【正文】 滿足的基本要求 （ a）導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度或圓度。對燕尾形導(dǎo)軌可采用鑲條 (墊片 )方法同時(shí)調(diào)整垂直和水平兩個(gè)方向的間隙。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 2）承載能力大 其滾道采用圓弧形式，增大了滾動(dòng)體與圓弧滾道接觸面積，從而大大地提高了導(dǎo)軌的承載能力，可達(dá)到平面滾道形式的 13倍。 LSl znhL 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 額定壽命 L與額定動(dòng)載荷 Ca的關(guān)系式可表示為： 二、導(dǎo)軌 KPCfffffL awacth??????????其中： — 實(shí)際工作載荷 (kN)； — 指數(shù)，滾珠， 滾子 — 額定壽命單位，滾珠取 滾子取 — 硬度系數(shù)， — 溫度系數(shù)，查表 1； — 接觸系數(shù)，查表 2； — 精度系數(shù)，查表 3； — 載荷系數(shù)，查表 4； P? 3??K )(50 km )(100 km3/10??58 ????????? HRCfh滾道實(shí)際硬度hf cftfaf wf 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 tf工作溫度（ ℃ ） ≤100 100~150 150~200 200~250 cf表 1 溫度系數(shù) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù) 1 2 3 4 5 cf表 2 接觸系數(shù) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 表 3 精度系數(shù) af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) 二、導(dǎo)軌 wf工作條件 無外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場合，速度小于 15m/min 1~ 無明顯沖擊或振動(dòng)的中速運(yùn)動(dòng)場合，速度小于 60m/min ~2 有外部沖擊或振動(dòng)的高速運(yùn)動(dòng)場合，速度大于 60m/min 2~ 表 4 載荷系數(shù) wf 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （一）支承件設(shè)計(jì)的基本要求 1．應(yīng)具有足夠的剛度和抗振性 剛度是抵抗載荷變形的能力。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 2．鋼板與型鋼 用鋼板與型鋼焊接成支承件，生產(chǎn)周期比鑄造快 ~，鋼的彈性模量約為鑄鐵的 2倍，承受同樣載荷，壁厚可做得比鑄件薄，重量也輕。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （三）支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選取有利的截面形狀 2．設(shè)置隔板和加強(qiáng)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(yàn)類比法設(shè)計(jì)支承 7．支承件的結(jié)構(gòu)工藝性 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （四）焊接支承件的設(shè)計(jì) 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。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （二）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(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性等。雙圓弧溝槽為四點(diǎn)接觸，如右下圖所示。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 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)。間隙過小，會增加摩擦阻力；間隙過大，會降低導(dǎo)向精度。 3)．按導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)分類 （ a）開式導(dǎo)軌 必須借助運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。 ][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 — 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) ? ② 臨界轉(zhuǎn)速 驗(yàn)證 高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需驗(yàn)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 。 一般的設(shè)計(jì)步驟及方法如下： (1)．絲杠副的計(jì)算載荷 Fc(N) 四、滾珠螺旋傳動(dòng) 39。如果這時(shí)作用有外力 ，則螺母 A從 X點(diǎn)向 X1點(diǎn)、螺母 B從 X點(diǎn)向 X2點(diǎn)移動(dòng)由于和成正比關(guān)系，假設(shè)其比例系數(shù)為 k，則有 ，并且螺母 A和 B的變形量分別為： 由于在外力作用下螺母 A和 B的變形量相同（方向相反），所以 四、滾珠螺旋傳動(dòng) aoF 3/2aoao kF??3/2AA kF?? 3/2BB kF?? 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 而且，當(dāng)僅有外力 作用時(shí)， 隨著 的增加使 接近零時(shí)，則外力幾乎全被螺母 A吸收。因此可達(dá)到較高的定位精度和重復(fù)定位精度。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)。 二、齒輪傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (3) 錐齒輪傳動(dòng) (a) 軸向壓簧調(diào)整法 軸向壓簧調(diào)整法原理如圖 615，在錐齒輪 4的傳動(dòng)軸 7上裝有壓簧 5，其軸向力大小由螺母 6調(diào)節(jié)?？砂聪率鋈N原則適當(dāng)分級，并在各級之間分配傳動(dòng)比。工業(yè)用同步帶帶輪形狀如下右圖所示。主要用于中、小功率的同步帶傳動(dòng)，如各種儀器、計(jì)算機(jī)、輕工機(jī)械均采用這種同步帶傳動(dòng)。 (b) 高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動(dòng) 又稱 HTD帶 (High Torque Drive) 。 同步帶傳動(dòng) 圖 62 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 4. 同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 同步帶傳動(dòng)主要失效形式有： (a) 承載繩斷裂 原因是帶型號過小和小帶輪直徑過小等。 二、齒輪傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) (1) 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則 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。錐齒輪 4在壓簧 5的作用下可軸向移動(dòng)，從而消除了其與嚙合的錐齒輪 l之間的齒側(cè)間隙。 三、諧波齒輪傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 2 諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算 式中： 、 、 分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度； 、 分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。 四、滾珠螺旋傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 5）同步性好 用幾套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件，可得到較好的同步運(yùn)動(dòng)。 當(dāng) 時(shí) 又因?yàn)? 所以 四、滾珠螺旋傳動(dòng) aF bF 0?B? 3/23/23/2 aoaoA kFkFkF ?? 3/23/2 2 aoA FF ?aoaoA ??? ?? Aao ?? 21? 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 目前制造的單螺母式滾珠絲杠副的軸向間隙達(dá)，而雙螺母式的經(jīng)加預(yù)緊力調(diào)整后基本上能消除軸向間隙。hLmAHFC FKKK? 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) — 載荷系數(shù)，按表 1選取； — 硬度系數(shù)，按表 2選??； — 精度系數(shù)，按表 3選取； — 平均工作載荷（ N）。 ? 臨界轉(zhuǎn)速可按公式計(jì)算： crn crnn ?m ax109 60)32(9910) (991022212??????ldfn ccr?10000m ax ?? nn cr四、滾珠螺旋傳動(dòng) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 5）剛度驗(yàn)算： 滾珠絲杠在工作負(fù)載 F（ N） 和轉(zhuǎn)矩 T（ Nm） 共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量 （ m） 為 式中： A— 絲杠的截面積， (m2)； — 絲杠的極慣性矩， (m4)； G— 鋼的切變模量，對于鋼 G=； T— 轉(zhuǎn)矩（ Nm） 四、滾珠螺旋傳動(dòng) 0L?cGJTpEApFL?220 ???? 214 dA?? 4132 dJ c??cJ )408112tan(102503800)tan(239。開式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。導(dǎo)軌的間隙如依靠 刮研 來保證，要費(fèi)很大的勞動(dòng)量，而且導(dǎo)軌經(jīng)長期使用后，會因磨損而增大間隙，需要及時(shí)調(diào)整，故導(dǎo)軌應(yīng)有間隙調(diào)整裝置。提高導(dǎo)軌的耐磨性，使其在較長時(shí)期內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，就能延長設(shè)備的使用壽命。前者運(yùn)動(dòng)摩擦和安裝基準(zhǔn)平均作用比后者要小，但其靜剛度比后者稍差。目前常用的材料有鑄鐵、鋼板和型鋼、天然和人造花崗巖、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等。 3．布置焊接支承件的筋板，除局部截面考慮強(qiáng)度外，主要從剛度的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(jì) 二、導(dǎo)軌 3hzS10L60nl2L?????式中： — 額定壽命（ km）； — 行程長度（ m）； — 每分鐘往復(fù)次數(shù)； — 小時(shí)為單位的額定壽命。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌副 1)．滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn) （ 1）滾動(dòng)直線導(dǎo)