等。1）滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)形式確定）滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)形式確定 依據(jù)預(yù)緊條件和防塵條件決定滾珠絲依據(jù)預(yù)緊條件和防塵條件決定滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式。杠副的結(jié)構(gòu)形式。 以動力傳動為主，允許傳動存在以動力傳動為主，允許傳動存在一定間隙，且垂直安裝。常用在高精度一定間隙，且垂直安裝。常用在高精度壓力設(shè)備上（導(dǎo)向精度由導(dǎo)軌保證）。壓力設(shè)備上（導(dǎo)向精度由導(dǎo)軌保證）。 主要用在傳遞輕載荷、對傳遞動主要用在傳遞輕載荷

17、、對傳遞動力的平穩(wěn)性和絲桿剛度要求比高（預(yù)緊力的平穩(wěn)性和絲桿剛度要求比高（預(yù)緊力較小）的小型設(shè)備上。力較小）的小型設(shè)備上。 主要用于重載，以傳遞動力和運動為主，對主要用于重載，以傳遞動力和運動為主，對傳遞動力和運動的平穩(wěn)性有較高的要求，傳遞精傳遞動力和運動的平穩(wěn)性有較高的要求，傳遞精度高、絲杠剛度大防塵效果好的高精度機器設(shè)備度高、絲杠剛度大防塵效果好的高精度機器設(shè)備上。上。絲杠側(cè)螺母A 螺母B調(diào)整墊片預(yù)拉方向預(yù)拉方向預(yù)緊方向墊片預(yù)緊方向預(yù)緊原理預(yù)緊原理 預(yù)緊結(jié)構(gòu)預(yù)緊結(jié)構(gòu) 主要依據(jù)滾珠絲杠副傳遞的最大載荷、運動特性主要依據(jù)滾珠絲杠副傳遞的最大載荷、運動特性（傳遞速度）和范圍（有效行程）、傳遞精度

18、要求，（傳遞速度）和范圍（有效行程）、傳遞精度要求，選定滾珠絲杠副的公稱直徑、基本導(dǎo)程以及傳遞精度選定滾珠絲杠副的公稱直徑、基本導(dǎo)程以及傳遞精度等級。等級。 公稱直徑大，承載能力強；反之，承載能公稱直徑大，承載能力強；反之，承載能力弱。力弱。 基本導(dǎo)程大，承載能力強，傳動速度快，基本導(dǎo)程大，承載能力強，傳動速度快，傳動精度降低；反之，承載能力減弱，傳動速傳動精度降低；反之，承載能力減弱，傳動速度慢，傳動精度高。度慢，傳動精度高。 傳遞精度：決定設(shè)備靜態(tài)定位和運動精度、傳遞精度：決定設(shè)備靜態(tài)定位和運動精度、動態(tài)響應(yīng)特性、動態(tài)穩(wěn)定特性。動態(tài)響應(yīng)特性、動態(tài)穩(wěn)定特性。 依據(jù)最大工作載荷依據(jù)最大工作載荷

19、(N)或平均工作載荷或平均工作載荷(N)作用下的使用壽命作用下的使用壽命T(h)、絲桿有效工作行程絲桿有效工作行程(mm)、絲杠轉(zhuǎn)速、絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)或平均轉(zhuǎn)速或平均轉(zhuǎn)速(r/min)、滾、滾道硬度道硬度HRC以及工況等實際工作條件，進行一系列的驗算。以及工況等實際工作條件，進行一系列的驗算。 在最大靜載荷和動載荷條件下，進行彎曲強度、接觸應(yīng)力強度、在最大靜載荷和動載荷條件下，進行彎曲強度、接觸應(yīng)力強度、疲勞強度等驗算，綜合決定選擇滾珠絲杠副型號。疲勞強度等驗算，綜合決定選擇滾珠絲杠副型號。 壓桿穩(wěn)定性驗算或校的基本要求是不影響滾珠絲杠副的精度和壓桿穩(wěn)定性驗算或校的基本要求是不影響滾珠絲

20、杠副的精度和變形附加載荷產(chǎn)生的摩擦阻力超過極限值。變形附加載荷產(chǎn)生的摩擦阻力超過極限值。 結(jié)構(gòu)剛度（支承方式相關(guān)）和接觸剛度（導(dǎo)軌滾道）。結(jié)構(gòu)剛度（支承方式相關(guān)）和接觸剛度（導(dǎo)軌滾道）。 * * *由此才能完成滾珠絲杠副的選擇設(shè)計工作由此才能完成滾珠絲杠副的選擇設(shè)計工作。 齒輪傳動部件的作用：轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變換器。齒輪傳動部件的作用：轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變換器。（1 1）機電一體化系統(tǒng)中，常用的齒輪傳動部件：）機電一體化系統(tǒng)中，常用的齒輪傳動部件： 定軸傳動輪系定軸傳動輪系、行星齒輪傳動輪系行星齒輪傳動輪系、諧波齒輪傳動輪諧波齒輪傳動輪。 1 1）定軸輪系傳動）定軸輪系傳動 i=i i12i

21、12iZ ZZ Zi=1-2132H2213Z 2當(dāng)柔輪固定時，Z -Zgi=r=gZgZrHng+2Z Z =ngr齒輪傳動齒輪傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 主要由傳動齒輪、定位齒輪、行星齒輪和主要由傳動齒輪、定位齒輪、行星齒輪和行星架等組成。行星架等組成。i=i i12i12iZ ZZ Zi=1-2132H2213Z 2當(dāng)柔輪固定時，Z -Zgi=r=gZgZrHng+2Z Z =ngr工作原理工作原理主要組成元件主要組成元件工作過程工作過程諧波齒輪傳動是一種依靠彈性變形運動來實現(xiàn)傳動的新型機構(gòu)，它突破了機械傳動采用剛性構(gòu)件機構(gòu)的模式，使用了一個柔性構(gòu)件來實現(xiàn)機械傳動，從而獲得了一系列其

22、他傳動所難以達到的特殊功能。l特點：l1承載能力高 諧波傳動中，齒與齒的嚙合是面接觸，加上同時嚙合齒數(shù)（重疊系數(shù)）比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較其他傳動形式高。l2傳動比大 單級諧波齒輪傳動的傳動比，可達 i=70500。l3體積小、重量輕。l4傳動效率高、壽命長。l5傳動平穩(wěn)、無沖擊，無噪音，運動精度高。l6由于柔輪承受較大的交變載荷，因而對柔輪材料的抗疲勞強度、加工和熱處理要求較高，工藝復(fù)雜。 配置傳動比的目的配置傳動比的目的：滿足驅(qū)動元件與負載之間的滿足驅(qū)動元件與負載之間的、相互匹配的基本要求。相互匹配的基本要求。 由于，機電一體化系統(tǒng)的傳動負載、傳動特性、傳動精由于，機電一體化

23、系統(tǒng)的傳動負載、傳動特性、傳動精度、工作條件差異很大，齒輪傳動部件傳動比的配置應(yīng)主度、工作條件差異很大，齒輪傳動部件傳動比的配置應(yīng)主要依據(jù)不同系統(tǒng)的實際工作情況與要求進行配置。要依據(jù)不同系統(tǒng)的實際工作情況與要求進行配置。 在一般情況下，可重點考慮如下幾方面內(nèi)容：在一般情況下，可重點考慮如下幾方面內(nèi)容： 運動參量匹配運動參量匹配 傳遞形式與類型傳遞形式與類型 功率功率/ /力力/ /力矩匹配力矩匹配 結(jié)構(gòu)強度與剛度結(jié)構(gòu)強度與剛度 轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量 系統(tǒng)響應(yīng)特性（靜態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)特性（靜態(tài)/ /動態(tài)）動態(tài)） 傳遞精度傳遞精度傳遞間隙、平穩(wěn)性、低速震蕩（爬行現(xiàn)象）傳遞間隙、平穩(wěn)性、低速震蕩（爬行現(xiàn)象）

24、1）重量最輕原則重量最輕原則 小功率傳動裝置各級傳動比（等傳動比小功率傳動裝置各級傳動比（等傳動比分配，等模數(shù)原則）分配，等模數(shù)原則） niiii321 大功率傳動裝置大功率傳動裝置 各級傳動比確定，應(yīng)各級傳動比確定，應(yīng)遵循遵循“先大后小先大后小”原則，再由經(jīng)驗、類比方原則，再由經(jīng)驗、類比方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊等方法確定。（不等傳動法和結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊等方法確定。（不等傳動比分配，不等模數(shù)原則）比分配，不等模數(shù)原則）2）輸出轉(zhuǎn)角誤差最小原則輸出轉(zhuǎn)角誤差最小原則 為了提高機電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動系統(tǒng)傳遞運動的為了提高機電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動系統(tǒng)傳遞運動的精度，各級傳動比應(yīng)按精度，各級傳動比應(yīng)按“先小后大

25、先小后大”原則分配，以便降原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。設(shè)齒輪傳動系統(tǒng)中各級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換精度的影響。設(shè)齒輪傳動系統(tǒng)中各級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為算到末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為 ，則：，則： 式中：式中： 第個齒輪所具有的轉(zhuǎn)角誤差；第個齒輪所具有的轉(zhuǎn)角誤差； 第個齒輪的轉(zhuǎn)軸至第級輸出軸的傳動比。第個齒輪的轉(zhuǎn)軸至第級輸出軸的傳動比。)/(1maxnkknkimaxkkni3）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則 各傳動軸轉(zhuǎn)動慣量等效到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量各傳動軸轉(zhuǎn)動慣量等效

26、到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量最小。最小。( (機械傳動部分響應(yīng)特性最佳原則機械傳動部分響應(yīng)特性最佳原則) )。 JJ23i電動機1J4i12J2221421321iiJiJJJJme 歸納起來，歸納起來，減速傳動裝置傳動比的分配原則減速傳動裝置傳動比的分配原則是設(shè)計減速器的指導(dǎo)思想和基本方法。在實際是設(shè)計減速器的指導(dǎo)思想和基本方法。在實際減速器設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合減速器的具體要求，認(rèn)減速器設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合減速器的具體要求，認(rèn)真分析、論證方案實現(xiàn)的可行性、經(jīng)濟性、可真分析、論證方案實現(xiàn)的可行性、經(jīng)濟性、可靠性等指標(biāo)，并對減速器的轉(zhuǎn)動慣量、結(jié)構(gòu)尺靠性等指標(biāo)，并對減速器的轉(zhuǎn)動慣量、結(jié)構(gòu)尺寸、精度要求等進行合理協(xié)

27、調(diào)，盡可能達到合寸、精度要求等進行合理協(xié)調(diào)，盡可能達到合理的匹配，達到減速器具有體積小、重量輕、理的匹配，達到減速器具有體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、啟動頻繁和動態(tài)特性好，傳動精度運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、啟動頻繁和動態(tài)特性好，傳動精度高、誤差最小等基本要求。高、誤差最小等基本要求。 齒輪傳動間隙的調(diào)整目的：齒輪傳動間隙的調(diào)整目的： 提高齒輪傳動的精度和消除齒輪傳動的正反轉(zhuǎn)誤差。提高齒輪傳動的精度和消除齒輪傳動的正反轉(zhuǎn)誤差。 常用常用圓柱齒輪傳動齒側(cè)間隙的調(diào)整方法圓柱齒輪傳動齒側(cè)間隙的調(diào)整方法偏心套筒或偏心軸齒側(cè)間隙調(diào)整法偏心套筒或偏心軸齒側(cè)間隙調(diào)整法2 1435 如圖所示，將相互嚙合的一對齒輪如圖所示，將相互嚙

28、合的一對齒輪中的一個齒輪中的一個齒輪4 4裝在電機輸出軸上，裝在電機輸出軸上，并將電機并將電機2 2安裝在偏心套安裝在偏心套1(1(或偏心軸或偏心軸) )上，通過轉(zhuǎn)動偏心套上，通過轉(zhuǎn)動偏心套( (偏心軸偏心軸) )的轉(zhuǎn)角，的轉(zhuǎn)角，就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪的中心距，從而就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪的中心距，從而消除圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)間隙。消除圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)間隙。特點是結(jié)構(gòu)簡單，但其側(cè)隙不能自動特點是結(jié)構(gòu)簡單，但其側(cè)隙不能自動補償。補償。 如圖所示，齒輪如圖所示，齒輪1和和2相嚙合，其分度圓弧齒厚沿軸線方向相嚙合，其分度圓弧齒厚沿軸線方向略有錐度，這樣就可以用軸向墊片略有錐度，這樣就可以用軸向墊片

29、3使齒輪使齒輪2沿軸向移動，從沿軸向移動，從而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙。裝配時軸向墊片而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙。裝配時軸向墊片3的厚度應(yīng)使得齒的厚度應(yīng)使得齒輪輪1和和2之間既齒側(cè)間隙小，運轉(zhuǎn)又靈活。特點同偏心套之間既齒側(cè)間隙小，運轉(zhuǎn)又靈活。特點同偏心套(軸軸)調(diào)調(diào)整法。整法。 這種消除齒側(cè)間隙的方法是這種消除齒側(cè)間隙的方法是將其中一個做成寬齒輪，另一將其中一個做成寬齒輪，另一個用兩片薄齒輪組成。采取措個用兩片薄齒輪組成。采取措施使一個薄齒輪的左齒側(cè)和另施使一個薄齒輪的左齒側(cè)和另一個薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼一個薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消除齒側(cè)間隙，反向

30、時不會以消除齒側(cè)間隙，反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。出現(xiàn)死區(qū)。l諧波齒輪傳動是諧波齒輪行星傳動的簡稱。是一種少齒差行星傳動。通常由剛性圓柱齒輪G、柔性圓柱齒輪R、波發(fā)生器H和柔性軸承等零部件。 l柔輪和剛輪的齒形有直線三角齒形和漸開線齒形兩種，以后者應(yīng)用較多 。l諧波齒輪傳動既可用做減速器，也可用做增速器。柔輪、剛輪、波發(fā)生器三者任何一個均可固定，其余二個一為主動，另一個為從動。l傳動比大，且外形輪廓小，零件數(shù)目少，傳動效率高。效率高達9296，單級傳動比可達504000。 l承載能力較高：承載能力較高：柔輪和剛輪之間為面接觸多齒嚙合，且滑動速度小，齒面摩損均勻。l柔輪和剛輪的齒側(cè)間隙是可調(diào)：柔輪和剛輪

31、的齒側(cè)間隙是可調(diào)：當(dāng)柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度較高時，可實現(xiàn)無側(cè)隙的高精度嚙合。l諧波齒輪傳動可用來由密封空間向外部或由外部向密封空間傳遞運動。l諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數(shù)zG略大于柔輪的齒數(shù)zR，其齒數(shù)差要根據(jù)波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周柔輪變形時與剛輪同時嚙合區(qū)域數(shù)目來決定。即zG-zR=u。目前多用雙波和三波傳動。錯齒是運動產(chǎn)生的原因ZGZRl波發(fā)生器的長度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑波發(fā)生器的長度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑大：大：當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時，迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)。由嚙合到脫開的過程之間則處于嚙出或。

32、l當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時：當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時：迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進行嚙入、嚙合、嚙出、脫開的過程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了所謂的錯齒運動，從而實現(xiàn)了主動波發(fā)生器與柔輪的運動傳遞。波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向與柔輪的轉(zhuǎn)動方向相反。l波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，傳動比范圍較大，效率較高，應(yīng)用極廣，i=75500。RGRGHRZZZil波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，傳動比范圍較大，效率較高，可用于中小型 減 速 器 ，i=75500。RGGRHGZZZil柔輪主動，單級微小減速，傳動比準(zhǔn)確，適用于高精度微調(diào)傳動裝置，i=1.0021.015。RGHRGZZi 在機電一體化系統(tǒng)中

33、在機電一體化系統(tǒng)中 ，除滾珠絲杠副、齒輪傳，除滾珠絲杠副、齒輪傳動副外，同步齒形帶傳動、鋼帶傳動、鏈條傳動、動副外，同步齒形帶傳動、鋼帶傳動、鏈條傳動、鋼絲繩鋼絲繩/ /尼龍繩傳動等。尼龍繩傳動等。 特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單、可實現(xiàn)高速傳動、傳動功率結(jié)構(gòu)簡單、可實現(xiàn)高速傳動、傳動功率較低、傳動效率高、傳動平穩(wěn)、吸振且噪音低、較低、傳動效率高、傳動平穩(wěn)、吸振且噪音低、維修使用方便，但安裝精度要求高。維修使用方便，但安裝精度要求高。 應(yīng)用：主要應(yīng)用在高速、低載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低應(yīng)用：主要應(yīng)用在高速、低載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低噪的環(huán)境中。噪的環(huán)境中。 同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點的傳動零件。同步帶是一種兼

34、有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點的傳動零件。同步帶傳動與類型同步帶傳動與類型 同步帶傳動一般是由同步帶輪和緊套在同步帶傳動一般是由同步帶輪和緊套在兩輪上的同步帶組成。同步帶內(nèi)周有等距兩輪上的同步帶組成。同步帶內(nèi)周有等距的橫向齒。的橫向齒。 同步帶 同步帶輪 同步帶傳動 一、同步帶傳動的組成與工作原理一、同步帶傳動的組成與工作原理1.同步帶傳動的組成同步帶傳動的組成1主動輪 2從動輪 3傳動帶2 2同步帶傳動的工作原理同步帶傳動的工作原理 同步帶傳動是一種嚙合傳動，依靠帶內(nèi)周的等距橫向同步帶傳動是一種嚙合傳動，依靠帶內(nèi)周的等距橫向齒與帶輪相應(yīng)齒槽之間的嚙合來傳遞運動和動力的，兩者齒與帶輪相應(yīng)齒槽之間的嚙

35、合來傳遞運動和動力的，兩者無相對滑動，從而使圓周速度同步（故稱為同步帶傳動）。無相對滑動，從而使圓周速度同步（故稱為同步帶傳動）。它兼有帶傳動和齒輪傳動的特點。它兼有帶傳動和齒輪傳動的特點。同步帶傳動的特點同步帶傳動的特點補充：傳動效率高（達補充：傳動效率高（達0.980.98），傳動比），傳動比較大（較大（12122020），允許帶速高（可至），允許帶速高（可至50m/s50m/s）二、同步帶的類型二、同步帶的類型a）單面同步帶b）雙面同步帶帶輪節(jié)圓直徑d 帶輪實際外圓直徑d0節(jié)距P 節(jié)線長LP帶輪齒數(shù)Z*節(jié)距是同步帶傳動最基本的參數(shù)。節(jié)距是同步帶傳動最基本的參數(shù)。 三、同步帶的參數(shù) 同步帶

36、輪的齒形一般采用漸開線，并用與齒輪加工相同步帶輪的齒形一般采用漸開線，并用與齒輪加工相似的方法加工。為了防止同步帶從帶輪上脫落，帶輪似的方法加工。為了防止同步帶從帶輪上脫落，帶輪側(cè)邊應(yīng)裝擋圈。側(cè)邊應(yīng)裝擋圈。四、同步帶傳動應(yīng)用舉例四、同步帶傳動應(yīng)用舉例 同步帶傳動主要用于要求傳動比準(zhǔn)確的中、小功率同步帶傳動主要用于要求傳動比準(zhǔn)確的中、小功率傳動中，如計算機、錄像機、數(shù)控機床、汽車等。傳動中，如計算機、錄像機、數(shù)控機床、汽車等。 1.1.在輕工機械設(shè)備上的應(yīng)用在輕工機械設(shè)備上的應(yīng)用紡織機2 .在精密機械設(shè)備上的應(yīng)用在精密機械設(shè)備上的應(yīng)用有線文字傳真機有線文字傳真機人字齒同步帶3.在具有特殊要求的機

37、械中的應(yīng)用在具有特殊要求的機械中的應(yīng)用 同步帶傳動在汽車上的應(yīng)用 Continuously Variable Transmissionl工作原理：l CVT傳動系統(tǒng)里，傳統(tǒng)的齒輪被一對滑輪和一只鋼制皮帶所取代，每個滑輪是由兩個錐型盤組成的V形結(jié)構(gòu)，引擎軸連接小滑輪，透過鋼制皮帶帶動大滑輪。錐型盤可在液壓的推力作用下收緊或張開，擠壓鋼片鏈條以此來調(diào)節(jié)V型槽的寬度。當(dāng)錐型盤向內(nèi)側(cè)移動收緊時，鋼片鏈條在錐盤的擠壓下向圓心以外的方向（離心方向）運動，相反會向圓心以內(nèi)運動。這樣，鋼片鏈條帶動的圓盤直徑增大，傳動比也就發(fā)生了變化。l 1.它的變速比不是間斷的點，而是一系列連續(xù)的值，動它的變速比不是間斷的點

38、，而是一系列連續(xù)的值，動力傳輸平滑而順暢，沒有傳統(tǒng)自動變速器換檔的頓挫感，力傳輸平滑而順暢，沒有傳統(tǒng)自動變速器換檔的頓挫感，也消除了手動變速器頻繁換檔的煩瑣。也消除了手動變速器頻繁換檔的煩瑣。CVT主要靠主、從主要靠主、從動輪和金屬帶來實現(xiàn)速比的無級變化。動輪和金屬帶來實現(xiàn)速比的無級變化。l l 2. CVT和普通自動變速器的最大區(qū)別是：它省去了復(fù)雜而和普通自動變速器的最大區(qū)別是：它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進行變速又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進行變速傳動。通過改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變傳動。通過改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速

39、。由于速。由于CVT可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配，大大提高了整車的燃油經(jīng)濟系與發(fā)動機工況的最佳匹配，大大提高了整車的燃油經(jīng)濟性，改善了駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性。性，改善了駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性。l3. CVT最大的特點是省油，最大的特點是省油，CVT摒棄了摒棄了傳統(tǒng)自動變速器浪費能源的液力傳動裝傳統(tǒng)自動變速器浪費能源的液力傳動裝置，而采用了新技術(shù)來提高燃料使用率。置，而采用了新技術(shù)來提高燃料使用率。CVT的燃料使用率比手動變速器和自動的燃料使用率比手動變速器和自動變速器都高，能夠比傳統(tǒng)的自動檔車省

40、變速器都高，能夠比傳統(tǒng)的自動檔車省油油10到到15 導(dǎo)軌支承部件的作用導(dǎo)軌支承部件的作用：支承和限制運動部件支承和限制運動部件按給定運動規(guī)律要求和規(guī)定運動方向作直線或按給定運動規(guī)律要求和規(guī)定運動方向作直線或回轉(zhuǎn)運動?；剞D(zhuǎn)運動。 組成：主要由組成：主要由定導(dǎo)軌、動導(dǎo)軌、輔助導(dǎo)軌、定導(dǎo)軌、動導(dǎo)軌、輔助導(dǎo)軌、間隙調(diào)整元件以及工作介質(zhì)間隙調(diào)整元件以及工作介質(zhì)/ /元件元件等組成。等組成。（1）導(dǎo)軌副的種類）導(dǎo)軌副的種類 按運動方式可分為：直線運動導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)運按運動方式可分為：直線運動導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌。動導(dǎo)軌。 按接觸表面的摩擦性質(zhì)可分為：滑動導(dǎo)軌、按接觸表面的摩擦性質(zhì)可分為：滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、流體

41、介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等。滾動導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等。柔性鉸鏈型膜片型片簧型彈性摩擦導(dǎo)軌動靜壓型靜壓型動壓型氣體、液體導(dǎo)軌流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌滾動軸承型滾動滑塊型滾珠型滾柱型滾動導(dǎo)軌組合型棱柱型圓柱型滑動導(dǎo)軌導(dǎo)軌副 導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式是導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，依據(jù)不同多種多樣的，依據(jù)不同的要求可設(shè)計或選用不的要求可設(shè)計或選用不同形式的導(dǎo)軌副。常見同形式的導(dǎo)軌副。常見導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式如下。導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式如下。 基本要求基本要求：導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好，熱溫變形小以及結(jié)構(gòu)工便平穩(wěn)、耐磨性好，熱溫變形小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。藝性好等。 在高精度導(dǎo)軌副中，可采用卸

42、荷裝置等方在高精度導(dǎo)軌副中，可采用卸荷裝置等方法減小導(dǎo)軌面的承載載荷，提高導(dǎo)向精度。法減小導(dǎo)軌面的承載載荷，提高導(dǎo)向精度。 導(dǎo)向精度（要求）：導(dǎo)向精度（要求）：指動導(dǎo)軌沿給定方向指動導(dǎo)軌沿給定方向作直線運動時應(yīng)保證的準(zhǔn)確程度，主要是指作直線運動時應(yīng)保證的準(zhǔn)確程度，主要是指動導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運動的直線度或圓度。動導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運動的直線度或圓度。 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類型。導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類型。 導(dǎo)向精度（直線度）和接觸精度（平面導(dǎo)向精度（直線度）和接觸精度（平面度和接觸面積）。度和接觸面積）。 導(dǎo)軌運動配合精度（間隙）。導(dǎo)軌運動配合精度（間隙）。 油膜厚度和油膜剛度。油膜厚度和油膜剛度。 導(dǎo)軌和機架的結(jié)構(gòu)剛度和接觸

43、剛度。導(dǎo)軌和機架的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度。 導(dǎo)軌和機架的熱變形（熱敏感性）。導(dǎo)軌和機架的熱變形（熱敏感性）。 裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓導(dǎo)軌的油裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。膜厚度、油膜剛度等。 導(dǎo)軌的剛度（要求）導(dǎo)軌的剛度（要求）：導(dǎo)軌抵抗外載荷的導(dǎo)軌抵抗外載荷的能力，從而不影響導(dǎo)向部件的導(dǎo)向精度（運能力，從而不影響導(dǎo)向部件的導(dǎo)向精度（運動精度）。動精度）。通常分為：靜剛度通常分為：靜剛度 抵抗恒定載荷的能力。抵抗恒定載荷的能力。 動剛度動剛度 抵抗交變載荷的能力。抵抗交變載荷的能力。 每一類剛度都包括：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度、每一類剛度都包括：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度、局部剛度。

44、局部剛度。 在一般情況下，為減輕或平衡外力的影響，在一般情況下，為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度。提高剛度。精度保持性要求：精度保持性要求：指導(dǎo)軌副表面的耐磨性指導(dǎo)軌副表面的耐磨性（耐磨能力）應(yīng)達到導(dǎo)軌面的使用壽命要求。（耐磨能力）應(yīng)達到導(dǎo)軌面的使用壽命要求。 主要包括：主要包括：初期耐磨性初期耐磨性和和耐磨精度保持性耐磨精度保持性兩部分，以及兩部分，以及耐磨精度失效特性耐磨精度失效特性。 初期耐磨性初期耐磨性摩擦副初期磨損階段特性。摩擦副初期磨損階段特性。 耐磨精度保持性耐磨精度保持性摩擦副正常磨損階段摩擦副正常磨損

45、階段特性。特性。 耐磨精度失效特性耐磨精度失效特性摩擦副劇烈磨損階摩擦副劇烈磨損階段特性。段特性。主要包括：主要包括：靈活性靈活性和和低速運動平穩(wěn)性。低速運動平穩(wěn)性。 靈活性靈活性 指對系統(tǒng)控制指令的反映能力。指對系統(tǒng)控制指令的反映能力。 低速運動平穩(wěn)性低速運動平穩(wěn)性 指平穩(wěn)勻速運動時運動部件指平穩(wěn)勻速運動時運動部件的波動誤差（低速的波動誤差（低速“爬行現(xiàn)象爬行現(xiàn)象”）。）。5）溫度敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性要求）溫度敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性要求 溫度敏感性溫度敏感性 指導(dǎo)軌在環(huán)境溫度和導(dǎo)軌運動摩指導(dǎo)軌在環(huán)境溫度和導(dǎo)軌運動摩擦發(fā)熱的影響下，導(dǎo)軌運動靈活性、平穩(wěn)性、導(dǎo)向精擦發(fā)熱的影響下，導(dǎo)軌運動靈活性、平穩(wěn)性

46、、導(dǎo)向精度產(chǎn)生變化的反映程度。度產(chǎn)生變化的反映程度。 工藝性要求工藝性要求 結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、裝配調(diào)整、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、裝配調(diào)整、維修維護、檢測方便，生產(chǎn)成本低。維修維護、檢測方便，生產(chǎn)成本低。 注意：以上這些導(dǎo)軌運動副應(yīng)達到的要求僅是導(dǎo)軌注意：以上這些導(dǎo)軌運動副應(yīng)達到的要求僅是導(dǎo)軌設(shè)計中最基本的要求，在導(dǎo)軌設(shè)計中，還應(yīng)依據(jù)導(dǎo)軌設(shè)計中最基本的要求，在導(dǎo)軌設(shè)計中，還應(yīng)依據(jù)導(dǎo)軌應(yīng)用的實際情況，采取相應(yīng)的措施，盡可能的滿足。應(yīng)用的實際情況，采取相應(yīng)的措施，盡可能的滿足。 1）依據(jù)導(dǎo)軌副使用的工作條件，選擇合理依據(jù)導(dǎo)軌副使用的工作條件，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。的結(jié)構(gòu)形式。2）選擇導(dǎo)軌副的截面形狀，保

47、證導(dǎo)軌的導(dǎo)選擇導(dǎo)軌副的截面形狀，保證導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。向精度。 3）依據(jù)導(dǎo)軌的載荷和工作溫度范圍，選擇依據(jù)導(dǎo)軌的載荷和工作溫度范圍，選擇導(dǎo)軌的具體結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)，保證具有足導(dǎo)軌的具體結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)，保證具有足夠的剛度、良好的耐磨性、運動靈活性、夠的剛度、良好的耐磨性、運動靈活性、平穩(wěn)性。平穩(wěn)性。 4）具有合理的誤差自動補償或調(diào)整裝置，具有合理的誤差自動補償或調(diào)整裝置，在導(dǎo)軌長期使用后（超過導(dǎo)軌規(guī)定的平均在導(dǎo)軌長期使用后（超過導(dǎo)軌規(guī)定的平均無故障工作時間無故障工作時間MTBFMTBF可靠性指標(biāo)），可靠性指標(biāo)），通過調(diào)整進一步的保持導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。通過調(diào)整進一步的保持導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。 5）選用合理的

48、耐磨材料、潤滑方法以及防選用合理的耐磨材料、潤滑方法以及防護裝置，使導(dǎo)軌盡可能的處于良好工作狀護裝置，使導(dǎo)軌盡可能的處于良好工作狀態(tài)，減少導(dǎo)軌副的磨損。態(tài)，減少導(dǎo)軌副的磨損。 6）制定必要的技術(shù)條件（關(guān)重件的制造工制定必要的技術(shù)條件（關(guān)重件的制造工藝規(guī)范、裝配調(diào)整技術(shù)條件、檢測驗收技藝規(guī)范、裝配調(diào)整技術(shù)條件、檢測驗收技術(shù)條件、使用維護操作規(guī)范、維修維護工術(shù)條件、使用維護操作規(guī)范、維修維護工藝流程與規(guī)范等）。藝流程與規(guī)范等）。（1）滑動導(dǎo)軌副的截面形狀和特點滑動導(dǎo)軌副的截面形狀和特點 常見滑動導(dǎo)軌副的截面形狀常見滑動導(dǎo)軌副的截面形狀 abab對稱三角形非對稱三角形矩 形燕尾形圓 形凸形形凹 分分

49、對稱型對稱型和和非對稱型非對稱型三角形導(dǎo)軌。三角形導(dǎo)軌。 特點：特點：在垂直載荷作用下，具有磨損量自動在垂直載荷作用下，具有磨損量自動補償功能，無間隙工作，導(dǎo)向精度高。為防止補償功能，無間隙工作，導(dǎo)向精度高。為防止因振動或傾翻載荷引起兩導(dǎo)向面較長時間脫離因振動或傾翻載荷引起兩導(dǎo)向面較長時間脫離接觸，應(yīng)有輔助導(dǎo)向面并具備間隙調(diào)整能力。接觸，應(yīng)有輔助導(dǎo)向面并具備間隙調(diào)整能力。但存在導(dǎo)軌水平與垂直誤差的相互影響，為保但存在導(dǎo)軌水平與垂直誤差的相互影響，為保證高的導(dǎo)向精度（直線度），導(dǎo)軌面加工、檢證高的導(dǎo)向精度（直線度），導(dǎo)軌面加工、檢驗、維修困難。驗、維修困難。 對稱型導(dǎo)軌對稱型導(dǎo)軌 隨頂角增大，導(dǎo)

50、軌承載能隨頂角增大，導(dǎo)軌承載能力增大，但導(dǎo)向精度降低。力增大，但導(dǎo)向精度降低。 非對稱導(dǎo)軌非對稱導(dǎo)軌 主要用在載荷不對稱的時主要用在載荷不對稱的時候，通過調(diào)整不對稱角度，使導(dǎo)軌左右面水平候，通過調(diào)整不對稱角度，使導(dǎo)軌左右面水平分力相互抵消，提高導(dǎo)軌剛度。分力相互抵消，提高導(dǎo)軌剛度。 特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗、維修方便，導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗、維修方便，導(dǎo)軌面寬、承載能力大，剛度高，但無磨損量自動補償面寬、承載能力大，剛度高，但無磨損量自動補償功能。由于導(dǎo)軌在水平和垂直面位置互不影響，因功能。由于導(dǎo)軌在水平和垂直面位置互不影響，因而在水平和垂直兩方向均須間隙調(diào)整裝置，安裝調(diào)而在水平和垂

51、直兩方向均須間隙調(diào)整裝置，安裝調(diào)整方便。整方便。 特點：特點：無磨損量自動補償功能，須間隙調(diào)整裝置，無磨損量自動補償功能，須間隙調(diào)整裝置，燕尾起壓板作用，鑲條可調(diào)整水平垂直兩方向的間燕尾起壓板作用，鑲條可調(diào)整水平垂直兩方向的間隙，可承受顛覆載荷，結(jié)構(gòu)緊湊，但剛度差，摩擦隙，可承受顛覆載荷，結(jié)構(gòu)緊湊，但剛度差，摩擦阻力大、制造、檢驗、維修不方便阻力大、制造、檢驗、維修不方便。 特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗、配合方便，精度結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗、配合方便，精度易于保證，但摩擦后很難調(diào)整，結(jié)構(gòu)剛度較差。易于保證，但摩擦后很難調(diào)整，結(jié)構(gòu)剛度較差。厚德達理厚德達理 勵志勤工勵志勤工 特點：特點：兩導(dǎo)軌

52、磨損均勻，能自動補償垂直兩導(dǎo)軌磨損均勻，能自動補償垂直和水平方向下磨損，接觸剛度好，導(dǎo)向和精和水平方向下磨損，接觸剛度好，導(dǎo)向和精度保持性高，但工藝性差，熱敏感性較大。度保持性高，但工藝性差，熱敏感性較大。主要用于高精機床。主要用于高精機床。 壓 板三 角 形 導(dǎo) 軌V 形 導(dǎo) 軌1）雙三角形組合導(dǎo)軌組合雙三角形組合導(dǎo)軌組合 特點：特點：承載面與導(dǎo)向面分離，制造調(diào)整承載面與導(dǎo)向面分離，制造調(diào)整簡單、導(dǎo)向面間隙用調(diào)整鑲條保證，接觸簡單、導(dǎo)向面間隙用調(diào)整鑲條保證，接觸剛度較抵。閉式結(jié)構(gòu)時，有輔助導(dǎo)向面，剛度較抵。閉式結(jié)構(gòu)時，有輔助導(dǎo)向面，間隙由調(diào)整壓板保證。在導(dǎo)軌副同樣熱變間隙由調(diào)整壓板保證。在導(dǎo)

53、軌副同樣熱變形條件下，形條件下，L1L1越大，導(dǎo)向間隙要求越大。越大，導(dǎo)向間隙要求越大。 L1L1L13 輔 助 導(dǎo) 向 面2 導(dǎo) 向 面2133211 承 載 面 特點：特點：兼有三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向精度好、矩形兼有三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向精度好、矩形導(dǎo)軌制造方便、剛性好的優(yōu)點，可避免熱變導(dǎo)軌制造方便、剛性好的優(yōu)點，可避免熱變形產(chǎn)生的配合間隙變化；但是，存在兩導(dǎo)軌形產(chǎn)生的配合間隙變化；但是，存在兩導(dǎo)軌導(dǎo)向平面磨損不均并使導(dǎo)軌產(chǎn)生位置變化；導(dǎo)向平面磨損不均并使導(dǎo)軌產(chǎn)生位置變化；另外，兩導(dǎo)軌的摩擦阻力不同，因而布置驅(qū)另外，兩導(dǎo)軌的摩擦阻力不同，因而布置驅(qū)動力時，驅(qū)動力應(yīng)與兩摩擦阻力的和力同向動力時，驅(qū)動力應(yīng)與兩

54、摩擦阻力的和力同向為宜。當(dāng)采用閉式壓板結(jié)構(gòu)時，可承受顛覆為宜。當(dāng)采用閉式壓板結(jié)構(gòu)時，可承受顛覆力矩力矩。 特點：特點：整體式燕尾導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，調(diào)整體式燕尾導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，調(diào)整方便，承載能力強，制造困難；裝配式整方便，承載能力強，制造困難；裝配式導(dǎo)軌，制造調(diào)整方便，承載能力與整體式導(dǎo)軌，制造調(diào)整方便，承載能力與整體式燕尾導(dǎo)軌相比較弱；燕尾導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌燕尾導(dǎo)軌相比較弱；燕尾導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌相比，兼有調(diào)整方便，承載能力較強等。相比，兼有調(diào)整方便，承載能力較強等。 導(dǎo)軌副材料選擇的基本要求：導(dǎo)軌副材料選擇的基本要求： 導(dǎo)軌副材料應(yīng)具有高的耐磨性、減振性、熱導(dǎo)軌副材料應(yīng)具有高的耐磨性、減振性、熱穩(wěn)定性以及易于生產(chǎn)制造。穩(wěn)定性以及易于生產(chǎn)制造。 導(dǎo)軌副材料選用與組合：導(dǎo)軌副材料選用與組合： 常用鑄鐵、