機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書課件第3章 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械模塊設(shè)計(jì)

第3章機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械模塊設(shè)計(jì)掌握齒輪系傳動副傳動比的確定方法、回差控制方式掌握滾珠絲杠螺母副的工作原理、選型方法掌握導(dǎo)軌副的工作原理、結(jié)構(gòu)特征、選型方法掌握同步帶傳動的選型與計(jì)算

3.1齒輪傳動副的選用

3.1.1總傳動比的確定根據(jù)負(fù)載角加速度最大原則確定總傳動比

按給定脈沖當(dāng)量或伺服電動機(jī)確定總傳動比

3.1.2齒輪傳動的回差及其控制

偏心套(軸)調(diào)整法

軸向墊片調(diào)整法

雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法

斜齒輪墊片調(diào)整法

斜齒輪軸向壓簧調(diào)整法

錐齒輪傳動軸向壓簧調(diào)整法

3.2滾珠絲杠副的選型與計(jì)算3.2.1工作原理與特點(diǎn)

效率高

運(yùn)動平穩(wěn)，傳動精度高磨損小，使用壽命長制造成本較高不能自鎖可靠性高3.2.2滾珠絲杠螺母副的參數(shù)與標(biāo)注3.2.3滾珠絲杠螺母副的精度等級

滾珠絲杠的精度等級

GB／T17587．3—1998：

1、2、3、4、5、7、10級跳動和位置公差

P、B、J、C3.2.4滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型3.2.5滾珠絲杠螺母副的尺寸系列3.2.6支承方式及制動裝置的選擇滾珠絲杠螺母副支承方式的選擇

制動裝置的選擇潤滑和密封3.2.7預(yù)緊方式的選擇與預(yù)緊力確定

滾珠絲杠螺母副消除間隙方法滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力的確定

根據(jù)最大軸向工作載荷確定

根據(jù)額定動載荷來確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方式及其特點(diǎn)

表3-143.2.8支承所用的軸承規(guī)格與型號確定滾珠絲杠副支承所用的軸承規(guī)格與型號的步驟

計(jì)算軸承所受的最大軸向載荷根據(jù)滾珠絲杠副支承要求選擇軸承型號確定軸承內(nèi)徑軸承的其他驗(yàn)算項(xiàng)目滾珠絲杠螺母副所用軸承的選擇

表3-15

3.2.9滾珠絲杠的動載荷計(jì)算與直徑估算

確定滾珠絲杠的導(dǎo)程

滾珠絲杠的當(dāng)量載荷與當(dāng)量轉(zhuǎn)速確定預(yù)期的額定動載荷

確定滾珠絲杠螺母副的最小螺紋底徑

估算滾珠絲杠螺母副允許的最大軸向變形量估算滾珠絲杠螺母副螺紋的底徑滾珠絲杠螺母副螺紋底徑

3.2.10滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn)

滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn)

滾珠絲杠螺母副額定壽命的校驗(yàn)

3.2.11滾珠絲杠螺母副的剛度計(jì)算進(jìn)給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的計(jì)算滾珠絲杠螺母副的抗壓剛度的計(jì)算滾珠絲杠螺母副支承軸承的剛度的計(jì)算滾珠與滾道的接觸剛度的計(jì)算滾珠絲杠螺母副的最大、最小綜合拉壓剛度計(jì)算滾珠絲杠螺母副的扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算3.4同步帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型3.4.1同步帶傳動的特點(diǎn)與應(yīng)用傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力

傳動準(zhǔn)確，工作時無滑動傳動效率高具有較大的功率傳遞范圍用于長距離傳動3.4.2同步帶的主要結(jié)構(gòu)及分類同步帶的材料

同步帶的主要類型

標(biāo)準(zhǔn)同步帶的規(guī)格

標(biāo)準(zhǔn)同步帶的標(biāo)注

3.4.3同步帶輪的主要類型及規(guī)格同步帶輪的材料

鋼、鋁合金、灰鑄鐵、黃銅和工程塑料等同步帶輪的主要類型及重要尺寸

圖3.27、圖3.28、圖3.29同步帶輪的技術(shù)要求

表3-32、表3-33、表3-34、表3-35、表3-363.4.4同步帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算

同步帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

同步帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

確定同步帶傳動的設(shè)計(jì)功率選定帶型和節(jié)距選擇小帶輪齒數(shù)確定小帶輪節(jié)圓直徑確定大帶輪齒數(shù)確定大帶輪節(jié)圓直徑初定軸間距確定帶長以及帶齒數(shù)計(jì)算實(shí)際軸間距計(jì)算小帶輪嚙合齒數(shù)計(jì)算基本額定功率確定帶寬計(jì)算作用在軸上的力確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸3.5導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與選型3.5.1導(dǎo)軌的技術(shù)要求導(dǎo)軌的精度要求

平面度：0.01～0.015mm;

長度方向直線度0.005～0.01mm

側(cè)導(dǎo)向面的直線度0.01～0.015mm;

導(dǎo)向面平行度0.01～.015mm;

側(cè)導(dǎo)向面對導(dǎo)軌底面的垂直度取0.005～0.01mm;

鑲鋼導(dǎo)軌平面度0.005～0.01mm以下平行度和垂直度0．01mm以下

導(dǎo)軌的熱處理

3.5.2直線滑動導(dǎo)軌直線滑動導(dǎo)軌的截面形狀矩形導(dǎo)軌、三角形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌、圓柱形導(dǎo)軌直線滑動導(dǎo)軌的組合形式

雙三角形導(dǎo)軌、雙矩形導(dǎo)軌、三角形-平導(dǎo)軌、三角形-矩形導(dǎo)軌、平-平-三角形導(dǎo)軌直線滑動導(dǎo)軌的選擇原則圓運(yùn)動導(dǎo)軌

3.5.3

貼塑滑動導(dǎo)軌塑料導(dǎo)軌軟帶與其他導(dǎo)軌相比，具有以下特點(diǎn)：

摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定動、靜摩擦系數(shù)相近具有良好的阻尼性耐磨性、抗撕傷能力強(qiáng)自潤滑作用耐磨、耐低溫，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑及各種有機(jī)溶劑維護(hù)修理方便3.5.4導(dǎo)軌的維護(hù)導(dǎo)軌間隙的調(diào)整

導(dǎo)軌的潤滑

潤滑油——滑動導(dǎo)軌；潤滑油和潤滑脂——滾動導(dǎo)軌；油槽形式——貼塑導(dǎo)軌

導(dǎo)軌的防護(hù)

刮板式、卷簾式和疊層式防護(hù)罩3.5.5滾動直線導(dǎo)軌的選型與優(yōu)點(diǎn)滾動直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)

滾動直線導(dǎo)軌優(yōu)點(diǎn)

導(dǎo)軌的動、靜摩擦系數(shù)差別小,隨動性好適用于高速直線運(yùn)動較高的定位精度和重復(fù)定位精度實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動具有“誤差均化效應(yīng)”簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造

3.5.５滾動直線導(dǎo)軌副的精度及選用滾動直線導(dǎo)軌副分4個精度等級，即2級、3級、4級、5級，其中2級精度最高，依次遞減。3.5.6滾動直線導(dǎo)軌的選型與計(jì)算滾動直線導(dǎo)軌的選型依照導(dǎo)軌的承載量，先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定導(dǎo)軌的規(guī)格，然后進(jìn)行壽命計(jì)算。滾動直線導(dǎo)軌的計(jì)算滾動直線導(dǎo)軌的標(biāo)記3.6聯(lián)軸器的選用

3.6.1．剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器剛性套筒式聯(lián)軸器

夾殼聯(lián)軸器