【正文】 第六章 機(jī)械技術(shù) (2) 重量最輕原則 * 對(duì)于總傳動(dòng)比為 i的 n級(jí)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。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： — 第個(gè)齒輪所具有的轉(zhuǎn)角誤差； — 第個(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) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (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。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、齒輪傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (b) 周向彈簧調(diào)整法 將與錐齒 3嚙合的齒輪做成大小兩片 ( 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。通過(guò)預(yù)載裝置4向齒輪 3上圖 617 齒輪齒條的雙齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu)。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)為固定件。 三、諧波齒輪傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 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，稱為波數(shù)。 (1) 當(dāng)柔輪固定時(shí)， ，則 三、諧波齒輪傳動(dòng) rgHgHrHrg zzi ????????g?r?Hgzrz 0?r? rgHgHHrg zzi ???????0grggrHgzzzzz ???? 1??rgggHHg zzzi??? ?? 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (2) 當(dāng)剛輪固定時(shí)， ，則 設(shè) 、 當(dāng)柔輪固定時(shí)， 當(dāng)柔輪固定時(shí) 三、諧波齒輪傳動(dòng) 0?g? rgHHrHrg zzi ???? ???0rgrrgHrzzzzz ???? 1??grrrHHr zzzi??? ??200?rz 202?gz 101?Hgi 100??Hri 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3. 諧波齒輪減速器產(chǎn)品及選用 常見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： (1). 樣本中的圖表參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，用戶選型時(shí)需確定以下三項(xiàng)參數(shù)： （ a）傳動(dòng)比或輸出轉(zhuǎn)速（ r/min) （ b）減速機(jī)輸入功率（ kw) （ c）額定輸入轉(zhuǎn)速（ r/min) 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m m )單級(jí)、臥式安裝通用諧波減器 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (2). 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： 工作條件為“恒功率”時(shí)按最低轉(zhuǎn)速選用機(jī)型；工作條件為“恒扭矩”時(shí)，按最高轉(zhuǎn)速選用機(jī)型。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。 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 一般滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率達(dá)90％ ~95％，耗費(fèi)能量?jī)H為滑動(dòng)絲桿的 1/3。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的 4~10倍以上。 （ 6）可靠性高 潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。 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。 四、滾珠螺旋傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (1) 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)墊片厚度較厚時(shí)即產(chǎn)生“預(yù)拉應(yīng)力”，而當(dāng)墊片厚度較薄時(shí)即產(chǎn)生“預(yù)壓應(yīng)力”以消除軸向間隙。）； — 鋼球直徑（ mm）； — 單個(gè)鋼球所受載荷（ N）； — 鋼球數(shù)； — 和精度、結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。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。 (2). 精度等級(jí) — 82《滾珠絲杠副精度》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為六個(gè)等級(jí)： C、 D、 E、 F、 G、 H。以下列出了四種典型支承方式及其特點(diǎn)。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) ? 雙推 — 自由 四、滾珠螺旋傳動(dòng) 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。 四、滾珠螺旋傳動(dòng) FKHAKmF載 荷 性 質(zhì) 無(wú)沖擊平穩(wěn) 運(yùn)轉(zhuǎn) 一般運(yùn)轉(zhuǎn) 有沖擊和振 動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn) 1~ ~ ~ FKHK滾道實(shí)際硬度 HRC ≥58 55 50 45 40 AK精度系數(shù) C、 D E、 F G H 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) — 絲杠副的平均轉(zhuǎn)速（ r/min）； (2)．計(jì)算額定動(dòng)載荷 四、滾珠螺旋傳動(dòng) 439。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3．根據(jù)在滾珠絲杠系列中選擇所需要的規(guī)格，使所選規(guī)格的絲杠副的額定動(dòng)載荷。aa CC ? min/10 rn ? 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 例 61 試設(shè)計(jì)一數(shù)控銑床工作臺(tái)進(jìn)給用滾珠絲杠副。aC0D規(guī)格型號(hào) 公稱導(dǎo)程 p 絲杠外徑 d 鋼球直徑 dW 絲杠底徑 d1 循環(huán)圈數(shù) 動(dòng)負(fù)荷 Ca(KN) FFZD32103 32 10 3 FFZD50065 50 6 4 5 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 考慮各種因素，選 FFZD50065，其中： 公稱直徑： D0=50mm 導(dǎo)程： p=6mm 螺旋角：λ=arctan(6/(50π))=2176。39。39。 一、軸系的支承部件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) ? 在選擇軸承時(shí)，一般的選擇流程如圖下 : 一、軸系的支承部件 確定軸承形式及組合 確定尺寸及精度 確定配合及內(nèi)部間隙 確定潤(rùn)滑及密封 確定安裝尺寸 確定最終軸承規(guī)格 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 1. 導(dǎo)軌副的種類及基本要求 各種機(jī)械運(yùn)行時(shí)，由導(dǎo)軌副保證執(zhí)行件的正確運(yùn)動(dòng)軌跡，并影響執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)特性。 （ b）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)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。 （ b）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)。 （ b）耐磨性 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。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ d）剛度 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。 （ f）結(jié)構(gòu)工藝性 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)單，工藝性及經(jīng)濟(jì)性好。矩形導(dǎo)軌需要在垂直和水平兩個(gè)方向上調(diào)整間隙。常用鑄鐵的種類有： （ 1）灰鑄鐵 一般選擇 HT200，用于手工刮研、中等精度和運(yùn)動(dòng)速度較低的導(dǎo)軌，硬度在 HB180以上； （ 2）孕育鑄鐵 把硅鋁孕育劑加入鐵水而得，耐磨性高于灰鑄鐵； （ 3）合金鑄鐵 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 鑄鐵導(dǎo)軌的熱處理方法，通常有接觸電阻淬火和中高頻感應(yīng)淬火。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 2)．鋼 鑲鋼導(dǎo)軌的耐磨性較鑄鐵可提高五倍以上。目前在各類機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌及圖形發(fā)生器工作臺(tái)的導(dǎo)軌上都有應(yīng)用。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。 （ 4）壽命長(zhǎng) 由于是純滾動(dòng)，摩擦系數(shù)為滑動(dòng)導(dǎo)軌的 l/50左右，磨損小，因而壽命長(zhǎng)，功耗低。 （ 8）導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的耐磨性；心部保持良好的機(jī)械性能。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 3）按滾道溝槽形狀分類 二、導(dǎo)軌 有單圓弧和雙圓弧二種，見右圖。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3．滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的有關(guān)計(jì)算 循環(huán)式直線導(dǎo)軌副的承載能力用額定動(dòng)載荷 Ca和額定靜載荷 Coa表示。 機(jī)座或機(jī)架的靜剛度，主要是指它們的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度。對(duì)于數(shù)控機(jī)床及其它精密機(jī)床，熱變形對(duì)機(jī)床的加工精度有極其重要的影響。 4．結(jié)構(gòu)工藝性及其它要求 設(shè)計(jì)支承件時(shí)，還應(yīng)考慮毛坯制造、機(jī)械加工和裝配的結(jié)構(gòu)工藝性。 1．鑄鐵 鑄造可以鑄出形狀復(fù)雜的支承件，存在在鑄鐵中的片狀或球狀石墨在振動(dòng)時(shí)形成阻尼，抗振性比鋼高 3倍。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3．天然和人造花崗巖 天然花崗巖的優(yōu)點(diǎn)很多：性能穩(wěn)定，精度保持性好。主要缺點(diǎn)是，結(jié)晶顆粒粗于鋼鐵的晶粒，抗沖擊性能差，脆性較大，油和水等液體易滲入晶界中，使巖石局部變形脹大，難于制作形狀復(fù)雜的零件。制作時(shí)混凝土的保養(yǎng)方法也影響性能，混凝土耐腐蝕性差，油滲導(dǎo)致疏松，表面應(yīng)噴漆或噴涂塑料，脆性也較大。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 演講完畢，謝謝觀看！