第二章 機(jī)械系統(tǒng)的部件選擇與設(shè)計(jì)

1、2022-5-14第三章第三章 機(jī)械系統(tǒng)部件與執(zhí)行元件的機(jī)械系統(tǒng)部件與執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)選擇與設(shè)計(jì) 3.1 概述概述 3.2 機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與選擇機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與選擇 3.3 導(dǎo)向支承部件的設(shè)計(jì)與選擇導(dǎo)向支承部件的設(shè)計(jì)與選擇 3.4 旋轉(zhuǎn)支承的類(lèi)型與選擇旋轉(zhuǎn)支承的類(lèi)型與選擇 3.5 軸系部件的選擇與設(shè)計(jì)軸系部件的選擇與設(shè)計(jì) 3.6 機(jī)座或機(jī)架機(jī)座或機(jī)架2022-5-142.1 概述概述 一、機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的要求：一、機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的要求： 1、要求具有較高的定位精度：重復(fù)定位精度、要求具有較高的定位精度：重復(fù)定位精度要求高。要求高。 2、要求具有較高的傳動(dòng)精度：傳

2、動(dòng)過(guò)程中的、要求具有較高的傳動(dòng)精度：傳動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性要高，傳動(dòng)平穩(wěn)。運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性要高，傳動(dòng)平穩(wěn)。 3、要求具有較高的剛度：動(dòng)力傳遞過(guò)程中要、要求具有較高的剛度：動(dòng)力傳遞過(guò)程中要求變形要小。求變形要小。 4、要求具有良好的動(dòng)態(tài)特性：響應(yīng)速度要求、要求具有良好的動(dòng)態(tài)特性：響應(yīng)速度要求快，較好的穩(wěn)定性?？?，較好的穩(wěn)定性。2022-5-14 二、針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)要求采取的措施二、針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)要求采取的措施 1、盡量減小運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦阻力：利用滾動(dòng)摩擦代替、盡量減小運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦阻力：利用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦?；瑒?dòng)摩擦。 2、縮短傳動(dòng)鏈：傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)副少，傳動(dòng)累積誤差小。、縮短傳動(dòng)鏈：傳動(dòng)鏈短，傳

3、動(dòng)副少，傳動(dòng)累積誤差小。 3、提高傳動(dòng)與支承剛度：減小變形，以提高傳動(dòng)精度。、提高傳動(dòng)與支承剛度：減小變形，以提高傳動(dòng)精度。采用予緊等方法，可提高剛度。采用予緊等方法，可提高剛度。 如：軸承接觸表面的例如：軸承接觸表面的例子。子。 4、采取消除傳動(dòng)間隙：縮小反向死區(qū)誤差，如消隙齒輪、采取消除傳動(dòng)間隙：縮小反向死區(qū)誤差，如消隙齒輪傳動(dòng)等，以提高傳動(dòng)精度。傳動(dòng)等，以提高傳動(dòng)精度。 5、選用最佳傳動(dòng)化：減小執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)、選用最佳傳動(dòng)化：減小執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高加速能力。慣量，提高加速能力。 2.1 概述概述2022-5-142.2 機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與選擇機(jī)械傳動(dòng)部件的

4、設(shè)計(jì)與選擇2022-5-142.2 機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與選擇機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與選擇 一、一、滾珠絲杠傳動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng) 二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng) 三、諧波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng) 四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 滾珠螺旋傳動(dòng)是在絲杠和螺母滾道之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。螺母上設(shè)有返向器，與螺紋滾道構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無(wú)間隙甚至有過(guò)盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。為延長(zhǎng)工作壽命，可設(shè)置潤(rùn)滑件和密封件。 滾珠螺旋傳動(dòng)與滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)或其它直線運(yùn)動(dòng)副相比，有下列特點(diǎn)： （1）傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高 一般滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率

5、達(dá)9095，耗費(fèi)能量?jī)H為滑動(dòng)絲桿的1/3。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14 （2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 滾動(dòng)摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動(dòng)與工作摩擦力矩差別很小。啟動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊，預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生過(guò)盈，提高接觸剛度和傳動(dòng)精度。 （3）工作壽命長(zhǎng)）工作壽命長(zhǎng) 滾珠絲杠螺母副的摩擦表面為高硬度(HRC5862)、高精度，具有較長(zhǎng)的工作壽命和精度保持性。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的410倍以上。 （4）定位精度和重復(fù)定位精度高）定位精度和重復(fù)定位精度高 由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升小、無(wú)爬行、無(wú)間隙，通過(guò)預(yù)緊進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱膨脹。因此可達(dá)到較高的定位精度和重復(fù)定位精度。 一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋

6、傳動(dòng)2022-5-14 （5）同步性好）同步性好 用幾套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件，可得到較好的同步運(yùn)動(dòng)。 （6）可靠性高）可靠性高 潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。 （7）不能自鎖）不能自鎖 用于垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。 （8）制造工藝復(fù)雜）制造工藝復(fù)雜 滾珠絲桿和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，故制造成本較高。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14 1. 工作原理與結(jié)構(gòu)工作原理與結(jié)構(gòu)一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng) 2022-5-14 絲杠和螺母的螺紋滾道間裝有承載滾珠，當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，則絲杠與螺母之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)

7、產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán)。 滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)二種。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14 2. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法 滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格要求，以保證其反向傳動(dòng)精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時(shí)在滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。 通常采用雙螺母預(yù)緊或單螺母（大滾

8、珠、大導(dǎo)程）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，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14(1) 雙螺母預(yù)緊原理雙螺母預(yù)緊原理根據(jù)墊片厚度不同分成兩種形式，當(dāng)墊片厚度較厚根據(jù)墊片厚度不同分成兩種形式，當(dāng)墊片厚度較厚時(shí)即產(chǎn)生時(shí)即產(chǎn)生“預(yù)拉應(yīng)力預(yù)拉應(yīng)力”，而當(dāng)墊片厚度較薄時(shí)即產(chǎn)，而當(dāng)墊片厚度較薄時(shí)即產(chǎn)生生“預(yù)壓應(yīng)力預(yù)壓應(yīng)力”以消除軸向間隙。以消除軸向間隙。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)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2022-5-14(2) 單螺母預(yù)緊原理（增大滾珠直徑法）單螺母預(yù)緊原理（增大滾珠直徑法）

9、為了補(bǔ)償滾道的間隙，設(shè)計(jì)時(shí)將滾珠的尺寸適當(dāng)為了補(bǔ)償滾道的間隙，設(shè)計(jì)時(shí)將滾珠的尺寸適當(dāng)增大，使其增大，使其4點(diǎn)接觸，產(chǎn)生預(yù)緊力，為了提高工作性點(diǎn)接觸，產(chǎn)生預(yù)緊力，為了提高工作性能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)絲杠側(cè)螺母?jìng)?cè)絲杠側(cè)螺母?jìng)?cè)承載滾珠間隔鋼球2022-5-14(3) 單螺母預(yù)緊原理（偏置導(dǎo)程法）單螺母預(yù)緊原理（偏置導(dǎo)程法） 偏置導(dǎo)程法原理如上圖所示，僅僅是在螺母中部將偏置導(dǎo)程法原理如上圖所示，僅僅是在螺母中部將其導(dǎo)程增加一個(gè)預(yù)壓量其導(dǎo)程增加一個(gè)預(yù)壓量，以達(dá)到預(yù)緊的目的。，以達(dá)到預(yù)緊的目的。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳

10、動(dòng)導(dǎo)程導(dǎo)程+導(dǎo)程絲杠側(cè)螺母?jìng)?cè)預(yù)拉方向預(yù)拉方向2022-5-14 目前制造的單螺母式滾珠絲杠副的軸向間隙達(dá)0.05mm，而雙螺母式的經(jīng)加預(yù)緊力調(diào)整后基本上能消除軸向間隙。應(yīng)用該方法消除軸向間隙時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： （1）預(yù)緊力大小必須合適，過(guò)小不能保證無(wú)隙傳動(dòng)；過(guò)大將使驅(qū)動(dòng)力矩增大，效率降低，壽命縮短。預(yù)緊力應(yīng)不超過(guò)最大軸向負(fù)載的1/3。 （2）要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙，這些間隙用預(yù)緊的方法是無(wú)法消除的，而它對(duì)傳動(dòng)精度有直接影響。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14 4. 滾珠絲杠副的主要尺寸、精度等級(jí)和標(biāo)注方法滾珠絲杠副的主要尺寸、精度等級(jí)和標(biāo)注方法 (1)主要尺

11、寸主要尺寸 標(biāo)稱(chēng)直徑、導(dǎo)程、螺旋升角等。標(biāo)稱(chēng)直徑、導(dǎo)程、螺旋升角等。 (2). 精度等級(jí)精度等級(jí) JB316.282滾珠絲杠副精度滾珠絲杠副精度標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為六個(gè)等級(jí)：規(guī)定分為六個(gè)等級(jí)：C、D、E、F、G、H。C級(jí)最高，級(jí)最高，H級(jí)最低。級(jí)最低。 (3). 標(biāo)注方法標(biāo)注方法 不同生產(chǎn)廠家其標(biāo)注方法略有不同，不同生產(chǎn)廠家其標(biāo)注方法略有不同，通常用圖通常用圖2.11格式進(jìn)行標(biāo)注格式進(jìn)行標(biāo)注 一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14 5. 滾珠絲杠副的安裝滾珠絲杠副的安裝 絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其它零件的連接剛性連接剛性，對(duì)滾珠絲杠副傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度和精度都有很大影響，需在設(shè)計(jì)

12、、安裝時(shí)認(rèn)真考慮。為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合，僅當(dāng)軸向載荷很小時(shí)，才用向心推力軸承。以下列出了四種典型支承方式及其特點(diǎn)。一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)2022-5-14單推單推單推式支承單推式支承 1軸向剛度較高；2預(yù)拉伸安裝時(shí)，須加載荷較大，軸承壽命比方案2低；3適宜中速、精度高，并可用雙推單推組合。 2022-5-14 雙推雙推雙推雙推雙推雙推雙推式支承雙推式支承1軸向剛度最高；2預(yù)拉伸安裝時(shí)，須加載荷較小，軸承壽命較高3適宜高速、高剛度、高精度。2022-5-14 雙推雙推簡(jiǎn)支簡(jiǎn)支雙推雙推簡(jiǎn)支式支承簡(jiǎn)支式支承 1軸向剛度不高，與螺母位置有關(guān)；2雙推端可預(yù)拉伸安

13、裝；3適宜中速、精度較高的長(zhǎng)絲杠。 2022-5-14 雙推雙推自由自由雙推雙推自由式支承自由式支承 1軸向剛度低，與螺母位置有關(guān)；2雙推端可預(yù)拉伸安裝；3適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。 2022-5-14一、滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng) 6.制動(dòng)裝置2022-5-14 1、齒輪傳動(dòng)形式及其傳動(dòng)比的最佳匹配選擇 二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 （1）齒輪傳動(dòng)比i應(yīng)滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)部件與負(fù)載之間的位移及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的匹配要求。 （2）對(duì)于用于伺服系統(tǒng)的齒輪減速器：在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，不但要有足夠的剛度 ，還要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盡量??； （3）為減少傳動(dòng)死區(qū)(失動(dòng)量)和低頻振

14、蕩 等不利現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)選用齒側(cè)間隙較小、精度較高的齒輪傳動(dòng)副，實(shí)際工作中常采用采用各種調(diào)整齒側(cè)間隙的方法來(lái)消除或減小嚙合間隙 。 二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 2各級(jí)傳動(dòng)比最佳分配原則分配原則 齒輪系統(tǒng)的總傳動(dòng)比確定后，根據(jù)對(duì)傳動(dòng)鏈的技術(shù)要求，選擇傳動(dòng)方案，使驅(qū)動(dòng)部件和負(fù)載之間的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速達(dá)到合理匹配。若總傳動(dòng)比較大，又不準(zhǔn)備采用諧波、少齒差等傳動(dòng)，需要確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)，并在各級(jí)之間分配傳動(dòng)比。單級(jí)傳動(dòng)比增大使傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，但大齒輪的尺寸增大會(huì)使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的輪廓尺寸變大。可按下述三種原則適當(dāng)分級(jí)，并在各級(jí)之間分配傳動(dòng)比。二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 (1) 重量最輕

15、原則 對(duì)于小功率傳動(dòng)系統(tǒng)，使各級(jí)傳動(dòng)比滿(mǎn)足， 即可使傳動(dòng)裝置的重量最輕。 上述結(jié)論對(duì)于大功率傳動(dòng)系統(tǒng)是不適用的，因其傳遞扭矩大，故要考慮齒輪模數(shù)、齒輪齒寬等參數(shù)要逐級(jí)增加的情況，此時(shí)應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比方法以及結(jié)構(gòu)緊湊之要求進(jìn)行綜合考慮。各級(jí)傳動(dòng)比一般應(yīng)以“先大后小”原則處理。 二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)niiii3212022-5-14 (2) 輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 為了提高機(jī)電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)的精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按“先小后大”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(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。設(shè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到末級(jí)輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為 ，則 式中

16、： 第k個(gè)齒輪所具有的轉(zhuǎn)角誤差； 第k個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)軸至第n級(jí)輸出軸的傳動(dòng)比。二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)max)/(1maxnkknkikkni2022-5-14最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則 (3) 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則 利用該原則所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為最小。JJ23i電動(dòng)機(jī)1J4i12J 如右圖，若不計(jì)軸和軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)能不變的原則，等效到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：2221421321iiJiJJJJme先小后大原則先小后大原則31JJ 設(shè)：2022-5-14二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)413132dgBJJ42232dgBJ44432dgBJ4141212iddJ

17、J41424344141434)/(iiiddddJJJJ 4112iJJ4114214)/( iiJiJJ)11 (41221211iiiiJJme01iJem21412ii可得當(dāng) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1時(shí)， 所以41i2212ii 6/123/11)2()2(iii2022-5-14二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)n 2022-5-14 3 齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法 (1) 圓柱齒輪傳動(dòng) (a) 偏心套(軸)調(diào)整法 如右圖所示，將相互嚙合的一對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪4裝在電機(jī)輸出軸上，并將電機(jī)2安裝在偏心套1(或偏心軸)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套(偏心軸)的轉(zhuǎn)角，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(shí)的齒側(cè)間

18、隙。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其側(cè)隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。 齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整2022-5-14 (b) 軸向墊片調(diào)整法 如右圖所示，齒輪1和2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3使齒輪2沿軸向移動(dòng)，從而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙。裝配時(shí)軸向墊片3的厚度應(yīng)使得齒輪1和2之間既齒側(cè)間隙小，運(yùn)轉(zhuǎn)又靈活。特點(diǎn)同偏心套(軸)調(diào)整法。二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 (c) 雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 這種消除齒側(cè)間隙的方法是將其中一個(gè)做成寬齒輪，另一個(gè)用兩片薄齒輪組成。采取措施使一個(gè)薄齒輪的左齒側(cè)和另一個(gè)薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消除齒側(cè)間隙，反向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)。二、

19、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)12341233 4 5 6 72022-5-14 (2) 斜齒輪傳動(dòng) 消除斜齒輪傳動(dòng)齒輪側(cè)隙的方法與上述錯(cuò)齒調(diào)整法基本相同，也是用兩個(gè)薄片齒輪與一個(gè)寬齒輪嚙合，只是在兩個(gè)薄片斜齒輪的中間隔開(kāi)了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯(cuò)開(kāi)了。二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 (3) 錐齒輪傳動(dòng) (a) 軸向壓簧調(diào)整法 軸向壓簧調(diào)整法原理如下圖，在錐齒輪4的傳動(dòng)軸7上裝有壓簧5，其軸向力大小由螺母6調(diào)節(jié)。錐齒輪4在壓簧5的作用下可軸向移動(dòng)，從而消除了其與嚙合的錐齒輪l之間的齒側(cè)間隙。二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 (b) 周向彈簧調(diào)整法 將與錐齒輪3嚙合的齒輪做成大

20、小兩片(1、2)，在大片錐齒輪1上制有三個(gè)周向圓弧槽8，小片錐齒輪2的端面制有三個(gè)可伸入槽8的凸爪7。彈簧5裝在槽8中，一端頂在凸爪7上，另一端頂在鑲在槽8中的鑲塊4上。止動(dòng)螺釘6裝配時(shí)用，安裝完畢將其卸下，則大小片錐齒輪1、2在彈簧力作用下錯(cuò)齒，從而達(dá)到消除間隙的目的。二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)123456782022-5-14 4 齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙齒輪調(diào)整法。通過(guò)預(yù)載裝置當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙齒輪調(diào)整法。通過(guò)預(yù)載裝置4向向齒輪齒輪3上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪2、5同時(shí)向兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小齒輪從而帶動(dòng)小

21、齒輪1、6轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒面便分別緊貼在齒條轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒面便分別緊貼在齒條7上齒槽上齒槽的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。 二、齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)2022-5-14 諧波齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大諧波齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大(幾十幾十幾百幾百)、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，故在工業(yè)機(jī)器人、航空、火能力強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，故在工業(yè)機(jī)器人、航空、火箭等機(jī)電一體化系統(tǒng)中日益得到廣泛的應(yīng)用。箭等機(jī)電一體化系統(tǒng)中日益得到廣泛的應(yīng)用。 1、 諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理 三、諧波齒

22、輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)2022-5-14 諧波傳動(dòng)由三個(gè)主要構(gòu)件所組成，即具有內(nèi)齒的剛諧波傳動(dòng)由三個(gè)主要構(gòu)件所組成，即具有內(nèi)齒的剛輪輪l、具有外齒的柔輪、具有外齒的柔輪2和波發(fā)生器和波發(fā)生器3。通常波發(fā)生器為。通常波發(fā)生器為主動(dòng)件，而剛輪和柔輪之一為從動(dòng)件，另一個(gè)為固定主動(dòng)件，而剛輪和柔輪之一為從動(dòng)件，另一個(gè)為固定件。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)孔時(shí)，由于前者的總長(zhǎng)度件。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)孔時(shí)，由于前者的總長(zhǎng)度略大于后者的內(nèi)孔直徑，故略大于后者的內(nèi)孔直徑，故柔輪變?yōu)闄E圓形柔輪變?yōu)闄E圓形，于是在，于是在橢圓的長(zhǎng)軸兩端產(chǎn)生了柔輪與剛輪輪齒的兩個(gè)橢圓的長(zhǎng)軸兩端產(chǎn)生了柔輪與剛輪輪齒的兩個(gè)局部嚙局部嚙合區(qū)合區(qū)

23、；同時(shí)在橢圓短軸兩端，兩輪輪齒則完全脫開(kāi)。；同時(shí)在橢圓短軸兩端，兩輪輪齒則完全脫開(kāi)。至于其余各處，則視柔輪回轉(zhuǎn)方向的不同，或處于嚙至于其余各處，則視柔輪回轉(zhuǎn)方向的不同，或處于嚙合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪長(zhǎng)短軸的位置不斷交化，從而使輪齒的嚙合處和柔輪長(zhǎng)短軸的位置不斷交化，從而使輪齒的嚙合處和脫開(kāi)處也隨之不斷變化，于是在柔輪與剛輪之間就產(chǎn)脫開(kāi)處也隨之不斷變化，于是在柔輪與剛輪之間就產(chǎn)生了相對(duì)位移，從而傳遞運(yùn)動(dòng)。生了相對(duì)位移，從而傳遞運(yùn)動(dòng)。三、諧波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)2022-5-14 在波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)一周期間，柔輪上一點(diǎn)變

24、形的循在波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)一周期間，柔輪上一點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)與波發(fā)生器上的凸起部位數(shù)是一致的，稱(chēng)為環(huán)次數(shù)與波發(fā)生器上的凸起部位數(shù)是一致的，稱(chēng)為波波數(shù)數(shù)。常用的有兩波和三波兩種。為了有利于柔輪的力。常用的有兩波和三波兩種。為了有利于柔輪的力平衡和防止輪齒干涉，平衡和防止輪齒干涉，剛輪和柔輪的齒數(shù)差應(yīng)等于波剛輪和柔輪的齒數(shù)差應(yīng)等于波發(fā)生器波數(shù)發(fā)生器波數(shù)(即波發(fā)生器上的滾輪數(shù)即波發(fā)生器上的滾輪數(shù))的整倍數(shù)的整倍數(shù)，通常，通常取為等于波數(shù)。取為等于波數(shù)。三、諧波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)2022-5-14 2 、諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算、諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算 式中：式中： 、 、 分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)

25、生器分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度；的角速度； 、 分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。 (1) 當(dāng)柔輪固定時(shí)，當(dāng)柔輪固定時(shí)， ，則，則 三、諧波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)rgHgHrHrgzzigrHgzrz0rrgHgHHrgzzi0grggrHgzzzzz1rgggHHgzzzi2022-5-14 (2) 當(dāng)剛輪固定時(shí)，當(dāng)剛輪固定時(shí)， ，則，則 設(shè)設(shè) 、 當(dāng)柔輪固定時(shí)，當(dāng)柔輪固定時(shí)，當(dāng)剛輪固定時(shí)當(dāng)剛輪固定時(shí)三、諧波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)0grgHHrHrgzzi0rgrrgHrzzzzz1grrrHHrzzzi200rz202gz101Hgi100Hri2022-5-1

26、4 3. 諧波齒輪減速器產(chǎn)品及選用諧波齒輪減速器產(chǎn)品及選用 常見(jiàn)的諧波齒輪減速器標(biāo)記代號(hào)如下圖常見(jiàn)的諧波齒輪減速器標(biāo)記代號(hào)如下圖 諧波齒輪減速機(jī)選用說(shuō)明：諧波齒輪減速機(jī)選用說(shuō)明： (1). 樣本中的圖表參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，用戶(hù)選型時(shí)需確樣本中的圖表參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，用戶(hù)選型時(shí)需確定以下三項(xiàng)參數(shù)：定以下三項(xiàng)參數(shù)： （a）傳動(dòng)比或輸出轉(zhuǎn)速（）傳動(dòng)比或輸出轉(zhuǎn)速（r/min) （b）減速機(jī)輸入功率（）減速機(jī)輸入功率（kw) （c）額定輸入轉(zhuǎn)速（）額定輸入轉(zhuǎn)速（r/min)三、諧波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)最大回差減速比機(jī)型（指柔輪內(nèi)徑，單位為mm)單級(jí)、臥式安裝通用諧波減器2022-5-14 (2). 如減速

27、機(jī)輸入轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，則在選用減速機(jī)型號(hào)時(shí)應(yīng)分如減速機(jī)輸入轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，則在選用減速機(jī)型號(hào)時(shí)應(yīng)分別確定：別確定： 工作條件為工作條件為“恒功率恒功率”時(shí)按最低轉(zhuǎn)速選用機(jī)型；工作條件為時(shí)按最低轉(zhuǎn)速選用機(jī)型；工作條件為“恒扭矩恒扭矩”時(shí)，按最高轉(zhuǎn)速選用機(jī)型。訂貨時(shí)須說(shuō)明是否與電時(shí)，按最高轉(zhuǎn)速選用機(jī)型。訂貨時(shí)須說(shuō)明是否與電機(jī)直聯(lián)，電機(jī)型號(hào)及參數(shù)。機(jī)直聯(lián)，電機(jī)型號(hào)及參數(shù)。 (3). 選用減速機(jī)輸出功率選用減速機(jī)輸出功率 與輸出扭矩與輸出扭矩 的計(jì)算的計(jì)算式中：式中：P 減速機(jī)額定輸入功率（減速機(jī)額定輸入功率（KW） T 減速機(jī)額定輸出扭矩（減速機(jī)額定輸出扭矩（Nm) KA 工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)三、諧

28、波齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)1CP2CTACPKP1ACTKT22022-5-14 同步帶是一種兼有鏈、同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件。由于同步帶傳動(dòng)零件。由于同步帶是一種兼有鏈、齒輪、是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件，于件，于1940年由美國(guó)尤年由美國(guó)尤尼羅爾尼羅爾(Unirayal)橡膠橡膠公司首先加以開(kāi)發(fā)。公司首先加以開(kāi)發(fā)。1946年辛加公司把同步年辛加公司把同步帶用于縫紉機(jī)針和纏線帶用于縫紉機(jī)針和纏線管的同步傳動(dòng)上，取得管的同步傳動(dòng)上，取得顯著效益，并被逐漸引顯著效益，并被逐漸引用到其他機(jī)械傳動(dòng)上。用到其他機(jī)械傳動(dòng)上。四

29、、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 1. 分類(lèi)分類(lèi) 2. 同步帶的優(yōu)缺點(diǎn)同步帶的優(yōu)缺點(diǎn) 3. 同步帶的結(jié)構(gòu)和尺寸結(jié)構(gòu)同步帶的結(jié)構(gòu)和尺寸結(jié)構(gòu) 4. 同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 1. 分類(lèi) (1)按用途分 (a) 一般工業(yè)用同步帶傳動(dòng) 即梯形齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于中、小功率的同步帶傳動(dòng)，如各種儀器、計(jì)算機(jī)、輕工機(jī)械中均采用這種同步帶傳動(dòng)。 (b) 高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動(dòng) 又稱(chēng)HTD帶(High Torque Drive)或STPD帶傳動(dòng)(Super Torque Positive Drive)。由于其齒形呈圓弧狀(圖6-2)，在我國(guó)通稱(chēng)為圓

30、弧齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于重型機(jī)械的傳動(dòng)中，如運(yùn)輸機(jī)械(飛機(jī)、汽車(chē))、石油機(jī)械和機(jī)床、發(fā)電機(jī)等的傳動(dòng)。 四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 (2) 特種規(guī)格的同步帶傳動(dòng) 這是根據(jù)某種機(jī)器特殊需要而采用的特種規(guī)格同步帶傳動(dòng)，如工業(yè)縫紉機(jī)用的、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用的同步帶傳動(dòng)。 (3) 特殊用途的同步帶傳動(dòng) 即為適應(yīng)特殊工作環(huán)境制造的同步帶。 四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 2. 同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) (1)工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比 (2)傳動(dòng)效率高（0.98），節(jié)能效果好 (3)傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊 (4)維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低 (5)能吸振、噪音低、能高速轉(zhuǎn)動(dòng)，惡劣環(huán)境

31、條件下仍能正常工作。 同步帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)： 安裝精度要求較高、中心距要求嚴(yán)格、具有一定的蠕變性。四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 3. 同步帶的結(jié)構(gòu)和尺寸規(guī)格同步帶的結(jié)構(gòu)和尺寸規(guī)格 (1)同步帶結(jié)構(gòu)同步帶結(jié)構(gòu) 如下左圖所示，同步帶一般由承載繩、帶齒、帶背和包布如下左圖所示，同步帶一般由承載繩、帶齒、帶背和包布層組成。層組成。 工業(yè)用同步帶帶輪形狀如下右圖所示。工業(yè)用同步帶帶輪形狀如下右圖所示。四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 4. 同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 同步帶傳動(dòng)主要失效形式有：同步帶傳動(dòng)主要失效形式有： (a)

32、 承載繩斷裂承載繩斷裂 原因是帶型號(hào)過(guò)小和小帶輪直徑過(guò)小等。原因是帶型號(hào)過(guò)小和小帶輪直徑過(guò)小等。 (b) 爬齒和跳齒爬齒和跳齒 原因是同步帶傳遞的圓周力過(guò)大、帶與帶輪原因是同步帶傳遞的圓周力過(guò)大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過(guò)大、帶的初拉力過(guò)小等。間的節(jié)距差值過(guò)大、帶的初拉力過(guò)小等。 (c) 帶齒的磨損帶齒的磨損 原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過(guò)大等。過(guò)大等。 (d) 其他失效方式其他失效方式 帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪棱邊帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪棱邊磨損、帶與帶輪的節(jié)距差值太大和嚙合齒數(shù)過(guò)少引起的帶齒剪磨損、帶與帶輪的節(jié)距差值太大和嚙合齒數(shù)

33、過(guò)少引起的帶齒剪切破壞、同步帶背的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。切破壞、同步帶背的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。 在正常的工作條件下在正常的工作條件下，同步帶傳動(dòng)的，同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是是在不打滑的在不打滑的條件下，保證同步帶的抗拉強(qiáng)度條件下，保證同步帶的抗拉強(qiáng)度。在灰塵雜質(zhì)較多的條件下在灰塵雜質(zhì)較多的條件下，則應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。則應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 (2)同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)的已知條件為：設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)的已知條件為： Pm 需要傳遞的名義功率；需要傳遞的名義功率； n1、n2

34、主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比； (a) 確定帶的設(shè)計(jì)功率；確定帶的設(shè)計(jì)功率； (b) 選擇帶型和節(jié)距；選擇帶型和節(jié)距； (c) 確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑；確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑； (d) 確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度、齒數(shù)及傳動(dòng)中心距；確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度、齒數(shù)及傳動(dòng)中心距； (e) 校驗(yàn)同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù)；校驗(yàn)同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù)； (f) 確定實(shí)際所需同步帶寬度；確定實(shí)際所需同步帶寬度； (g) 帶的工作能力驗(yàn)算。帶的工作能力驗(yàn)算。四、同步帶傳動(dòng)四、同步帶傳動(dòng)2022-5-14 1. 棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 將原動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇運(yùn)動(dòng)，基本要求為移位迅速、將原動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換

35、為間歇運(yùn)動(dòng)，基本要求為移位迅速、過(guò)程無(wú)沖擊、停位準(zhǔn)確可靠。過(guò)程無(wú)沖擊、停位準(zhǔn)確可靠。五、間歇傳動(dòng)部件五、間歇傳動(dòng)部件 棘爪每往復(fù)一次推過(guò)的棘輪齒數(shù)與棘輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系如下：=360k/Z式中：棘輪回轉(zhuǎn)角(根據(jù)工作要求而定)； k棘爪每往復(fù)一次推過(guò)的棘輪齒數(shù)； Z棘輪齒數(shù)。 2022-5-14 齒式棘輪機(jī)構(gòu)的形式：五、間歇傳動(dòng)部件五、間歇傳動(dòng)部件可變向棘輪、雙動(dòng)棘輪2022-5-14 2、槽輪機(jī)構(gòu)：間歇行程為間歇行程為 角度角度）（2五、間歇傳動(dòng)部件五、間歇傳動(dòng)部件2022-5-14 3、 蝸形凸輪機(jī)構(gòu)：間歇行程為間歇行程為 角度角度2五、間歇傳動(dòng)部件五、間歇傳動(dòng)部件2022-5-142.3 導(dǎo)向支

36、承部件的設(shè)計(jì)與選擇導(dǎo)向支承部件的設(shè)計(jì)與選擇 導(dǎo)向支承部件簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)軌，作用是支承和限制導(dǎo)向支承部件簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)軌，作用是支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng) 。2022-5-14 1. 導(dǎo)軌副的種類(lèi)及基本要求導(dǎo)軌副的種類(lèi)及基本要求 導(dǎo)軌副由導(dǎo)軌副由承導(dǎo)件承導(dǎo)件1和和運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)件2兩部分組成（兩部分組成（P38，圖圖47）。）。 一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌按其接觸面的摩擦性質(zhì)可分為按其接觸面的摩擦性質(zhì)可分為 2022-5-14 1)按導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的軌跡分類(lèi)按導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的軌跡分類(lèi) （a）直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副）直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副 支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的

37、五個(gè)自由度，僅保留沿給定方向的直線移軌的五個(gè)自由度，僅保留沿給定方向的直線移動(dòng)自由度。動(dòng)自由度。 （b）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副 支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的五個(gè)自由度，僅保留繞給定軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)軌的五個(gè)自由度，僅保留繞給定軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度。動(dòng)自由度。2022-5-14 2)按導(dǎo)軌副導(dǎo)軌面間的摩擦性質(zhì)分類(lèi)按導(dǎo)軌副導(dǎo)軌面間的摩擦性質(zhì)分類(lèi) （a）滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌副；）滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌副； （b）滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌副；）滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌副； （c）流體摩擦導(dǎo)軌副。）流體摩擦導(dǎo)軌副。 3)按導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)分類(lèi)按導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)分類(lèi) （a）開(kāi)式導(dǎo)軌）開(kāi)式導(dǎo)軌 必須借助運(yùn)動(dòng)件的自重或外載荷，才能保證在一定的空

38、間位置和受力狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面保持可靠的接觸，從而保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。開(kāi)式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。 （b）閉式導(dǎo)軌）閉式導(dǎo)軌 借助導(dǎo)軌副本身的封閉式結(jié)構(gòu)，保證在變化的空間位置和受力狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面都能保持可靠的接觸，從而保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。閉式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 4)常用導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式：一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14常用導(dǎo)軌性能比較 常用2022-5-14一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌 5). 導(dǎo)軌副應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求導(dǎo)軌副應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求 （a）導(dǎo)向精度）導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向精度主

39、要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)準(zhǔn)確程度。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)構(gòu)形式、導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的幾何精度規(guī)定：直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的幾何精度規(guī)定： 垂直平面內(nèi)的直線度垂直平面內(nèi)的直線度 （縱向直線度）（縱向直線度） 水平平面內(nèi)的直線度水平平面內(nèi)的直線度 （橫向直線度）（橫向直線度） 兩導(dǎo)軌間的平行度兩導(dǎo)軌間的平行度 （扭曲度）（扭曲度）2022-5-14 （b）耐磨性）

40、耐磨性 是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能否保持一是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能否保持一定的導(dǎo)向精度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^(guò)程中難免有所磨損，定的導(dǎo)向精度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^(guò)程中難免有所磨損，所以應(yīng)力求減小磨損量，并在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便所以應(yīng)力求減小磨損量，并在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便于調(diào)整。于調(diào)整。 （c）疲勞和壓潰）疲勞和壓潰 導(dǎo)軌面由于過(guò)載或接觸應(yīng)力不均勻?qū)к壝嬗捎谶^(guò)載或接觸應(yīng)力不均勻而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)運(yùn)行多次后就會(huì)形而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)運(yùn)行多次后就會(huì)形成疲勞點(diǎn)，呈塑性變形，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)成疲勞點(diǎn)，呈塑性變形，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)凹坑，這種現(xiàn)象就是壓潰。疲勞和壓潰是凹坑，這種現(xiàn)

41、象就是壓潰。疲勞和壓潰是滾動(dòng)導(dǎo)軌失滾動(dòng)導(dǎo)軌失效效的主要原因，為此應(yīng)控制滾動(dòng)導(dǎo)軌承受的最大載荷的主要原因，為此應(yīng)控制滾動(dòng)導(dǎo)軌承受的最大載荷和受載的均勻性。和受載的均勻性。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 （d）剛度：）剛度： 動(dòng)剛度和靜剛度動(dòng)剛度和靜剛度。 導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對(duì)位置，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度。向精度及部件之間的相對(duì)位置，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度。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)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)軌的方法提高剛度。軌的方法提高剛度。 （e）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性：）低速運(yùn)動(dòng)

42、平穩(wěn)性： 低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。 （f）精度的保持性：由耐磨性、潤(rùn)滑和防護(hù)條件決定。）精度的保持性：由耐磨性、潤(rùn)滑和防護(hù)條件決定。 （g）對(duì)溫度的敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性：對(duì)溫度的敏感性主要?。?duì)溫度的敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性：對(duì)溫度的敏感性主要取決于導(dǎo)軌材料和配合間隙。設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，要注意制造、調(diào)整和決于導(dǎo)軌材料和配合間隙。設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，要注意制造、調(diào)整和維修的方便，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

43、單，工藝性及經(jīng)濟(jì)性好。維修的方便，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性及經(jīng)濟(jì)性好。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 滑動(dòng)導(dǎo)軌副的基本截面形狀分類(lèi)滑動(dòng)導(dǎo)軌副的基本截面形狀分類(lèi)一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌矩形對(duì)稱(chēng)三角形不對(duì)稱(chēng)三角形燕尾槽圓形凸形凹形2022-5-142、導(dǎo)軌的組合形式：2.1 雙三角形導(dǎo)軌組合： 特點(diǎn)：導(dǎo)向精度高，能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，精度保持性好。 制造、維修困難，工藝性差。多用于精度要求較高的機(jī)床。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 2.2 雙矩形導(dǎo)軌組合： 特點(diǎn)：接觸剛度較低，承載能力大，制造、維修容易。 合理選擇導(dǎo)向面對(duì)導(dǎo)軌的精度影響較大。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 2.3 三角形矩形導(dǎo)軌組合：

44、特點(diǎn)：有較好的導(dǎo)向性和剛性，制造較方便。 但只能用于受力向下的場(chǎng)合。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 2.4 燕尾形導(dǎo)軌及其組合 制造、調(diào)整方便，能承受較大力矩，多用于橫梁、立柱、搖臂。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌231a)c)b)2022-5-14 3. 導(dǎo)軌副間隙調(diào)整導(dǎo)軌副間隙調(diào)整 為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過(guò)小，會(huì)增加摩擦阻力；間隙過(guò)大，當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過(guò)小，會(huì)增加摩擦阻力；間隙過(guò)大，會(huì)降低導(dǎo)向精度。導(dǎo)軌的間隙如依靠會(huì)降低導(dǎo)向精度。導(dǎo)軌的間隙如依靠刮研刮研來(lái)保證，要來(lái)保證，要費(fèi)很大的勞動(dòng)量，而且導(dǎo)軌經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)因磨損費(fèi)很

45、大的勞動(dòng)量，而且導(dǎo)軌經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)因磨損而增大間隙，需要及時(shí)調(diào)整，故導(dǎo)軌應(yīng)有間隙調(diào)整裝而增大間隙，需要及時(shí)調(diào)整，故導(dǎo)軌應(yīng)有間隙調(diào)整裝置。矩形導(dǎo)軌需要在置。矩形導(dǎo)軌需要在垂直垂直和和水平水平兩個(gè)方向上調(diào)整間隙。兩個(gè)方向上調(diào)整間隙。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 常用的調(diào)整方法有常用的調(diào)整方法有壓板和鑲條法壓板和鑲條法兩種方法。對(duì)燕尾兩種方法。對(duì)燕尾形導(dǎo)軌可采用鑲條形導(dǎo)軌可采用鑲條(墊片墊片)方法同時(shí)調(diào)整垂直和水平兩方法同時(shí)調(diào)整垂直和水平兩個(gè)方向的間隙。個(gè)方向的間隙。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌231a)c)b)2022-5-14 對(duì)矩形導(dǎo)軌可采用修刮壓板、修刮調(diào)整墊片的厚度或?qū)匦螌?dǎo)軌可采用修刮壓板、

46、修刮調(diào)整墊片的厚度或調(diào)整螺釘?shù)姆椒ㄟM(jìn)行間隙的調(diào)整調(diào)整螺釘?shù)姆椒ㄟM(jìn)行間隙的調(diào)整一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌a)b)c)1 2342022-5-14 平鑲條和斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌側(cè)面間隙一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 導(dǎo)軌的使用壽命：導(dǎo)軌的使用壽命：取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量、熱處理方法、以及使用與維護(hù)。提高導(dǎo)軌的耐磨性，使其在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，就能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 常用的提高導(dǎo)軌耐磨性的方法有：采用鑲裝導(dǎo)軌、提高導(dǎo)軌的精度與改善表面粗糙度、采用卸荷裝置減小導(dǎo)軌單位面積上的壓力(即比壓)等（P47 ，圖2-61）。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌副滾動(dòng)導(dǎo)軌副 1)滾動(dòng)導(dǎo)軌的

47、優(yōu)點(diǎn)滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn) （1）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉颍够瑝K與）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得：力，從而獲得： 摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好；摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好； 驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一；驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一； 與與V型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約40倍；倍； 能實(shí)現(xiàn)高定位精度和

48、重復(fù)定位精度；能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度； 適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約10倍；倍； 能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 （2）承載能力大承載能力大 其滾道采用圓弧形式，增大了滾動(dòng)體與圓弧其滾道采用圓弧形式，增大了滾動(dòng)體與圓弧滾道接觸面積，從而大大地提高了導(dǎo)軌的承載能力，可達(dá)到平滾道接觸面積，從而大大地提高了導(dǎo)軌的承載能力，可達(dá)到平面滾道形式的面滾道形式的13倍。倍。 （3）剛性強(qiáng)剛性強(qiáng) 在該導(dǎo)軌制作時(shí)，常需要預(yù)加載荷，這使導(dǎo)軌系在該導(dǎo)軌制作時(shí)，常

49、需要預(yù)加載荷，這使導(dǎo)軌系統(tǒng)剛度得以提高。統(tǒng)剛度得以提高。 （4）壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng) 由于是純滾動(dòng)，摩擦系數(shù)為滑動(dòng)導(dǎo)軌的由于是純滾動(dòng)，摩擦系數(shù)為滑動(dòng)導(dǎo)軌的150左右，左右，磨損小，因而壽命長(zhǎng)，功耗低。磨損小，因而壽命長(zhǎng)，功耗低。 （5）成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，）成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有具有“誤差均化效應(yīng)誤差均化效應(yīng)”。 （6）傳動(dòng)平穩(wěn)可靠傳動(dòng)平穩(wěn)可靠 由于摩接力小，動(dòng)作輕便，因而定位精度由于摩接力小，動(dòng)作輕便，因而定位精度高，微量移動(dòng)靈活準(zhǔn)確。高，微量移動(dòng)靈活準(zhǔn)確。 （7）具有）具有結(jié)構(gòu)自調(diào)整能力結(jié)構(gòu)自調(diào)整能力 裝配調(diào)整容易，因此降低了對(duì)配件裝配調(diào)整容易，因此降低了對(duì)配件加工精度要求。加工精度要求。 （8）導(dǎo)

50、軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有）導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的耐磨性良好的耐磨性；心；心部保持良好的機(jī)械性能。部保持良好的機(jī)械性能。 （9）簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。的設(shè)計(jì)和制造。一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 2)缺點(diǎn)： （1） 剛性和抗振性差：導(dǎo)軌面之間接觸面積小，剛性接觸，不能形成油膜阻尼； （2） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高； （3） 對(duì)臟物較敏感，須有良好的保護(hù)裝置。 一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 2)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的分類(lèi)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的分類(lèi) （1）按滾動(dòng)體的形狀分類(lèi)）按滾動(dòng)體的形狀分類(lèi) 一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 （2）按導(dǎo)軌截面形狀分類(lèi)）按導(dǎo)軌截面形狀分類(lèi) 一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌箭頭粗細(xì)表示受力大小矩形導(dǎo)軌 梯形導(dǎo)軌2022-5-14 （3）按滾道溝槽形狀分類(lèi)）按滾道溝槽形狀分類(lèi) 一、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌2022-5-14 2.