單元二機電一體化系統(tǒng)機械技術

1、1Mechatronics 單元二單元二 機電一體化機械技術機電一體化機械技術2.1 2.1 概述概述2.2 2.2 機械傳動結構機械傳動結構2.3 2.3 機械導向結構機械導向結構2.4 2.4 機械的支承結構機械的支承結構2.5 2.5 機械執(zhí)行結構機械執(zhí)行結構學習目標學習目標 1.了解機電一體化系統(tǒng)的功能組成、了解機電一體化系統(tǒng)的功能組成、構成要素、機械執(zhí)行機構構成要素、機械執(zhí)行機構 2.掌握機電一體化系統(tǒng)的機械傳動機掌握機電一體化系統(tǒng)的機械傳動機構、機械支承結構構、機械支承結構 3.重點掌握機電一體化系統(tǒng)的機械運重點掌握機電一體化系統(tǒng)的機械運動要求、螺旋傳動、機械導向結構和動要求、螺旋

2、傳動、機械導向結構和支承件的設計原則支承件的設計原則4門座起重機主要由金屬結構、門座起重機主要由金屬結構、工作機構工作機構(起升、運行、變起升、運行、變幅及回轉機構幅及回轉機構)、動力裝置、動力裝置和控制系統(tǒng)組成，門座起重和控制系統(tǒng)組成，門座起重機可實現(xiàn)環(huán)形圓柱體空間貨機可實現(xiàn)環(huán)形圓柱體空間貨物的升降、移動，并可調(diào)整物的升降、移動，并可調(diào)整整機的工作位置，故可在較整機的工作位置，故可在較大的作業(yè)范圍內(nèi)滿足貨物的大的作業(yè)范圍內(nèi)滿足貨物的裝卸裝卸門座起重機門座起重機2.1 2.1 概述概述傳遞轉矩傳遞轉矩與轉速與轉速支撐和限制運動支撐和限制運動部件，使之按給部件，使之按給定的運動要求和定的運動要求

3、和運動方向運動運動方向運動完成操作完成操作任務任務6 機構：機構：由若干由若干運動副運動副組成的具有確定運動的裝置。常用的組成的具有確定運動的裝置。常用的機械機構有機械機構有連桿機構、凸輪機構、間歇機構。連桿機構、凸輪機構、間歇機構。相關知識相關知識機電一體化產(chǎn)品的運動包括機電一體化產(chǎn)品的運動包括沿特定軸旋轉的旋轉運動、沿沿特定軸旋轉的旋轉運動、沿規(guī)定直線的直線運動以及平面運動規(guī)定直線的直線運動以及平面運動等，比如機器人和數(shù)控機等，比如機器人和數(shù)控機床等。床等。機械系統(tǒng)設計要求機械系統(tǒng)設計要求 在機械系統(tǒng)設計時，除考慮一般機械設計要求外，還必在機械系統(tǒng)設計時，除考慮一般機械設計要求外，還必須考

4、慮機械結構因素與整個伺服系統(tǒng)的性能參數(shù)、電氣參數(shù)須考慮機械結構因素與整個伺服系統(tǒng)的性能參數(shù)、電氣參數(shù)的匹配，以獲得良好的伺服性能。的匹配，以獲得良好的伺服性能。 傳統(tǒng)機械系統(tǒng)一般是由動力件、傳動件、執(zhí)行件三部分加上電傳統(tǒng)機械系統(tǒng)一般是由動力件、傳動件、執(zhí)行件三部分加上電氣、液壓和機械控制等部分組成，而機電一體化中的機械系統(tǒng)氣、液壓和機械控制等部分組成，而機電一體化中的機械系統(tǒng)是由是由計算機協(xié)調(diào)和控制計算機協(xié)調(diào)和控制的，用于完成包括機械力、運動和能量的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和流等動力學任務的機械和(或或)機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)組成。機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)組成。其核心

5、是由計算機控制的，包括機、電、液、光、磁等技術的其核心是由計算機控制的，包括機、電、液、光、磁等技術的伺服系統(tǒng)。這就對執(zhí)行器提出了更高的要求，存在機械裝置、伺服系統(tǒng)。這就對執(zhí)行器提出了更高的要求，存在機械裝置、執(zhí)行器及驅動器之間的協(xié)調(diào)與匹配問題。執(zhí)行器及驅動器之間的協(xié)調(diào)與匹配問題。 從總體上講，機電一體化中的機械系統(tǒng)除了滿足一般機械設從總體上講，機電一體化中的機械系統(tǒng)除了滿足一般機械設計的要求外，還必須滿足以下幾種特殊要求。計的要求外，還必須滿足以下幾種特殊要求。l 高精度高精度 精度是機電一體化產(chǎn)品的重要性能指標，對其機精度是機電一體化產(chǎn)品的重要性能指標，對其機械系統(tǒng)設計主要是執(zhí)行機構的位置

6、精度，其中包械系統(tǒng)設計主要是執(zhí)行機構的位置精度，其中包括結構變形、軸系誤差和傳動誤差，另外還要考括結構變形、軸系誤差和傳動誤差，另外還要考慮溫度變化的影響。慮溫度變化的影響。l 小慣量小慣量 傳動件本身的轉動慣量會影響系統(tǒng)的響應速度及傳動件本身的轉動慣量會影響系統(tǒng)的響應速度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的穩(wěn)定性。l 大剛度大剛度 機電一體化機械系統(tǒng)要有足夠的剛度，彈性變形機電一體化機械系統(tǒng)要有足夠的剛度，彈性變形要限制在一定范圍之內(nèi)。要限制在一定范圍之內(nèi)。機械系統(tǒng)設計要求機械系統(tǒng)設計要求9 機電一體化機械系統(tǒng)設計一樣有傳動設計和結構設計部分，機電一體化機械系統(tǒng)設計一樣有傳動設計和結構設計部分，只是由于機

7、電一體化的特征決定了在機械系統(tǒng)設計過程中有只是由于機電一體化的特征決定了在機械系統(tǒng)設計過程中有它自身的特點。它自身的特點。機械傳動設計的任務機械傳動設計的任務是把動力機產(chǎn)生的機是把動力機產(chǎn)生的機械能傳遞到執(zhí)行機構械能傳遞到執(zhí)行機構上去，機電一體化系上去，機電一體化系統(tǒng)中機械傳動系統(tǒng)的統(tǒng)中機械傳動系統(tǒng)的設計就是面向機電伺設計就是面向機電伺服系統(tǒng)的伺服機械傳服系統(tǒng)的伺服機械傳動系統(tǒng)設計。動系統(tǒng)設計。綜合考慮各個零部件綜合考慮各個零部件的制造、安裝精度，的制造、安裝精度，結構剛度，穩(wěn)定性以結構剛度，穩(wěn)定性以及動作的靈敏性和易及動作的靈敏性和易控性?？匦浴?.2 2.2 機械傳動機構機械傳動機構u機械

8、傳動機構基本要求機械傳動機構基本要求:轉動慣量小、剛度大、阻尼轉動慣量小、剛度大、阻尼合適，此外還要求摩擦小、抗振性好、間隙小，特別是其動合適，此外還要求摩擦小、抗振性好、間隙小，特別是其動態(tài)特性與伺服電動機等其他環(huán)節(jié)的動態(tài)特性相匹配。態(tài)特性與伺服電動機等其他環(huán)節(jié)的動態(tài)特性相匹配。2.2 2.2 機械傳動機構機械傳動機構2.2.1 2.2.1 齒輪傳動齒輪傳動 提高傳動精度的結構措施有以下幾種。提高傳動精度的結構措施有以下幾種。 適當提高零部件本身的精度。適當提高零部件本身的精度。 合理設計傳動鏈，減少零部件制造、合理設計傳動鏈，減少零部件制造、裝配誤差對傳動精度的影響。裝配誤差對傳動精度的影

9、響。 采用消隙機構，以減少或消除空程采用消隙機構，以減少或消除空程u圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳動1.偏心軸套調(diào)整法。偏心軸套調(diào)整法。 簡單的偏心軸套式消隙結構。簡單的偏心軸套式消隙結構。電機電機1是通過偏心軸套是通過偏心軸套2裝到殼體裝到殼體上，通過轉動偏心軸套的轉角，上，通過轉動偏心軸套的轉角，就能夠方便地調(diào)整兩嚙合齒輪的就能夠方便地調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距，從而消除了圓柱齒輪正、中心距，從而消除了圓柱齒輪正、反轉時的齒側隙。反轉時的齒側隙。1-電動機電動機;2-偏心軸套偏心軸套圖 7-26 偏 心 軸 套 式 消 除 間 隙 結 構 1-電 動 機 2-偏 心 軸 套21u圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳

10、動 (2)錐度齒輪調(diào)整法。錐度齒輪調(diào)整法。用帶有錐度的齒輪來消除間隙的用帶有錐度的齒輪來消除間隙的機構。在加工齒輪機構。在加工齒輪1和和2時，將假時，將假想的分度圓柱面改變成帶有小錐想的分度圓柱面改變成帶有小錐度的圓錐面，使其齒厚在齒輪的度的圓錐面，使其齒厚在齒輪的軸向稍有變化軸向稍有變化(其外形類似于插齒其外形類似于插齒刀刀)。裝配時只要改變墊片。裝配時只要改變墊片3的厚的厚度就能調(diào)整兩個齒輪的軸向相對度就能調(diào)整兩個齒輪的軸向相對位置，從而消除了齒側間隙。但位置，從而消除了齒側間隙。但如增大圓錐面的角度，則將使嚙如增大圓錐面的角度，則將使嚙合條件惡化。合條件惡化。1、2-齒輪齒輪;3-熱片熱

11、片圖 7-27 帶 錐 度 齒 輪 的 消 除 間 隙 結 構 1、 2-齒 輪 3-墊 片213u圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳動 (3)雙向薄齒輪錯齒調(diào)整雙向薄齒輪錯齒調(diào)整法。法。采用這種消除齒側隙的一對嚙采用這種消除齒側隙的一對嚙合齒輪中，其中一個是寬齒輪，合齒輪中，其中一個是寬齒輪，另一個由兩相同齒數(shù)的薄片齒另一個由兩相同齒數(shù)的薄片齒輪套裝而成，兩薄片齒輪可相輪套裝而成，兩薄片齒輪可相對回轉。裝配后，應使一個薄對回轉。裝配后，應使一個薄片齒輪的齒左側和另一個薄片片齒輪的齒左側和另一個薄片齒輪的齒右側分別緊貼在寬齒齒輪的齒右側分別緊貼在寬齒輪的齒槽左、右兩側，這樣錯輪的齒槽左、右兩側，這樣錯齒后

12、就消除了齒側隙，反向時齒后就消除了齒側隙，反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。不會出現(xiàn)死區(qū)。 圖 7-28 圓 柱 薄 片 齒 輪 可 調(diào) 拉 簧 錯 齒 調(diào) 整 法1、 2-齒 輪 3、 8-凸 耳 4-彈 簧 5、 6-螺 母 7-螺 釘3546721381、2-齒輪齒輪;3、8-凸耳凸耳;4-彈簧彈簧;5、6-螺母螺母;7-螺釘螺釘u斜齒輪傳動斜齒輪傳動左圖是墊片錯齒調(diào)整法，薄片左圖是墊片錯齒調(diào)整法，薄片齒輪由平鍵和軸連接，互相不齒輪由平鍵和軸連接，互相不能相對回轉。斜齒輪能相對回轉。斜齒輪1和和2的齒的齒形拼裝在一起加工。裝配時，形拼裝在一起加工。裝配時，將墊片厚度增加或減少將墊片厚度增加或減少t，然

13、后再用螺母擰緊。這時兩齒然后再用螺母擰緊。這時兩齒輪的螺旋線就產(chǎn)生了錯位，其輪的螺旋線就產(chǎn)生了錯位，其左右兩齒面分別與寬齒輪的齒左右兩齒面分別與寬齒輪的齒面貼緊，從而消除了間隙。面貼緊，從而消除了間隙。墊片錯齒調(diào)整法墊片錯齒調(diào)整法圖 7-29 斜 齒 薄 片 齒 輪 墊 片 錯 齒 調(diào) 整 法薄 片 斜 齒 輪 2寬 齒 輪薄 片 斜 齒 輪 1墊 片tu斜齒輪傳動斜齒輪傳動右圖是軸向壓簧錯齒調(diào)整法，右圖是軸向壓簧錯齒調(diào)整法，其特點是齒側隙可以自動補其特點是齒側隙可以自動補償，但軸向尺寸較大，結構償，但軸向尺寸較大，結構不緊湊。不緊湊。軸向壓簧錯齒調(diào)整法軸向壓簧錯齒調(diào)整法圖 7 - 3 0 斜

14、 齒 薄 片 齒 輪 軸 向 壓 簧 錯 齒 調(diào) 整 法調(diào) 壓 螺 母寬 齒 輪薄 片 斜 齒 輪 2薄 片 斜 齒 輪 1軸 向 壓 簧2.2 2.2 機械傳動機構機械傳動機構2.2.2 2.2.2 帶傳動帶傳動u普通帶傳動普通帶傳動優(yōu)點優(yōu)點:運行平穩(wěn)無噪聲運行平穩(wěn)無噪聲;過載時將引過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件損壞零件損壞;制造和安裝精度不像嚙合制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴格傳動那樣嚴格;可增加帶長以適應中可增加帶長以適應中心距較大的工作條件心距較大的工作條件(可達可達15m)。缺點缺點:帶與帶輪的彈性滑動使傳動比帶與帶輪的彈性滑動使傳動

15、比不準確，效率較低，壽命較短不準確，效率較低，壽命較短;傳遞傳遞同樣大的圓周力時，外廓尺寸和軸上同樣大的圓周力時，外廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大的壓力都比嚙合傳動大;不宜用于高不宜用于高溫、易燃等場合。溫、易燃等場合。2.2.2 2.2.2 帶傳動帶傳動l帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置 (1)定期張緊裝置定期張緊裝置:調(diào)節(jié)中心距使帶重新張緊。調(diào)節(jié)中心距使帶重新張緊。 (a)移動式移動式 (b)擺動式擺動式1-滑軌滑軌;a-螺母螺母;3-調(diào)節(jié)螺釗調(diào)節(jié)螺釗 (2)自動張緊裝置自動張緊裝置:常用于中小功率的傳動。下圖所示是將裝常用于中小功率的傳動。下圖所示是將裝有帶輪的電動機安裝在擺架上，而利用電

16、動機和擺架的重量有帶輪的電動機安裝在擺架上，而利用電動機和擺架的重量，自動保持張緊力。，自動保持張緊力。2.2.2 2.2.2 帶傳動帶傳動l帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置 (3)使用張緊輪的張緊裝置使用張緊輪的張緊裝置:當中心距不能調(diào)節(jié)時，可使用張當中心距不能調(diào)節(jié)時，可使用張緊輪把帶張緊，如圖所示。張緊輪一般應安裝在松邊內(nèi)側，緊輪把帶張緊，如圖所示。張緊輪一般應安裝在松邊內(nèi)側，使帶只受單向彎曲，以減少壽命的損失使帶只受單向彎曲，以減少壽命的損失;同時張緊輪還應盡同時張緊輪還應盡量靠近大帶輪，以減少對包角的影響。張緊輪的使用會降低量靠近大帶輪，以減少對包角的影響。張緊輪的使用會降低帶輪的傳動能力

17、，在設計時應適當考慮。帶輪的傳動能力，在設計時應適當考慮。2.2.2 2.2.2 帶傳動帶傳動l帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置2.2.2 2.2.2 帶傳動帶傳動同步帶傳動是一種嚙合型帶傳動，兼有帶傳同步帶傳動是一種嚙合型帶傳動，兼有帶傳動和齒輪傳動的特點。同步帶傳動工作時無動和齒輪傳動的特點。同步帶傳動工作時無相對滑動，能保證準確的傳動比。傳動功率相對滑動，能保證準確的傳動比。傳動功率較大較大( (數(shù)百千瓦數(shù)百千瓦) )、傳動效率高、傳動效率高( (達達0.98)0.98)，傳，傳動比較大動比較大(i12(i2m/s，缺點缺點：若加工安裝精度差，傳動：若加工安裝精度差，傳動噪音大，磨損大。噪音

18、大，磨損大。典型用途：大版面鋼板、玻璃數(shù)控切割機，典型用途：大版面鋼板、玻璃數(shù)控切割機，建筑施工升降機可達建筑施工升降機可達30層樓高。層樓高。u特點：特點：2.2.3 2.2.3 齒輪齒條傳動機構齒輪齒條傳動機構1.雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法：雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法：適用于小傳動負載。適用于小傳動負載。2.雙齒輪調(diào)整法：雙齒輪調(diào)整法：適用于大傳動負載。適用于大傳動負載。如圖所示，小齒輪如圖所示，小齒輪1, 6分別與齒條分別與齒條7嚙合，嚙合，與小齒輪與小齒輪1, 6同軸的大齒輪同軸的大齒輪2, 5分別與齒輪分別與齒輪3嚙合，通過預載裝置嚙合，通過預載裝置4向齒輪向齒輪3上預加上預加負載，使大齒輪負載

19、，使大齒輪2, 5同時向兩個相反方向轉動，從而帶動小齒輪同時向兩個相反方向轉動，從而帶動小齒輪1, 6轉動，其齒便轉動，其齒便分別緊貼在齒條分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右側，消除了齒側間隙。上齒槽的左、右側，消除了齒側間隙。u消除齒隙方法：消除齒隙方法：1、6-小齒輪小齒輪;2、5-大齒輪大齒輪;3-齒輪齒輪;4-預載裝置預載裝置;7-齒條齒條2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動（b）壓力機壓力機螺旋傳動的功用：螺旋傳動的功用：利用螺桿和螺母實現(xiàn)傳遞運動和動力。利用螺桿和螺母實現(xiàn)傳遞運動和動力。FNTFNT它既能將回轉運動轉變?yōu)橹本€運動，又能將直線運

20、動轉變?yōu)樗饶軐⒒剞D運動轉變?yōu)橹本€運動，又能將直線運動轉變?yōu)?回轉運動?；剞D運動。（a）千斤頂千斤頂（c）進給機構進給機構Fu 絲杠螺母機構的分類絲杠螺母機構的分類1）按功能分）按功能分a) 傳遞力傳遞力/能量為主（傳力螺旋）能量為主（傳力螺旋）千斤頂千斤頂壓力機壓力機2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動特點特點：低速、間歇低速、間歇工作，傳遞工作，傳遞軸向力大、軸向力大、能自鎖。能自鎖。b) 傳遞運動為主（傳動螺旋）傳遞運動為主（傳動螺旋）機床工作臺的進給絲杠機床工作臺的進給絲杠特點特點： 速度高、連續(xù)工作、精度高。速度高、連續(xù)工作、精度高。2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動c)

21、調(diào)整位置（調(diào)整螺旋）調(diào)整位置（調(diào)整螺旋）特點特點：受力較小且不經(jīng)常轉動：受力較小且不經(jīng)常轉動 ?；Q虎鉗微調(diào)螺旋微調(diào)螺旋2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動2）按摩擦方式分）按摩擦方式分滑動絲杠螺母機構滑動絲杠螺母機構：優(yōu)點：優(yōu)點：a) a) 結構簡單結構簡單b) b) 加工方便加工方便c) c) 成本低成本低d)d)具有自鎖功能具有自鎖功能缺點：缺點：a) a) 摩擦阻力較大摩擦阻力較大b)b)傳動效率低傳動效率低(30%40%)(30%40%)u 絲杠螺母機構的分類絲杠螺母機構的分類2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動（a）滑動螺旋）滑動螺旋滾動絲杠螺母機構滾動絲杠螺母機構：優(yōu)點：

22、優(yōu)點：a) a) 傳動效率高（傳動效率高（92%98%92%98%）b) b) 摩擦阻力小摩擦阻力小c) c) 傳動精度高傳動精度高缺點：缺點：a) a) 結構復雜結構復雜b)b)成本高成本高c)c)無自鎖功能無自鎖功能2）按摩擦方式分）按摩擦方式分u 絲杠螺母機構的分類絲杠螺母機構的分類2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動（b）滾動螺旋）滾動螺旋2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u滑動螺旋傳動的形式與應用滑動螺旋傳動的形式與應用三大類：三大類：1.其中一個固定不動，另一個其中一個固定不動，另一個即即作回轉運動，作回轉運動，又又作直線移動。作直線移動。2.（兩個件都動）；其中（兩個件

23、都動）；其中一個一個作作回轉運動，回轉運動，另一個另一個作直線移動。作直線移動。3.差動螺旋傳動。差動螺旋傳動。（1）、螺母固定不動，螺桿既回轉又作直線移動（2）、 螺桿固定不動、螺母既回轉又作直線運動 螺紋千斤頂螺紋千斤頂（3）、 螺桿（一個）回轉，螺母（另一個）作直線運動 2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u滑動螺旋傳動的形式與應用滑動螺旋傳動的形式與應用1、2-螺母螺母;3-螺桿螺桿差動螺旋傳動；差動螺旋傳動；由兩個螺旋副組成的使由兩個螺旋副組成的使活動螺母與螺桿產(chǎn)生差動的螺旋傳動活動螺母與螺桿產(chǎn)生差動的螺旋傳動。說明：說明：組合螺桿由兩段螺距或旋向不同的螺桿組合為一體，組合螺桿由

24、兩段螺距或旋向不同的螺桿組合為一體，分別與活動螺母和固定螺母配合，組成兩組螺旋副。當螺桿分別與活動螺母和固定螺母配合，組成兩組螺旋副。當螺桿回轉時，螺桿相對于固定螺母、活動螺母相對于螺桿均有直回轉時，螺桿相對于固定螺母、活動螺母相對于螺桿均有直線運動，最終體現(xiàn)為活動螺母的運動，形成一種差動關系。線運動，最終體現(xiàn)為活動螺母的運動，形成一種差動關系。2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點1）螺母固定，絲杠轉動并移動螺母固定，絲杠轉動并移動： 特點特點：結構簡單，傳動精度較高，螺母支撐桿可消除附加軸向：結構簡單，傳動精度較高

25、，螺母支撐桿可消除附加軸向竄動，剛性較差。竄動，剛性較差。2）絲杠轉動，螺母移動絲杠轉動，螺母移動： 特點特點：結構緊湊，絲桿剛性高。要限制螺母：結構緊湊，絲桿剛性高。要限制螺母轉動，故需導向裝置。轉動，故需導向裝置。2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點3）螺母轉動，絲杠移動螺母轉動，絲杠移動： 特點特點：結構復雜，占用空間大，傳動時需限：結構復雜，占用空間大，傳動時需限制螺母移動和絲杠轉動。制螺母移動和絲杠轉動。2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點例：普通機床絲杠螺母傳動的

26、類型和特點4）絲杠固定，螺母轉動并移動絲杠固定，螺母轉動并移動： 特點特點：結構簡單，緊湊，絲桿剛性較高，但：結構簡單，緊湊，絲桿剛性較高，但使用不方便，應用較少。使用不方便，應用較少。2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點例：普通機床絲杠螺母傳動的類型和特點2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u螺旋副零件與滑板連接結構的確定螺旋副零件與滑板連接結構的確定。1.剛性連接結構。剛性連接結構。2.彈性連接結構。彈性連接結構。1-轉動手輪轉動手輪;2-絲杠絲杠;3-活動螺母活動螺母;4-彈簧彈簧;5-支承鋼珠支承鋼珠;6-端蓋端蓋;7-片簧片簧;8-工作臺

27、工作臺2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u螺旋副零件與滑板連接結構的確定螺旋副零件與滑板連接結構的確定。3.活動連接結構。活動連接結構。1-滑板滑板;2-螺桿螺桿;3-中間桿中間桿 u影響螺旋傳動精度的因素及提高傳動精度的措施。影響螺旋傳動精度的因素及提高傳動精度的措施。螺紋參數(shù)誤差螺紋參數(shù)誤差螺桿軸向竄動誤差螺桿軸向竄動誤差偏斜誤差偏斜誤差溫度誤差溫度誤差2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動u消除螺旋傳動消除螺旋傳動空回空回的方法。的方法。 利用單向作用力利用單向作用力利用調(diào)整螺母利用調(diào)整螺母利用塑料螺母利用塑料螺母徑向調(diào)整法徑向調(diào)整法軸向調(diào)整法軸向調(diào)整法開槽螺母結構開槽螺母結構卡

28、簧式螺母結構卡簧式螺母結構對開螺母結構對開螺母結構緊定螺釘螺母結構緊定螺釘螺母結構當螺旋機構中存在間隙，若螺桿的轉動方向改變，螺母不能立即產(chǎn)生反向運動，只有螺桿轉動某一角度后才能使螺母開始反向運動的現(xiàn)象。 滑動絲杠螺母傳動存在滑動絲杠螺母傳動存在如下問題如下問題：l 接觸面間存在著較大的滑動摩擦阻力接觸面間存在著較大的滑動摩擦阻力l 傳動效率低傳動效率低l 磨損快磨損快l 精度不高精度不高l 使用壽命短使用壽命短 已不能適應機電一體化設備在高速度、高效率、已不能適應機電一體化設備在高速度、高效率、高精度等方面的要求。高精度等方面的要求。2.2.4 2.2.4 螺旋傳動螺旋傳動 滾珠絲杠螺母傳動

29、則是為了適應機電一體滾珠絲杠螺母傳動則是為了適應機電一體化機械系統(tǒng)的要求而發(fā)展起來的一種新型傳動化機械系統(tǒng)的要求而發(fā)展起來的一種新型傳動機構。機構。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 在螺桿和螺母制建設有封閉循環(huán)的滾道，在滾在螺桿和螺母制建設有封閉循環(huán)的滾道，在滾道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高傳動效率，這種傳動稱為螺旋傳動，又稱為滾珠提高傳動效率，這種傳動稱為螺旋傳動，又稱為滾珠絲杠副。絲杠副。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾

30、珠絲杠螺母副機構（1 1） 滾珠絲杠螺母的工作原理滾珠絲杠螺母的工作原理滾珠絲杠副由絲杠、螺母、滾動體和滾動體循滾珠絲杠副由絲杠、螺母、滾動體和滾動體循環(huán)裝置組成。環(huán)裝置組成。 工作時，螺母工作時，螺母4 4與需作直線往復運動的零部件與需作直線往復運動的零部件相連，絲杠相連，絲杠1 1旋轉帶動螺母旋轉帶動螺母4 4作直線往復運動，從而作直線往復運動，從而帶動零部件作直線往復運動。帶動零部件作直線往復運動。 在絲杠在絲杠1 1、螺母、螺母4 4和端蓋和端蓋2 2（滾珠循環(huán)裝置）上（滾珠循環(huán)裝置）上都制有螺旋槽，由這些槽對合起來形成滾珠循環(huán)通都制有螺旋槽，由這些槽對合起來形成滾珠循環(huán)通道，滾珠道，

31、滾珠3 3在此通道內(nèi)循環(huán)滾動。為了防止?jié)L珠在此通道內(nèi)循環(huán)滾動。為了防止?jié)L珠3 3從從螺母中掉出，螺母螺旋槽的兩端應封住。螺母中掉出，螺母螺旋槽的兩端應封住。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構（1 1） 滾珠絲杠螺母的工作原理滾珠絲杠螺母的工作原理u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構（2 2） 滾珠絲杠螺母的特點滾珠絲杠螺母的特點 滾珠絲杠副的特點如下。滾珠絲杠副的特點如下。 傳動效率高。傳動效率高。 給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時就可以消除空行程死區(qū)，定位精度高，剛度好就可以

32、消除空行程死區(qū)，定位精度高，剛度好 運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高 運動具有可逆性，可以從旋轉運動轉換為直線運動，也運動具有可逆性，可以從旋轉運動轉換為直線運動，也可以從直線運動轉換為旋轉運動，即絲杠和螺母都可以作為可以從直線運動轉換為旋轉運動，即絲杠和螺母都可以作為主動件。主動件。 磨損小，使用壽命長磨損小，使用壽命長 制造工藝復雜。滾珠絲制造工藝復雜。滾珠絲 杠和螺母等元件的加工精度要求杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。 不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于自重慣力的作用，不能自鎖。特別是

33、對于垂直絲杠，由于自重慣力的作用，下降時當傳動切斷后，不能立刻停止運動，故常需添加制動下降時當傳動切斷后，不能立刻停止運動，故常需添加制動裝置。裝置。1）按用途）按用途a) a) 定位定位滾珠絲杠滾珠絲杠 通過通過旋轉角度旋轉角度和導程控和導程控制軸向位制軸向位移量。移量。 稱為稱為 P P類類 滾珠滾珠絲杠。絲杠。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構b) b) 傳動傳動滾珠絲杠滾珠絲杠 用于用于傳動動力傳動動力的滾珠絲的滾珠絲杠杠。 稱為稱為 T T類類 滾珠滾珠絲杠絲杠。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲

34、杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構a) a) 單單圓弧形圓弧形 螺紋滾道法向截形螺紋滾道法向截形為為單圓弧形單圓弧形。 特點特點：成型比較簡：成型比較簡單，易于得到較高的精單，易于得到較高的精度。但接觸角轉動中不度。但接觸角轉動中不斷變化，因此，效率、斷變化，因此，效率、承載能力和軸向剛度均承載能力和軸向剛度均不夠穩(wěn)定。一般在輕載不夠穩(wěn)定。一般在輕載條件下工作。條件下工作。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構b) b) 雙雙圓弧形圓弧形 螺紋滾道法向截形為螺紋滾道法向截形為雙圓弧形雙圓弧形。 特點特點：接觸角在工作：接觸角在工作過程中基本保持不變，效過程中基本保持不變，效

35、率、承載能力和軸向剛度率、承載能力和軸向剛度穩(wěn)定，磨損較小，傳遞精穩(wěn)定，磨損較小，傳遞精度高。但雙圓弧形砂輪修度高。但雙圓弧形砂輪修整、加工、檢驗比較困難。整、加工、檢驗比較困難。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構3）按滾珠循環(huán)方式）按滾珠循環(huán)方式 按滾珠在整個循環(huán)過程中與螺桿表面的按滾珠在整個循環(huán)過程中與螺桿表面的接觸接觸情況情況，滾珠的循環(huán)方式可分為，滾珠的循環(huán)方式可分為內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)和和外循環(huán)外循環(huán)兩兩類。類。 滾珠在循環(huán)過程中始終與螺桿滾珠在循環(huán)過程中始終與螺桿保持接觸保持接觸的循的循環(huán)叫內(nèi)循環(huán)。環(huán)叫內(nèi)循環(huán)。 滾珠在返回時與螺桿滾珠在返回時與螺桿脫離接觸脫離接

36、觸的循環(huán)稱為外的循環(huán)稱為外循環(huán)。循環(huán)。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 內(nèi)循環(huán)的工作圈內(nèi)循環(huán)的工作圈數(shù)是一列只有一圈，數(shù)是一列只有一圈，因而回路短，滾珠少，因而回路短，滾珠少，滾珠的流暢性好，效滾珠的流暢性好，效率高。此外，它的徑率高。此外，它的徑向尺寸小，零件少，向尺寸小，零件少，裝配簡單。裝配簡單。 內(nèi)循環(huán)的缺點是內(nèi)循環(huán)的缺點是反向器的回珠槽具有反向器的回珠槽具有空間曲面，加工較復空間曲面，加工較復雜。雜。a) a) 內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 按結構的不同，外循環(huán)可分為：按結構的不同，外循環(huán)可分為：b) b)

37、外循環(huán)外循環(huán)螺旋槽式螺旋槽式插管式插管式端蓋式端蓋式u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 特點特點：結構工藝簡單，易于制造，螺母徑向尺：結構工藝簡單，易于制造，螺母徑向尺寸小。缺點是擋珠器剛度較差，容易磨損。寸小。缺點是擋珠器剛度較差，容易磨損。 螺旋槽式螺旋槽式u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 特點特點：結構簡單，工藝性好，適于批量生產(chǎn)。：結構簡單，工藝性好，適于批量生產(chǎn)。缺點是彎管突出在螺母的外部，徑向尺寸較大，若缺點是彎管突出在螺母的外部，徑向尺寸較大，若用彎管端部作擋珠器，則耐磨性較差。用彎管端部作擋珠器，則耐磨性較差。 插管式插

38、管式u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 特點特點：結構緊湊，工藝性好。缺點是滾珠通過：結構緊湊，工藝性好。缺點是滾珠通過短槽時容易卡住。短槽時容易卡住。端蓋式端蓋式u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構4）按消除軸向間隙的調(diào)整預緊方法）按消除軸向間隙的調(diào)整預緊方法 滾珠絲杠副除了對本身單一方向的傳動精度有要滾珠絲杠副除了對本身單一方向的傳動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴格要求，以保證其反向傳求外，對其軸向間隙也有嚴格要求，以保證其反向傳動精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時在滾珠與滾動精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時在滾珠與滾道型面接觸點的

39、彈性變形所引起的螺母位移量和螺母道型面接觸點的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。原有間隙的總和。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 通常采用通常采用雙螺母預緊雙螺母預緊或或單螺母單螺母的方法，把彈性變的方法，把彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。以提高滾珠絲杠副的剛度。 常用的常用的雙螺母預緊雙螺母預緊調(diào)整方法有三種：調(diào)整方法有三種：墊片調(diào)墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式。u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構墊片

40、調(diào)隙式墊片調(diào)隙式u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構絲杠側螺母A 螺母B調(diào)整墊片預拉方向預拉方向預緊方向墊片預緊方向u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構螺紋調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 (3)滾珠絲杠副的精度。滾珠絲杠副的精度。 滾珠絲杠副的精度等級為滾珠絲杠副的精度等級為1, 2, 3, 4 , 5、7, 10級精度，代號分別為級精度，代號分別為1, 2, 3, 4, 5, 7, 10。其中。其中1級為最高級為最高，依次逐級降低，依次逐級降低 (4)滾珠絲杠副的標注方法。滾珠絲杠副的標注方法

41、。 滾珠絲杠副的型號根據(jù)其結構、規(guī)格、精度和螺紋旋向等特征按下滾珠絲杠副的型號根據(jù)其結構、規(guī)格、精度和螺紋旋向等特征按下列格式編寫列格式編寫: 負荷滾珠總圈數(shù)為負荷滾珠總圈數(shù)為1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5圈，代號分別為圈，代號分別為1.5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5。 螺旋旋向為左、右旋，只標左旋代號為螺旋旋向為左、右旋，只標左旋代號為LH，右旋不標。，右旋不標。 滾珠螺紋的代號用滾珠螺紋的代號用GQ表示，標注在公稱直徑前，如表示，標注在公稱直徑前，如GQ50 x 8-3u滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構 例：例：C

42、TC63 x 10-3. 5-3. 5/2000 x 1600 表示為插管突出式外循環(huán)表示為插管突出式外循環(huán)(CT )，雙，雙螺母齒差預緊螺母齒差預緊(C)的滾珠絲杠副，公稱的滾珠絲杠副，公稱直徑直徑63 mm，基本導程，基本導程10 mm，負荷，負荷滾珠總圈數(shù)滾珠總圈數(shù)3. 5圈，精度等級圈，精度等級3. 5級，級，螺紋旋向為右旋，絲杠全長為螺紋旋向為右旋，絲杠全長為2 000 mm ,螺紋長度為螺紋長度為1 600 mmu滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動滾珠絲杠螺母副機構滾珠絲杠螺母副機構68 2.3 2.3 機械導向結構機械導向結構69 2.3 2.3 機械導向結構機械導向結構 機電系統(tǒng)的支承部

43、件包括機電系統(tǒng)的支承部件包括導向支承導向支承部件部件、旋轉支承部件和機座機架。、旋轉支承部件和機座機架。 作用：作用：支承和限制運動部件按給定的支承和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。運動要求和規(guī)定的運動方向運動。 基本組成：基本組成：定導軌、動導軌、輔助導定導軌、動導軌、輔助導軌、間隙調(diào)整元件以及工作介質(zhì)軌、間隙調(diào)整元件以及工作介質(zhì)/ /元元件等組成。件等組成。（1）按運動軌跡分：）按運動軌跡分：直線和圓周運動導軌直線和圓周運動導軌（2）按運動性質(zhì)分：）按運動性質(zhì)分： 主運動導軌主運動導軌: :動導軌與支承導軌之間，相對運動導軌與支承導軌之間，相對運 動的速度較高。動的速度較

44、高。進給運動導軌進給運動導軌:動導軌與支承導軌之間，相對動導軌與支承導軌之間，相對運動的速度較低。運動的速度較低。 移置導軌移置導軌：只用于調(diào)整部件之間的相對位置，只用于調(diào)整部件之間的相對位置， 移置后固定，在加工時沒有相對運動。移置后固定，在加工時沒有相對運動?；瑒訉к壔瑒訉к?滾動導軌：滾動導軌：在兩導軌面間裝有球、滾子或滾針等在兩導軌面間裝有球、滾子或滾針等滾動元件，具有滾動摩擦的性質(zhì)，廣泛地應用于滾動元件，具有滾動摩擦的性質(zhì)，廣泛地應用于進給運動導軌和旋轉主運動導軌。進給運動導軌和旋轉主運動導軌。 靜壓導軌靜壓導軌 ：油膜壓強靠液壓泵建立，油膜壓強靠液壓泵建立，兩導軌面間有一層靜壓油膜

45、，多用于兩導軌面間有一層靜壓油膜，多用于進給運動導軌。進給運動導軌。 動壓導軌：動壓導軌：當導軌面間的相對滑動速度達當導軌面間的相對滑動速度達到一定值后，液體的動壓效應使導軌油腔到一定值后，液體的動壓效應使導軌油腔處出現(xiàn)壓力油楔，把兩導軌面分開，從而處出現(xiàn)壓力油楔，把兩導軌面分開，從而形成液體摩擦。只能用于高速的場合，故形成液體摩擦。只能用于高速的場合，故僅用作主運動導軌。僅用作主運動導軌。 普通滑動導軌普通滑動導軌 流體介質(zhì)導軌流體介質(zhì)導軌 u三角形導軌：三角形導軌：磨損后，能自動補償間隙，導向精度磨損后，能自動補償間隙，導向精度隨其頂角的減小而提高，但頂角的減小使承載能力隨其頂角的減小而提

46、高，但頂角的減小使承載能力和剛性下降；三角形導軌的制造工藝較復雜。和剛性下降；三角形導軌的制造工藝較復雜。u矩形導軌：矩形導軌：承載能力大，剛性較高，形狀規(guī)則，制承載能力大，剛性較高，形狀規(guī)則，制造和維修方便；但矩形導軌側面有間隙，導向精度造和維修方便；但矩形導軌側面有間隙，導向精度較低。較低。u燕尾形導軌：燕尾形導軌：高度尺寸小，結構緊湊，能承受顛復高度尺寸小，結構緊湊，能承受顛復力矩；但燕尾形導軌磨擦阻力大，制造工藝復雜。力矩；但燕尾形導軌磨擦阻力大，制造工藝復雜。u圓柱形導軌：圓柱形導軌：導向性好，剛性高；但其制造精度要導向性好，剛性高；但其制造精度要求較高，磨損后，導軌間隙調(diào)整較困難。

47、求較高，磨損后，導軌間隙調(diào)整較困難。特點：特點：一、導軌的截面形狀及其特點一、導軌的截面形狀及其特點1、直線運動滑動導軌截面形狀：、直線運動滑動導軌截面形狀：主要有主要有三角三角形、矩形、燕尾形、圓柱形，都有凹凸之分。形、矩形、燕尾形、圓柱形，都有凹凸之分。二、導軌的基本要求二、導軌的基本要求 1、導向精度高。導向精度高。導向精度是指運動件按給定方導向精度是指運動件按給定方向作直線運動的準確程度，它主要取決于導軌向作直線運動的準確程度，它主要取決于導軌本身的幾何精度及導軌配合間隙。本身的幾何精度及導軌配合間隙。u導軌在豎直平面導軌在豎直平面 內(nèi)的直線度內(nèi)的直線度 。u導軌在水平平面導軌在水平平

48、面 內(nèi)的直線度內(nèi)的直線度 。u兩導軌面間的兩導軌面間的 平行度。平行度。 因此，在設計或選用導軌副時，重點考慮因此，在設計或選用導軌副時，重點考慮影響導向精度的主要因素有：影響導向精度的主要因素有：u 導軌結構類型。導軌結構類型。u 導向精度（直線度）和接觸精度（平導向精度（直線度）和接觸精度（平面度和接觸面積）。面度和接觸面積）。u 導軌運動配合精度（間隙）。導軌運動配合精度（間隙）。u 油膜厚度和油膜剛度。油膜厚度和油膜剛度。u 導軌和機架的結構剛度和接觸剛度。導軌和機架的結構剛度和接觸剛度。u 導軌和機架的熱變形（熱敏感性）。導軌和機架的熱變形（熱敏感性）。u 裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓

49、導軌的裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓導軌的油膜厚度、油膜剛度等。油膜厚度、油膜剛度等。二、導軌的基本要求二、導軌的基本要求 2、運動輕便、平穩(wěn)、低速時無爬行現(xiàn)象。運動輕便、平穩(wěn)、低速時無爬行現(xiàn)象。u消除爬行現(xiàn)象的主要措施：消除爬行現(xiàn)象的主要措施：（1）減少動、靜摩擦系數(shù)的之差和改變動摩擦系數(shù)減少動、靜摩擦系數(shù)的之差和改變動摩擦系數(shù)隨速度變化的特性。隨速度變化的特性。用滾動摩擦代替滑動摩擦；用滾動摩擦代替滑動摩擦；采用卸荷導軌和靜壓導軌；采用卸荷導軌和靜壓導軌；采用減摩材料；采用減摩材料；采用導軌油。采用導軌油。（2）提高傳動機構的剛度。提高傳動機構的剛度。u影響影響精度保持性的主要精度保持性的主要

50、因素因素是是磨損磨損。 u必須提高導軌的耐磨性，盡可能減小導軌的磨損必須提高導軌的耐磨性，盡可能減小導軌的磨損的不均勻程度（沿導軌全長的均勻和不均勻磨損的不均勻程度（沿導軌全長的均勻和不均勻磨損都會影響其精度），并使磨損后能自動補償或調(diào)都會影響其精度），并使磨損后能自動補償或調(diào)整。整。 u影響因素：影響因素：導軌的材料、熱處理、加工的工藝方導軌的材料、熱處理、加工的工藝方法、磨擦性質(zhì)及受力情況（即導軌的比壓、潤滑法、磨擦性質(zhì)及受力情況（即導軌的比壓、潤滑和防護）等有關。和防護）等有關。二、導軌的基本要求二、導軌的基本要求 3、耐磨性好。耐磨性好。u在可能的情況下，應盡量使導軌結構簡單在可能的情

51、況下，應盡量使導軌結構簡單，便于制造和維護。，便于制造和維護。u對于刮研導軌，應盡量減少刮研量。對于刮研導軌，應盡量減少刮研量。u對于鑲裝導軌，應做到更換容易。對于鑲裝導軌，應做到更換容易。二、導軌的基本要求二、導軌的基本要求 4、。5、足夠的、足夠的 剛度。剛度。 導軌的剛度（要求）導軌的剛度（要求）：導軌抵抗外載荷的能力，導軌抵抗外載荷的能力，從而不影響導向部件的導向精度（運動精度）。從而不影響導向部件的導向精度（運動精度）。通常分為：靜剛度通常分為：靜剛度 抵抗抵抗恒定載荷恒定載荷的能力。的能力。 動剛度動剛度 抵抗抵抗交變載荷交變載荷的能力。的能力。 每一類剛度都包括：結構剛度、接觸剛

52、度、局部每一類剛度都包括：結構剛度、接觸剛度、局部剛度。剛度。 在一般情況下，為減輕或平衡外力的影響，可采在一般情況下，為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導軌尺寸或添加輔助導軌的方法提高剛度。用加大導軌尺寸或添加輔助導軌的方法提高剛度。二、導軌的基本要求二、導軌的基本要求6、對溫度變化的不敏感性。、對溫度變化的不敏感性。三、常見導軌副組合與間隙調(diào)整、特點三、常見導軌副組合與間隙調(diào)整、特點(1)圓柱面導軌。圓柱面導軌。優(yōu)點：優(yōu)點：導軌面的加工和檢驗導軌面的加工和檢驗比較簡單，比較簡單，易于達到較高的精度易于達到較高的精度;缺點：缺點：對溫度變化比較敏感對溫度變化比較敏感，間隙不能調(diào)整。，間隙不能

53、調(diào)整。1-螺母螺母;2-螺釘螺釘;3-支臂支臂; 4-墊塊墊塊;5-立柱立柱最簡單的防轉結構是在運動件和承導件的接觸表面上作出平面、凸起最簡單的防轉結構是在運動件和承導件的接觸表面上作出平面、凸起或凹槽。圖或凹槽。圖2-30 ( a),(b)、(c)是這種防轉結構的幾個例子。利用輔助導是這種防轉結構的幾個例子。利用輔助導向面可以更好地限制運動件的轉動向面可以更好地限制運動件的轉動圖圖2-30 (d),適當增大輔助導向面適當增大輔助導向面與基本導向面之間的距離，可減小由導軌間的間隙所引起的轉角誤差與基本導向面之間的距離，可減小由導軌間的間隙所引起的轉角誤差。當輔助導向面也為圓柱面時，即構成雙圓柱

54、面導軌。當輔助導向面也為圓柱面時，即構成雙圓柱面導軌圖圖2-30 (e)，它，它既能保證較高的導向精度，又能保證較大的承載能力。既能保證較高的導向精度，又能保證較大的承載能力。 （2）棱柱面導軌棱柱面導軌 特點：特點：兩導軌磨損均勻，能自動補償垂直和水兩導軌磨損均勻，能自動補償垂直和水平方向下磨損，接觸剛度好，導向和精度保持性平方向下磨損，接觸剛度好，導向和精度保持性高，但工藝性差，熱敏感性較大。主要用于高精高，但工藝性差，熱敏感性較大。主要用于高精機床。機床。 1）雙三角形導軌雙三角形導軌（2）棱柱面導軌棱柱面導軌 特點：特點：導向精度高、承載能力大的優(yōu)點，避免導向精度高、承載能力大的優(yōu)點，

55、避免了由于熱變形所引起的配合狀況的變化，且工藝了由于熱變形所引起的配合狀況的變化，且工藝性比雙三角形導軌大為改善，因而應用很廣。缺性比雙三角形導軌大為改善，因而應用很廣。缺點是兩條導軌磨損不均勻，磨損后不能自動調(diào)整點是兩條導軌磨損不均勻，磨損后不能自動調(diào)整間隙。間隙。2）三角形三角形-平面導軌平面導軌（2）棱柱面導軌棱柱面導軌 特點：特點：承載能力和剛度較大。優(yōu)點是結構簡單承載能力和剛度較大。優(yōu)點是結構簡單，制造、檢驗、修理較易。缺點是磨損后不能自，制造、檢驗、修理較易。缺點是磨損后不能自動補償間隙，導向精度不如三角形導軌。動補償間隙，導向精度不如三角形導軌。 3）矩形）矩形導軌導軌（2）棱柱

56、面導軌棱柱面導軌 特點：特點：優(yōu)點是結構緊湊、調(diào)整間隙方便。缺點優(yōu)點是結構緊湊、調(diào)整間隙方便。缺點是幾何形狀比較復雜，難以達到很高的配合精度是幾何形狀比較復雜，難以達到很高的配合精度，并且導軌中的摩擦力較大，運動靈活性較差。，并且導軌中的摩擦力較大，運動靈活性較差。4 4）燕尾燕尾導軌導軌1、2-零件零件;3-墊片墊片u導軌接合面之間都存在間隙。導軌接合面之間都存在間隙。 間隙過小，增加運動阻力，加速導軌磨損間隙過小，增加運動阻力，加速導軌磨損 間隙過大，降低導向精度，容易產(chǎn)生振動間隙過大，降低導向精度，容易產(chǎn)生振動u調(diào)整方法：采用調(diào)整方法：采用鑲條和壓板。鑲條和壓板。 u鑲條用來鑲條用來調(diào)整

57、調(diào)整矩形導軌和燕尾形導軌的矩形導軌和燕尾形導軌的側隙側隙，以保證導軌面的正常接觸。以保證導軌面的正常接觸。u常用的有常用的有平鑲條和斜鑲條平鑲條和斜鑲條。u放在導軌受力較小的一側放在導軌受力較小的一側 。（1）平鑲條）平鑲條 u斜鑲條的兩個面分別與動導軌和支承導軌均勻接觸，斜鑲條的兩個面分別與動導軌和支承導軌均勻接觸，所以比平鑲條剛度高。所以比平鑲條剛度高。u斜鑲條的斜度為斜鑲條的斜度為1 1001 40，鑲條越長斜度應越，鑲條越長斜度應越小，以免兩端厚度相差太大。小，以免兩端厚度相差太大。u (1)合理選擇導軌的材料及熱處理。合理選擇導軌的材料及熱處理。導軌的材料：導軌的材料：鑄鐵、鋼、有色

58、金屬、塑料鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料等。等。對導軌材料的主要要求：對導軌材料的主要要求：耐磨性高、工藝耐磨性高、工藝性好、成本低性好、成本低等。等。 1、特點：、特點：成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工。切削加工。 2、材料：、材料：u灰鑄鐵灰鑄鐵HT200。u孕育鑄鐵孕育鑄鐵HT300。 u耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵 加入合金元素，如高磷鑄鐵、磷銅鈦鑄鐵、釩鈦鑄鐵，耐磨性比孕育鑄鐵高一倍，力學性能好，成本高，多用于精密機床3、鑄鐵導軌的淬火：、鑄鐵導軌的淬火：感應淬火和火焰淬火感應淬火和火焰淬火 。 目的：目的：提高導軌表面的硬度，提高耐磨性。提

59、高導軌表面的硬度，提高耐磨性。 1、應用：、應用：鑲鋼支承導軌。鑲鋼支承導軌。2、特點：、特點：可大幅度地提高導軌的耐磨性。工藝復雜可大幅度地提高導軌的耐磨性。工藝復雜、加工較困難、成本也較高。、加工較困難、成本也較高。3、常用材料：、常用材料： 45或或40Cr，整體淬硬，整體淬硬， HRC48。 20Cr，滲碳淬硬，滲碳淬硬， HRC60。 1、應用：、應用：用有色金屬板材用有色金屬板材鑲裝導軌在動導軌上鑲裝導軌在動導軌上，與鑄鐵的支承導軌相搭配。與鑄鐵的支承導軌相搭配。2、特點：、特點：耐磨性較高，可以防止撕傷和保證運動耐磨性較高，可以防止撕傷和保證運動的平穩(wěn)性和提高移動精度。的平穩(wěn)性和

60、提高移動精度。3、材料：、材料：錫青銅錫青銅ZQSn6ZQSn66 63 3、鋁青銅、鋁青銅ZQAl9-4ZQAl9-4、（黃銅（黃銅H62H62、H68H68）。）。1、應用：、應用：在在動導軌上鑲裝塑料軟帶動導軌上鑲裝塑料軟帶。與淬硬。與淬硬的鑄鐵支承導軌和鑲鋼支承導軌組成導軌的鑄鐵支承導軌和鑲鋼支承導軌組成導軌副。副。 2、特點：、特點：摩擦系數(shù)低、耐磨性高、抗撕傷能摩擦系數(shù)低、耐磨性高、抗撕傷能力強、低速時不易出現(xiàn)爬行、加工性和化力強、低速時不易出現(xiàn)爬行、加工性和化學穩(wěn)定性好、工藝簡單、成本低等優(yōu)點。學穩(wěn)定性好、工藝簡單、成本低等優(yōu)點。3、材料：、材料：（1）塑料軟帶：氟塑料導軌軟帶）