【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 27和圖 28選擇 。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 圖 27 大功率傳動(dòng)裝置兩級(jí)傳動(dòng)比曲線(xiàn) （ i10時(shí) ,使用圖中的虛線(xiàn)） 1075432110 20 30 40 50 70 1 0 01 2 3 4 5 7 10i1i2i1i2iik 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 圖 28 大功率傳動(dòng)裝置三級(jí)傳動(dòng)比曲線(xiàn) （ i 100時(shí) ,使用圖中的虛線(xiàn)） 302010987653210 20 30 40 50 1 0 01 0 0 2 0 0 3 0 0 5 0 0 1 0 0 0i1iiki2i3i1i2i3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 例 24 設(shè) n＝ 3, i＝ 202, 求各級(jí)傳動(dòng)比。 解：查圖 28可得 i1≈12， i2≈5， i3≈ 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 c、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 為了提高機(jī)電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)的精度 ， 各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按 “ 先小后大 ” 原則分配 ，以便降低齒輪的加工誤差 、 安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響 。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 圖 210 四級(jí)減速齒輪傳動(dòng)鏈 3 i 2 41 2i15 i36i478輸出 以圖 210所示四級(jí)齒輪減速傳動(dòng)鏈為例。四級(jí)傳動(dòng)比分別為 i i i i4, 齒輪 1~8的轉(zhuǎn)角誤差依次為 ΔΦ1~ΔΦ8。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 該傳動(dòng)鏈輸出軸的總轉(zhuǎn)動(dòng)角誤差 Δφmax為 由式 (27)可以看出 ,如果從輸入端到輸出端的各級(jí)傳動(dòng)比按 “ 前小后大 ” 原則排列 , 則總轉(zhuǎn)角誤差較小 , 而且低速級(jí)的誤差在總誤差中占的比重很大 。 因此 ,要提高傳動(dòng)精度, 就應(yīng) 減少傳動(dòng)級(jí)數(shù) , 并使末級(jí)齒輪的傳動(dòng)比盡可能大 ,制造精度盡可能高 。 )72(ΔΔΔΔΔ8476435443213243211m ax??????????????????????iiiiiiiiiii????? niknk i1)(m a x ?? 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 d、 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 。 （ 1） 對(duì)于傳動(dòng)精度要求高的降速齒輪傳動(dòng)鏈 ,可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計(jì) 。 （ 2） 對(duì)于要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 、 啟停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的降速傳動(dòng)鏈 ,可按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計(jì) 。 （ 3）對(duì)于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈 ,可按質(zhì)量最小原則設(shè)計(jì)。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 總之 ， 減速傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比的分配原則是設(shè)計(jì)減速器的指導(dǎo)思想和基本方法 。 在實(shí)際減速器設(shè)計(jì)中 ， 應(yīng)結(jié)合減速器的具體要求， 認(rèn)真分析 、 論證方案實(shí)現(xiàn)的可行性 、 經(jīng)濟(jì)性 、 可靠性等指標(biāo) ， 并對(duì)減速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、 結(jié)構(gòu)尺寸 、 精度要求等進(jìn)行合理協(xié)調(diào) ， 盡可能達(dá)到合理的匹配 ， 達(dá)到減速器具有 體積小 、 重量輕 、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 、 可頻繁啟動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性好 、 傳動(dòng)精度高 、 誤差最小 等基本要求。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 4）諧波齒輪傳動(dòng) 諧波齒輪傳動(dòng)產(chǎn)品 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 圖 諧波齒輪傳動(dòng)組成與原理 1－剛輪 2－柔輪 3 （ H）－波形發(fā)生器 【 一 】 諧波發(fā)生器（簡(jiǎn)稱(chēng)波發(fā)生器） ……是凸輪（通常為橢圓形）及薄壁軸承組成，隨著凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，薄壁軸承的外環(huán)作橢圓形變形運(yùn)動(dòng)（彈性范圍內(nèi)）。 【 二 】 剛輪 ……是剛性的內(nèi)齒輪。 【 三 】 柔輪 ……是薄殼形元件，具有彈性的外齒輪。 ① 結(jié)構(gòu)組成 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 ② 工作原理 波形發(fā)生器為主動(dòng)件，剛輪或柔輪為從動(dòng)件。剛輪有內(nèi)齒圈，柔輪有外齒圈，其齒形為漸開(kāi)線(xiàn)或三角形，周節(jié)相同而齒數(shù)不同，剛輪的齒數(shù) Zg比柔輪的齒數(shù) Zr多幾齒。柔輪是薄圓筒形，由于波形發(fā)生器的長(zhǎng)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。 工程上常用的波形發(fā)生器有兩個(gè)觸頭的即為雙波發(fā)生器，也有三個(gè)觸頭的。具有雙波發(fā)生器的諧波減速器，其剛輪和柔輪的齒數(shù)之差為 Zg－ Zr＝ 2。其橢圓長(zhǎng)軸的兩端柔輪與剛輪的牙齒相嚙合，在短軸方向的牙齒完全分離。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。當(dāng)剛輪固定時(shí)，則柔輪的回轉(zhuǎn)方向與波形發(fā)生器的回轉(zhuǎn)方向相反。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 ③ 諧波齒輪傳動(dòng)比 (鋼輪固定與柔輪固定 ) ④ 諧波齒輪減速產(chǎn)品及選用 XB1 最大回差 （ 單位：角分 ） 減速比 機(jī)型 （ 指柔輪內(nèi)徑 ， 單位為 mm） 單級(jí) 、 臥式安裝通用諧波減速器 rgHgHrHrg zzi ???????? 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 優(yōu)點(diǎn)： ①傳動(dòng)比大（單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá) 60～ 250）； ②承載能力強(qiáng)； ③傳動(dòng)精度高、 回程誤差小 ； ④傳動(dòng)效率高； ⑤體積小，重量輕； ⑥ 噪聲低傳動(dòng)平穩(wěn)； ⑦ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)： 對(duì)材料、加工、熱處理要求把高，散熱條件差，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 5）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 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 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） 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 （ 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)） 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 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 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 （ 2）斜齒輪傳動(dòng)齒側(cè)隙的消除方法。 斜齒薄片齒輪墊片錯(cuò)齒調(diào)整法 2－薄片齒輪 3－寬齒輪 4－墊片 （ a）墊片調(diào)整法 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 斜齒薄片齒輪軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法 2－薄片齒輪 3－寬齒輪 4－鍵 5－彈簧 6－螺母 （ b）軸向壓簧調(diào)整法 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 （ 3）錐齒輪傳動(dòng) 錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法 4－錐齒輪 3－鍵 5－壓簧 6－螺母 7－傳動(dòng)軸 （ a）軸向壓簧調(diào)整法 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 錐齒輪周向彈簧調(diào)整法 1－大片錐齒輪 2－小片錐齒輪 3－小錐齒輪 4－鑲塊 5－彈簧 6－螺釘 7－凸爪 8－圓弧槽 （ b）軸向彈簧調(diào)整法 12345678 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 （ 4）齒輪齒條傳動(dòng) 圖 齒輪齒條傳動(dòng)的齒側(cè)隙消除法 6－小齒輪 5－大齒輪 3－齒輪 4－預(yù)載力裝置 7－齒條 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 （六 ) 撓性傳動(dòng) 除滾珠絲杠副、齒輪副等傳動(dòng)部件之外，機(jī)電系統(tǒng)中還大量使用同步齒形帶、鋼帶、鏈條、鋼絲繩及尼龍等撓性傳動(dòng)部件。 同步帶傳動(dòng) 同步帶傳動(dòng)是綜合了普通傳動(dòng)和鏈輪鏈條傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)的一種新型傳動(dòng)，它在帶的工作面及帶輪外周上均制有嚙合齒，通過(guò)帶齒于與輪齒作嚙合傳動(dòng)。為保證帶輪和帶作無(wú)滑差的同步傳動(dòng)，其齒形帶均采用了 承載后無(wú)彈性變形 的高強(qiáng)力材料，以保證帶的節(jié)距不變。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 優(yōu)點(diǎn)： ①傳動(dòng)比準(zhǔn)確； ②傳動(dòng)效率高（ ）； ③傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振，噪聲小。 ④能高速傳動(dòng)，維護(hù)保養(yǎng)方便，且不需潤(rùn)滑，傳動(dòng)功率（由幾瓦 → 幾百千瓦），速度（可達(dá) 50m/s），速比（可達(dá) 10左右）。 缺點(diǎn)： 安裝精度要求高、中心距要求嚴(yán)格，具有一定的蠕變性，帶輪制造成本高； 同步帶齒形：梯形齒形和圓弧齒形。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 圖 同步帶的結(jié)構(gòu) 1－加強(qiáng)筋； 2－帶齒； 3－帶背 圖 帶輪結(jié)構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 鋼帶傳動(dòng) 特點(diǎn) :鋼帶與帶輪間接觸面積大、無(wú)間隙、摩擦阻力大；無(wú)滑動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、運(yùn)行可靠、噪聲低、驅(qū)動(dòng)力大、壽命長(zhǎng)，鋼帶無(wú)蠕變。 圖 a 鋼帶傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu) 1－導(dǎo)桿； 2－軸承； 3－小車(chē)； 4－導(dǎo)軌； 5－磁頭； 6－鋼帶； 7－步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 高彈性模量的彈簧鋼 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 繩輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn) :結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)剛度大、結(jié)構(gòu)柔軟、成本低、噪聲低等 缺點(diǎn) :帶輪較大，安裝面積大、加速度不易太高。 圖 繩輪傳動(dòng)在打印機(jī)字車(chē)送進(jìn)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用 1－字車(chē)； 2－繩輪 (電動(dòng)機(jī)輸出軸上 )； 3－伺服電動(dòng)機(jī)； 4－鋼絲繩 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 （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。這些傳動(dòng)部件可將輸入的連接運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇運(yùn)動(dòng)。其基本要求是移位迅速，移位過(guò)程中運(yùn)動(dòng)無(wú)沖擊，停位準(zhǔn)確可靠。 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 圖 蝸形凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1－轉(zhuǎn)盤(pán) 2－滾子 3－蝸形凸輪 蝸形凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)工作原理 圖 齒式棘輪機(jī)構(gòu)的形式 zk03 6 0?? 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理 1－撥銷(xiāo)盤(pán)； 2－鎖緊??； 3－槽輪； 4－定位??； 5－撥銷(xiāo) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能 導(dǎo)軌支承部件的選擇與設(shè)計(jì) 一、導(dǎo)軌副的定義、組成、分類(lèi)及其應(yīng)滿(mǎn)足的要求 定義 : 支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的要求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，這樣的部件通常稱(chēng)為導(dǎo)軌副，簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)軌。 圖 導(dǎo)軌副組成 1承導(dǎo)件 2運(yùn)動(dòng)件 組成 導(dǎo)軌副 滑動(dòng)導(dǎo)軌 圓柱型 棱柱型 組合型 滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾柱（針）型 滾珠型 滾動(dòng)導(dǎo)軌塊型 滾動(dòng)軸承型 流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌 氣體、液體導(dǎo)軌 動(dòng)壓型 靜壓型 動(dòng)靜壓型 彈性摩擦導(dǎo)軌 片簧型 膜片型 柔性鉸鏈型 分類(lèi) （ 2）按接觸面摩擦性質(zhì)分類(lèi) （ 1）按運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副。 導(dǎo)軌支承部件的選擇與設(shè)計(jì) （ 4）按導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi) 常用導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)示意圖 （ 3）按導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)：開(kāi)式、閉式。 導(dǎo)軌支承部件的選擇與設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌類(lèi)型 結(jié)構(gòu)工藝性 方向精度 摩擦力 對(duì)溫度變化 的敏感性 承載能力 耐磨性 成本 開(kāi)式圓柱面導(dǎo)軌 閉式圓柱面導(dǎo)軌 燕尾導(dǎo)軌 閉式直角導(dǎo)軌 開(kāi)式 “ V”形導(dǎo)軌 開(kāi)式滾珠導(dǎo)軌 閉式滾珠導(dǎo)軌 開(kāi)式滾柱導(dǎo)軌 滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌 液體靜壓導(dǎo)軌 好 好 較差 較差 較差 較差 差 較差 較差 差 高 較高 高 較低 較高 高 較高 較高 較高 高 較大 較大 大 較小 較大 小 較小 小 小 很小 不敏感 較敏感 敏感 較敏感 不敏感 不敏感 不敏感 不敏感 不敏感 不敏感 小 較小 大 大 大 較小 較小 較大 較大 大 較差 較差 好 較好 好 較好