【正文】 超高速電動機(jī)在旋轉(zhuǎn)超過某一極限時，采用滾動軸承的電動機(jī)就會產(chǎn)生燒結(jié)、損壞現(xiàn)象。每個鐵心柱上都開有和定子齒距相等的齒槽，且各相鐵心柱上的齒槽相對于定子齒槽依次錯開 1／ 3齒距。由一套磁極和一組繞組構(gòu)成。電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用壓配方法與主軸做成一體，主軸則由前后軸承支承。 2）進(jìn)給傳動裝置中廣泛采用無間隙滾珠絲杠傳動和無間隙齒輪傳動，利用貼塑導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌來減少運動副的摩擦力，提高傳動精度。但生產(chǎn)鑄鐵支承件需要制作木模、芯盒等，制造周期長，成本高，故適宜于成批生產(chǎn)。其額定壽命 L用下式計 3hzS10L60nl2L?????式中： — 額定壽命（ km）； — 行程長度（ m）； — 每分鐘往復(fù)次數(shù)； — 小時為單位的額定壽命。 、導(dǎo)軌 4 滾動導(dǎo)軌副 1)．滾動導(dǎo)軌的特點 （ 1）滾動直線導(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)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低二者之間的運動摩擦阻力，從而獲得： ? 動、靜摩擦力之差很小，隨動性極好 ? 驅(qū)動功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一； ? 與 V型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約40倍； ? 能實現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度； ? 適應(yīng)高速直線運動，其瞬時速度比滑動導(dǎo)軌提高約10倍； ? 能實現(xiàn)無間隙運動，提高機(jī)械系統(tǒng)的運動剛度。 、導(dǎo)軌 常用的調(diào)整方法有壓板和鑲條法兩種方法。閉式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。30 ??????? ???DFT m、滾珠絲杠副傳動 按最不利的情況，即取 F=Fm，則 絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為 通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差應(yīng)小于其傳動精度的 1/2，即 mGdTpEdpFGJTpEApFLc????24922329341222120)()106(1638001064 1642????????????????????????????????mpLlL ?106320 ??????????mmm ?? ?????、滾珠絲杠副傳動 （ 6）效率驗算 滾珠絲杠副的傳動效率為 要求在 90%~95%之間，所以該絲杠副能滿足使用要求。39。C級最高， H級最低。 、滾珠絲杠副傳動 2. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法 滾珠絲杠副除了對本身單一方向的傳動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴(yán)格要求，以保證其 反向傳動精度 。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。該種規(guī)格制度目前被列為國際標(biāo)準(zhǔn)。訂貨時須說明是否與電機(jī)直聯(lián)，電機(jī)型號及參數(shù)。 齒輪傳動 (5) 錐齒輪傳動 (a) 軸向壓簧調(diào)整法 軸向壓簧調(diào)整法原理如圖，在錐齒輪 4的傳動軸 7上裝有壓簧 5，其軸向力大小由螺母 6調(diào)節(jié)。如果機(jī)械系統(tǒng)的精度不能滿足要求，則無論機(jī)電一體化產(chǎn)品其它系統(tǒng)工作怎樣精確，也無法完成其預(yù)定的機(jī)械操作。 齒輪傳動 (3) 雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法 這種消除齒側(cè)間隙的方法是將其中一個做成寬齒輪，另一個用兩片薄齒輪組成。為了有利于柔輪的力平衡和防止輪齒干涉，剛輪和柔輪的齒數(shù)差應(yīng)等于波發(fā)生器波數(shù) (即波發(fā)生器上的滾輪數(shù) )的整倍數(shù)，通常取為等于波數(shù)。在 60年代該種規(guī)格制度曾應(yīng)用于日、意、蘇等國，后隨國際交流的需要，各國同步帶規(guī)格制度逐漸統(tǒng)一到節(jié)距制。 、同步帶傳動 (2)．同步帶傳動的設(shè)計計算步驟 設(shè)計同步帶傳動的已知條件為： Pm 需要傳遞的名義功率； n n2 主從動輪的轉(zhuǎn)速或傳動比； (a) 確定帶的設(shè)計功率； (b) 選擇帶型和節(jié)距； (c) 確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑； (d) 確定同步帶的節(jié)線長度、齒數(shù)及傳動中心距； (e) 校驗同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù)； (f) 確定實際所需同步帶寬度； (g) 帶的工作能力驗算。 （ 8）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。 （ 2）要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙，這些間隙用預(yù)緊的方法是無法消除的，而它對傳動精度有直接影響。 一般的設(shè)計步驟及方法如下： (1)．絲杠副的計算載荷 Fc(N) 39。 ][S?cf支承方式 有關(guān)系數(shù) 雙推 — 自由 F— O 雙推 — 簡支 F— S 雙推 — 雙推 F— F 3~4 ~ — 2 2/3 — 、滾珠絲杠副傳動 ② 臨界轉(zhuǎn)速 驗證 高速運轉(zhuǎn)時，需驗算其是否會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速，要求絲杠最高轉(zhuǎn)速 。 3)．按導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)分類 （ a）開式導(dǎo)軌 必須借助運動件的自重或外載荷，才能保證在一定的空間位置和受力狀態(tài)下，運動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面保持可靠的接觸，從而保證運動導(dǎo)軌的規(guī)定運動。間隙過小，會增加摩擦阻力；間隙過大，會降低導(dǎo)向精度。 、導(dǎo)軌 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)。雙圓弧溝槽為四點接觸，如右下圖所示。 、支承件 支承件的材料選擇 支承件的材料，除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)保證足夠的強度、沖擊韌性和耐磨性等。 、支承件 支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ① 選取有利的截面形狀 ② 設(shè)置隔板和加強筋 ③ 選擇合理的壁厚 ④ 選擇合理的結(jié)構(gòu)以提高聯(lián)接處的局部剛度和接觸剛度 ⑤ 提高阻尼比 ⑥ 用模擬剛度試驗類比法設(shè)計支承 ⑦ 支承件的結(jié)構(gòu)工藝性 、支承件 焊接支承件的設(shè)計 ① 采用減振接頭 ② 為了制造方便，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免圓角。數(shù)控機(jī)床主軸部件在結(jié)構(gòu)上要解決好主軸的支承、主軸內(nèi)刀具自動裝夾、主軸的定向停止等問題。 工作原理： 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 分類及特點： 直線電動機(jī)按原理分為直流直線電動機(jī)、交流直線異步電動機(jī)、直線步進(jìn)電動機(jī)和交流直線同步電動機(jī)。 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 直線步進(jìn)電動機(jī) 作直線步進(jìn)運動的電動機(jī)。高速磁懸浮列車磁懸浮列車是直線電機(jī)實際應(yīng)用的最典型的例子，目前，美、英、日、法、德、加拿大等國都在研制直線懸浮列車，其中日本進(jìn)展最快。為了保證數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運動平穩(wěn)性，同時應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、調(diào)整和維護(hù)。在結(jié)構(gòu)上也可以把 E形鐵心固定，讓齒條作為動子。直流直線電動機(jī)由于推力與電樞電流成正比，速度與電樞電壓成正比，故具有良好的線性控制特性，它與閉環(huán)控制系統(tǒng)配合，可以進(jìn)行精密的調(diào)節(jié)和控制，適用于自動控制系統(tǒng)，例如計算機(jī)磁盤驅(qū)動器的磁頭定位系統(tǒng)。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具。 、數(shù)控機(jī)床的支承件 1）在抵抗受力變形方面 圖 a為某加工中心的床身結(jié)構(gòu)，在其箱形結(jié)構(gòu)內(nèi)部有兩條斜筋支承導(dǎo)軌，形成三個三角形框架，從而獲得較高的靜剛度和較好的抗振性。 、支承件 3）天然和人造花崗巖 天然花崗巖的優(yōu)點很多：性能穩(wěn)定，精度保持性好。 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。 （ 4）壽命長 由于是純滾動，摩擦系數(shù)為滑動導(dǎo)軌的 l／ 50左右，磨損小，因而壽命長，功耗低。常用鑄鐵的種類有： （ 1）灰鑄鐵 一般選擇 HT200，用于手工刮研、中等精度和運動速度較低的導(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 、導(dǎo)軌 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。 （ b）耐磨性 是指導(dǎo)軌在長期使用過程中能否保持一定的導(dǎo)向精度。39。 、滾珠絲杠副傳動 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載荷。以下列出了四種典型支承方式及其特點。 、滾珠絲杠副傳動 (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)墊片厚度較厚時即產(chǎn)生 “ 預(yù)拉應(yīng)力 ” ，而當(dāng)墊片厚度較薄時即產(chǎn)生 “ 預(yù)壓應(yīng)力 ” 以消除軸向間隙。 滾珠絲杠副傳動與滑動絲杠副傳動或其它直線運動副相比，有下列特點： （ 1）傳動效率高 一般滾珠絲杠副的傳動效率達(dá)90％ ~95％，耗費能量僅為滑動絲桿的 1/3。其主要參數(shù)為齒節(jié)距，但標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距數(shù)值不同于 ISO節(jié)距制，計量單位為公制。由于同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點的傳動零件，于1940年由美國尤尼羅爾 (Unirayal)橡膠公司首先加以開發(fā)。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。 概 述 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 齒輪傳動 諧波齒輪傳動 同步帶傳動 滾珠絲杠副傳動 齒輪傳動系統(tǒng)的總傳動比及其分配 最佳總傳動比 ： 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩最小或負(fù)載加速度最大的總傳動比，即為最佳總傳動比 。 齒輪傳動 (2) 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，從而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時，柔輪長短軸的位置不斷交化，從而使輪齒的嚙合處和脫開處也隨之不斷變化，于是在柔輪與剛輪之間就產(chǎn)生了相對位移，從而傳遞運動。 、同步帶傳動 (3) 特種規(guī)格的同步帶傳動 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，如工業(yè)縫紉機(jī)用的、汽車發(fā)動機(jī)用的同步帶傳動。 (d) 其他失效方式 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。 、滾珠絲杠副傳動 （ 5）同步性好 用幾套相同的滾珠絲桿副同時傳動幾個相同的運動部件，可得到較好的同步運動。 當(dāng)