第2章 機(jī)械系統(tǒng)

1、2 2 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng) 機(jī)電控制系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)除了和一般的機(jī)械系統(tǒng)機(jī)電控制系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)除了和一般的機(jī)械系統(tǒng)要求具有較高的定位精度外，還應(yīng)具有良好的動態(tài)響要求具有較高的定位精度外，還應(yīng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，即響應(yīng)要快、穩(wěn)定性要好。一個典型的應(yīng)特性，即響應(yīng)要快、穩(wěn)定性要好。一個典型的機(jī)電機(jī)電控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)通常包括：通常包括：控制部件、接口電器、功率放大控制部件、接口電器、功率放大器、執(zhí)行元件、機(jī)械傳動部件、導(dǎo)向支承部件和檢測器、執(zhí)行元件、機(jī)械傳動部件、導(dǎo)向支承部件和檢測傳感部件傳感部件等。而機(jī)等。而機(jī)械系統(tǒng)械系統(tǒng)一般包括一般包括減速裝置，絲桿螺減速裝置，絲桿螺母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動

2、部件，連桿機(jī)構(gòu)、母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動部件，連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等非線性傳動部件，導(dǎo)向支承部件，旋轉(zhuǎn)支凸輪機(jī)構(gòu)等非線性傳動部件，導(dǎo)向支承部件，旋轉(zhuǎn)支承部件，軸系部件承部件，軸系部件等。等。2.12.1機(jī)械傳動部件機(jī)械傳動部件 常用的機(jī)械傳動部件有常用的機(jī)械傳動部件有螺旋傳動機(jī)構(gòu)、齒輪傳動螺旋傳動機(jī)構(gòu)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、撓性傳動機(jī)構(gòu)和間歇傳動機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)、撓性傳動機(jī)構(gòu)和間歇傳動機(jī)構(gòu)等。其主要功能等。其主要功能是是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。2.1.12.1.1螺旋傳動機(jī)構(gòu)螺旋傳動機(jī)構(gòu) 螺旋傳動機(jī)構(gòu)是用螺紋副將主動件的轉(zhuǎn)動變?yōu)閺穆菪齻鲃訖C(jī)構(gòu)是用螺紋副將主動件的轉(zhuǎn)動變?yōu)閺膭蛹囊苿拥膫鲃?，是常用的?/p>

3、種傳動形式。螺旋傳動件的移動的傳動，是常用的一種傳動形式。螺旋傳動機(jī)構(gòu)主要由螺桿、螺母和機(jī)架組成。常用于把轉(zhuǎn)動動機(jī)構(gòu)主要由螺桿、螺母和機(jī)架組成。常用于把轉(zhuǎn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動以傳遞運(yùn)動和動力，也可用來調(diào)整并固變?yōu)橹本€運(yùn)動以傳遞運(yùn)動和動力，也可用來調(diào)整并固定零件或部件之間的相對位置，應(yīng)用十分廣泛。定零件或部件之間的相對位置，應(yīng)用十分廣泛。1.1.按功能不同，螺旋傳動可分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋按功能不同，螺旋傳動可分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種。和調(diào)整螺旋三種。2 2按相對運(yùn)動方式分按相對運(yùn)動方式分 螺旋機(jī)構(gòu)主動件（螺桿或螺母）回轉(zhuǎn)一周，螺桿螺旋機(jī)構(gòu)主動件（螺桿或螺母）回轉(zhuǎn)一周，螺桿與螺母間的相對位

4、移為一個導(dǎo)程。根據(jù)相對運(yùn)動原理，與螺母間的相對位移為一個導(dǎo)程。根據(jù)相對運(yùn)動原理，回轉(zhuǎn)與移動兩種運(yùn)動形式可由一個構(gòu)件來完成或分別回轉(zhuǎn)與移動兩種運(yùn)動形式可由一個構(gòu)件來完成或分別由兩個構(gòu)件來實現(xiàn)，位移情況可分為三類。由兩個構(gòu)件來實現(xiàn)，位移情況可分為三類。 其中，利用差動位移原理的螺旋傳動是普通螺旋其中，利用差動位移原理的螺旋傳動是普通螺旋傳動中較重要的應(yīng)用。傳動中較重要的應(yīng)用。 （1 1）差動螺旋是指同一螺桿上制出兩段旋向相同、）差動螺旋是指同一螺桿上制出兩段旋向相同、螺距不等的螺紋，利用其螺距之差，可產(chǎn)生微小的位螺距不等的螺紋，利用其螺距之差，可產(chǎn)生微小的位移量。移量。 （2 2）反向螺旋是指同一

5、螺桿（或螺母）上制出兩段）反向螺旋是指同一螺桿（或螺母）上制出兩段旋向相反、螺距不等或相等的螺紋，利用其螺距之和，旋向相反、螺距不等或相等的螺紋，利用其螺距之和，可得到快速移位的螺旋傳動?？傻玫娇焖僖莆坏穆菪齻鲃印?.1.2 2.1.2 齒輪傳動機(jī)構(gòu)齒輪傳動機(jī)構(gòu) 齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的，也是現(xiàn)代機(jī)械齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的，也是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動形式。其傳動準(zhǔn)確、可靠、中應(yīng)用最廣泛的一種傳動形式。其傳動準(zhǔn)確、可靠、效率高，傳遞功率和速度的范圍大，可以用來傳遞空效率高，傳遞功率和速度的范圍大，可以用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和力。間任意兩軸間的運(yùn)動和力。 1 1. .齒輪傳

6、動的類型齒輪傳動的類型2.2.輪系的類型輪系的類型 根據(jù)輪系在運(yùn)動過程中各輪幾何軸線在空間的相根據(jù)輪系在運(yùn)動過程中各輪幾何軸線在空間的相對位置關(guān)系是否變動，輪系可分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪對位置關(guān)系是否變動，輪系可分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。系。（1 1）定軸輪系）定軸輪系（2 2）周轉(zhuǎn)輪系）周轉(zhuǎn)輪系（3 3）混合輪系）混合輪系3 3輪系的傳動比輪系的傳動比 輪系的傳動比是指輪系中輸入軸的轉(zhuǎn)速與輸出軸輪系的傳動比是指輪系中輸入軸的轉(zhuǎn)速與輸出軸的轉(zhuǎn)速之比，即的轉(zhuǎn)速之比，即1Nnin 要確定輪系的傳動比，不但要計算其大小，還要要確定輪系的傳動比，不但要計算其大小，還要確定其輸入軸和輸出軸之間的運(yùn)動關(guān)系，表示

7、出它們確定其輸入軸和輸出軸之間的運(yùn)動關(guān)系，表示出它們的轉(zhuǎn)動方向。的轉(zhuǎn)動方向。（1 1）定軸輪系中各輪幾何軸線均互相平行的傳動比）定軸輪系中各輪幾何軸線均互相平行的傳動比計算計算（2 2）定軸輪系中所有齒輪的幾何軸線不都平行，但）定軸輪系中所有齒輪的幾何軸線不都平行，但首、尾兩輪的軸線互相平行首、尾兩輪的軸線互相平行 如圖（如圖（a a）所示，齒輪）所示，齒輪3 3和齒輪和齒輪4 4軸線不平行，齒軸線不平行，齒輪輪5 5和齒輪和齒輪6 6軸線不平行，它們的轉(zhuǎn)向無所謂相同或相軸線不平行，它們的轉(zhuǎn)向無所謂相同或相反，在這種情況下，可在圖上用箭頭來表示各輪的轉(zhuǎn)反，在這種情況下，可在圖上用箭頭來表示各輪

8、的轉(zhuǎn)向。由于首尾兩輪的軸線互相平行，所以仍可在傳動向。由于首尾兩輪的軸線互相平行，所以仍可在傳動比的計算結(jié)果中加正負(fù)號來表示主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)比的計算結(jié)果中加正負(fù)號來表示主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。系。（3 3）定軸輪系中首、尾兩輪的軸線不平行）定軸輪系中首、尾兩輪的軸線不平行 如圖（如圖（b b）所示，主動輪）所示，主動輪1 1（蝸桿）和從動輪（蝸桿）和從動輪6 6（錐齒輪）的幾何軸線不平行，它們分別在兩個平面（錐齒輪）的幾何軸線不平行，它們分別在兩個平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向無所謂相同或相反，因此不能在傳動比內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向無所謂相同或相反，因此不能在傳動比的計算結(jié)果中加正負(fù)號來表示主、從動輪轉(zhuǎn)向間的關(guān)的計算

9、結(jié)果中加正負(fù)號來表示主、從動輪轉(zhuǎn)向間的關(guān)系，其轉(zhuǎn)向關(guān)系只能用箭頭在圖中表示。系，其轉(zhuǎn)向關(guān)系只能用箭頭在圖中表示。（4 4）周轉(zhuǎn)輪系的傳動比）周轉(zhuǎn)輪系的傳動比 由于含有行星輪，周轉(zhuǎn)輪系的傳動比不能直接用定軸輪由于含有行星輪，周轉(zhuǎn)輪系的傳動比不能直接用定軸輪系傳動比的計算方法來解決，而是利用相對運(yùn)動原理引入轉(zhuǎn)化系傳動比的計算方法來解決，而是利用相對運(yùn)動原理引入轉(zhuǎn)化輪系，即把周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成一個假想的定軸輪系。具體方法是輪系，即把周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成一個假想的定軸輪系。具體方法是利用轉(zhuǎn)化輪系的傳動比計算公式，導(dǎo)出周轉(zhuǎn)輪系各構(gòu)件絕對轉(zhuǎn)利用轉(zhuǎn)化輪系的傳動比計算公式，導(dǎo)出周轉(zhuǎn)輪系各構(gòu)件絕對轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系式，從而計

10、算它們之間的傳動比。速之間的關(guān)系式，從而計算它們之間的傳動比。 如圖如圖2.82.8所示，假設(shè)給整個周轉(zhuǎn)輪系一個運(yùn)動，所示，假設(shè)給整個周轉(zhuǎn)輪系一個運(yùn)動，使其繞使其繞OHOH軸以系桿的相同轉(zhuǎn)速但方向相反（軸以系桿的相同轉(zhuǎn)速但方向相反（-n-nH H）的公）的公共轉(zhuǎn)速運(yùn)動后，使得系桿相對靜止了。既然系桿不動，共轉(zhuǎn)速運(yùn)動后，使得系桿相對靜止了。既然系桿不動，即沒有系桿，也就不可能有行星輪，輪系就發(fā)生了變即沒有系桿，也就不可能有行星輪，輪系就發(fā)生了變化，周轉(zhuǎn)輪系就轉(zhuǎn)化為定軸輪系了。此時，我們稱此化，周轉(zhuǎn)輪系就轉(zhuǎn)化為定軸輪系了。此時，我們稱此定軸輪系為該周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。特別強(qiáng)調(diào)，轉(zhuǎn)化定軸輪系為該周轉(zhuǎn)

11、輪系的轉(zhuǎn)化輪系。特別強(qiáng)調(diào)，轉(zhuǎn)化輪系為一定軸輪系。輪系為一定軸輪系。周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化前后的轉(zhuǎn)速見表周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化前后的轉(zhuǎn)速見表2.22.2。 在轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速都在右上角標(biāo)上在轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速都在右上角標(biāo)上“H H”，表示各構(gòu)件是附加一個，表示各構(gòu)件是附加一個（-nH）后的轉(zhuǎn)速。后的轉(zhuǎn)速。HH11H1HH1( 1)1mNNNnnnNinnNn 齒輪 至 所有從動輪齒數(shù)的乘積齒輪 至 所有主動輪齒數(shù)的乘積（5 5）混合輪系的傳動比）混合輪系的傳動比 混合輪系由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或由多個單一周混合輪系由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或由多個單一周轉(zhuǎn)輪系組合而成。它的傳動比計算要復(fù)雜一些，大致轉(zhuǎn)輪系組合而成

12、。它的傳動比計算要復(fù)雜一些，大致可歸納為以下幾個步驟?？蓺w納為以下幾個步驟。 進(jìn)行輪系的結(jié)構(gòu)分析，以行星輪為出發(fā)點，依進(jìn)行輪系的結(jié)構(gòu)分析，以行星輪為出發(fā)點，依次從混合輪系中劃分出單一的周轉(zhuǎn)輪系，余下的是定次從混合輪系中劃分出單一的周轉(zhuǎn)輪系，余下的是定軸輪系。軸輪系。 對每個單一周轉(zhuǎn)輪系都列出轉(zhuǎn)化輪系傳動比的對每個單一周轉(zhuǎn)輪系都列出轉(zhuǎn)化輪系傳動比的計算式，定軸輪系也按其計算規(guī)則列出相應(yīng)的關(guān)系式，計算式，定軸輪系也按其計算規(guī)則列出相應(yīng)的關(guān)系式，構(gòu)成聯(lián)立方程組。構(gòu)成聯(lián)立方程組。 解方程，得到最后結(jié)果。在解方程時，可以進(jìn)解方程，得到最后結(jié)果。在解方程時，可以進(jìn)行約分，但運(yùn)算過程中不宜化為小數(shù)，尤其不可

13、取近行約分，但運(yùn)算過程中不宜化為小數(shù)，尤其不可取近似值，否則可能造成較大誤差，甚至產(chǎn)生錯誤結(jié)果。似值，否則可能造成較大誤差，甚至產(chǎn)生錯誤結(jié)果。因此，只有求出最后結(jié)果之后，才能化為近似小數(shù)。因此，只有求出最后結(jié)果之后，才能化為近似小數(shù)。2.1.3 2.1.3 撓性傳動機(jī)構(gòu)撓性傳動機(jī)構(gòu) 1 1同步帶傳動同步帶傳動同步帶傳動是綜合了普通帶傳動和鏈輪、鏈條傳動優(yōu)同步帶傳動是綜合了普通帶傳動和鏈輪、鏈條傳動優(yōu)點的一種傳動。它在帶的工作面及帶輪外周上均制有點的一種傳動。它在帶的工作面及帶輪外周上均制有嚙合齒，通過帶齒與輪齒作嚙合運(yùn)動。嚙合齒，通過帶齒與輪齒作嚙合運(yùn)動。2 2鋼帶傳動鋼帶傳動 鋼帶傳動的特點

14、是鋼帶和帶輪間接觸面積大、無鋼帶傳動的特點是鋼帶和帶輪間接觸面積大、無間隙、摩擦阻力大、無滑動，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運(yùn)行可間隙、摩擦阻力大、無滑動，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運(yùn)行可靠、噪音低、驅(qū)動力大、壽命長，鋼帶無蠕變。靠、噪音低、驅(qū)動力大、壽命長，鋼帶無蠕變。3 3繩輪傳動繩輪傳動 繩輪傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動剛度大、結(jié)構(gòu)柔軟、繩輪傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動剛度大、結(jié)構(gòu)柔軟、成本較低、噪音低等優(yōu)點。其缺點是帶輪較大、安裝成本較低、噪音低等優(yōu)點。其缺點是帶輪較大、安裝面積大，加速度不易太高。面積大，加速度不易太高。2.1.4 2.1.4 間歇傳動機(jī)構(gòu)間歇傳動機(jī)構(gòu) 當(dāng)機(jī)構(gòu)的主動件連續(xù)運(yùn)動時，從動件能產(chǎn)生當(dāng)機(jī)構(gòu)的主動件

15、連續(xù)運(yùn)動時，從動件能產(chǎn)生“動作動作停止停止動作動作”的運(yùn)動，常用的間歇運(yùn)動部件的運(yùn)動，常用的間歇運(yùn)動部件有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和蝸形凸輪傳動機(jī)構(gòu)。有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和蝸形凸輪傳動機(jī)構(gòu)。 1 1棘輪傳動機(jī)構(gòu)棘輪傳動機(jī)構(gòu) 圖圖2.132.13所示的為常見的外嚙合齒式棘輪機(jī)構(gòu)，它所示的為常見的外嚙合齒式棘輪機(jī)構(gòu)，它主要由棘輪主要由棘輪1 1、主動棘爪、主動棘爪2 2、止回棘爪、止回棘爪5 5和機(jī)架和機(jī)架6 6組成。組成。在棘輪機(jī)構(gòu)中，一般情況下棘爪為原動件，當(dāng)主動搖在棘輪機(jī)構(gòu)中，一般情況下棘爪為原動件，當(dāng)主動搖桿逆時針擺動時，搖桿上鉸接的主動棘爪插入棘輪的桿逆時針擺動時，搖桿上鉸接的主動棘爪插入棘輪

16、的齒內(nèi)，推動棘輪同向轉(zhuǎn)動一定角度。當(dāng)主動搖桿順時齒內(nèi)，推動棘輪同向轉(zhuǎn)動一定角度。當(dāng)主動搖桿順時針擺動時，止回棘爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動，此時主動棘針擺動時，止回棘爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動，此時主動棘爪在棘輪的齒背上輕輕滑回原位，棘輪靜止不動，從爪在棘輪的齒背上輕輕滑回原位，棘輪靜止不動，從而實現(xiàn)將主動件的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為從動棘輪的單向間而實現(xiàn)將主動件的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為從動棘輪的單向間歇運(yùn)動。為保證棘爪工作可靠，常利用彈簧使棘爪緊歇運(yùn)動。為保證棘爪工作可靠，常利用彈簧使棘爪緊壓齒面。壓齒面。 2 2槽輪傳動機(jī)構(gòu)槽輪傳動機(jī)構(gòu) 槽輪傳動機(jī)構(gòu)是能實現(xiàn)從動件較長時間停留的機(jī)槽輪傳動機(jī)構(gòu)是能實現(xiàn)從動件較長時間停留的機(jī)構(gòu)。

17、如圖構(gòu)。如圖2.162.16所示，槽輪機(jī)構(gòu)是由帶圓銷所示，槽輪機(jī)構(gòu)是由帶圓銷A A的撥盤的撥盤（曲柄）（曲柄）1 1、具有徑向槽的槽輪、具有徑向槽的槽輪2 2及機(jī)架等組成的間歇及機(jī)架等組成的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)。撥盤上有一段外凸的鎖止圓弧運(yùn)動機(jī)構(gòu)。撥盤上有一段外凸的鎖止圓弧，槽輪上，槽輪上制有若干段內(nèi)凹的鎖止圓弧制有若干段內(nèi)凹的鎖止圓弧。 撥盤為主動件，當(dāng)它以等角速度撥盤為主動件，當(dāng)它以等角速度11作連續(xù)轉(zhuǎn)動作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，曲柄隨之轉(zhuǎn)動，其上的圓銷進(jìn)入槽輪的徑向槽內(nèi)時，曲柄隨之轉(zhuǎn)動，其上的圓銷進(jìn)入槽輪的徑向槽內(nèi)時，槽輪即按時，槽輪即按22的方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)圓銷從徑向槽內(nèi)脫的方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)圓銷從徑向槽內(nèi)脫出時，

18、槽輪上的內(nèi)凹鎖止圓弧被撥盤上的外凸鎖止圓出時，槽輪上的內(nèi)凹鎖止圓弧被撥盤上的外凸鎖止圓弧弧“卡住卡住”，故槽輪停止不動，直至圓銷進(jìn)入下一個，故槽輪停止不動，直至圓銷進(jìn)入下一個徑向槽內(nèi)時，才又重復(fù)上述的運(yùn)動循環(huán)，使槽輪實現(xiàn)徑向槽內(nèi)時，才又重復(fù)上述的運(yùn)動循環(huán)，使槽輪實現(xiàn)間歇的單向轉(zhuǎn)動。間歇的單向轉(zhuǎn)動。 3 3蝸形凸輪傳動機(jī)構(gòu)蝸形凸輪傳動機(jī)構(gòu) 2.2 2.2 導(dǎo)向支承部件導(dǎo)向支承部件 導(dǎo)向支承部件的作用是支承和限制運(yùn)動部件按給導(dǎo)向支承部件的作用是支承和限制運(yùn)動部件按給定的運(yùn)動要求和規(guī)定的運(yùn)動方向運(yùn)動，這樣的部件通定的運(yùn)動要求和規(guī)定的運(yùn)動方向運(yùn)動，這樣的部件通常被稱為導(dǎo)軌副，簡稱導(dǎo)軌，主要由承導(dǎo)件常被

19、稱為導(dǎo)軌副，簡稱導(dǎo)軌，主要由承導(dǎo)件1 1和運(yùn)動和運(yùn)動件件2 2部分組成，如圖部分組成，如圖2.182.18所示所示。2.2.1 2.2.1 滑動導(dǎo)軌副滑動導(dǎo)軌副 1 1. .導(dǎo)軌副的截面形狀導(dǎo)軌副的截面形狀 滑動導(dǎo)軌副常見的導(dǎo)軌截面形狀有三角形、矩形、燕尾形滑動導(dǎo)軌副常見的導(dǎo)軌截面形狀有三角形、矩形、燕尾形和圓形等四種，每種又分為凸形和凹形兩類，如圖和圓形等四種，每種又分為凸形和凹形兩類，如圖2.192.19所示。所示。凸形導(dǎo)軌不易積存切屑等臟物，也不易儲存潤滑油，宜在低速凸形導(dǎo)軌不易積存切屑等臟物，也不易儲存潤滑油，宜在低速下工作；凹形導(dǎo)軌則相反，可用于高速，但必須有良好的防護(hù)下工作；凹形導(dǎo)

20、軌則相反，可用于高速，但必須有良好的防護(hù)裝置，以防切屑等臟物落入導(dǎo)軌。裝置，以防切屑等臟物落入導(dǎo)軌。2 2導(dǎo)軌副的組合形式導(dǎo)軌副的組合形式 （1 1）雙三角形導(dǎo)軌）雙三角形導(dǎo)軌 兩條三角形導(dǎo)軌同時起支承和導(dǎo)向作用，如圖兩條三角形導(dǎo)軌同時起支承和導(dǎo)向作用，如圖2.202.20所示。所示。（2 2）雙矩形導(dǎo)軌）雙矩形導(dǎo)軌 如圖如圖2.212.21所示，承載面所示，承載面1 1和導(dǎo)向面和導(dǎo)向面2 2分開，因而制分開，因而制造與調(diào)整簡單。導(dǎo)向面的間隙用鑲條調(diào)節(jié)，接觸剛度造與調(diào)整簡單。導(dǎo)向面的間隙用鑲條調(diào)節(jié)，接觸剛度低。閉式結(jié)構(gòu)有輔助導(dǎo)軌面低。閉式結(jié)構(gòu)有輔助導(dǎo)軌面3 3，其間隙用壓板調(diào)節(jié)。，其間隙用壓板

21、調(diào)節(jié)。（3 3）三角形與矩形導(dǎo)軌）三角形與矩形導(dǎo)軌 如圖如圖2.222.22所示，這種組合形式兼有三角形導(dǎo)軌的所示，這種組合形式兼有三角形導(dǎo)軌的導(dǎo)向性好，矩形導(dǎo)軌的制造方便、剛性好等優(yōu)點，并導(dǎo)向性好，矩形導(dǎo)軌的制造方便、剛性好等優(yōu)點，并避免了由于熱變形所引起的配合變化。但導(dǎo)軌磨損不避免了由于熱變形所引起的配合變化。但導(dǎo)軌磨損不均勻，一般是三角形導(dǎo)軌比矩形導(dǎo)軌磨損快，磨損后均勻，一般是三角形導(dǎo)軌比矩形導(dǎo)軌磨損快，磨損后又不能通過調(diào)節(jié)來補(bǔ)償，故對位置精度有影響。閉合又不能通過調(diào)節(jié)來補(bǔ)償，故對位置精度有影響。閉合導(dǎo)軌有壓板面，能承受顛覆力矩。導(dǎo)軌有壓板面，能承受顛覆力矩。（4 4）三角形與平面導(dǎo)軌組

22、合）三角形與平面導(dǎo)軌組合 如圖如圖2.232.23所示，這種組合形式具有三角形和矩形所示，這種組合形式具有三角形和矩形導(dǎo)軌的基本特點，但由于沒有閉合導(dǎo)軌裝置，因此，導(dǎo)軌的基本特點，但由于沒有閉合導(dǎo)軌裝置，因此，只能用于受力向下的場合。只能用于受力向下的場合。（5 5）燕尾形導(dǎo)軌及其組合）燕尾形導(dǎo)軌及其組合 如圖如圖2.242.24所示，圖（所示，圖（a a）為整體式燕尾形導(dǎo)軌；）為整體式燕尾形導(dǎo)軌；圖（圖（b b）為裝配式燕尾形導(dǎo)軌，其特點是制造、調(diào)試）為裝配式燕尾形導(dǎo)軌，其特點是制造、調(diào)試方便；圖（方便；圖（c c）為燕尾形與矩形組合，它兼有調(diào)整方）為燕尾形與矩形組合，它兼有調(diào)整方便和承受較

23、大力矩的優(yōu)點，多用于橫梁、立柱和搖臂便和承受較大力矩的優(yōu)點，多用于橫梁、立柱和搖臂等導(dǎo)軌。等導(dǎo)軌。2.2.2 2.2.2 滾動導(dǎo)軌副滾動導(dǎo)軌副 1 1滾動導(dǎo)軌副的組成滾動導(dǎo)軌副的組成 如圖如圖2.252.25所示，滾動導(dǎo)軌副由帶溝槽的定導(dǎo)軌和所示，滾動導(dǎo)軌副由帶溝槽的定導(dǎo)軌和動導(dǎo)軌、滾動體和滾動體隔離元件等組成。動導(dǎo)軌、滾動體和滾動體隔離元件等組成。2 2滾動導(dǎo)軌副的分類滾動導(dǎo)軌副的分類 滾動導(dǎo)軌副可分為直線運(yùn)動和圓運(yùn)動兩種結(jié)構(gòu)形式。滾動導(dǎo)軌副可分為直線運(yùn)動和圓運(yùn)動兩種結(jié)構(gòu)形式。（1 1）按滾動體的形狀分類）按滾動體的形狀分類按滾動體的形狀可分為球形和圓柱形兩類，即滾珠按滾動體的形狀可分為球形

24、和圓柱形兩類，即滾珠（鋼球）、滾針或滾柱，如圖（鋼球）、滾針或滾柱，如圖2.262.26所示。所示。（2 2）按導(dǎo)軌截面形狀分類）按導(dǎo)軌截面形狀分類按導(dǎo)軌截面形狀可分為矩形截面和梯形截面。按導(dǎo)軌截面形狀可分為矩形截面和梯形截面。（3 3）按滾道溝槽形狀分類）按滾道溝槽形狀分類按滾道溝槽形狀有單圓弧和雙圓弧兩種，單圓弧溝槽按滾道溝槽形狀有單圓弧和雙圓弧兩種，單圓弧溝槽為兩點接觸，如圖為兩點接觸，如圖2.272.27（a a）所示；雙圓弧溝槽為四）所示；雙圓弧溝槽為四點接觸，如圖點接觸，如圖2.272.27（b b）所示。）所示。（4 4）按滾動體循環(huán)分類）按滾動體循環(huán)分類 直線運(yùn)動滾動導(dǎo)軌副可分

25、為滾動體有循環(huán)的和不直線運(yùn)動滾動導(dǎo)軌副可分為滾動體有循環(huán)的和不循環(huán)的兩種。循環(huán)的兩種。3 3常見滾動導(dǎo)軌副常見滾動導(dǎo)軌副（1 1）滾動體不循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副）滾動體不循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副 如圖如圖2.282.28所示，這種導(dǎo)軌的共同特點是滾動體不所示，這種導(dǎo)軌的共同特點是滾動體不循環(huán)，因而行程不能太長。這種導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，制造循環(huán)，因而行程不能太長。這種導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本較低，但有時難以施加預(yù)緊力，剛度較低，容易，成本較低，但有時難以施加預(yù)緊力，剛度較低，抗振性能差，不能承受沖擊載荷?？拐裥阅懿睿荒艹惺軟_擊載荷。 圖圖2.292.29所示為無預(yù)加載荷的三角所示為無預(yù)加載荷的三角平面滾珠導(dǎo)軌

26、，平面滾珠導(dǎo)軌，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，用于輕載、小顛覆力矩條件下。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，用于輕載、小顛覆力矩條件下。 圖圖2.302.30所示為有預(yù)加載荷的雙三角形滾珠導(dǎo)軌副，所示為有預(yù)加載荷的雙三角形滾珠導(dǎo)軌副，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，用于中載和中等顛覆力矩條件結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，用于中載和中等顛覆力矩條件下。導(dǎo)軌若做成雙圓弧，可提高承載能力。下。導(dǎo)軌若做成雙圓弧，可提高承載能力。 圖圖2.312.31所示為有預(yù)加載荷的雙三角形交叉滾子導(dǎo)所示為有預(yù)加載荷的雙三角形交叉滾子導(dǎo)軌副，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度高，若不用保持架以增加滾子軌副，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度高，若不用保持架以增加滾子數(shù)量則剛度更高，適用于較大顛覆力矩條

27、件下。數(shù)量則剛度更高，適用于較大顛覆力矩條件下。（2 2）滾動體循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副）滾動體循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副 圖圖2.322.32所示為行程無限的標(biāo)準(zhǔn)滾動導(dǎo)軌副。這種所示為行程無限的標(biāo)準(zhǔn)滾動導(dǎo)軌副。這種導(dǎo)軌用于重載條件下，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸調(diào)整不方便。導(dǎo)軌用于重載條件下，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸調(diào)整不方便。 圖圖2.332.33與圖與圖2.342.34所示為標(biāo)準(zhǔn)的滾動導(dǎo)軌塊，其特所示為標(biāo)準(zhǔn)的滾動導(dǎo)軌塊，其特點是行程長，裝卸調(diào)整方便。圖點是行程長，裝卸調(diào)整方便。圖2.332.33為滾珠導(dǎo)軌塊，為滾珠導(dǎo)軌塊，它的結(jié)構(gòu)緊湊，高度小，容易安裝，滾珠不會像圓柱它的結(jié)構(gòu)緊湊，高度小，容易安裝，滾珠不會像圓柱滾子那樣發(fā)生

28、歪斜；但它的承載能力差，抗振性能也滾子那樣發(fā)生歪斜；但它的承載能力差，抗振性能也略低。略低。 圖圖2.342.34為滾柱導(dǎo)軌塊，可按額定動負(fù)荷選用，其為滾柱導(dǎo)軌塊，可按額定動負(fù)荷選用，其基本參數(shù)為高度基本參數(shù)為高度H H。 圖圖2.352.35所示為標(biāo)準(zhǔn)所示為標(biāo)準(zhǔn)化的滾動導(dǎo)軌副，它具化的滾動導(dǎo)軌副，它具有不同的間隙預(yù)緊結(jié)構(gòu)。有不同的間隙預(yù)緊結(jié)構(gòu)。圖圖2.352.35（a a）所示的定導(dǎo)）所示的定導(dǎo)軌軌1 1用螺釘固定在機(jī)身用螺釘固定在機(jī)身2 2上，動導(dǎo)軌上，動導(dǎo)軌4 4固定在運(yùn)動固定在運(yùn)動件件3 3上，其間隙可用調(diào)節(jié)上，其間隙可用調(diào)節(jié)螺釘螺釘5 5調(diào)節(jié)，故其精度和調(diào)節(jié)，故其精度和剛度均較低。圖

29、剛度均較低。圖2.352.35（b b）所示的用塞塊所示的用塞塊6 6調(diào)整間隙，調(diào)整間隙，其精度和剛度均較高。其精度和剛度均較高。圖圖2.352.35（c c）所示結(jié)構(gòu)采）所示結(jié)構(gòu)采用偏心銷軸進(jìn)行間隙調(diào)用偏心銷軸進(jìn)行間隙調(diào)整。整。 （3 3）滾動軸承導(dǎo)軌）滾動軸承導(dǎo)軌 滾動軸承導(dǎo)軌與滾珠、滾柱導(dǎo)軌的主要區(qū)別是：滾動軸承導(dǎo)軌與滾珠、滾柱導(dǎo)軌的主要區(qū)別是：它不僅起著滾動體的作用，而且還代替了導(dǎo)軌。其特它不僅起著滾動體的作用，而且還代替了導(dǎo)軌。其特點是：摩擦力矩小，運(yùn)動平穩(wěn)、靈活，承載能力大，點是：摩擦力矩小，運(yùn)動平穩(wěn)、靈活，承載能力大，調(diào)節(jié)方便，導(dǎo)軌面積小，加工工藝性好，能長久地保調(diào)節(jié)方便，導(dǎo)軌面

30、積小，加工工藝性好，能長久地保持較高的精度，但精度直接受到軸承精度的影響。滾持較高的精度，但精度直接受到軸承精度的影響。滾動軸承導(dǎo)軌在精密機(jī)械設(shè)備中均有應(yīng)用，如精縮機(jī)、動軸承導(dǎo)軌在精密機(jī)械設(shè)備中均有應(yīng)用，如精縮機(jī)、萬能工具顯微鏡、測長儀等。萬能工具顯微鏡、測長儀等。 圖圖2.362.36所示為單頭多步重復(fù)照相機(jī)中采用的滾動所示為單頭多步重復(fù)照相機(jī)中采用的滾動軸承導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)。軸承導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)。 用作導(dǎo)軌的滾動軸承與軸承廠制造的標(biāo)準(zhǔn)軸承有用作導(dǎo)軌的滾動軸承與軸承廠制造的標(biāo)準(zhǔn)軸承有所不同，標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承是外環(huán)固定，內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，而用所不同，標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承是外環(huán)固定，內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，而用作導(dǎo)軌的軸承則剛好相反。且軸承

31、內(nèi)外環(huán)比標(biāo)準(zhǔn)軸承作導(dǎo)軌的軸承則剛好相反。且軸承內(nèi)外環(huán)比標(biāo)準(zhǔn)軸承厚，如圖厚，如圖2.372.37所示，精度更高，如三坐標(biāo)測量機(jī)和萬所示，精度更高，如三坐標(biāo)測量機(jī)和萬能顯微鏡用的滾動軸承的徑向跳動量要求在能顯微鏡用的滾動軸承的徑向跳動量要求在0.50.51m1m之間，而軸承廠供應(yīng)的最精密軸承，其徑向跳動之間，而軸承廠供應(yīng)的最精密軸承，其徑向跳動量要求在量要求在2 23m3m，故只能在導(dǎo)軌中作壓緊作用，用，故只能在導(dǎo)軌中作壓緊作用，用作導(dǎo)向與支承的滾動軸承，須專門制造。作導(dǎo)向與支承的滾動軸承，須專門制造。 圖圖2.382.38所示是滾動軸承的偏心軸機(jī)構(gòu)。滾動軸承所示是滾動軸承的偏心軸機(jī)構(gòu)。滾動軸承裝

32、在偏心軸上，以便于調(diào)整與控制導(dǎo)軌的間隙。其偏裝在偏心軸上，以便于調(diào)整與控制導(dǎo)軌的間隙。其偏心量一般為心量一般為e=0.2e=0.21 mm1 mm。 圖圖2.392.39所示為行程無限的標(biāo)準(zhǔn)滾動導(dǎo)套副，它裝所示為行程無限的標(biāo)準(zhǔn)滾動導(dǎo)套副，它裝卸調(diào)整方便，用于輕載場合。卸調(diào)整方便，用于輕載場合。2.3 2.3 旋轉(zhuǎn)支承部件旋轉(zhuǎn)支承部件 旋轉(zhuǎn)支承中的運(yùn)動件相對于支承導(dǎo)件轉(zhuǎn)動或擺動旋轉(zhuǎn)支承中的運(yùn)動件相對于支承導(dǎo)件轉(zhuǎn)動或擺動時，按其相互摩擦的性質(zhì)可分為滑動、滾動、彈性、時，按其相互摩擦的性質(zhì)可分為滑動、滾動、彈性、氣體（或液體）摩擦支承。滑動摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特氣體（或液體）摩擦支承。滑動摩擦支承按其結(jié)

33、構(gòu)特點可分為圓柱、圓錐、球面和頂針支承；滾動摩擦支點可分為圓柱、圓錐、球面和頂針支承；滾動摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特點可分為填入式滾珠支承和刀口支承。承按其結(jié)構(gòu)特點可分為填入式滾珠支承和刀口支承。各種支承的結(jié)構(gòu)簡圖如圖各種支承的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.402.40所示，圖（所示，圖（a a）為圓柱支）為圓柱支承，圖（承，圖（b b）為圓錐支承，圖（）為圓錐支承，圖（c c）為球面支承，圖（）為球面支承，圖（d d）為頂針支承，圖（為頂針支承，圖（e e）為填入式滾珠支承，圖（）為填入式滾珠支承，圖（f f）為）為刀口支承，圖（刀口支承，圖（g g）為氣、液體摩擦支承，圖（）為氣、液體摩擦支承，圖（h h）為）

34、為彈簧支承。設(shè)計時，選擇支承的要求要具體問題具體彈簧支承。設(shè)計時，選擇支承的要求要具體問題具體分析，通常對支承的要求包括：方向和置中精度、摩分析，通常對支承的要求包括：方向和置中精度、摩擦阻力矩的大小、許用載荷、對溫度變化的敏感性、擦阻力矩的大小、許用載荷、對溫度變化的敏感性、耐磨性以及磨損后補(bǔ)償?shù)目赡苄?、抗振性；及成本等。耐磨性以及磨損后補(bǔ)償?shù)目赡苄浴⒖拐裥?；及成本等?.3.1 2.3.1 圓柱支承圓柱支承 如圖如圖2.412.41所示，圓柱支承具有較大的接觸面積，承受載荷所示，圓柱支承具有較大的接觸面積，承受載荷較大，但其方向精度和置中精度較差，且摩擦阻力矩較大。圓較大，但其方向精度和置

35、中精度較差，且摩擦阻力矩較大。圓柱支承是滑動摩擦支承中應(yīng)用最廣泛的一種。柱支承是滑動摩擦支承中應(yīng)用最廣泛的一種。 當(dāng)需要準(zhǔn)確的軸向定位時，常在運(yùn)動件的中心孔和止推面當(dāng)需要準(zhǔn)確的軸向定位時，常在運(yùn)動件的中心孔和止推面之間放一滾珠作軸向定位，如圖之間放一滾珠作軸向定位，如圖2.422.42（a a）所示。若利用軸套端）所示。若利用軸套端面的滾珠作軸向定位，如圖面的滾珠作軸向定位，如圖2.422.42（b b）所示，具有較大的承載能）所示，具有較大的承載能力，且運(yùn)動件稍有偏心時，不會引起晃動，提高了機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定力，且運(yùn)動件稍有偏心時，不會引起晃動，提高了機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。性。2.3.2 2.3.2 圓錐支

36、承圓錐支承 圓錐支承的方向精度和置中精度較高，承載能力較強(qiáng)，但圓錐支承的方向精度和置中精度較高，承載能力較強(qiáng)，但摩擦阻力矩也較大。圓錐支承由錐形軸頸和具有圓錐孔的軸承摩擦阻力矩也較大。圓錐支承由錐形軸頸和具有圓錐孔的軸承組成，如圖組成，如圖2.432.43所示，其置中精度比圓柱支承好，軸磨損后，所示，其置中精度比圓柱支承好，軸磨損后，可借助軸向位移，自動補(bǔ)償間隙。其缺點是摩擦阻力矩大，對可借助軸向位移，自動補(bǔ)償間隙。其缺點是摩擦阻力矩大，對溫度變化比較敏感，制造成本較高。溫度變化比較敏感，制造成本較高。2.3.3 2.3.3 填入式滾動支承填入式滾動支承 滾動支承摩擦阻力矩小，耐磨性好，承載能

37、力較大，穩(wěn)定滾動支承摩擦阻力矩小，耐磨性好，承載能力較大，穩(wěn)定劇烈變化時影響小，以及能在振動條件下工作，故可在高速度、劇烈變化時影響小，以及能在振動條件下工作，故可在高速度、重載情況下使用，但成本較高。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)滾珠軸承不能滿足結(jié)構(gòu)重載情況下使用，但成本較高。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)滾珠軸承不能滿足結(jié)構(gòu)上的使用要求時，常采用非標(biāo)準(zhǔn)滾珠軸承（即填入式滾珠軸上的使用要求時，常采用非標(biāo)準(zhǔn)滾珠軸承（即填入式滾珠軸承）。這種支承一般沒有內(nèi)圈和外圈，僅在相對運(yùn)動的零件上承）。這種支承一般沒有內(nèi)圈和外圈，僅在相對運(yùn)動的零件上加工出滾動面，用標(biāo)準(zhǔn)滾珠散裝在滾道內(nèi)。圖加工出滾動面，用標(biāo)準(zhǔn)滾珠散裝在滾道內(nèi)。圖2.442.44所示為填入

38、所示為填入式滾動支承常用的三種典型形式。式滾動支承常用的三種典型形式。2.3.4 2.3.4 其他支承其他支承1 1球面支承球面支承 如圖如圖2.452.45所示，球面支承由球形軸頸和內(nèi)圓錐面或內(nèi)球面所示，球面支承由球形軸頸和內(nèi)圓錐面或內(nèi)球面組成。球面支承的接觸面是一條狹窄的圓球帶，軸除自轉(zhuǎn)外，組成。球面支承的接觸面是一條狹窄的圓球帶，軸除自轉(zhuǎn)外，還可軸向擺動一定角度。由于接觸面積很小，適用于低速、輕還可軸向擺動一定角度。由于接觸面積很小，適用于低速、輕載場合。載場合。 球面支承的球形軸頸可與軸作成一體，如圖球面支承的球形軸頸可與軸作成一體，如圖2.462.46（a a）所示；）所示；或用滾珠

39、鑲到軸上，如圖或用滾珠鑲到軸上，如圖2.462.46（b b）所示；或用標(biāo)準(zhǔn)滾珠放在兩）所示；或用標(biāo)準(zhǔn)滾珠放在兩個圓錐表面之間，如圖個圓錐表面之間，如圖2.462.46（c c）所示，當(dāng)軸承的工作面為內(nèi)圓）所示，當(dāng)軸承的工作面為內(nèi)圓錐面時，圓錐角一般取錐面時，圓錐角一般取9090。2 2頂針支承頂針支承 如圖如圖2.472.47所示，頂針支承由圓錐所示，頂針支承由圓錐形軸頸（頂針）和帶埋頭圓柱孔的圓形軸頸（頂針）和帶埋頭圓柱孔的圓錐軸承組成。頂針支承的軸頸和軸承錐軸承組成。頂針支承的軸頸和軸承在半徑很小的狹窄環(huán)形表面上接觸，在半徑很小的狹窄環(huán)形表面上接觸，故摩擦半徑很小，摩擦阻力矩較小。故摩擦

40、半徑很小，摩擦阻力矩較小。但由于接觸面積小，其但由于接觸面積小，其單位壓力單位壓力很很大，潤滑油從接觸處被擠出。因此，大，潤滑油從接觸處被擠出。因此，用潤滑降低摩擦阻力矩的作用不大，用潤滑降低摩擦阻力矩的作用不大，故頂針支承適用于低速、輕載的場合。故頂針支承適用于低速、輕載的場合。 圖圖2.482.48所示為頂針?biāo)緸轫斸樦С械膸追N結(jié)構(gòu)形式。支承的幾種結(jié)構(gòu)形式。圖（圖（a a）中的頂針旋入開）中的頂針旋入開槽螺母，以調(diào)整支承的槽螺母，以調(diào)整支承的間隙；圖（間隙；圖（b b）為能調(diào)整）為能調(diào)整軸線位置的結(jié)構(gòu)；圖（軸線位置的結(jié)構(gòu)；圖（c c）為置中精度較高的頂針為置中精度較高的頂針結(jié)構(gòu)，它以間隙很

41、小的結(jié)構(gòu)，它以間隙很小的圓柱配合部分定中心，圓柱配合部分定中心，螺紋部分則有較大的徑螺紋部分則有較大的徑向間隙，且圓柱和螺紋向間隙，且圓柱和螺紋之間有較高的同心度，之間有較高的同心度，以保證頂針順利裝配；以保證頂針順利裝配；圖（圖（d d）為定心圓柱和調(diào)）為定心圓柱和調(diào)節(jié)螺釘分成為兩個零件節(jié)螺釘分成為兩個零件的一種結(jié)構(gòu)。的一種結(jié)構(gòu)。3 3刀口支承刀口支承 刀口支承主要由刀口和支座組成，多用于擺動角度不大的刀口支承主要由刀口和支座組成，多用于擺動角度不大的場合。其主要優(yōu)點是摩擦和磨損很小。圖場合。其主要優(yōu)點是摩擦和磨損很小。圖2.492.49（a a） （c c）所示）所示為裝有平面、棱形和圓柱

42、面支座的刀口支承。為裝有平面、棱形和圓柱面支座的刀口支承。4 4彈性支承彈性支承 彈性支承的彈性阻力矩極彈性支承的彈性阻力矩極小，能在振動情況下工作，適小，能在振動情況下工作，適用于精度不高的擺動機(jī)構(gòu)。圖用于精度不高的擺動機(jī)構(gòu)。圖2.502.50所示的機(jī)械鐘擺動結(jié)構(gòu)，所示的機(jī)械鐘擺動結(jié)構(gòu)，彈簧片彈簧片2 2與鐘擺與鐘擺3 3相連，另一端相連，另一端固定在固定座固定在固定座1 1上，鐘擺的擺上，鐘擺的擺動使彈簧片動使彈簧片2 2左右彎曲。左右彎曲。2.4 2.4 軸系部件軸系部件 軸系結(jié)構(gòu)是指軸和軸上零件以及軸承和端蓋等零軸系結(jié)構(gòu)是指軸和軸上零件以及軸承和端蓋等零件的組合結(jié)構(gòu)。其中，軸既是支承零

43、件，又是回轉(zhuǎn)構(gòu)件的組合結(jié)構(gòu)。其中，軸既是支承零件，又是回轉(zhuǎn)構(gòu)件的重要組成部分，因此，軸是軸系當(dāng)中的關(guān)鍵零件。件的重要組成部分，因此，軸是軸系當(dāng)中的關(guān)鍵零件。軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計除了要定出軸的合理外形和各部結(jié)構(gòu)軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計除了要定出軸的合理外形和各部結(jié)構(gòu)尺寸外，為使軸系正常工作，還需要考慮軸系的調(diào)整、尺寸外，為使軸系正常工作，還需要考慮軸系的調(diào)整、軸承的配合及潤滑與密封等問題。軸承的配合及潤滑與密封等問題。2.4.1 2.4.1 軸系的軸向定位和固定軸系的軸向定位和固定 為保證各零件的位置不產(chǎn)生軸向竄動，軸系須進(jìn)為保證各零件的位置不產(chǎn)生軸向竄動，軸系須進(jìn)行軸向定位；同時，還要預(yù)留適當(dāng)?shù)妮S向間隙，保證

44、行軸向定位；同時，還要預(yù)留適當(dāng)?shù)妮S向間隙，保證當(dāng)工作溫度變化時，軸向能自由伸縮。軸向部件是依當(dāng)工作溫度變化時，軸向能自由伸縮。軸向部件是依靠軸承在支座上的支承結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軸向與周向支承定位靠軸承在支座上的支承結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軸向與周向支承定位的。的。 1 1兩端單向固定兩端單向固定 在這種軸系結(jié)構(gòu)中，位于軸系兩支點上的軸承各在這種軸系結(jié)構(gòu)中，位于軸系兩支點上的軸承各限制軸系在一個方向的軸向移動，軸系所受某個方向限制軸系在一個方向的軸向移動，軸系所受某個方向的軸向載荷也通過相應(yīng)定位點傳遞給機(jī)座。圖的軸向載荷也通過相應(yīng)定位點傳遞給機(jī)座。圖2.512.51所所示為應(yīng)用兩端單向固定的兩種軸系結(jié)構(gòu)。示為應(yīng)用兩端單向

45、固定的兩種軸系結(jié)構(gòu)。 2 2一端雙向固定，一端游動一端雙向固定，一端游動 圖圖2.522.52所示為一端固定、一端游動的軸系結(jié)構(gòu)，這種軸系所示為一端固定、一端游動的軸系結(jié)構(gòu)，這種軸系結(jié)構(gòu)中的一個支點（固定端）上的軸承相對于機(jī)座雙向固定，兩結(jié)構(gòu)中的一個支點（固定端）上的軸承相對于機(jī)座雙向固定，兩個方向的軸向載荷均通過這個支點傳遞給機(jī)座。軸系受熱伸長時個方向的軸向載荷均通過這個支點傳遞給機(jī)座。軸系受熱伸長時另一支點（游動端）軸承可沿軸向自由移動，不會使軸系卡死，另一支點（游動端）軸承可沿軸向自由移動，不會使軸系卡死，也不改變軸系的軸向間隙，軸系可以有較高的旋轉(zhuǎn)精度，這種軸也不改變軸系的軸向間隙，軸

46、系可以有較高的旋轉(zhuǎn)精度，這種軸系結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。系結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。3 3兩端游動兩端游動 圖圖2.532.53所示的軸系中，傳動件為雙斜齒輪。這種齒輪傳動具所示的軸系中，傳動件為雙斜齒輪。這種齒輪傳動具有確定兩軸的相對軸向位置的功能，在相互嚙合的一對齒輪中，有確定兩軸的相對軸向位置的功能，在相互嚙合的一對齒輪中，如果其中一軸系通過軸承確定了軸系與機(jī)座的軸向位置，另一軸如果其中一軸系通過軸承確定了軸系與機(jī)座的軸向位置，另一軸系與機(jī)座的軸向位置也就隨之確定，軸系兩端的軸承都應(yīng)采用游系與機(jī)座的軸向位置也就隨之確定，軸系兩端的軸承都應(yīng)采用游動端結(jié)構(gòu)。動端結(jié)構(gòu)。2.4.2 2.4.2 軸系零件的潤滑與密封軸系零

47、件的潤滑與密封 軸系零件通常需要潤滑的是齒輪與軸承。齒輪的軸系零件通常需要潤滑的是齒輪與軸承。齒輪的潤滑通常采用飛濺或噴淋的方式實現(xiàn)，因而軸系零件的潤滑通常采用飛濺或噴淋的方式實現(xiàn)，因而軸系零件的潤滑問題，更多的是軸承（尤其是滾動軸承）的潤滑問潤滑問題，更多的是軸承（尤其是滾動軸承）的潤滑問題。也正因為軸承多裝在軸系的兩端，因此，軸承端蓋題。也正因為軸承多裝在軸系的兩端，因此，軸承端蓋和密封又通常與軸承在軸上安裝的結(jié)構(gòu)和潤滑問題相聯(lián)和密封又通常與軸承在軸上安裝的結(jié)構(gòu)和潤滑問題相聯(lián)系。系。1 1軸系零件的潤滑軸系零件的潤滑 滾動軸承的潤滑對軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著非常重要滾動軸承的潤滑對軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)

48、起著非常重要的作用，只有潤滑適當(dāng)，才有可能減小磨損和摩擦，提的作用，只有潤滑適當(dāng)，才有可能減小磨損和摩擦，提高軸承的承載能力和使用壽命。此外，潤滑還能起到降高軸承的承載能力和使用壽命。此外，潤滑還能起到降低工作溫度和防銹的作用。選用潤滑劑的主要考慮因素低工作溫度和防銹的作用。選用潤滑劑的主要考慮因素是：軸承的工作溫度、載荷、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境和尺寸大是：軸承的工作溫度、載荷、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境和尺寸大小。小。 當(dāng)軸頸直徑當(dāng)軸頸直徑d d與軸承工作轉(zhuǎn)速與軸承工作轉(zhuǎn)速n n的乘積（即速度因的乘積（即速度因數(shù)）數(shù)）d dn n（1.51.53 3）105mm105mmr/minr/min時，一般用潤滑時，一

49、般用潤滑脂，填充量不超過軸承空間的脂，填充量不超過軸承空間的1/31/31/21/2，裝脂不足或，裝脂不足或過多，都會引起摩擦發(fā)熱而影響軸承的正常工作。過多，都會引起摩擦發(fā)熱而影響軸承的正常工作。 當(dāng)軸承在較高的轉(zhuǎn)速和工作溫度下，或者在軸承當(dāng)軸承在較高的轉(zhuǎn)速和工作溫度下，或者在軸承附近有方便的潤滑油來源時，應(yīng)采用油潤滑。油潤滑較附近有方便的潤滑油來源時，應(yīng)采用油潤滑。油潤滑較脂潤滑摩擦阻力小，具有冷卻和清洗作用，可采用飛濺、脂潤滑摩擦阻力小，具有冷卻和清洗作用，可采用飛濺、浸油、噴油等手段。通常，軸承載荷大、工作溫度高時浸油、噴油等手段。通常，軸承載荷大、工作溫度高時選用粘度大的潤滑油；反之，

50、用粘度小的潤滑油。在用選用粘度大的潤滑油；反之，用粘度小的潤滑油。在用浸油潤滑時，油面高度不應(yīng)超過最低滾動體的中心，以浸油潤滑時，油面高度不應(yīng)超過最低滾動體的中心，以免產(chǎn)生過大的攪油損耗和發(fā)熱。免產(chǎn)生過大的攪油損耗和發(fā)熱。2 2軸系零件的密封軸系零件的密封 密封的目的是防止灰塵、水分和其他雜質(zhì)侵入軸承內(nèi)部和密封的目的是防止灰塵、水分和其他雜質(zhì)侵入軸承內(nèi)部和傳動件的嚙合面中，防止?jié)櫥瑒┝魇?。按密封的方法不同，分為傳動件的嚙合面中，防止?jié)櫥瑒┝魇?。按密封的方法不同，分為接觸式密封和非接觸式密封。接觸式密封和非接觸式密封。 接觸式密封用于接觸處線速度接觸式密封用于接觸處線速度5 5 m ms s的情

51、況下，使用圖的情況下，使用圖2.542.54（a a）、（）、（b b）所示的氈圈式密封，或圖）所示的氈圈式密封，或圖2.542.54（c c）、（）、（d d）所）所示的皮碗式密封（圖（示的皮碗式密封（圖（c c）采用單皮碗式密封，密封唇口朝外時）采用單皮碗式密封，密封唇口朝外時防塵性能好，如果密封唇口改成朝內(nèi)，則封油效果好；圖（防塵性能好，如果密封唇口改成朝內(nèi)，則封油效果好；圖（d d）采用雙皮碗式密封，兼顧了防塵與封油）。采用雙皮碗式密封，兼顧了防塵與封油）。 唇形油封是標(biāo)準(zhǔn)件，主體采用橡膠材料，用于旋轉(zhuǎn)零件之間唇形油封是標(biāo)準(zhǔn)件，主體采用橡膠材料，用于旋轉(zhuǎn)零件之間的接觸式動密封。油封與軸

52、之間通過一圈或幾圈較窄的環(huán)形區(qū)域的接觸式動密封。油封與軸之間通過一圈或幾圈較窄的環(huán)形區(qū)域接觸，接觸區(qū)域可以形成較大的壓力，但接觸面積小，摩擦功耗接觸，接觸區(qū)域可以形成較大的壓力，但接觸面積小，摩擦功耗小，可用于高速旋轉(zhuǎn)的零件。由于油封內(nèi)有彈簧箍緊，可以自動小，可用于高速旋轉(zhuǎn)的零件。由于油封內(nèi)有彈簧箍緊，可以自動補(bǔ)償磨損，使油封與軸徑保持接觸，有些油封可以與軸徑有多個補(bǔ)償磨損，使油封與軸徑保持接觸，有些油封可以與軸徑有多個接觸唇。無骨架油封剛度較差，裝配時需要用壓蓋壓緊，如圖接觸唇。無骨架油封剛度較差，裝配時需要用壓蓋壓緊，如圖2.552.55（a a）所示。為提高油封自身剛度，可在油封外加裝鋼

53、套，）所示。為提高油封自身剛度，可在油封外加裝鋼套，也可在油封內(nèi)放置鋼制骨架，如圖也可在油封內(nèi)放置鋼制骨架，如圖2.552.55（b b）所示。）所示。 非接觸式密封裝置在工作過程中不與運(yùn)動件接觸，避免了軸非接觸式密封裝置在工作過程中不與運(yùn)動件接觸，避免了軸頸與密封件間的摩擦、磨損和發(fā)熱，適用于高速工作環(huán)境。常用頸與密封件間的摩擦、磨損和發(fā)熱，適用于高速工作環(huán)境。常用的有間隙式和迷宮式兩種，如圖的有間隙式和迷宮式兩種，如圖2.562.56所示。間隙式密封通過在軸所示。間隙式密封通過在軸頸與軸承蓋之間設(shè)計較長的環(huán)狀間隙（約頸與軸承蓋之間設(shè)計較長的環(huán)狀間隙（約0.1 mm0.1 mm0.3 mm0

54、.3 mm）并填）并填滿潤滑劑來達(dá)到密封的目的，如圖滿潤滑劑來達(dá)到密封的目的，如圖2.562.56（a a）所示。這種方式適）所示。這種方式適用于脂潤滑和低速油潤滑。迷宮式密封是通過在旋轉(zhuǎn)件與固定件用于脂潤滑和低速油潤滑。迷宮式密封是通過在旋轉(zhuǎn)件與固定件之間構(gòu)成迂回曲折的小縫隙來實現(xiàn)密封的，如圖之間構(gòu)成迂回曲折的小縫隙來實現(xiàn)密封的，如圖2.562.56（b b）所示。）所示?？p隙中填滿潤滑劑，對油和脂均有良好的密封效果，允許圓周速縫隙中填滿潤滑劑，對油和脂均有良好的密封效果，允許圓周速度可達(dá)度可達(dá)30 m/s30 m/s，密封可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。，密封可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2.4.3 2.4.3 軸

55、承間隙及軸上零件位置的調(diào)整軸承間隙及軸上零件位置的調(diào)整 構(gòu)成滾動軸承軸向間隙的尺寸要素通常較多，如果通過控制構(gòu)成滾動軸承軸向間隙的尺寸要素通常較多，如果通過控制這些尺寸要素的公差實現(xiàn)軸承間隙，將會對這些尺寸提出過高的這些尺寸要素的公差實現(xiàn)軸承間隙，將會對這些尺寸提出過高的精度要求，有些要求甚至無法實現(xiàn)。在軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常在精度要求，有些要求甚至無法實現(xiàn)。在軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常在構(gòu)成軸承間隙的尺寸鏈中設(shè)置一個可以方便調(diào)整的尺寸環(huán)節(jié)，在構(gòu)成軸承間隙的尺寸鏈中設(shè)置一個可以方便調(diào)整的尺寸環(huán)節(jié)，在裝配過程中，通過調(diào)整這個尺寸可以得到所需要的軸承間隙。裝配過程中，通過調(diào)整這個尺寸可以得到所需要的軸承間

56、隙。如圖如圖2.572.57（a a）所示，靠）所示，靠加減軸承端蓋與箱體間加減軸承端蓋與箱體間墊片厚度進(jìn)行調(diào)整。如墊片厚度進(jìn)行調(diào)整。如圖圖2.572.57（b b）所示，利用）所示，利用調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘1 1推動壓蓋推動壓蓋3 3移移動滾動軸承外圈進(jìn)行調(diào)動滾動軸承外圈進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后用螺母整，調(diào)整后用螺母2 2鎖緊。鎖緊。 軸系工作中的磨損會使軸承間隙發(fā)生變化，在設(shè)軸系工作中的磨損會使軸承間隙發(fā)生變化，在設(shè)備維修過程中也可以通過調(diào)整這些環(huán)節(jié)的尺寸恢復(fù)正備維修過程中也可以通過調(diào)整這些環(huán)節(jié)的尺寸恢復(fù)正確的軸承間隙。確的軸承間隙。 有些軸系對軸上零件的軸向位置有較高的精度要有些軸系對軸上零件的軸向位置有較高的精度要求，例如蝸桿傳動要求蝸輪的中心平面與蝸桿軸線重求，例如蝸桿傳動要求蝸輪的中心平面與蝸桿軸線重合；圓錐齒輪傳動要求兩輪的節(jié)圓錐頂點重合，這些合；圓錐齒輪傳動要求兩輪的節(jié)圓錐頂點重合，這些精度要求也可以通過在軸系結(jié)構(gòu)中設(shè)置調(diào)整環(huán)節(jié)的方精度要求也可以通過在