第三章執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計

1、哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 學習重點：學習重點：1 1 執(zhí)行系統(tǒng)的組成執(zhí)行系統(tǒng)的組成2 2 執(zhí)行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的功能3 3 執(zhí)行系統(tǒng)的分類執(zhí)行系統(tǒng)的分類4 4 執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計5 5 執(zhí)行軸設(shè)計執(zhí)行軸設(shè)計6 6 導(dǎo)軌設(shè)計導(dǎo)軌設(shè)計哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室前期內(nèi)容回顧前期內(nèi)容回顧機械系統(tǒng)組成及功能機械系統(tǒng)組成及功能 機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)主要由主要由動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)、操縱和控操縱和控制系統(tǒng)制系統(tǒng)、支承系統(tǒng)支承系統(tǒng)及及潤滑潤滑- -冷卻及密封系統(tǒng)冷卻及密封系

2、統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。等子系統(tǒng)組成。 執(zhí)行系統(tǒng)的功用執(zhí)行系統(tǒng)的功用是利用機械能來改變作業(yè)對象的性質(zhì)、狀態(tài)、是利用機械能來改變作業(yè)對象的性質(zhì)、狀態(tài)、形狀、位置或進行檢測等。由于每個系統(tǒng)要完成的功能各不相同，形狀、位置或進行檢測等。由于每個系統(tǒng)要完成的功能各不相同，所以，對其執(zhí)行系統(tǒng)的運動、工作載荷等技術(shù)要求也各不相同，所以，對其執(zhí)行系統(tǒng)的運動、工作載荷等技術(shù)要求也各不相同，進而執(zhí)行系統(tǒng)也是多種多樣的。但它的組成不外乎由進而執(zhí)行系統(tǒng)也是多種多樣的。但它的組成不外乎由執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件和和執(zhí)行機構(gòu)組件執(zhí)行機構(gòu)組件這兩大類零、部件來構(gòu)成。這兩大類零、部件來構(gòu)成。 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)

3、大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)是機械系統(tǒng)中的一個重要組成部分，是是機械系統(tǒng)中的一個重要組成部分，是直接完成機械直接完成機械系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)的部分系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)的部分。（定義）（定義）一、執(zhí)行系統(tǒng)的組成一、執(zhí)行系統(tǒng)的組成3.1 3.1 執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能及分類執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能及分類噴涂機器人工作錄像哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)由執(zhí)行系統(tǒng)由執(zhí)行末端件（執(zhí)行構(gòu)件）執(zhí)行末端件（執(zhí)行構(gòu)件）和與之相連的和與之相連的執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)組組成。成。（組成）（組成） 執(zhí)行末端

4、件執(zhí)行末端件是執(zhí)行系統(tǒng)中是執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務(wù)的零部件。直接完成工作任務(wù)的零部件。 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)的主要作用是的主要作用是給執(zhí)行末端件提供力給執(zhí)行末端件提供力和和帶動它實現(xiàn)運動帶動它實現(xiàn)運動，即把傳動系統(tǒng)傳遞過來的運動和動力進行必要的交換，以滿足執(zhí)即把傳動系統(tǒng)傳遞過來的運動和動力進行必要的交換，以滿足執(zhí)行末端件的要求。行末端件的要求。 3.1 3.1 執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能及分類執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能及分類手爪平行開閉式手爪平行開閉式機械手結(jié)構(gòu)示意圖機械手結(jié)構(gòu)示意圖工作任務(wù)：工作任務(wù)：夾持工件夾持工件哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室一、一、 執(zhí)行系統(tǒng)的組成執(zhí)

5、行系統(tǒng)的組成手爪平行開閉式機械手結(jié)構(gòu)示意圖手爪平行開閉式機械手結(jié)構(gòu)示意圖第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)： 1 1、88滑動齒條滑動齒條 99滑動齒條導(dǎo)軌滑動齒條導(dǎo)軌 1010壓縮彈簧壓縮彈簧 傳動機構(gòu)：傳動機構(gòu)： 4 4雙面齒條雙面齒條 2 2、33齒輪齒輪動力裝置：動力裝置： 5 5氣缸氣缸 6 6活塞活塞組成及運動關(guān)系組成及運動關(guān)系執(zhí)行末端件：執(zhí)行末端件： 11 11可換夾爪可換夾爪 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室一、一、 執(zhí)行系統(tǒng)的組成執(zhí)行系統(tǒng)的組成第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計臥式車床主軸組件臥式車床主軸組件 臥式車床

6、的主軸通過頂尖或夾盤臥式車床的主軸通過頂尖或夾盤( (圖中未畫出圖中未畫出) )帶動被加工的工件旋帶動被加工的工件旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)時，頂尖或夾盤頂尖或夾盤就是就是執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件，而，而主軸組件主軸組件則為則為執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)。 頂尖頂尖執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行末端件的作用是：夾持、轉(zhuǎn)動執(zhí)行末端件的作用是：夾持、轉(zhuǎn)動哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室夾持夾持如何夾持？如何夾持？工件夾持位置？工件夾持位置？回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)軸手爪手爪打開打開夾持力夾持力執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件的兩種的兩種形式形式：第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計1 1）與工作對象直接接觸并

7、攜帶它完成一定的動作；）與工作對象直接接觸并攜帶它完成一定的動作； ( (如如夾持夾持、搬運、輸送、轉(zhuǎn)動（分度與轉(zhuǎn)位）等、搬運、輸送、轉(zhuǎn)動（分度與轉(zhuǎn)位）等) ) 2 2）在工作對象上完成一定的動作。）在工作對象上完成一定的動作。( (如噴徐、洗刷、鍛壓等如噴徐、洗刷、鍛壓等) ) 工件夾持位置工件夾持位置夾持器夾持器向下運動向下運動夾持力夾持力哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件的兩種的兩種形式形式：1 1）與工作對象直接接觸并攜帶它完成一定的動作；）與工作對象直接接觸并攜帶它完成一定的動作； ( (如如夾持

8、夾持、搬運、輸送、轉(zhuǎn)動（分度與轉(zhuǎn)位）等、搬運、輸送、轉(zhuǎn)動（分度與轉(zhuǎn)位）等) ) 夾持夾持手爪閉合手爪打開第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計搬運搬運執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件的兩種的兩種形式形式：1 1）與工作對象直接接觸并攜帶它完成一定的動作；）與工作對象直接接觸并攜帶它完成一定的動作； ( (如如夾持夾持、搬運、輸送、轉(zhuǎn)動（分度與轉(zhuǎn)位）等、搬運、輸送、轉(zhuǎn)動（分度與轉(zhuǎn)位）等) ) 回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)軸齒條齒條移動移動哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 輸送輸送是指將工件按給

9、定的路線，是指將工件按給定的路線， 從一個位置運送到下個位置。從一個位置運送到下個位置。按輸送路線按輸送路線直線輸送直線輸送環(huán)形輸送環(huán)形輸送空間輸送空間輸送按輸送方式按輸送方式連續(xù)輸送連續(xù)輸送間歇輸送間歇輸送輸送輸送哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 輸送輸送是指將工件按給定的路線，是指將工件按給定的路線， 從一個位置運送到下個位置。從一個位置運送到下個位置。按輸送路線按輸送路線直線輸送直線輸送環(huán)形輸送環(huán)形輸送空間輸送空間輸送按輸送方式按輸送方式連續(xù)輸送連續(xù)輸送間歇輸送間歇輸送輸送輸送間歇輸送間歇輸送哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程

10、教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室執(zhí)行末端件執(zhí)行末端件的兩種的兩種形式形式：第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2）在工作對象上完成一定的動作。）在工作對象上完成一定的動作。( (如噴徐、洗刷、鍛壓等如噴徐、洗刷、鍛壓等) ) 汽車保險杠噴涂汽車保險杠噴涂汽車車橋噴涂汽車車橋噴涂哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 以上例中的以上例中的執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)有的是由有的是由純機械結(jié)構(gòu)純機械結(jié)構(gòu)組成的。組成的。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，執(zhí)行系統(tǒng)的組成也在不斷發(fā)生變化：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，執(zhí)行系統(tǒng)的組成也在不斷發(fā)生變化： 一方面由于

11、一方面由于機械的含義在不斷地擴展機械的含義在不斷地擴展，如電子、電器、光學、，如電子、電器、光學、液體、氣體等也可以直接與純機械結(jié)構(gòu)結(jié)合，組成較先進的液體、氣體等也可以直接與純機械結(jié)構(gòu)結(jié)合，組成較先進的機電、機電、機光、機液等執(zhí)行機構(gòu)機光、機液等執(zhí)行機構(gòu)； 另一方面又另一方面又由于傳動系統(tǒng)變得越來越簡單由于傳動系統(tǒng)變得越來越簡單，有時，有時一個機構(gòu)可一個機構(gòu)可以既是傳動系統(tǒng)又是執(zhí)行系統(tǒng)以既是傳動系統(tǒng)又是執(zhí)行系統(tǒng)，如連桿機構(gòu)的應(yīng)用，所以，執(zhí)行，如連桿機構(gòu)的應(yīng)用，所以，執(zhí)行系統(tǒng)可以由一個簡單的結(jié)構(gòu)來組成，也可以由一些基本結(jié)構(gòu)組合系統(tǒng)可以由一個簡單的結(jié)構(gòu)來組成，也可以由一些基本結(jié)構(gòu)組合成的復(fù)雜機構(gòu)來

12、組成。這主要視系統(tǒng)的功能來決定。成的復(fù)雜機構(gòu)來組成。這主要視系統(tǒng)的功能來決定。 一般說來，能完成同一功能的執(zhí)行系統(tǒng)可以有不同的方案，一般說來，能完成同一功能的執(zhí)行系統(tǒng)可以有不同的方案，但應(yīng)選出但應(yīng)選出既能滿足功能要求既能滿足功能要求，又簡單又簡單、可靠可靠的一個方案。的一個方案。 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室執(zhí)行系統(tǒng)實例執(zhí)行系統(tǒng)實例第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計真空吸盤，將鋼板吸取真空吸盤，將鋼板吸取 真空吸盤，吸瓷磚、碼垛真空吸盤，吸瓷磚、碼垛 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室執(zhí)行系統(tǒng)實例執(zhí)行系統(tǒng)實例第三章第三章 執(zhí)

13、行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計提升、翻轉(zhuǎn)、碼垛提升、翻轉(zhuǎn)、碼垛沖壓沖壓KUKAKUKA碼垛機器人碼垛機器人哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室執(zhí)行系統(tǒng)實例執(zhí)行系統(tǒng)實例第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計碼垛機器人碼垛機器人哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計機器人靈巧手機器人靈巧手 靈巧手有靈巧手有4個相同結(jié)構(gòu)的手指，共個相同結(jié)構(gòu)的手指，共13個自由度，個自由度，機械零件機械零件600多個，電子元器件多個，電子元器件1600多個，重量多個，重量只有只有16千克。每個手指有千克。每個手指有4個關(guān)節(jié)，由個關(guān)節(jié)，

14、由3個電機個電機驅(qū)動，每個手指能提起驅(qū)動，每個手指能提起l千克的重物。共有千克的重物。共有94個傳個傳感器，能夠感覺各個手指的位置、姿態(tài)。感器，能夠感覺各個手指的位置、姿態(tài)。 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室二、二、 執(zhí)行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的功能 執(zhí)行系統(tǒng)一般可實現(xiàn)下列各種功能執(zhí)行系統(tǒng)一般可實現(xiàn)下列各種功能: :1 1 實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能 2 2 實現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等的功能實現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等的功能3 3 實現(xiàn)程序控制的功能實現(xiàn)程序控制的功能 4 4 實現(xiàn)施力功能實現(xiàn)施力功能第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計

15、哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室1 1實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能 二、二、 執(zhí)行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的功能 (1)(1)實現(xiàn)實現(xiàn)預(yù)期固定軌跡預(yù)期固定軌跡或或簡單可調(diào)的軌跡簡單可調(diào)的軌跡功能；功能； 問題：如何實現(xiàn)末點任意軌跡的運動問題：如何實現(xiàn)末點任意軌跡的運動實現(xiàn)末點任意軌跡的運動實現(xiàn)末點任意軌跡的運動第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)預(yù)定的運動軌跡實現(xiàn)預(yù)定的運動軌跡凸輪凸輪哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室1實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能 二、二、 執(zhí)

16、行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的功能第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 (1)實現(xiàn)實現(xiàn)預(yù)期固定軌跡預(yù)期固定軌跡或或簡單可調(diào)的軌跡簡單可調(diào)的軌跡功能；功能； (2)勻速勻速運動運動(平動、轉(zhuǎn)動平動、轉(zhuǎn)動)與與非勻速運動非勻速運動(平動、轉(zhuǎn)動或擺動平動、轉(zhuǎn)動或擺動)的的變換變換； (3)連續(xù)運動連續(xù)運動與與間歇式間歇式的轉(zhuǎn)動或擺動的的轉(zhuǎn)動或擺動的變換變換 下面以牛頭刨床加工零件的運動過程為例介紹：下面以牛頭刨床加工零件的運動過程為例介紹：1)勻速勻速非勻速運動變換、非勻速運動變換、2)連續(xù)連續(xù)間歇運動的變換間歇運動的變換哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室執(zhí)行系統(tǒng)典型實例執(zhí)行

17、系統(tǒng)典型實例牛頭刨床加工零件牛頭刨床加工零件第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計牛頭刨加工零件有兩個執(zhí)行末端件：刀具和工作臺牛頭刨加工零件有兩個執(zhí)行末端件：刀具和工作臺1 刀具的運動刀具的運動1）刀具慢進）刀具慢進(切削工件切削工件)2）刀具快退（不切削工件）刀具快退（不切削工件）3）刀具上下運動刀具與工件上下相）刀具上下運動刀具與工件上下相對位置調(diào)整運動）對位置調(diào)整運動）4）刀具與工件的相對位置調(diào)整運動）刀具與工件的相對位置調(diào)整運動2 工作臺（工件）的運動工作臺（工件）的運動1）工件進給運動）工件進給運動(橫向橫向)2）工件進給運動）工件進給運動(高度方向高度方向)牛頭刨床牛頭刨床哈爾濱工

18、業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 刨刀的運動刨刀的運動實現(xiàn)勻速運動與非勻速運動的變換實現(xiàn)勻速運動與非勻速運動的變換執(zhí)行系統(tǒng)典型實例執(zhí)行系統(tǒng)典型實例第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 工作臺進給工作臺進給實現(xiàn)連續(xù)與間歇式運動的變換實現(xiàn)連續(xù)與間歇式運動的變換l 曲柄搖桿曲柄搖桿ABCD機構(gòu)實現(xiàn)刀具的慢機構(gòu)實現(xiàn)刀具的慢進和快退進和快退l AB的長度調(diào)節(jié)行程的長度調(diào)節(jié)行程l M1,M3調(diào)節(jié)刀具與工件的相對位置調(diào)節(jié)刀具與工件的相對位置（XY向）向）l M2調(diào)節(jié)工作臺的高度調(diào)節(jié)工作臺的高度l 曲柄搖桿曲柄搖桿FGHI驅(qū)動棘輪驅(qū)動棘輪J帶動螺桿帶動螺桿K實現(xiàn)每循環(huán)進給量實現(xiàn)每循環(huán)

19、進給量哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計牛頭刨床演示動畫牛頭刨床演示動畫切削運動慢進不切削快退哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室2 2 實現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等的功能實現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等的功能 二、二、 執(zhí)行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的功能第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(1)(1)用來實現(xiàn)運動的離合或開停；用來實現(xiàn)運動的離合或開停；(2)(2)用來換向、超越或反向止動；用來換向、超越或反向止動；(3)(3)用來實現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護、安全制動；用來實現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護、安全制動；(4)(4)實現(xiàn)鎖止、定

20、位、夾壓等；實現(xiàn)鎖止、定位、夾壓等；(5)(5)實現(xiàn)測量、放大、比較、顯示、記錄、運算等。實現(xiàn)測量、放大、比較、顯示、記錄、運算等。3 3實現(xiàn)程序控制的功能實現(xiàn)程序控制的功能 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室1-1-凸輪軸凸輪軸 2-2-支架支架3-3-微動開關(guān)微動開關(guān) 4-4-壓桿壓桿 5-5-進給滑道進給滑道6- 6- 檢測探頭檢測探頭 7-7-工件工件( (墊圈墊圈) 8-) 8-止動臂止動臂 自動檢測墊圈內(nèi)徑裝置自動檢測墊圈內(nèi)徑裝置第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計包含的運動包含的運動1)1)上料運動上料運動 ( (墊圈進入進給滑道、向墊圈進入進給滑

21、道、向前運動前運動( (間歇運動間歇運動) )2) 2) 到達檢測工位后到達檢測工位后停止停止3) 3) 凸輪軸的轉(zhuǎn)動凸輪軸的轉(zhuǎn)動4) 4) 止動臂的擺動止動臂的擺動( (間歇運動間歇運動) )5) 5) 壓桿的上下運動壓桿的上下運動( (間歇運動間歇運動) )哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 a)a)內(nèi)徑尺寸合格內(nèi)徑尺寸合格 b)b)內(nèi)徑尺寸太小內(nèi)徑尺寸太小 c)c)內(nèi)徑尺寸太大內(nèi)徑尺寸太大問題：問題：如何確定不合格品是大是小？如何確定不合格品是大是??？自動檢測墊圈內(nèi)徑裝置自動檢測墊圈內(nèi)徑裝置檢測原理檢測原理77工件；工件；44帶探頭的壓桿；帶探頭的壓桿；11

22、微動開關(guān)微動開關(guān) 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室自動檢測螺釘長度裝置自動檢測螺釘長度裝置第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計如何區(qū)分螺釘長度？如何區(qū)分螺釘長度？ 1 1）長于標準值）長于標準值 2 2）等于標準值）等于標準值 3 3）小于標準值）小于標準值哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計4 4實現(xiàn)施力功能實現(xiàn)施力功能- -對工作對象施加力或力矩達到完成生產(chǎn)任務(wù)的目的對工作對象施加力或力矩達到完成生產(chǎn)任務(wù)的目的二、二、 執(zhí)行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的功能液壓機

23、液壓機11下砧；下砧；22上砧；上砧；33活動橫梁活動橫梁哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室三、三、 執(zhí)行系統(tǒng)的分類及特點執(zhí)行系統(tǒng)的分類及特點 執(zhí)行系統(tǒng)分類：執(zhí)行系統(tǒng)分類： 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計按執(zhí)行系統(tǒng)按執(zhí)行系統(tǒng)對運動和動力的不同要求對運動和動力的不同要求可分為：可分為：動作型、動力型、動作動力型動作型、動力型、動作動力型。 按執(zhí)行系統(tǒng)中按執(zhí)行系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)的相互聯(lián)系情況執(zhí)行機構(gòu)的相互聯(lián)系情況分：分：單一型、相互獨立型單一型、相互獨立型、相互聯(lián)系型相互聯(lián)系型 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)

24、設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計類別類別特點特點應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例按執(zhí)行按執(zhí)行系統(tǒng)對系統(tǒng)對運動和運動和動力的動力的要求要求動作型動作型要求執(zhí)行系統(tǒng)要求執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)期精度的動作實現(xiàn)預(yù)期精度的動作( (位移、速度、位移、速度、加速度等加速度等) )，而對執(zhí)行系統(tǒng)中各構(gòu)件的強度、剛，而對執(zhí)行系統(tǒng)中各構(gòu)件的強度、剛度無特殊要求度無特殊要求縫紉機、包糖機、印刷縫紉機、包糖機、印刷機等機等動力型動力型要求執(zhí)行系統(tǒng)要求執(zhí)行系統(tǒng)能克服較大的生產(chǎn)阻力，做一定的能克服較大的生產(chǎn)阻力，做一定的功功，因此對執(zhí)行系統(tǒng)中各構(gòu)件的強度、剛度有嚴，因此對執(zhí)行系統(tǒng)中各構(gòu)件的強度、剛度有嚴格要求，但對運動精度無特殊要求格要求，但對運動精度無特殊

25、要求曲柄壓力機、推土機、曲柄壓力機、推土機、挖掘機、碎石機等挖掘機、碎石機等動作動力型動作動力型要求執(zhí)行系統(tǒng)要求執(zhí)行系統(tǒng)既能實現(xiàn)預(yù)期精度的動作，又要克既能實現(xiàn)預(yù)期精度的動作，又要克服較大的生產(chǎn)阻力，做一定的功服較大的生產(chǎn)阻力，做一定的功滾齒機、插齒機等滾齒機、插齒機等按執(zhí)行按執(zhí)行系統(tǒng)中系統(tǒng)中執(zhí)行機執(zhí)行機構(gòu)的相構(gòu)的相互聯(lián)系互聯(lián)系情況情況單一型單一型在執(zhí)行系統(tǒng)中，只有一個執(zhí)行機構(gòu)工作在執(zhí)行系統(tǒng)中，只有一個執(zhí)行機構(gòu)工作攪拌機、碎石機、皮帶攪拌機、碎石機、皮帶輸輸 送機等送機等獨立型獨立型在執(zhí)行系統(tǒng)中有多個執(zhí)行機構(gòu)進行工作，但它們在執(zhí)行系統(tǒng)中有多個執(zhí)行機構(gòu)進行工作，但它們之間相互獨立、沒有運動及生產(chǎn)阻

26、力等方面的聯(lián)之間相互獨立、沒有運動及生產(chǎn)阻力等方面的聯(lián)系和制約系和制約外圓磨床的磨削進給與外圓磨床的磨削進給與砂輪轉(zhuǎn)動，起重機的起砂輪轉(zhuǎn)動，起重機的起吊與行走動作等吊與行走動作等相互聯(lián)系型相互聯(lián)系型在執(zhí)行系統(tǒng)中，有多個執(zhí)行機構(gòu)，且它們之間有在執(zhí)行系統(tǒng)中，有多個執(zhí)行機構(gòu)，且它們之間有運動及生產(chǎn)阻力等方面上的聯(lián)系和制約運動及生產(chǎn)阻力等方面上的聯(lián)系和制約印刷機、包裝機、縫紉印刷機、包裝機、縫紉機、紡織機機、紡織機三、三、 執(zhí)行系統(tǒng)的分類及特點執(zhí)行系統(tǒng)的分類及特點哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室3.2 3.2 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計特點：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計特點：

27、 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2）執(zhí)行系統(tǒng)的一端與被執(zhí)行）執(zhí)行系統(tǒng)的一端與被執(zhí)行( (加工加工) )對象接觸，另一對象接觸，另一端與傳動系統(tǒng)連接。端與傳動系統(tǒng)連接。 在設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)時，不但要明確本系統(tǒng)中各零、部件在設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)時，不但要明確本系統(tǒng)中各零、部件的相互作用及設(shè)計要求，同時，還要了解與其他系統(tǒng)的聯(lián)的相互作用及設(shè)計要求，同時，還要了解與其他系統(tǒng)的聯(lián)系、協(xié)調(diào)和分工，進而使總系統(tǒng)處在最佳狀態(tài)下工作。系、協(xié)調(diào)和分工，進而使總系統(tǒng)處在最佳狀態(tài)下工作。1 1）執(zhí)行系統(tǒng)是總系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)）執(zhí)行系統(tǒng)是總系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計特點：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計特點： 執(zhí)行系統(tǒng)特點（兩個特點）

28、：執(zhí)行系統(tǒng)特點（兩個特點）：哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計的基本要求（三項基本要求）：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計的基本要求（三項基本要求）：2 2）足夠的）足夠的使用壽命使用壽命和和強度強度、剛度剛度要求要求 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 1 1）保證設(shè)計時提出的）保證設(shè)計時提出的功能目標功能目標執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計保證設(shè)計時提出的執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計保證設(shè)計時提出的功能目標的含義功能目標的含義 1 1）執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成產(chǎn)品功能要求的子系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成產(chǎn)品功能要求的子系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)不能滿足功能目標，則整個系統(tǒng)就無法完成功能目標；不能滿足功能目標，則整

29、個系統(tǒng)就無法完成功能目標； 2 2）在保證設(shè)計時提出的功能目標的基礎(chǔ)上）在保證設(shè)計時提出的功能目標的基礎(chǔ)上要保證一定的精要保證一定的精度度，如運動精度、動作準確性及施力大小等，如運動精度、動作準確性及施力大小等3 3）各執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)）各執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)合理、配合協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)合理、配合協(xié)調(diào) 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室使用壽命使用壽命與組成此系統(tǒng)的零、部件的壽命有關(guān)；與組成此系統(tǒng)的零、部件的壽命有關(guān)； 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計對于對于動力型執(zhí)行系統(tǒng)動力型執(zhí)行系統(tǒng)中的每一個零、部件如果中的每一個零、部件如果強度不夠強度不夠會會導(dǎo)致零、部件損壞，造成工作中斷

30、，甚至人身事故；導(dǎo)致零、部件損壞，造成工作中斷，甚至人身事故； 剛度不足剛度不足所產(chǎn)生的過大彈性變形會影響系統(tǒng)精度或使總系所產(chǎn)生的過大彈性變形會影響系統(tǒng)精度或使總系統(tǒng)不能正常工作。統(tǒng)不能正常工作。足夠的足夠的使用壽命使用壽命和和強度強度、剛度剛度要求的含義：要求的含義：2 2）足夠的）足夠的使用壽命使用壽命和和強度強度、剛度剛度要求要求 1 1）保證設(shè)計時提出的）保證設(shè)計時提出的功能目標功能目標執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計的基本要求（三項基本要求）：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計的基本要求（三項基本要求）：哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室3 3）各執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)）各執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)合理、配合協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)合

31、理、配合協(xié)調(diào) 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2）足夠的）足夠的使用壽命使用壽命和和強度強度、剛度剛度要求要求 1 1）保證設(shè)計時提出的）保證設(shè)計時提出的功能目標功能目標 不但各執(zhí)行機構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，而且還要確保不但各執(zhí)行機構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，而且還要確保各執(zhí)行機構(gòu)間的運動協(xié)調(diào)，以防止由于運動不協(xié)調(diào)而造成的各執(zhí)行機構(gòu)間的運動協(xié)調(diào)，以防止由于運動不協(xié)調(diào)而造成的機構(gòu)間相互碰撞、干涉或工序倒置等事故。機構(gòu)間相互碰撞、干涉或工序倒置等事故。 各執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)各執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)合理、配合協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)合理、配合協(xié)調(diào) 的含義：的含義：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計的基本要求（三項基本要求）：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計的基本要求

32、（三項基本要求）：哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 通過分析，執(zhí)行末端件的運動無外乎是通過分析，執(zhí)行末端件的運動無外乎是回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動、直線運動直線運動或者或者兩種運動的合成兩種運動的合成。第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)運動特點執(zhí)行系統(tǒng)運動特點 回轉(zhuǎn)運動：回轉(zhuǎn)運動：圓導(dǎo)軌、軸承、齒輪等；圓導(dǎo)軌、軸承、齒輪等； 電動機、液壓馬達等電動機、液壓馬達等直線運動：直線運動：直線導(dǎo)軌、液壓缸、電動推桿、電液推桿直線導(dǎo)軌、液壓缸、電動推桿、電液推桿 直線電機直線電機/ /旋轉(zhuǎn)電機經(jīng)轉(zhuǎn)換機構(gòu)變直線運動旋轉(zhuǎn)電機經(jīng)轉(zhuǎn)換機構(gòu)變直線運動電動推桿電動推桿電液推桿電液推

33、桿哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室一、執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計一、執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行軸執(zhí)行軸一般用于產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動來完成執(zhí)行任務(wù)。一般用于產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動來完成執(zhí)行任務(wù)。 如機床中執(zhí)行軸帶動工件或刀具，可完成工件表面的成形加工運動如機床中執(zhí)行軸帶動工件或刀具，可完成工件表面的成形加工運動（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室一、執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計一、執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 執(zhí)行軸機構(gòu)一般主要由執(zhí)行軸機構(gòu)一般主要由執(zhí)

34、行軸執(zhí)行軸、安裝在其上的、安裝在其上的傳動件傳動件( (齒輪、皮帶齒輪、皮帶輪等輪等) )、密封件密封件、軸承軸承、軸承間隙調(diào)整軸承間隙調(diào)整及及固定元件固定元件( (螺母螺母) )等組成。等組成。1 1 執(zhí)行軸的組成執(zhí)行軸的組成（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求CA6140車床主軸哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行軸的組成舉例執(zhí)行軸的組成舉例臥式車床臥式車床CA6140CA6140主軸組件主軸組件主軸結(jié)構(gòu)形式（有利于工件裝夾的設(shè)計）：主軸結(jié)構(gòu)形式（有利于工件裝夾的設(shè)計）： 1 1）中空階梯

35、軸（可通過棒料、拆卸頂尖）中空階梯軸（可通過棒料、拆卸頂尖） 2 2）前端錐孔為莫氏）前端錐孔為莫氏6 6號錐度，可安裝頂尖號錐度，可安裝頂尖 3 3）前端外圓為短圓錐法蘭式結(jié)構(gòu)，可安裝卡盤）前端外圓為短圓錐法蘭式結(jié)構(gòu)，可安裝卡盤（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計1-1-螺釘；螺釘；2-2-環(huán)形鎖緊盤；環(huán)形鎖緊盤；3-3-主軸的前端；主軸的前端；4-4-撥盤或卡盤；撥盤或卡盤；5-5-螺母；螺母；6-6-雙頭螺栓雙頭螺栓CA6140CA6140車床主軸前端結(jié)構(gòu)

36、車床主軸前端結(jié)構(gòu)（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求執(zhí)行軸的組成舉例執(zhí)行軸的組成舉例臥式車床臥式車床CA6140CA6140主軸組件主軸組件哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室保證軸系精度和剛度的措施保證軸系精度和剛度的措施第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 主軸采用主軸采用兩支承結(jié)構(gòu)兩支承結(jié)構(gòu) 前支承前支承是是P5P5級精度的級精度的NN3021KNN3021K型型雙列短圓柱滾子軸承雙列短圓柱滾子軸承，用，用于承受徑向力。于承受徑向力。 后支承后支承采用一個采用一個P5P5級精度的級精度的向心球軸承向心球軸承和一個和一個P5P5

37、級精度的級精度的推力球軸承推力球軸承組成，分別承受徑向力和軸向力。組成，分別承受徑向力和軸向力。（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計選用軸承的特點：選用軸承的特點： NN3021KNN3021K型型雙列短圓柱滾子軸承雙列短圓柱滾子軸承，具有剛性好、精度高、，具有剛性好、精度高、承載能力大等優(yōu)點承載能力大等優(yōu)點 ； 軸承的內(nèi)環(huán)很薄，而且與主軸的配合面有軸承的內(nèi)環(huán)很薄，而且與主軸的配合面有112112的錐度，因的錐度，因此當內(nèi)環(huán)與主軸有相對位移時，內(nèi)環(huán)產(chǎn)生徑向彈性膨

38、脹，此當內(nèi)環(huán)與主軸有相對位移時，內(nèi)環(huán)產(chǎn)生徑向彈性膨脹，從而調(diào)整了軸承徑向間隙達到了預(yù)緊的目的從而調(diào)整了軸承徑向間隙達到了預(yù)緊的目的 。（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求1:12錐度哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊軸承的潤滑和密封軸承的潤滑和密封1 1）主軸前后支承的潤滑都是由）主軸前后支承的潤滑都是由油泵供油油泵供油，潤滑油通過進油孔對，潤滑油通過進油孔對軸承進行充分的潤滑，并帶走主軸旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量。軸承進行充分的潤滑，并帶走主軸旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量。2 2）主軸前后兩端采

39、用了油溝式密封，油溝為軸套）主軸前后兩端采用了油溝式密封，油溝為軸套( (螺母螺母) )外表面外表面上鋸齒形截面的環(huán)形槽。主軸旋轉(zhuǎn)時，由于離心力使油液沿著斜上鋸齒形截面的環(huán)形槽。主軸旋轉(zhuǎn)時，由于離心力使油液沿著斜面被甩回，經(jīng)回油孔流回箱底，最后流回到床腿內(nèi)的油池中。面被甩回，經(jīng)回油孔流回箱底，最后流回到床腿內(nèi)的油池中。（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行軸的組成舉例執(zhí)行軸的組成舉例M1432AM1432A型型萬能外圓磨床砂輪架主軸組件萬能外圓磨床砂輪架主軸組

40、件特點特點: :1 1 高回轉(zhuǎn)精度高回轉(zhuǎn)精度; 2 ; 2 高剛度高剛度;3 ;3 抗振性抗振性;4 ;4 耐磨性耐磨性（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計高回轉(zhuǎn)精度和剛度保證措施高回轉(zhuǎn)精度和剛度保證措施短三瓦式滑動軸承短三瓦式滑動軸承 砂輪架主軸的徑向支承是砂輪架主軸的徑向支承是“短三瓦短三瓦”式滑動軸承。每一滑動軸承由三塊扇式滑動軸承。每一滑動軸承由三塊扇形軸瓦組成。每塊軸瓦形軸瓦組成。每塊軸瓦1 1都支承在球面支承螺釘?shù)那蛎嫔?。調(diào)節(jié)球面支承螺釘都支承在球面

41、支承螺釘?shù)那蛎嫔?。調(diào)節(jié)球面支承螺釘1010即可調(diào)整軸承的間隙。螺釘即可調(diào)整軸承的間隙。螺釘1111是鎖緊螺釘。短三瓦軸承是液體動壓滑動軸承。是鎖緊螺釘。短三瓦軸承是液體動壓滑動軸承。 執(zhí)行軸的組成舉例執(zhí)行軸的組成舉例M1432AM1432A型型萬能外圓磨床砂輪架主軸組件萬能外圓磨床砂輪架主軸組件（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 1 1）旋轉(zhuǎn)精度）旋轉(zhuǎn)精度（徑向跳動、軸向串動、角度擺動）（徑向跳動、軸向串動、角度擺動） 2 2）執(zhí)行軸的靜）執(zhí)行軸的靜剛度剛度（靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度）（靜態(tài)剛度和動態(tài)剛

42、度） 3 3）執(zhí)行軸的）執(zhí)行軸的抗振性抗振性（承受交變載荷時能平穩(wěn)工作而不發(fā)生振動）（承受交變載荷時能平穩(wěn)工作而不發(fā)生振動） 4 4）溫升和熱變形）溫升和熱變形 5 5）執(zhí)行軸的）執(zhí)行軸的耐磨性耐磨性( (精度保持性，軸承磨損后的自補償精度保持性，軸承磨損后的自補償) )第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 1 1）旋轉(zhuǎn)精度）旋轉(zhuǎn)精度（徑向跳動、軸向串動、角度擺動）（徑向跳動、軸向串動、角度擺動） 第三章第三章 執(zhí)

43、行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求 執(zhí)行軸的旋轉(zhuǎn)精度指裝配后，在執(zhí)行軸的旋轉(zhuǎn)精度指裝配后，在無載荷無載荷、低轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)速條件下，執(zhí)行軸安裝條件下，執(zhí)行軸安裝工件或刀具部位相對于理想旋轉(zhuǎn)中心工件或刀具部位相對于理想旋轉(zhuǎn)中心線的旋轉(zhuǎn)誤差線的旋轉(zhuǎn)誤差: : 徑向跳動、軸向串動、角度擺動徑向跳動、軸向串動、角度擺動（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求執(zhí)行軸的旋轉(zhuǎn)誤差執(zhí)行軸的旋轉(zhuǎn)誤差徑向跳動徑向跳動軸向串動軸向串動角度擺動角度擺動理論軸線理論軸線哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 1 1）旋轉(zhuǎn)精度）旋轉(zhuǎn)精度（

44、徑向跳動、軸向串動、角度擺動）（徑向跳動、軸向串動、角度擺動） 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求徑向跳動徑向跳動軸向串動軸向串動徑向跳動、軸向串動徑向跳動、軸向串動如何測量？如何測量？測量方法：打表檢測測量方法：打表檢測百分表、千分表、扭簧比較儀百分表、千分表、扭簧比較儀軸類零件可以用軸類零件可以用V形塊、千分表測跳動形塊、千分表測跳動哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室GJB1801-93平行光管 1 1）旋轉(zhuǎn)精度）旋轉(zhuǎn)精度（徑向跳動、軸向串動

45、、（徑向跳動、軸向串動、角度擺動角度擺動） 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求角度擺動角度擺動測量方法角度擺動測量方法角度擺動又稱傾角回轉(zhuǎn)誤差、回轉(zhuǎn)精度哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室電子水平儀測平面度電子水平儀測平面度大理石平臺 平面度檢查儀是根據(jù)光學自準直原理設(shè)計的，它可以精確地測量平面度檢查儀是根據(jù)光學自準直原理設(shè)計的，它可以精確地測量機床或儀器導(dǎo)軌的直線度誤差，也可以測量平板等的平面度誤差，利機床或儀器導(dǎo)軌的直線度誤差，也可以測量平板等

46、的平面度誤差，利用光學直角器和帶磁性座的反射鏡等附件，還可以測量垂直導(dǎo)軌的直用光學直角器和帶磁性座的反射鏡等附件，還可以測量垂直導(dǎo)軌的直線度誤差，以及垂直導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌之間的垂直度誤差，與多面體聯(lián)線度誤差，以及垂直導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌之間的垂直度誤差，與多面體聯(lián)用可以測量圓分度誤差。用可以測量圓分度誤差。平面度測量平面度測量鑄鐵平臺哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 鑄鐵平臺按用途可以分為以下幾類：檢驗鑄鐵平臺、焊接鑄鐵平鑄鐵平臺按用途可以分為以下幾類：檢驗鑄鐵平臺、焊接鑄鐵平臺臺,劃線鑄鐵平臺劃線鑄鐵平臺,裝配鑄鐵平臺裝配鑄鐵平臺,測量鑄鐵平臺測量鑄鐵平臺,裝配鑄鐵平

47、臺、實驗鑄裝配鑄鐵平臺、實驗鑄鐵平臺、研磨鑄鐵平臺等。其中檢驗鑄鐵平臺對精度要求較高，鉚焊鐵平臺、研磨鑄鐵平臺等。其中檢驗鑄鐵平臺對精度要求較高，鉚焊鑄鐵平臺對精度要求最低，試驗鑄鐵平臺一般是拼接使用，如果震動鑄鐵平臺對精度要求最低，試驗鑄鐵平臺一般是拼接使用，如果震動大的情況下還要和地面澆注在一起；研磨鑄鐵平臺選用球鐵材質(zhì)，其大的情況下還要和地面澆注在一起；研磨鑄鐵平臺選用球鐵材質(zhì)，其精度和光潔度是鑄鐵平臺中要求最高的。精度和光潔度是鑄鐵平臺中要求最高的。 鑄鐵平臺鑄鐵平臺鉚焊平臺檢驗平臺劃線平臺裝配平臺研磨平臺哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 大理石平臺又稱

48、為：花崗石平板、花崗巖平板、巖石平板、大理石平臺、花崗石平臺、花崗巖平臺、巖石平臺、花崗巖石平板、花崗巖石平臺。 花崗石主要礦物成分為輝石，斜長石，少量橄欖石，黑云母以及微量磁鐵礦，黑色光澤，結(jié)構(gòu)精密，經(jīng)過億萬年的老化，質(zhì)地均勻，穩(wěn)定性好、強度大、硬度高，能在重負荷下保持高精度。適用于精度要求高的生產(chǎn)項目. 比重：2970-3070kg/m3，抗壓強度：245-254N/mm2大理石平臺大理石平臺哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室大理石平臺大理石平臺哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 1 1）旋轉(zhuǎn)精度）旋轉(zhuǎn)精度（徑向跳動、軸向串動、角

49、度擺動）（徑向跳動、軸向串動、角度擺動） 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求 與旋轉(zhuǎn)精度有關(guān)的因素：與旋轉(zhuǎn)精度有關(guān)的因素：主要取主要取決于主要件如決于主要件如軸承軸承、軸、殼體孔等的、軸、殼體孔等的制造、裝配和調(diào)整精度。制造、裝配和調(diào)整精度。執(zhí)行軸的旋轉(zhuǎn)誤差執(zhí)行軸的旋轉(zhuǎn)誤差（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求徑向跳動徑向跳動軸向串動軸向串動角度擺動角度擺動高精度軸承是如何加工出來的？高精度軸承是如何加工出來的？如何提高軸、殼體孔的加工精度？如何提高軸、殼體孔的加工精度？哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)

50、大學機械電子工程教研室 2 2）靜剛度）靜剛度 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求 靜剛度簡稱剛度，指機械系統(tǒng)或零、部件抵抗靜態(tài)外載荷引起變形的能力靜剛度簡稱剛度，指機械系統(tǒng)或零、部件抵抗靜態(tài)外載荷引起變形的能力 彎曲剛度：彎曲剛度：為使主軸前端產(chǎn)生單位位移時，在位移方向測量處所需施加的力為使主軸前端產(chǎn)生單位位移時，在位移方向測量處所需施加的力)/(/mNFK 扭轉(zhuǎn)剛度：扭轉(zhuǎn)剛度：發(fā)生單位扭轉(zhuǎn)角所需要的扭矩發(fā)生單位扭轉(zhuǎn)角所需要的扭矩（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求彎曲剛度彎曲剛度哈爾濱工業(yè)大學機

51、械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 2 2）靜剛度）靜剛度 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求影響執(zhí)行軸彎曲剛度的因素影響執(zhí)行軸彎曲剛度的因素 軸軸的尺寸、形狀、材料的尺寸、形狀、材料(軸本身剛度軸本身剛度) 軸承軸承型號、數(shù)量、預(yù)緊、配置形式、型號、數(shù)量、預(yù)緊、配置形式、前后支承的距離（支承剛度）前后支承的距離（支承剛度） 執(zhí)行軸前端執(zhí)行軸前端懸伸量懸伸量 傳動件的布置方式（外力）傳動件的布置方式（外力） 執(zhí)行軸組件的制造和裝配質(zhì)量執(zhí)行軸組件的制造和裝配質(zhì)量通常主軸本身的彎曲變形約占通常主軸本身的彎曲變形約占50%

52、70%50%70%，軸承及其他變形約占，軸承及其他變形約占30%50%30%50%（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求軸本身軸承支承剛度懸伸量外載荷哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 2 2）靜剛度）靜剛度 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求 執(zhí)行軸靜剛度不足的危害：執(zhí)行軸靜剛度不足的危害： 對于機床等加工設(shè)備而言，對于機床等加工設(shè)備而言，主軸靜剛度的不足對加工精度和主軸靜剛度的不足對加工精度和機床性能有直接的影響，并會影機床性能有直接的影響，并會影響主軸部件中的齒輪、

53、軸承的正響主軸部件中的齒輪、軸承的正常工作，降低工作性能和壽命，常工作，降低工作性能和壽命，影響機床抗振性，容易引起切削影響機床抗振性，容易引起切削顫振，降低加工質(zhì)量顫振，降低加工質(zhì)量（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求靜剛度常用計算方法：靜剛度常用計算方法：有限元法有限元法哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 3 3）執(zhí)行軸的抗振性）執(zhí)行軸的抗振性 主軸組件的抗振性是指機床抵抗振動主軸組件的抗振性是指機床抵抗振動(包括受迫振動和自激振動包括受迫振動和自激振動)的的能力。振動會造成工件表面質(zhì)量和刀具耐用度降低，機床的生產(chǎn)率下降，能力。

54、振動會造成工件表面質(zhì)量和刀具耐用度降低，機床的生產(chǎn)率下降，加劇機床零件的損壞，惡化工作環(huán)境等不良后果。加劇機床零件的損壞，惡化工作環(huán)境等不良后果。 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求抗振性主要取決于抗振性主要取決于主軸組件的剛度、阻尼和固有頻率主軸組件的剛度、阻尼和固有頻率軸承類型及配置軸承類型及配置主軸傳動方式主軸傳動方式主軸組件質(zhì)量分布狀況主軸組件質(zhì)量分布狀況齒輪和軸承等主要零件的制造精度和裝配質(zhì)量齒輪和軸承等主要零件的制造精度和裝配質(zhì)量動平衡夾具軸承預(yù)緊哈爾

55、濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 4 4）溫升和熱變形）溫升和熱變形 主軸組件的熱穩(wěn)定性是指運轉(zhuǎn)中抵抗熱位移而保持準確、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)主軸組件的熱穩(wěn)定性是指運轉(zhuǎn)中抵抗熱位移而保持準確、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的能力。的能力。第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求主軸組件在運轉(zhuǎn)中由于摩主軸組件在運轉(zhuǎn)中由于摩擦和攪油產(chǎn)生熱量擦和攪油產(chǎn)生熱量產(chǎn)生溫升產(chǎn)生溫升溫升過高溫升過高主軸組件和箱體等主軸組件和箱體等會產(chǎn)生熱變形會產(chǎn)生熱變形主軸產(chǎn)生較大且變化主軸產(chǎn)生較大且變化的徑

56、向和軸向熱位移的徑向和軸向熱位移影響加工精度影響加工精度使軸承間隙變化，惡化工作條件等使軸承間隙變化，惡化工作條件等哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 4 4）溫升和熱變形）溫升和熱變形 第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計的基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求其中軸承溫升的影響最大，需加以控制。通常在室濕其中軸承溫升的影響最大，需加以控制。通常在室濕20條件下條件下: 普通精度小型機床主軸軸承外圈或軸瓦允許溫度為普通精度小型機床主軸軸承外圈或軸瓦允許溫度為4550 普通精

57、度大型機床為普通精度大型機床為5055 精密機床為精密機床為3540 高精度機床為高精度機床為2830 。主軸組件的熱穩(wěn)定性主要取決于主軸組件的熱穩(wěn)定性主要取決于軸承類型及配置軸承類型及配置軸承間隙量軸承間隙量潤滑和密封方式潤滑和密封方式散熱條件散熱條件高速回轉(zhuǎn)軸高速回轉(zhuǎn)軸不能采用大不能采用大預(yù)緊力軸承預(yù)緊力軸承哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 5 5）耐磨性（精度保持性）耐磨性（精度保持性） 主軸組件的耐磨性主軸組件的耐磨性是指抵抗磨損能長期保持其原始制造精度的能力是指抵抗磨損能長期保持其原始制造精度的能力第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2 2 執(zhí)行軸機

58、構(gòu)的設(shè)計要求執(zhí)行軸機構(gòu)的設(shè)計要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求（一）、執(zhí)行軸機構(gòu)的組成及基本要求 耐磨性不高會引起主軸組件的精度保持性不好。為此，要求主軸軸耐磨性不高會引起主軸組件的精度保持性不好。為此，要求主軸軸承、安裝刀具或工件的定位面、主軸軸頸及各滑動表面均應(yīng)有較高的耐承、安裝刀具或工件的定位面、主軸軸頸及各滑動表面均應(yīng)有較高的耐磨性。磨性。主軸組件的耐磨性主要取決于主軸組件的耐磨性主要取決于主軸的材料及熱處理主軸的材料及熱處理軸承的材料及熱處理軸承的材料及熱處理軸承類型軸承類型潤滑及密封條件潤滑及密封條件哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 主主軸的結(jié)構(gòu)

59、形狀比較復(fù)雜，應(yīng)滿足軸的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，應(yīng)滿足使用要求使用要求，結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)要求及及加工加工、裝裝配工藝性要求配工藝性要求等。等。第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計1 1 執(zhí)行軸（主軸）的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計執(zhí)行軸（主軸）的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計（二）、執(zhí)行軸（主軸）（二）、執(zhí)行軸（主軸）安裝方式應(yīng)保證：安裝方式應(yīng)保證： 刀具或夾具的定心準確、連接可靠、裝卸方便、懸伸量短以及能刀具或夾具的定心準確、連接可靠、裝卸方便、懸伸量短以及能夠傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩等。夠傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩等。 軸承端部形式軸承端部形式主軸端部是安裝刀具、夾具的部位，主軸端部是安裝刀具、夾具的部位，其結(jié)構(gòu)形狀取決于機床類型。其結(jié)構(gòu)形狀取決于

60、機床類型。 通用機床的主軸端部結(jié)構(gòu)已標準化，設(shè)計時可查相應(yīng)的機床標準。通用機床的主軸端部結(jié)構(gòu)已標準化，設(shè)計時可查相應(yīng)的機床標準。有些機床如臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、自動車床、銑床等主軸必須是空心有些機床如臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、自動車床、銑床等主軸必須是空心的，用來通過棒料、拉桿以及取出頂尖等。的，用來通過棒料、拉桿以及取出頂尖等。 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程教研室 主主軸的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，應(yīng)滿足軸的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，應(yīng)滿足使用要求使用要求，結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)要求及及加工加工、裝裝配工藝性要求配工藝性要求等。等。第三章第三章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計1 1 執(zhí)行軸（主軸）的尺