第2章機械技術(shù)PPT課件

1、第第2章機械技術(shù)章機械技術(shù) 2.1概述概述 2.2機械傳動機械傳動 2.3支承部件支承部件 2.4導軌副導軌副 2.1概述概述 機電一體化系統(tǒng)的機械系統(tǒng)是由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，機電一體化系統(tǒng)的機械系統(tǒng)是由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，與一般的機械系統(tǒng)相比，除要求具有較高的定位精度之外，還應具有與一般的機械系統(tǒng)相比，除要求具有較高的定位精度之外，還應具有良好的動態(tài)響應特性，就是說響應要快、穩(wěn)定性要好。一個典型的機良好的動態(tài)響應特性，就是說響應要快、穩(wěn)定性要好。一個典型的機電一體化系統(tǒng)通常由控制部件、接口電路、功率放大電路、執(zhí)行元件、電一體化系統(tǒng)通常由控制部件、接口電路、功率放大電路、執(zhí)行元

2、件、機械傳動部件、導向支承部件，以及檢測傳感部件等部分組成。這里機械傳動部件、導向支承部件，以及檢測傳感部件等部分組成。這里所說的機械系統(tǒng)，一般由減速裝置、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副等各種所說的機械系統(tǒng)，一般由減速裝置、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動部件以及連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等非線性傳動部件、導向支承線性傳動部件以及連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等非線性傳動部件、導向支承部件、旋轉(zhuǎn)支承部件、軸系及架體等機構(gòu)組成。部件、旋轉(zhuǎn)支承部件、軸系及架體等機構(gòu)組成。返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.1同步帶傳動同步帶傳動 2. 2. 1.1分類分類 1.按用途分按用途分 (1)一般工業(yè)用同步帶傳動。即梯形齒同步

3、帶傳動一般工業(yè)用同步帶傳動。即梯形齒同步帶傳動(見見圖圖2一一1)。它主要。它主要用于中、小功率的同步帶傳動，各種儀器、計算機、輕工機械中均采用于中、小功率的同步帶傳動，各種儀器、計算機、輕工機械中均采用這種同步帶傳動。用這種同步帶傳動。 (2)高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動。又稱高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動。又稱HTD帶帶(High Torque Drive)或或STPD帶傳動帶傳動(Super Torque Positive Drive)。由于其齒形呈圓弧狀，在我國通稱為。由于其齒形呈圓弧狀，在我國通稱為圓弧齒同步帶傳動。它主要用于重型機械的傳動中，如運輸機械圓弧齒同步帶傳動。它主要用于重型機械的傳動中，如運輸機械

4、(飛飛機、汽車機、汽車)、石油機械和機床、發(fā)電機等的傳動。、石油機械和機床、發(fā)電機等的傳動。下一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (3)特種規(guī)格的同步帶傳動。這是根據(jù)某種機器特殊需要而采用的特種特種規(guī)格的同步帶傳動。這是根據(jù)某種機器特殊需要而采用的特種規(guī)格同步帶傳動，如工業(yè)縫紉機用的、汽車發(fā)動機用的同步帶傳動。規(guī)格同步帶傳動，如工業(yè)縫紉機用的、汽車發(fā)動機用的同步帶傳動。 (4)特殊用途的同步帶傳動。即為適應特殊工作環(huán)境制造的同步帶。特殊用途的同步帶傳動。即為適應特殊工作環(huán)境制造的同步帶。 2.按規(guī)格制度分按規(guī)格制度分 (1)模數(shù)制。同步帶主要參數(shù)是模數(shù)模數(shù)制。同步帶主要參數(shù)是模數(shù)m(與齒輪相同與

5、齒輪相同)，根據(jù)不同的模數(shù)，根據(jù)不同的模數(shù)數(shù)值來確定同步帶的型號及結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值來確定同步帶的型號及結(jié)構(gòu)參數(shù) (2)節(jié)距制。即同步帶的主要參數(shù)是帶齒節(jié)距，按節(jié)距大小不同，相應節(jié)距制。即同步帶的主要參數(shù)是帶齒節(jié)距，按節(jié)距大小不同，相應帶、輪有不同的結(jié)構(gòu)尺寸。該種規(guī)格制度目前被列為國際標準。帶、輪有不同的結(jié)構(gòu)尺寸。該種規(guī)格制度目前被列為國際標準。 (3)DIN米制節(jié)距。米制節(jié)距。DIN米制節(jié)距是德國同步帶傳動國家標準制定的規(guī)米制節(jié)距是德國同步帶傳動國家標準制定的規(guī)格制度。其主要參數(shù)為齒節(jié)距，但標準節(jié)距數(shù)值不同于格制度。其主要參數(shù)為齒節(jié)距，但標準節(jié)距數(shù)值不同于ISO節(jié)距制，節(jié)距制，計量單位為公制。在我

6、國，由于德國進口設備較多，故計量單位為公制。在我國，由于德國進口設備較多，故DIN米制節(jié)距米制節(jié)距同步帶在我國也有應用。同步帶在我國也有應用。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2. 2. 1. 2同步帶傳動的優(yōu)缺點同步帶傳動的優(yōu)缺點1.工作時無滑動，有準確的傳動比工作時無滑動，有準確的傳動比2.傳動效率高，節(jié)能效果好傳動效率高，節(jié)能效果好3.傳動比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊傳動比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊4.維護保養(yǎng)方便，運轉(zhuǎn)費用低維護保養(yǎng)方便，運轉(zhuǎn)費用低5.惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2.2.1.3同步帶的設計計算同步帶的設計計算 1.失效形

7、式和計算準則失效形式和計算準則 同步帶傳動主要失效形式有同步帶傳動主要失效形式有: (1)承載繩斷裂。原因是帶型號過小和小帶輪直徑過小等。承載繩斷裂。原因是帶型號過小和小帶輪直徑過小等。 (2)爬齒和跳齒。原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與帶輪間的節(jié)距爬齒和跳齒。原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初拉力過小等。差值過大、帶的初拉力過小等。 (3)帶齒的磨損。原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。帶齒的磨損。原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。 (4)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、帶其他失效方式。帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶

8、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。背的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2.同步帶傳動的設計計算步驟同步帶傳動的設計計算步驟(1)確定帶的設計功率確定帶的設計功率;(2)選擇帶型和節(jié)距選擇帶型和節(jié)距;(3)確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑;(4)確定同步帶的節(jié)線長度、齒數(shù)及傳動中心距確定同步帶的節(jié)線長度、齒數(shù)及傳動中心距;(5)校驗同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù)校驗同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù);(6)確定實際所需同步帶寬

9、度確定實際所需同步帶寬度;(7)帶的工作能力驗算。帶的工作能力驗算。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.2齒輪傳動齒輪傳動2 .2.2.1齒輪傳動系統(tǒng)的總傳動比及其分配齒輪傳動系統(tǒng)的總傳動比及其分配 1.最佳總傳動比最佳總傳動比 首先把傳動系統(tǒng)中的工作負載、慣性負載和摩擦負載綜合為系統(tǒng)首先把傳動系統(tǒng)中的工作負載、慣性負載和摩擦負載綜合為系統(tǒng)的總負載，方法有以下兩種。的總負載，方法有以下兩種。 (1)峰值綜合峰值綜合:若各種負載為非隨機性負載，將各負載的峰值取代數(shù)和。若各種負載為非隨機性負載，將各負載的峰值取代數(shù)和。 (2)均方根綜合均方根綜合:若各種負載為隨機性負載，取各負載的均

10、方根。若各種負載為隨機性負載，取各負載的均方根。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 2.總傳動比分配總傳動比分配 齒輪系統(tǒng)的總傳動比確定后，根據(jù)對傳動鏈的技術(shù)要求，選擇齒輪系統(tǒng)的總傳動比確定后，根據(jù)對傳動鏈的技術(shù)要求，選擇傳動方案，使驅(qū)動部件和負載之間的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速達到合理匹配。若總傳動方案，使驅(qū)動部件和負載之間的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速達到合理匹配。若總傳動比較大，又不準備采用諧波、少齒差等傳動，需要確定傳動級數(shù)，傳動比較大，又不準備采用諧波、少齒差等傳動，需要確定傳動級數(shù)，并在各級之間分配傳動比。單級傳動比增大使傳動系統(tǒng)簡化，但大齒并在各級之間分配傳動比。單級傳動比增大使傳動系統(tǒng)簡化，但大齒輪的尺寸

11、增大會使整個傳動系統(tǒng)的輪廓尺寸變大?？砂聪率鋈N原則輪的尺寸增大會使整個傳動系統(tǒng)的輪廓尺寸變大?？砂聪率鋈N原則適當分級，并在各級之間分配傳動比。適當分級，并在各級之間分配傳動比。 1)最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則 2)質(zhì)量最輕原則質(zhì)量最輕原則 3)輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.2.2齒輪傳動間隙的調(diào)整方法齒輪傳動間隙的調(diào)整方法 1.圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳動 (1)偏心套偏心套(軸軸)調(diào)整法。如調(diào)整法。如圖圖2-6所示，將相互嚙合的一對齒輪中的一個所示，將相互嚙合的一對齒輪中的一個齒輪齒輪4裝在電機輸出軸上，并將電機裝

12、在電機輸出軸上，并將電機2安裝在偏心套安裝在偏心套1(或偏心軸或偏心軸)上，通上，通過轉(zhuǎn)動偏心套過轉(zhuǎn)動偏心套(偏心軸偏心軸)的轉(zhuǎn)角，就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪的中心距，從而的轉(zhuǎn)角，就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪的中心距，從而消除圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)間隙。特點是結(jié)構(gòu)簡單，但其側(cè)隙不消除圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)間隙。特點是結(jié)構(gòu)簡單，但其側(cè)隙不能自動補償。能自動補償。 (2)軸向墊片調(diào)整法。如軸向墊片調(diào)整法。如圖圖2-7所示，齒輪所示，齒輪1和和2相嚙合，其分度圓弧齒厚相嚙合，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沿軸線方向略有錐度，這樣就可以用軸向墊片3使齒輪使齒輪2沿軸向移動，沿軸向移動，從而消

13、除兩齒輪的齒側(cè)間隙。裝配時軸向墊片從而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙。裝配時軸向墊片3的厚度應使得齒輪的厚度應使得齒輪1和和2之間既齒側(cè)間隙小，運轉(zhuǎn)又靈活。特點同偏心套之間既齒側(cè)間隙小，運轉(zhuǎn)又靈活。特點同偏心套(軸軸)調(diào)整法。調(diào)整法。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (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。采取措施使一個薄齒輪的左齒側(cè)寬齒輪，另一個用兩片薄齒輪組成。采取措施使一個薄齒輪的左齒側(cè)和另一個薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消和另一個薄齒輪的右齒側(cè)分別緊

14、貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消除齒側(cè)間隙，反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。除齒側(cè)間隙，反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。 2.斜齒輪傳動斜齒輪傳動 消除斜齒輪傳動齒輪側(cè)隙的方法與上述錯齒調(diào)整法基本相同，也消除斜齒輪傳動齒輪側(cè)隙的方法與上述錯齒調(diào)整法基本相同，也是用兩個薄片齒輪與一個寬齒輪嚙合，只是在兩個薄片斜齒輪的中間是用兩個薄片齒輪與一個寬齒輪嚙合，只是在兩個薄片斜齒輪的中間隔開了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯開了。隔開了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯開了。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 3.錐齒輪傳動錐齒輪傳動 (1)軸向壓簧調(diào)整法。軸向壓簧調(diào)整法原理如軸向壓簧調(diào)整法。軸向壓簧調(diào)整法原理如圖圖2一一11

15、所示所示 (2)周向彈簧調(diào)整法。周向彈簧調(diào)整法原理如周向彈簧調(diào)整法。周向彈簧調(diào)整法原理如圖圖2-12所示所示 4.齒輪齒條傳動機構(gòu)齒輪齒條傳動機構(gòu) 在機電一體化產(chǎn)品中對于大行程傳動機構(gòu)往往采用齒輪齒條傳在機電一體化產(chǎn)品中對于大行程傳動機構(gòu)往往采用齒輪齒條傳動，因為其剛度、精度和工作性能不會因行程增大而明顯降低，但它動，因為其剛度、精度和工作性能不會因行程增大而明顯降低，但它與其他齒輪傳動一樣也存在齒側(cè)間隙，應采取消隙措施。與其他齒輪傳動一樣也存在齒側(cè)間隙，應采取消隙措施。 當傳動負載小時，可采用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法，使兩片薄齒當傳動負載小時，可采用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法，使兩片薄齒輪的齒側(cè)分別緊

16、貼齒條的齒槽兩相應側(cè)面，以消除齒側(cè)間隙。輪的齒側(cè)分別緊貼齒條的齒槽兩相應側(cè)面，以消除齒側(cè)間隙。 當傳動負載大時，可采用雙齒輪調(diào)整法。如當傳動負載大時，可采用雙齒輪調(diào)整法。如圖圖2一一13所示。所示。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2. 2. 3諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動 諧波齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動比大諧波齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動比大(幾十至幾百幾十至幾百)、傳動精度、傳動精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動平穩(wěn)、承載能力強、效率高等優(yōu)點，高、回程誤差小、噪聲低、傳動平穩(wěn)、承載能力強、效率高等優(yōu)點，故在工業(yè)機器入、航空、火箭等機電一體化系統(tǒng)中口益得到廣泛的應故在工業(yè)機器入、航空、火箭等機

17、電一體化系統(tǒng)中口益得到廣泛的應用。用。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 2. 2. 3. 1諧波齒輪傳動的工作原理諧波齒輪傳動的工作原理 諧波傳動是建立在彈性變形理淪基礎上的一種新型傳動，它的諧波傳動是建立在彈性變形理淪基礎上的一種新型傳動，它的出現(xiàn)為機械傳動技術(shù)帶來了重大突破。出現(xiàn)為機械傳動技術(shù)帶來了重大突破。圖圖2-14所示為諧波齒輪傳動的所示為諧波齒輪傳動的示意圖。它由三個主要構(gòu)件組成，即具有內(nèi)齒的剛輪示意圖。它由三個主要構(gòu)件組成，即具有內(nèi)齒的剛輪1、具有外齒的、具有外齒的柔輪柔輪2和波發(fā)生器和波發(fā)生器3。這三個構(gòu)件和少齒差行星傳動中的中心內(nèi)齒輪、。這三個構(gòu)件和少齒差行星傳動中的

18、中心內(nèi)齒輪、行星輪和系桿相當。通常波發(fā)生器為主動件，而剛輪和柔輪之一為從行星輪和系桿相當。通常波發(fā)生器為主動件，而剛輪和柔輪之一為從動件，另一個為固定件。當波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)孔時，由于前者的總動件，另一個為固定件。當波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)孔時，由于前者的總長度略大于后者的內(nèi)孔直徑，故柔輪變?yōu)闄E圓形，于是在橢圓的長軸長度略大于后者的內(nèi)孔直徑，故柔輪變?yōu)闄E圓形，于是在橢圓的長軸兩端產(chǎn)生了柔輪與剛輪輪齒的兩個局部嚙合區(qū)兩端產(chǎn)生了柔輪與剛輪輪齒的兩個局部嚙合區(qū);同時在橢圓短軸兩端，同時在橢圓短軸兩端，兩輪輪齒則完全脫開。其余各處，則視柔輪回轉(zhuǎn)方向的不同，或處于兩輪輪齒則完全脫開。其余各處，則視柔輪回轉(zhuǎn)方向

19、的不同，或處于嚙合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。當波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時，柔輪長短軸嚙合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。當波發(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。是在柔輪與剛輪之間就產(chǎn)生了相對位移，從而傳遞運動。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2. 2. 3. 2諧波齒輪傳動的傳動比計算諧波齒輪傳動的傳動比計算與行星齒輪輪系傳動比的計算相似，由于與行星齒輪輪系傳動比的計算相似，由于當柔輪固定時，當柔輪固定時，wr=0，則，則下一頁上一頁返回2 .

20、2機械傳動機械傳動2.當剛輪固定時，當剛輪固定時， wg=0 ，則，則下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 2. 2. 3.3諧波齒輪減速器產(chǎn)品及選用諧波齒輪減速器產(chǎn)品及選用 目前尚無諧波減速器的國標，不同生產(chǎn)廠家標準代號也不盡相同。目前尚無諧波減速器的國標，不同生產(chǎn)廠家標準代號也不盡相同。以以XBl型通用諧波減速器為例，其標記代號如型通用諧波減速器為例，其標記代號如圖圖2-15所示。所示。表表2-1為為XBl型通用諧波減速器產(chǎn)品系列。型通用諧波減速器產(chǎn)品系列。諧波齒輪減速機選用說明諧波齒輪減速機選用說明:(1)樣本中的圖表參數(shù)為標準產(chǎn)品，用戶選型時需確定以下三項參數(shù)。樣本中的圖表參數(shù)為標

21、準產(chǎn)品，用戶選型時需確定以下三項參數(shù)。傳動比或輸出轉(zhuǎn)速傳動比或輸出轉(zhuǎn)速(r/min) ;減速機輸入功率減速機輸入功率(kW);額定輸入轉(zhuǎn)速額定輸入轉(zhuǎn)速(r/min) 下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (2)如減速機輸入轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，則在選用減速機型號時應分別確定。如減速機輸入轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，則在選用減速機型號時應分別確定。 工作條件為工作條件為“恒功率恒功率”時按最低轉(zhuǎn)速選用機型時按最低轉(zhuǎn)速選用機型;工作條件為工作條件為“恒恒扭矩扭矩”時，按最高轉(zhuǎn)速選用機型。訂貨時須說明是否與電機直聯(lián)，電時，按最高轉(zhuǎn)速選用機型。訂貨時須說明是否與電機直聯(lián)，電機型號及參數(shù)。機型號及參數(shù)。(3)選用減速機輸

22、入功率選用減速機輸入功率PC1與輸出扭矩與輸出扭矩TC2的計算。的計算。 (4)減速機輸出軸裝有齒輪、鏈輪、三角皮帶輪及平皮帶輪時，需要校驗減速機輸出軸裝有齒輪、鏈輪、三角皮帶輪及平皮帶輪時，需要校驗軸仲的懸臂負荷軸仲的懸臂負荷FC1校驗公式為校驗公式為下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動(5)如減速機使用在有可能發(fā)生過載的工作場合，應安裝過載保護裝置。如減速機使用在有可能發(fā)生過載的工作場合，應安裝過載保護裝置。2. 2. 4滾珠螺旋傳動滾珠螺旋傳動 滾珠螺旋傳動是在螺桿和螺母間放入適量的滾珠，使滑動摩擦變滾珠螺旋傳動是在螺桿和螺母間放入適量的滾珠，使滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦的螺旋傳動。滾珠螺

23、旋傳動是由螺桿、螺母、滾珠和滾珠為滾動摩擦的螺旋傳動。滾珠螺旋傳動是由螺桿、螺母、滾珠和滾珠循環(huán)返回裝置四部分組成。循環(huán)返回裝置四部分組成。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 滾珠螺旋傳動與滑動螺旋傳動或其他直線運動副相比，有下列特點滾珠螺旋傳動與滑動螺旋傳動或其他直線運動副相比，有下列特點:(1)傳動效率高。傳動效率高。(2)運動平穩(wěn)。運動平穩(wěn)。(3)工作壽命長。工作壽命長。(4)定位精度和重復定位精度高。定位精度和重復定位精度高。(5)同步性好。同步性好。(6)可靠性高。可靠性高。(7)不能自鎖。不能自鎖。(8)制造工藝復雜。制造工藝復雜。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2.

24、 2. 4. 1滾珠螺旋傳動的結(jié)構(gòu)型式與類型滾珠螺旋傳動的結(jié)構(gòu)型式與類型 如如圖圖2-16所示，絲杠和螺母的螺紋滾道間裝有承載滾珠，當絲杠所示，絲杠和螺母的螺紋滾道間裝有承載滾珠，當絲杠或螺母轉(zhuǎn)動時，滾珠沿螺紋滾道滾動，則絲杠與螺母之間相對運動時或螺母轉(zhuǎn)動時，滾珠沿螺紋滾道滾動，則絲杠與螺母之間相對運動時產(chǎn)生滾動摩擦。為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設有產(chǎn)生滾動摩擦。為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設有回程引導裝置，它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)回程引導裝置，它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán)。循環(huán)。 按用途和制造工藝不同，滾珠螺旋傳動的結(jié)構(gòu)

25、形式有多種，它們按用途和制造工藝不同，滾珠螺旋傳動的結(jié)構(gòu)形式有多種，它們的主要區(qū)別在于螺紋滾道法向截形、滾珠循環(huán)方式、消除軸向間隙的的主要區(qū)別在于螺紋滾道法向截形、滾珠循環(huán)方式、消除軸向間隙的調(diào)整預緊的方法等三方面。調(diào)整預緊的方法等三方面。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.4.2滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預緊力的方法滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預緊力的方法 1.雙螺母預緊原理雙螺母預緊原理 雙螺母預緊原理如雙螺母預緊原理如圖圖2-22所示，是在兩個螺母之間加墊片來消所示，是在兩個螺母之間加墊片來消除絲杠和螺母之間的間隙。根據(jù)墊片厚度不同分成兩種形式，當墊片除絲杠和螺母之間

26、的間隙。根據(jù)墊片厚度不同分成兩種形式，當墊片厚度較厚時即產(chǎn)生厚度較厚時即產(chǎn)生“預拉應力預拉應力”，而當墊片厚度較薄時即產(chǎn)生，而當墊片厚度較薄時即產(chǎn)生“預壓預壓應力應力”以消除軸向間隙。以消除軸向間隙。 2.單螺母預緊原理單螺母預緊原理(增大滾珠直徑法增大滾珠直徑法) 單螺母預緊原理如單螺母預緊原理如圖圖2-23所示，為了補償滾道的間隙，設計時將所示，為了補償滾道的間隙，設計時將滾珠的尺寸適當增大，使其滾珠的尺寸適當增大，使其4點接觸，產(chǎn)生預緊力。為了提高工作性點接觸，產(chǎn)生預緊力。為了提高工作性能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。 3.單螺母預緊原理單螺母預緊

27、原理(偏置導程法偏置導程法) 偏置導程法原理如偏置導程法原理如圖圖2-24所示，是在螺母中部將其導程增加一個所示，是在螺母中部將其導程增加一個預壓量預壓量，以達到預緊的目的。，以達到預緊的目的。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 2. 2. 4. 3滾珠絲杠副的主要尺寸、精度等級和標注方法滾珠絲杠副的主要尺寸、精度等級和標注方法 (1)主要尺寸。滾珠絲杠副的主要尺寸及其計算公式見主要尺寸。滾珠絲杠副的主要尺寸及其計算公式見表表2-4 (2)精度等級。精度等級。JB316. 2 1982滾珠絲杠副精度滾珠絲杠副精度標準規(guī)定分為六個等標準規(guī)定分為六個等級級:C,D,E,F,G,H, C級最高

28、，級最高，H級最低。滾珠絲杠副精度包括各元件的級最低。滾珠絲杠副精度包括各元件的制造精度和裝配后的綜合精度，如制造精度和裝配后的綜合精度，如:絲杠公稱直徑尺寸變動量、絲杠絲杠公稱直徑尺寸變動量、絲杠和螺母的表面粗糙度、絲杠大徑對螺紋軸線的徑向圓跳動、導程誤差和螺母的表面粗糙度、絲杠大徑對螺紋軸線的徑向圓跳動、導程誤差等。各等級對各項均有公差要求。等。各等級對各項均有公差要求。表表2一一5列出了各精度等級的導程公列出了各精度等級的導程公差。差。 (3)標注方法。滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)、規(guī)格、精度的標注方法如標注方法。滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)、規(guī)格、精度的標注方法如圖圖2-25所示所示(各制造廠略有不同各制造廠略有

29、不同)。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2. 2. 1. l滾珠絲杠副的安裝滾珠絲杠副的安裝 絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其他零件的連接剛性，絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其他零件的連接剛性，對滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)的剛度和精度都有很大影響，需在設計、安裝對滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)的剛度和精度都有很大影響，需在設計、安裝時認真考慮。為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承時認真考慮。為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合，僅當軸向載荷很小時，才用向心推力軸承。表組合，僅當軸向載荷很小時，才用向心推力軸承。表2-8中列出了四中列出了四種典型支承方式及其特點。除表中所

30、列特點外，當滾珠絲杠副工作時，種典型支承方式及其特點。除表中所列特點外，當滾珠絲杠副工作時，因受熱因受熱(摩擦及其他熱源摩擦及其他熱源)而仲長，它對第一種支承方式的預緊軸承將而仲長，它對第一種支承方式的預緊軸承將會引起卸載，甚至產(chǎn)生軸向間隙，此時與第三、第四種支承方式類似，會引起卸載，甚至產(chǎn)生軸向間隙，此時與第三、第四種支承方式類似，但對第二種支承方式，其卸載結(jié)果可能在兩端支承中造成預緊力的不但對第二種支承方式，其卸載結(jié)果可能在兩端支承中造成預緊力的不對稱，且只能允許在某個范圍內(nèi)，即嚴格限制其溫升，故這種高剛度、對稱，且只能允許在某個范圍內(nèi)，即嚴格限制其溫升，故這種高剛度、高精度的支承方式更適

31、宜于精密絲杠傳動系統(tǒng)。普通機械常用第三、高精度的支承方式更適宜于精密絲杠傳動系統(tǒng)。普通機械常用第三、四種方案，其費用比較低廉，前者用于長絲杠，后者用于短絲杠。四種方案，其費用比較低廉，前者用于長絲杠，后者用于短絲杠。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.4.5滾珠絲杠副的設計計算滾珠絲杠副的設計計算(1)絲杠副的計算載荷絲杠副的計算載荷FC(N)。(2)計算額定動載荷計算額定動載荷下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (3)根據(jù)根據(jù)C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的額定動載荷CaCa。 (4)

32、驗算傳動效率、剛度及工作穩(wěn)定性，如不滿足要求則應另選其他型驗算傳動效率、剛度及工作穩(wěn)定性，如不滿足要求則應另選其他型號并重新驗算。號并重新驗算。 (5)對于低速對于低速(n10 r/min)傳動，只按額定靜載荷計算即可。傳動，只按額定靜載荷計算即可。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 例例2-1試設計一數(shù)控銑床工作臺進給用滾珠絲杠副。已知平均工作載荷試設計一數(shù)控銑床工作臺進給用滾珠絲杠副。已知平均工作載荷Fm =3 800 N，絲杠工作長度，絲杠工作長度l=1. 2 m，平均轉(zhuǎn)速，平均轉(zhuǎn)速nm =100 r/min,最大最大轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 nmax =10 000 r/min，使用壽命，使用壽

33、命Lh=15 000 h左右，絲杠材料為左右，絲杠材料為CrWMn鋼，滾道硬度為鋼，滾道硬度為5862 HRC，傳動精度要求，傳動精度要求=0. 03 解解:(1)求計算載荷求計算載荷FC (2)根據(jù)壽命條件計算額定動載荷根據(jù)壽命條件計算額定動載荷下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (3)根據(jù)必需的額定動載荷根據(jù)必需的額定動載荷Ca選擇絲杠副尺寸，由選擇絲杠副尺寸，由CaCa,得如得如表表2-12所所示的規(guī)格。示的規(guī)格。 考慮各種因素，選考慮各種因素，選FFZD5002-5 (4)穩(wěn)定性驗算。穩(wěn)定性驗算。 假設為雙推簡支假設為雙推簡支(F-S)，因為絲杠較長，所以用壓桿穩(wěn)定性來求臨界，因

34、為絲杠較長，所以用壓桿穩(wěn)定性來求臨界載荷載荷Fcr 所以所以下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動故故所以絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。所以絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。 臨界轉(zhuǎn)速，臨界轉(zhuǎn)速，ncr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)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)速速，要求絲杠最高轉(zhuǎn)速nmax nmax =1000r/min,所以不會發(fā)生共振所以不會發(fā)生共振 (5)剛度驗算。滾珠絲杠在工作負載剛度驗算。滾珠絲杠在工作負載F(N)和轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩T(N.M)共同作用下引起共同作用下引起每個導程的變形量每個導程的變形量L0(m)為為絲杠在工作長度上的彈性變形所引起

35、的導程誤差為絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導程誤差為下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動通常要求絲杠的導程誤差通常要求絲杠的導程誤差L應小于其傳動精度的應小于其傳動精度的1/2，即，即(6)效率驗算。滾珠絲杠副的傳動效率效率驗算。滾珠絲杠副的傳動效率為為下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2. 2.5滑動螺旋傳動滑動螺旋傳動 螺旋傳動是機電一體化系統(tǒng)中常用的一種傳動形式。它是利用螺螺旋傳動是機電一體化系統(tǒng)中常用的一種傳動形式。它是利用螺桿與螺母的相對運動，將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，其運動關系為桿與螺母的相對運動，將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，其運動關系為下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械

36、傳動2 .2.5.1滑動螺旋傳動的特點滑動螺旋傳動的特點1.降速傳動比大降速傳動比大2.具有增力作用具有增力作用3.能自鎖能自鎖4.效率低、磨損快效率低、磨損快下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.5.2滑動螺旋傳動的形式及應用滑動螺旋傳動的形式及應用 1.螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動 如如圖圖2-26(a)所示，這種傳動形式的螺母本身就起著支承作用，所示，這種傳動形式的螺母本身就起著支承作用，從而簡化了結(jié)構(gòu)，消除了螺桿與軸承之間可能產(chǎn)生的軸向竄動，容易從而簡化了結(jié)構(gòu)，消除了螺桿與軸承之間可能產(chǎn)生的軸向竄動，容易獲得較高的傳動精度。缺點是所占軸向尺寸較大獲得較高

37、的傳動精度。缺點是所占軸向尺寸較大(螺桿行程的兩倍加螺桿行程的兩倍加上螺母高度上螺母高度)，剛性較差。因此僅適用于行程短的情況。，剛性較差。因此僅適用于行程短的情況。 2.螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動 如如圖圖2-26(b)所示，這種傳動形式的特點是結(jié)構(gòu)緊湊所示，這種傳動形式的特點是結(jié)構(gòu)緊湊(所占軸向尺所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小寸取決于螺母高度及行程大小)，剛度較大。適用于工作行程較長的，剛度較大。適用于工作行程較長的情況。情況。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2. 2. 5. 3螺旋副零件與滑板連接結(jié)構(gòu)的確定螺旋副零件與滑板連接結(jié)構(gòu)的確定 螺旋副零件與滑板的連接結(jié)構(gòu)

38、對螺旋副的磨損有直接影響，設計螺旋副零件與滑板的連接結(jié)構(gòu)對螺旋副的磨損有直接影響，設計時應注意。常見的連接結(jié)構(gòu)有下列幾種時應注意。常見的連接結(jié)構(gòu)有下列幾種: (1)剛性連接結(jié)構(gòu)。剛性連接結(jié)構(gòu)。圖圖2一一28所示為剛性連接結(jié)構(gòu)，這種連接結(jié)構(gòu)的特點所示為剛性連接結(jié)構(gòu)，這種連接結(jié)構(gòu)的特點是牢固可靠，但當螺桿軸線與滑板運動方向不平行時，螺紋工作面的是牢固可靠，但當螺桿軸線與滑板運動方向不平行時，螺紋工作面的壓力增大，磨損加劇，嚴重壓力增大，磨損加劇，嚴重(,較大較大)時還會發(fā)生卡住現(xiàn)象，剛性連接時還會發(fā)生卡住現(xiàn)象，剛性連接結(jié)構(gòu)多用于受力較大的螺旋傳動中。結(jié)構(gòu)多用于受力較大的螺旋傳動中。下一頁上一頁返回

39、2 .2機械傳動機械傳動 (2)彈性連接結(jié)構(gòu)。彈性連接結(jié)構(gòu)。圖圖2-29所示的裝置中，螺旋傳動采用了彈性連接結(jié)構(gòu)。所示的裝置中，螺旋傳動采用了彈性連接結(jié)構(gòu)。片簧片簧7的一端在工作臺的一端在工作臺(滑板滑板)8上，另一端套在螺母的錐形銷上。為了上，另一端套在螺母的錐形銷上。為了消除兩者之間的間隙，片簧以一定的預緊力壓向螺母消除兩者之間的間隙，片簧以一定的預緊力壓向螺母(或用螺釘壓緊或用螺釘壓緊)。當工作臺運動方向與螺桿軸線偏斜當工作臺運動方向與螺桿軸線偏斜角角(見見圖圖2-28(a)時，可以通過片時，可以通過片簧變形進行調(diào)節(jié)。如果偏斜簧變形進行調(diào)節(jié)。如果偏斜角角(見見圖圖2-28(b)時，螺母可

40、繞軸線自由時，螺母可繞軸線自由轉(zhuǎn)動而不會引起過大的應力。彈性連接結(jié)構(gòu)適用于受力較小的精密螺轉(zhuǎn)動而不會引起過大的應力。彈性連接結(jié)構(gòu)適用于受力較小的精密螺旋傳動。旋傳動。 (3)活動連接結(jié)構(gòu)?；顒舆B接結(jié)構(gòu)。圖圖2-30所示為活動連接結(jié)構(gòu)的原理圖?；謴土λ緸榛顒舆B接結(jié)構(gòu)的原理圖?；謴土(一般一般為彈簧力為彈簧力)使連接部分保持經(jīng)常接觸。當滑板使連接部分保持經(jīng)常接觸。當滑板1的運動方向與螺桿的運動方向與螺桿2的的軸線不平行時，通過螺桿端部的球面與滑板在接觸處自由滑動軸線不平行時，通過螺桿端部的球面與滑板在接觸處自由滑動(見見圖圖2-30(a) )，或中間桿，或中間桿3自由偏斜自由偏斜(見見圖圖2-

41、30(b)，從而可以避免螺旋副中產(chǎn)，從而可以避免螺旋副中產(chǎn)生過大的應力。生過大的應力。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.5.4影響螺旋傳動精度的因素及提高傳動精度的措施影響螺旋傳動精度的因素及提高傳動精度的措施1.螺紋參數(shù)誤差螺紋參數(shù)誤差 (1)螺距誤差。螺距的實際值與理淪值之差稱為螺距誤差。螺距誤差分為螺距誤差。螺距的實際值與理淪值之差稱為螺距誤差。螺距誤差分為單個螺距誤差和螺距累積誤差。單個螺距誤差是指螺紋全長上，任意單個螺距誤差和螺距累積誤差。單個螺距誤差是指螺紋全長上，任意單個實際螺距對基本螺距的偏差的最大代數(shù)差，它與螺紋的長度無關。單個實際螺距對基本螺距的偏差的最大代

42、數(shù)差，它與螺紋的長度無關。而螺距累積誤差是指在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩個同側(cè)螺紋面間實而螺距累積誤差是指在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩個同側(cè)螺紋面間實際距離對公稱尺寸的偏差的最大代數(shù)差，它與螺紋的長度有關。際距離對公稱尺寸的偏差的最大代數(shù)差，它與螺紋的長度有關。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (2)中徑誤差。螺桿和螺母在大徑、小徑和中徑都會有制造誤差。大徑中徑誤差。螺桿和螺母在大徑、小徑和中徑都會有制造誤差。大徑和小徑處有較大間隙，互不接觸，中徑是配合尺寸，為了使螺桿和螺和小徑處有較大間隙，互不接觸，中徑是配合尺寸，為了使螺桿和螺母轉(zhuǎn)動靈活和儲存潤滑油，配合處需要有一定的均勻間隙，因此，

43、對母轉(zhuǎn)動靈活和儲存潤滑油，配合處需要有一定的均勻間隙，因此，對螺桿全長上中徑尺寸變動量的公差，應予以控制。此外，對長徑比螺桿全長上中徑尺寸變動量的公差，應予以控制。此外，對長徑比(系指螺桿全長與螺紋公稱直徑之比系指螺桿全長與螺紋公稱直徑之比)較大的螺桿，由于其細而長，剛較大的螺桿，由于其細而長，剛性差、易彎曲，使螺母在螺桿上各段的配合產(chǎn)生偏心，這也會引起螺性差、易彎曲，使螺母在螺桿上各段的配合產(chǎn)生偏心，這也會引起螺桿螺距誤差，故應控制其中徑跳動公差。桿螺距誤差，故應控制其中徑跳動公差。 (3)牙型半角誤差。螺紋實際牙型半角與理淪牙型半角之差稱為牙型半牙型半角誤差。螺紋實際牙型半角與理淪牙型半角

44、之差稱為牙型半角誤差。當螺紋各牙之間的牙型角有差異角誤差。當螺紋各牙之間的牙型角有差異(牙型半角誤差各不相等牙型半角誤差各不相等)時，時，將會引起螺距變化，從而影響傳動精度。但是，如果螺紋全長是在一將會引起螺距變化，從而影響傳動精度。但是，如果螺紋全長是在一次裝刀切削出來的，所以牙型半角誤差在螺紋全長上變化不大，對傳次裝刀切削出來的，所以牙型半角誤差在螺紋全長上變化不大，對傳動精度影響很小。動精度影響很小。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 2.螺桿軸向竄動誤差螺桿軸向竄動誤差 若螺桿軸肩的端面與軸承的止推面不垂直于螺桿軸線且有偏差時，若螺桿軸肩的端面與軸承的止推面不垂直于螺桿軸線且有偏

45、差時，螺桿轉(zhuǎn)動將引起螺桿的軸向竄動誤差，并轉(zhuǎn)化為螺母位移誤差。螺桿螺桿轉(zhuǎn)動將引起螺桿的軸向竄動誤差，并轉(zhuǎn)化為螺母位移誤差。螺桿的軸向竄動誤差是周期性變化的，以螺桿轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)為一個循環(huán)。的軸向竄動誤差是周期性變化的，以螺桿轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)為一個循環(huán)。 3.偏斜誤差偏斜誤差 在螺旋傳動機構(gòu)中，如果螺桿的軸線方向與移動件的運動方向不在螺旋傳動機構(gòu)中，如果螺桿的軸線方向與移動件的運動方向不平行，而有一個偏斜角平行，而有一個偏斜角時，就會發(fā)生偏斜誤差。設螺桿的總移動量時，就會發(fā)生偏斜誤差。設螺桿的總移動量為為L，移動件的實際移動量為，移動件的實際移動量為x，則偏斜誤差為，則偏斜誤差為下一頁上一頁返回2 .2機械傳

46、動機械傳動 4.溫度誤差溫度誤差 當螺旋傳動的工作溫度與制造溫度不同時，將引起螺桿長度和螺當螺旋傳動的工作溫度與制造溫度不同時，將引起螺桿長度和螺距發(fā)生變化，從而產(chǎn)生傳動誤差，這種誤差稱為溫度誤差，其大小為距發(fā)生變化，從而產(chǎn)生傳動誤差，這種誤差稱為溫度誤差，其大小為下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動2 .2.5.5消除螺旋傳動的空回的方法消除螺旋傳動的空回的方法 1.利用單向作用力利用單向作用力 在螺旋傳動中，利用彈簧產(chǎn)生單向恢復力，使螺桿和螺母螺紋的在螺旋傳動中，利用彈簧產(chǎn)生單向恢復力，使螺桿和螺母螺紋的工作表面保持單面接觸，從而消除了另一側(cè)間隙對空回的影響。這種工作表面保持單面接觸，

47、從而消除了另一側(cè)間隙對空回的影響。這種方法除可消除螺旋副中間隙對空回的影響外，還可消除軸承的軸向間方法除可消除螺旋副中間隙對空回的影響外，還可消除軸承的軸向間隙和滑板連接處的間隙而產(chǎn)生的空回。同時，這種結(jié)構(gòu)在螺母上無需隙和滑板連接處的間隙而產(chǎn)生的空回。同時，這種結(jié)構(gòu)在螺母上無需開槽或劉分，因此螺桿與螺母接觸情況較好，有利于提高螺旋副的壽開槽或劉分，因此螺桿與螺母接觸情況較好，有利于提高螺旋副的壽命。命。 2.利用調(diào)整螺母利用調(diào)整螺母 (1)徑向調(diào)整法。利用不同的結(jié)構(gòu)，使螺母產(chǎn)生徑向收縮，以減小螺紋徑向調(diào)整法。利用不同的結(jié)構(gòu)，使螺母產(chǎn)生徑向收縮，以減小螺紋旋合處的間隙，從而減小空回。旋合處的間隙

48、，從而減小空回。圖圖2-31所示為徑向調(diào)整法的典型示例。所示為徑向調(diào)整法的典型示例。下一頁上一頁返回2 .2機械傳動機械傳動 (2)軸向調(diào)整法。軸向調(diào)整法。圖圖2-32所示為軸向調(diào)整法的典型結(jié)構(gòu)示例。所示為軸向調(diào)整法的典型結(jié)構(gòu)示例。 3.利用塑料螺母消除空回利用塑料螺母消除空回 圖圖2-33所示是用聚乙烯或聚酞胺所示是用聚乙烯或聚酞胺(尼龍尼龍)制作螺母，用金屬壓圈壓制作螺母，用金屬壓圈壓緊，利用塑料的彈性能很好地消除螺旋副的間隙。緊，利用塑料的彈性能很好地消除螺旋副的間隙。上一頁返回2 .3支承部件支承部件2. 3. 1軸系的支承部件軸系的支承部件 軸系由軸及安裝在軸上的齒輪、帶輪等傳動部件

49、組成，有主軸軸軸系由軸及安裝在軸上的齒輪、帶輪等傳動部件組成，有主軸軸系和中間傳動軸軸系。軸系的主要作用是傳遞扭矩及傳動精確的回轉(zhuǎn)系和中間傳動軸軸系。軸系的主要作用是傳遞扭矩及傳動精確的回轉(zhuǎn)運動，它直接承受外力運動，它直接承受外力(力矩力矩)。對于中間傳動軸軸系一般要求不高。對于中間傳動軸軸系一般要求不高。而對于完成主要作用的主軸軸系的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形及抗振性而對于完成主要作用的主軸軸系的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形及抗振性等的要求較高。通常在設計軸系時要求等的要求較高。通常在設計軸系時要求:(1)旋轉(zhuǎn)精度。旋轉(zhuǎn)精度。(2)剛度。剛度。(3)抗振性?？拐裥?。(4)熱變形。熱變形。(5)軸上零件

50、的布置。軸上零件的布置。下一頁返回2 .3支承部件支承部件 2.3.1.1軸系用軸承的類型與選擇軸系用軸承的類型與選擇 軸系組件所用的軸承有滾動軸承和滑動軸承兩大類。隨著機床精軸系組件所用的軸承有滾動軸承和滑動軸承兩大類。隨著機床精度要求的提高和變速范圍的擴大，簡單的滑動軸承難以滿足要求，滾度要求的提高和變速范圍的擴大，簡單的滑動軸承難以滿足要求，滾動軸承的應用越來越廣。滾動軸承是廣泛應用的機械支承。滾動軸承動軸承的應用越來越廣。滾動軸承是廣泛應用的機械支承。滾動軸承它主要由滾動體支承軸上的負荷，并與機座做相對旋轉(zhuǎn)、擺動等運動，它主要由滾動體支承軸上的負荷，并與機座做相對旋轉(zhuǎn)、擺動等運動，以求

51、在較小的摩擦力矩下，達到傳遞功率的目的。滾動軸承的不斷發(fā)以求在較小的摩擦力矩下，達到傳遞功率的目的。滾動軸承的不斷發(fā)展，不僅在性能上基本滿足使用要求，而且它由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)，展，不僅在性能上基本滿足使用要求，而且它由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)，因此質(zhì)量容易控制。但滑動軸承所具有的工作平穩(wěn)和抗振性好的特點，因此質(zhì)量容易控制。但滑動軸承所具有的工作平穩(wěn)和抗振性好的特點，是滾動軸承難以代替的。所以出現(xiàn)了各種多楔動壓軸承及靜壓軸承，是滾動軸承難以代替的。所以出現(xiàn)了各種多楔動壓軸承及靜壓軸承，使滑動軸承的應用范圍在不斷擴大，尤其在一些精密機械設備上，各使滑動軸承的應用范圍在不斷擴大，尤其在一些精密機械設備上，各

52、種新式的滑動軸承得到了廣泛應用。下面重點就滾動軸承進行介紹。種新式的滑動軸承得到了廣泛應用。下面重點就滾動軸承進行介紹。下一頁上一頁返回2 .3支承部件支承部件 滾動軸承優(yōu)良的性能、壽命和可靠性，不僅僅取決于軸承的設滾動軸承優(yōu)良的性能、壽命和可靠性，不僅僅取決于軸承的設計和制造，還取決于應用設計。只有對滾動軸承及其系統(tǒng)的應用進行計和制造，還取決于應用設計。只有對滾動軸承及其系統(tǒng)的應用進行系統(tǒng)設計，考慮影響滾動軸承可靠性和壽命的各種因素，才能夠確保系統(tǒng)設計，考慮影響滾動軸承可靠性和壽命的各種因素，才能夠確保滾動軸承性能的發(fā)揮和壽命的提高?？梢哉f，離開了滾動軸承系統(tǒng)的滾動軸承性能的發(fā)揮和壽命的提高

53、?？梢哉f，離開了滾動軸承系統(tǒng)的合理選型設計和應用就無法考慮軸承的使用壽命。合理選型設計和應用就無法考慮軸承的使用壽命。 滾動軸承有許多種類，盡管滾動軸承有許多種類，盡管ISO,GB標準中已經(jīng)標準化，但其尺標準中已經(jīng)標準化，但其尺寸范圍仍然很寬，因此給我們選擇合適的軸承帶來了困難。在設計軸寸范圍仍然很寬，因此給我們選擇合適的軸承帶來了困難。在設計軸系選擇軸承時，我們應該考慮以下幾點系選擇軸承時，我們應該考慮以下幾點: (1)滿足使用性能要求，包括承載能力、旋轉(zhuǎn)精度、剛度及轉(zhuǎn)速等滿足使用性能要求，包括承載能力、旋轉(zhuǎn)精度、剛度及轉(zhuǎn)速等; (2)滿足安裝空間要求滿足安裝空間要求; (3)維護保養(yǎng)方便維

54、護保養(yǎng)方便; (4)使用環(huán)境，如溫度、環(huán)境氣氛對軸承的影響使用環(huán)境，如溫度、環(huán)境氣氛對軸承的影響; (5)性價比。性價比。下一頁上一頁返回2 .3支承部件支承部件2. 3. 1. 2常用幾種主軸滾動軸承配置常用幾種主軸滾動軸承配置表表2-16(表格太大請參見課本表格太大請參見課本)列出幾種典型主軸軸承的配置形式及工作性列出幾種典型主軸軸承的配置形式及工作性能。能。2.3.1.3其他軸承其他軸承 1.非標滾動軸承非標滾動軸承 非標滾動軸承適應軸承精度要求較高，結(jié)構(gòu)尺寸較小或因特殊要非標滾動軸承適應軸承精度要求較高，結(jié)構(gòu)尺寸較小或因特殊要求而未能采用標準軸承而需自行設計的情形。求而未能采用標準軸承

55、而需自行設計的情形。圖圖2-34為微型滾動軸承，為微型滾動軸承，圖圖2-34(a)與與(b)具有杯形外圈而沒有內(nèi)圈，錐形軸頸與滾珠直接接觸，具有杯形外圈而沒有內(nèi)圈，錐形軸頸與滾珠直接接觸，其軸向間隙由彈簧或螺母調(diào)整，其軸向間隙由彈簧或螺母調(diào)整，圖圖2-34(c)采用碟形墊圈來消除軸向間采用碟形墊圈來消除軸向間隙，墊圈的作用力比作用在軸承上的最大軸向力大隙，墊圈的作用力比作用在軸承上的最大軸向力大2 3倍。倍。下一頁上一頁返回2 .3支承部件支承部件 2.靜壓軸承靜壓軸承 滑動軸承阻尼性能好、支承精度高、具有良好的抗振性和運動平滑動軸承阻尼性能好、支承精度高、具有良好的抗振性和運動平穩(wěn)性。按照液

56、體介質(zhì)的不同，目前使用的有液體滑動軸承和氣體滑動穩(wěn)性。按照液體介質(zhì)的不同，目前使用的有液體滑動軸承和氣體滑動軸承兩大類。按油膜和氣膜壓強的形成方法又有動壓、靜壓和動靜壓軸承兩大類。按油膜和氣膜壓強的形成方法又有動壓、靜壓和動靜壓相結(jié)合的軸承之分。相結(jié)合的軸承之分。 動壓軸承是在軸旋轉(zhuǎn)時，油動壓軸承是在軸旋轉(zhuǎn)時，油(氣氣)被帶入軸與軸承間所形成的楔形被帶入軸與軸承間所形成的楔形間隙中，由于間隙逐漸變窄，使壓強升高，將軸浮起而形成油間隙中，由于間隙逐漸變窄，使壓強升高，將軸浮起而形成油(氣氣)楔，楔，以承受載荷。其承載能力與滑動表面的線速度成正比，低速時承載能以承受載荷。其承載能力與滑動表面的線速

57、度成正比，低速時承載能力很低。故動壓軸承只適用于速度很高、且速度變化不大的場合。力很低。故動壓軸承只適用于速度很高、且速度變化不大的場合。 下一頁上一頁返回2 .3支承部件支承部件 靜壓軸承是利用外部供油靜壓軸承是利用外部供油(氣氣)裝置將具有一定壓力的液裝置將具有一定壓力的液(氣氣)體通體通過油過油(氣氣)孔進入軸套油孔進入軸套油(氣氣)腔，將軸浮起而形成壓力油腔，將軸浮起而形成壓力油(氣氣)膜，以承受膜，以承受載荷。其承載能力與滑動表面的線速度無關，故廣泛應用于低、中速、載荷。其承載能力與滑動表面的線速度無關，故廣泛應用于低、中速、大載荷、高精度的機器。它具有剛度大、精度高、抗振性好、摩擦

58、阻大載荷、高精度的機器。它具有剛度大、精度高、抗振性好、摩擦阻力小等優(yōu)點。力小等優(yōu)點。 液體靜壓軸承工作原理如液體靜壓軸承工作原理如圖圖2-35所示，油腔所示，油腔1為軸套為軸套8內(nèi)面上的凹內(nèi)面上的凹入部分，包圍油腔的四周稱為封油面，封油面與運動表面構(gòu)成的間隙入部分，包圍油腔的四周稱為封油面，封油面與運動表面構(gòu)成的間隙稱為油膜厚度。為了承載，需要流量補償。補償流量的機構(gòu)稱為補償稱為油膜厚度。為了承載，需要流量補償。補償流量的機構(gòu)稱為補償元件，也稱節(jié)流器，如圖中右側(cè)所示。壓力油經(jīng)節(jié)流器第一次節(jié)流后元件，也稱節(jié)流器，如圖中右側(cè)所示。壓力油經(jīng)節(jié)流器第一次節(jié)流后流入油腔，又經(jīng)過封油面第二次節(jié)流后從軸向

59、流入油腔，又經(jīng)過封油面第二次節(jié)流后從軸向(端面端面)和周向和周向(回油槽回油槽7)流入油箱。流入油箱。下一頁上一頁返回2 .3支承部件支承部件 3.磁懸俘軸承磁懸俘軸承 磁懸浮軸承是利用磁場力將軸無機械摩擦、無潤滑地懸浮在空間磁懸浮軸承是利用磁場力將軸無機械摩擦、無潤滑地懸浮在空間的一種新型軸承。其工作原理如的一種新型軸承。其工作原理如圖圖2一一36所示。所示。 2.3.1.1典型主軸結(jié)構(gòu)典型主軸結(jié)構(gòu) 圖圖2-37(a)為精密分度頭主軸系統(tǒng)。它采用的是密珠軸承，主軸由為精密分度頭主軸系統(tǒng)。它采用的是密珠軸承，主軸由止推密珠軸承止推密珠軸承2,4和徑向密珠軸承和徑向密珠軸承1,3組成。這種軸承所

60、用滾珠數(shù)量多組成。這種軸承所用滾珠數(shù)量多且接近于多頭螺旋排列。由于密集的鋼珠有誤差平均效應，減小了局且接近于多頭螺旋排列。由于密集的鋼珠有誤差平均效應，減小了局部誤差對主軸軸心位置的影響，故主軸回轉(zhuǎn)精度有所提高。每個鋼珠部誤差對主軸軸心位置的影響，故主軸回轉(zhuǎn)精度有所提高。每個鋼珠公轉(zhuǎn)時沿著自己的滾道滾動而不相重復，減小了滾道的磨損，主軸回公轉(zhuǎn)時沿著自己的滾道滾動而不相重復，減小了滾道的磨損，主軸回轉(zhuǎn)精度可長期保持。實踐證明，提高鋼珠的密集度有利于主軸回轉(zhuǎn)精轉(zhuǎn)精度可長期保持。實踐證明，提高鋼珠的密集度有利于主軸回轉(zhuǎn)精度的提高，但過多的增加鋼珠會增大摩擦力矩。度的提高，但過多的增加鋼珠會增大摩擦力