【正文】 動(dòng)軸承配置型式及其工作性能 非標(biāo)滾動(dòng)軸承 非標(biāo)滾動(dòng)軸承 是適應(yīng)軸承精度要求較高，結(jié)構(gòu)尺寸較小或因特殊要求而不能采用標(biāo)準(zhǔn)軸承時(shí)自行設(shè)計(jì)的。二、滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及其選擇圖 導(dǎo)軌的截面形狀 導(dǎo)軌副的截面形狀及其特點(diǎn)（ 1）三角形導(dǎo)軌（ 2）矩形導(dǎo)軌（ 3）燕尾形導(dǎo)軌（ 4）圓形導(dǎo)軌導(dǎo)軌副的組合形式（ 1）雙三角形導(dǎo)軌 （ 2）矩形和矩形組合（ 3）三角形和矩形組合 （ 4）三角形和平面導(dǎo)軌組合 （ 5）燕尾形導(dǎo)軌及其組合 導(dǎo)軌副間隙的調(diào)整圖 矩形導(dǎo)軌垂直方向間隙的調(diào)整 圖 矩形燕尾導(dǎo)軌水平間隙的調(diào)整 （ 1）壓板（ 2）鑲條法 導(dǎo)軌副材料的選擇 1） 鑄鐵 （灰口鑄鐵、高磷鑄鐵、低合金鑄鐵、稀土鑄鐵、孕育鑄鐵等）； 2） 鋼 （ 45鋼、 40Cr、 T8A、 T10A、 GCr1 GCr15SiMn等）； 3） 有色金屬 （黃銅、錫青銅、 鋁青銅 、鋅合金、超硬鋁、鑄鋁）； 4） 塑料 （聚四氟乙烯等）； 5）導(dǎo)軌材料的搭配。3)選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌 結(jié)構(gòu)及尺寸 ，使其在給定的載荷及工作溫度范圍內(nèi)，有足夠的 剛度 、良好的 耐磨性 以及 運(yùn)動(dòng)輕便 和 低速平穩(wěn)性 。設(shè)計(jì)導(dǎo)軌應(yīng)包括下對(duì)幾方面內(nèi)容：n n （ 3） 精度的保持性 ：導(dǎo)軌保持精度的能力，取決于耐磨性。 圖 導(dǎo)軌副組成1承導(dǎo)件 2運(yùn)動(dòng)件 組成分類（ 2）按 接觸面摩擦性質(zhì) 分類（ 1）按 運(yùn)動(dòng)形式 分類： 直線 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副、 回轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副。圖 繩輪傳動(dòng)在打印機(jī)字車送進(jìn)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用1－字車； 2－繩輪 (電動(dòng)機(jī)輸出軸上 )； 3－伺服電動(dòng)機(jī)； 4－鋼絲繩（七）、間歇傳動(dòng) 機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的間歇傳動(dòng)有棘輪傳動(dòng)、槽輪傳動(dòng)、蝸形凸輪傳動(dòng)等部件。同步帶 齒形 ：梯形齒形和圓弧齒形。n n n 優(yōu)點(diǎn) ：n 4）齒輪傳動(dòng)間隙的消除措施 (1)、圓柱齒輪傳動(dòng) 圖 偏心軸套式消除間隙結(jié)構(gòu) 偏心環(huán) 2－電液脈沖馬達(dá) （ a） 偏心軸套調(diào)整法 圖 帶錐度齒輪的消除間隙結(jié)構(gòu) 3－齒輪 2－墊片 （ b） 軸向墊片調(diào)整法（錐度齒輪調(diào)整法） （ c） 雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 圓柱薄片齒輪周向彈簧錯(cuò)齒調(diào)整法1－彈簧 2－短柱 4－齒輪 A、周向彈簧式（不用于功率驅(qū)動(dòng)）圓柱薄片齒輪可拉簧錯(cuò)齒調(diào)整法 1,2－薄片齒輪 3,8－凸耳 4－彈簧 5,6－螺母 7－調(diào)整螺釘 B、周向可調(diào)拉簧式斜齒輪傳動(dòng)齒側(cè)隙的消除方法。當(dāng)波形發(fā)生器逆時(shí)針轉(zhuǎn)一圈時(shí)，兩輪相對(duì)位移為兩個(gè)齒矩。柔輪是薄圓筒形，由于波形發(fā)生器的長徑比柔輪內(nèi)徑略大，故裝配在一起時(shí)就將柔輪撐成橢圓形。【 二 】 剛輪 ……是剛性的內(nèi)齒輪。 三種原則的選擇 ? 在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)裝置時(shí) ,上述三條原則應(yīng)根據(jù)具體工作條件綜合考慮。齒輪 1~8的轉(zhuǎn)角誤差依次為 ΔΦ1~ΔΦ8。 圖 大功率傳動(dòng)裝置三級(jí)傳動(dòng)比曲線（ i 100時(shí) ,使用圖中的虛線） ? 大功率減速傳動(dòng)裝置的各級(jí)傳動(dòng)比可以按圖 27和圖 28選擇。 b、質(zhì)量最小原則 （ 1）小功率傳動(dòng)裝置 ? 對(duì)于小功率傳動(dòng)系統(tǒng)，使各級(jí)傳動(dòng)比滿足：即可使傳動(dòng)裝置的重量最輕。i3 查圖 26, 在橫坐 標(biāo) ik1上 作垂直 線 與 A線 交于第一點(diǎn) ,在 縱 坐 標(biāo) ik 軸 上 查 得 i2＝ 。 例 22 設(shè)有 i=256的大功率傳動(dòng)裝置 , 試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。 圖 24 大功率傳動(dòng)裝置確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)曲線圖 25 大功率傳動(dòng)裝置確定 第一級(jí) 傳動(dòng)比曲線圖 26圖 23 小功率傳動(dòng)裝置確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)曲線n (2) 大功率傳動(dòng)裝置 ? 大功率傳動(dòng)裝置傳遞的扭矩大 ,各級(jí)齒輪副的模數(shù)、齒寬、直徑等參數(shù)逐級(jí)增加 ,各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差別很大。i3 ? 解： ? 3） 傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 a、等效 轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量最小原 則 P40? 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。? 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。電機(jī)、傳動(dòng)裝置和負(fù)載的傳動(dòng)模型根據(jù)傳動(dòng)關(guān)系有 式中 : —— 電動(dòng) 機(jī)的角位移、角速度、角加速度； —— 負(fù)載 的 角位移、角速度、角加速度?！?摩擦阻抗轉(zhuǎn)矩； ?—— 負(fù)載 L的角位移； ?θm—— 電動(dòng)機(jī) M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng) 1）承載能力選擇 計(jì)算作用于絲杠軸向最大動(dòng)載 FQ，然后根據(jù) FQ值選擇絲杠副的型號(hào)。 ① 公稱直徑 d0應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。其材料有耐油塑料、人造革等。 接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠或尼龍等材料制成，因此有接觸壓力并產(chǎn)生一定的摩擦力矩，但其防塵效果好。 1） 制動(dòng)原因 ：因滾珠絲杠傳動(dòng)效率高，無自鎖作用，故在垂直安裝狀態(tài)，必須設(shè)置防止因驅(qū)動(dòng)力中斷而發(fā)生逆?zhèn)鲃?dòng)的自鎖、制動(dòng)或重力平衡裝置。特點(diǎn) ：雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳動(dòng)精度較高的長絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。特點(diǎn) ： 軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時(shí)，預(yù)緊力較大； 軸承壽命比雙推一雙推式低；2）雙推一雙推式 結(jié)構(gòu) ：兩端分別安裝 止推軸承 與 深溝球軸承 的組合，并施加預(yù)緊力，其軸向剛度最高。特 點(diǎn) ：能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場(chǎng)合。特點(diǎn) ：可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整即可進(jìn)行精密微調(diào) (如 0． 002 mm)，使用中調(diào)整較方便。預(yù)緊后兩個(gè)螺母中的滾珠相向受力 (如圖 b所示 )，從而消除軸向間隙。特點(diǎn) ：這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好，但滾道吻接和彎曲處圓角不易準(zhǔn)確制作而影響其性能，故應(yīng)用較少。特點(diǎn) ：插管式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造。結(jié)構(gòu) ：實(shí)例： 浮動(dòng)式反向器的循環(huán)內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副反向器 1 拱形片簧 4彈簧套 2優(yōu)點(diǎn) ：是在高頻浮動(dòng)中達(dá)到回珠圓弧槽進(jìn)出口的自動(dòng)對(duì)接，通道流暢、摩擦特性較好，更適用于高速、高靈敏度、高剛性的精密進(jìn)給系統(tǒng)。接觸角在工作過程中基本不變。內(nèi)循環(huán)單螺母式滾珠絲杠副 滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可以從 ① 螺紋滾道的截面形狀、 ② 滾珠的循環(huán)方式和③ 消除軸向間隙的調(diào)整方法進(jìn)行區(qū)別。 圖 滾珠絲杠副的構(gòu)成原理1反向器 2螺母 3絲杠 4滾珠 （ 2）、滾珠絲杠結(jié)構(gòu)組成工作說明 ：滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾道回程裝置，構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通道。 圖 差動(dòng)傳動(dòng)原理 該方式的絲桿上有基本導(dǎo)程 (或螺距 ) 不同的 (如 l0 l02)兩段螺紋，其旋向相同。 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較好。n 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的類型與特點(diǎn)圖 a 絲杠螺母機(jī)構(gòu)基本傳動(dòng)形式 1)螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng) 如圖 a所示，該傳動(dòng)形式因螺母本身起著支承作用，消 除了絲桿軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可獲得較高的傳動(dòng)精度。（二）常見的機(jī)械傳動(dòng)裝置及功能常見傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及功能n （三） 絲杠螺母機(jī)構(gòu)基本傳動(dòng)形式含義 分類 特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)） 滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、成本低，且有自鎖功能，但摩擦阻力較大、傳動(dòng)效率低(30%~40%)。它既承受其它零部件的重量和工作載荷，又起保證零件相對(duì)位置的基準(zhǔn)作用。（ 5）改進(jìn)和合理設(shè)計(jì)支承件和機(jī)架結(jié)構(gòu)，提 高剛度 、減少振動(dòng)和噪音。（ 2）縮 短傳動(dòng)鏈 ，提高傳動(dòng)與支承剛度。 (3）無間隙、低摩擦、低慣量、大剛度。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)攀枝花學(xué)院攀枝花學(xué)院 張祺張祺 第二章第二章 機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)（含工業(yè)機(jī)器人）設(shè)計(jì)（含工業(yè)機(jī)器人） 機(jī)械系統(tǒng)部件設(shè)計(jì)要求機(jī)械系統(tǒng)部件設(shè)計(jì)要求n 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的特殊要求n 機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)與一般機(jī)械系統(tǒng)相比，具有一定的特殊要求：n (1）較高的定位精度n 精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機(jī)電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機(jī)械產(chǎn)品都有很大的提高，因此機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。要求機(jī)械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強(qiáng)。如：滾珠絲杠副、滾動(dòng)導(dǎo)向和支承、動(dòng)靜壓導(dǎo)向和支承。（ 4）盡可能地減小或消除傳動(dòng)誤差和反轉(zhuǎn)誤差、減少支承變形，最終 縮小反向死區(qū)誤差 。 支 承 件： 機(jī)座或機(jī)架是支承其他零部件的基礎(chǔ)部件。 對(duì) 傳動(dòng)件的要求 ：間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳遞扭矩大。2）滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)的基本條件： 應(yīng)有足夠的潤滑儲(chǔ)油空間和熱脹冷縮彈性補(bǔ)償能力，可實(shí)現(xiàn)無間隙工作；因而，存在一定的表面應(yīng)力；為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需一滾珠的回珠裝置（內(nèi)或外）。 2)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)如圖 b所