第二章 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計

1、l第一節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)部件的設(shè)計要求l第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承部件的類型與 選擇 l第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l第六節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)座或機(jī)架l習(xí)題與思考題 第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計l設(shè)計要求與措施1 無間隙無間隙2 低摩擦低摩擦3 低慣量低慣量4 高剛度高剛度5 高諧振頻率高諧振頻率6 適當(dāng)?shù)淖枘岜冗m當(dāng)?shù)淖枘岜鹊诙聶C(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第一節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)部件的設(shè)計要求l一、機(jī)械傳動部件及其功能要求1 螺旋傳動螺旋傳動2 齒輪傳動齒輪傳動3 同步帶傳動同步帶傳動4 高速帶傳動高速帶傳動5 非線性傳動非線性傳動1 精密化精密化2

2、高速化高速化3 小型化小型化4 輕量化輕量化第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計傳遞力或力矩傳遞運動4第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計傳動機(jī)構(gòu)及其功能第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l二、 絲杠螺母機(jī)構(gòu)基本傳動形式l二、 絲杠螺母機(jī)構(gòu)基本傳動形式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l二、 絲杠螺母機(jī)構(gòu)基本傳動形式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計差動傳動l三、 滾珠絲杠傳動部件第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計1. 滾珠絲杠副的組成及特點第

3、二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件分類方式分類方式截面形狀截面形狀單圓弧型單圓弧型雙圓弧型雙圓弧型滾珠的循環(huán)滾珠的循環(huán)方式方式內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)外循環(huán)外循環(huán)軸向間隙的軸向間隙的調(diào)整調(diào)整第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計截面形狀截面形狀單圓弧型單圓弧型雙圓弧型雙圓弧型第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件截面形狀截面形狀單圓弧型單圓弧型雙圓弧型雙圓弧型第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部

4、件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件滾珠的循環(huán)滾珠的循環(huán)方式方式內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)外循環(huán)外循環(huán)螺旋槽式螺旋槽式插管式插管式端蓋式端蓋式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件外循環(huán)外循環(huán)螺旋槽式螺旋槽式插管式插管式端蓋式端蓋式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件外循環(huán)外循環(huán)螺旋槽式螺旋槽式插管式插管式端蓋式端蓋式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾

5、珠絲杠傳動部件第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件17第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件外循環(huán)外循環(huán)螺旋槽式螺旋槽式插管式插管式端蓋式端蓋式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計2. 滾珠絲杠副的典型的結(jié)構(gòu)類型l三、 滾珠絲杠傳動部件19分類方式分類方式截面形狀截面形狀單圓弧型單圓弧型雙圓弧型雙圓弧型滾珠的循環(huán)滾珠的循環(huán)方式方式內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)外循環(huán)外循環(huán)軸向間隙的軸向間隙的調(diào)整調(diào)整第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié)

6、 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊l三、 滾珠絲杠傳動部件軸向間隙的調(diào)軸向間隙的調(diào)整整雙螺母螺紋預(yù)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母齒差預(yù)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母墊片調(diào)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式彈簧式自動調(diào)彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式單螺母變位導(dǎo)單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式程自預(yù)緊式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊軸向間隙的調(diào)軸向間隙的調(diào)整整雙螺母螺紋預(yù)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母齒差預(yù)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母墊片調(diào)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式彈簧式自動調(diào)彈

7、簧式自動調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式單螺母變位導(dǎo)單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式程自預(yù)緊式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊軸向間隙的調(diào)軸向間隙的調(diào)整整雙螺母螺紋預(yù)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母齒差預(yù)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母墊片調(diào)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式彈簧式自動調(diào)彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式單螺母變位導(dǎo)單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式程自預(yù)緊式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊軸向間隙的調(diào)軸向間隙的調(diào)整整雙螺母螺紋預(yù)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整

8、式緊調(diào)整式雙螺母齒差預(yù)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母墊片調(diào)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式彈簧式自動調(diào)彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式單螺母變位導(dǎo)單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式程自預(yù)緊式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊軸向間隙的調(diào)軸向間隙的調(diào)整整雙螺母螺紋預(yù)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母齒差預(yù)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母墊片調(diào)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式彈簧式自動調(diào)彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式單螺母變位導(dǎo)單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式程自預(yù)緊式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲

9、杠傳動部件5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊軸向間隙的調(diào)軸向間隙的調(diào)整整雙螺母螺紋預(yù)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母齒差預(yù)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式緊調(diào)整式雙螺母墊片調(diào)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式彈簧式自動調(diào)彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式整預(yù)緊式單螺母變位導(dǎo)單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式程自預(yù)緊式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件5. 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇軸向剛度高、預(yù)拉伸安裝預(yù)緊力大第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)

10、計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇軸向剛度最高。高剛度、高轉(zhuǎn)速、高精度場合。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇軸向剛度較低。適用于中低速、長絲杠傳動情況。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇第

11、二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l三、 滾珠絲杠傳動部件6. 滾珠絲杠副支承方式的選擇第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件1. 齒輪傳動形式及傳動比的最佳匹配選擇問題1：電機(jī)拖動系統(tǒng)為什么要采用減速器？問題2：減速器的速比“i”應(yīng)該滿足什么基本條件？問題3：伺服電機(jī)驅(qū)動和普通電機(jī)拖動有什么區(qū)別？ 負(fù)載的轉(zhuǎn)速和阻力矩是由其任務(wù)特性決定的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動力矩不一定恰好能夠滿足要求，這就需要相互之間的匹配。負(fù)責(zé)匹配的裝置就是減速器。 首先必須使電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)過 “i” 作用后能夠適應(yīng)負(fù)載的轉(zhuǎn)速需求；其次，應(yīng)該使電機(jī)的輸出力矩能夠驅(qū)

12、動負(fù)載正常運轉(zhuǎn)。 普通電動機(jī)不具有調(diào)速功能，一般只能工作在額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩附近。伺服電機(jī)可以在很大范圍內(nèi)連續(xù)改變工作轉(zhuǎn)速，從而滿足負(fù)載速度變化的需求。不同轉(zhuǎn)速時伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力可能也會不同?！褒X輪傳動部件是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變換器”設(shè)計機(jī)電一體化齒輪傳動系統(tǒng)，主要是研究它的動力學(xué)特性。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件1. 齒輪傳動形式及傳動比的最佳匹配選擇 最佳總傳動比：最佳總傳動比： 由于負(fù)載特性和工作條件的不同，最佳傳動比有各由于負(fù)載特性和工作條件的不同，最佳傳動比有各種各樣的選擇方法。在伺服電動機(jī)驅(qū)動負(fù)載的傳動系統(tǒng)種各樣的選擇方法。

13、在伺服電動機(jī)驅(qū)動負(fù)載的傳動系統(tǒng)中常采用中常采用使負(fù)載加速度最大使負(fù)載加速度最大的方法。的方法。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則 （1 1）重量最輕原則：）重量最輕原則： 小功率傳動系統(tǒng)，滿足上式，可以使傳動裝置的重小功率傳動系統(tǒng)，滿足上式，可以使傳動裝置的重量最輕化。其前提在于：所有齒輪模數(shù)相同，所有大小量最輕化。其前提在于：所有齒輪模數(shù)相同，所有大小齒輪分別相同。齒輪分別相同。123niiii第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則（2 2）輸出

14、軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則：）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則：各級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算至末級輸出軸的總轉(zhuǎn)角誤差：各級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算至末級輸出軸的總轉(zhuǎn)角誤差：)/(1maxnkknki則四級齒輪傳動末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為：則四級齒輪傳動末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為：2345671max81 2 3 42 3 44 34+=+i i i ii i ii ii第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則（3 3）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則：）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則：利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機(jī)

15、軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。 不計軸和軸承的轉(zhuǎn)動慣量，根據(jù)系統(tǒng)動能不變的原則，左圖傳動裝置等效到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為：JJ23i電動機(jī)1J4i12J2221421321iiJiJJJJme第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則（3 3）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則：）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則：利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。413132dgBJJ42232dgBJ44432dgBJ4141212iddJJ414

16、24344141434)/(iiiddddJJJJ 4112iJJ4114214)/( iiJiJJ)11 (41221211iiiiJJme01iJem41212ii第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則（3 3）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則：）等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則：利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。 根據(jù)這一原則根據(jù)這一原則, , 各級傳動比分配各級傳動比分配的結(jié)果應(yīng)遵循的結(jié)果應(yīng)遵循 “前小后大前小后大” 的方式。的方式。第二

17、章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則配置傳動比的目的配置傳動比的目的： 滿足驅(qū)動元件與負(fù)載之間的滿足驅(qū)動元件與負(fù)載之間的 、相互匹配的基本要求。相互匹配的基本要求。總原則：盡量采用較大傳動比的單級傳動第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件2. 各級傳動比的最佳分配原則多級傳動時，遵循如下的原則：（1）重量最輕原則 小功率傳動時， i 的分配各級相等； 大功率傳動時， i 的分配先大后小。（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 傳動比 i 的分配先小后大，并且提高末一級齒

18、輪副的精度，使輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小。（3）最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則）最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則 傳動比 i 的分配先小后大，級數(shù)越多等效轉(zhuǎn)動慣量越小，但級數(shù)太多時，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并且等效轉(zhuǎn)動慣量降低不明顯。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件3. 諧波齒輪傳動第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件3. 諧波齒輪傳動1、傳動比大：幾十至幾百；2、承載能力高；3、傳動平穩(wěn)，精度高；4、體積小，噪聲低1、柔輪周期性變形，易疲勞破壞；2、轉(zhuǎn)動慣量和啟動力矩大，不適宜于小功率傳動；3、不能用于傳動比較小場合（i 小于35）；4、散熱

19、差優(yōu)點缺點第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件RV減速器第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件偏心調(diào)整法軸向墊片調(diào)整法雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法4. 齒輪傳動間隙的調(diào)整方法（1 1）圓柱齒輪傳動）圓柱齒輪傳動偏心調(diào)整法結(jié)構(gòu)簡單，但不能自動補(bǔ)償調(diào)整。軸向墊片調(diào)整法結(jié)構(gòu)簡單，但不能自動補(bǔ)償調(diào)整。雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法可以自動補(bǔ)償調(diào)整，但傳遞動力有限。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l四、 齒輪傳動部件雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法4. 齒輪傳動間隙的調(diào)整方法（2 2）斜齒輪傳動）斜齒輪傳動第二章機(jī)械系統(tǒng)

20、部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l五、 撓性傳動部件1. 同步帶傳動傳動比準(zhǔn)確，效率高，噪聲低，平穩(wěn)、高速。安裝精度要求高；中心距要求嚴(yán)格；蠕變性。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第二節(jié) 機(jī)械傳動部件的選擇與設(shè)計l五、 撓性傳動部件2. 鋼帶傳動3. 繩輪傳動4. 鏈傳動l六、 間歇傳動機(jī)構(gòu)（從略）1.棘輪棘爪機(jī)構(gòu) 2.槽輪傳動機(jī)構(gòu)3.蝸形凸輪傳動機(jī)構(gòu)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計導(dǎo)向支承部件的導(dǎo)向支承部件的作用：作用： 支承和限制支承和限制運動部件按運動部件按給定的運動要求給定的運動要求和和規(guī)定的規(guī)定的運動方向運動方向運動。運動。 這樣的部件通常稱為這

21、樣的部件通常稱為導(dǎo)軌副導(dǎo)軌副，簡稱，簡稱導(dǎo)軌導(dǎo)軌。承導(dǎo)件運動件l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求55第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求1. 導(dǎo)軌副的種類開式圓柱面導(dǎo)軌閉式圓柱面導(dǎo)軌燕尾導(dǎo)軌閉式直角導(dǎo)軌開式V形導(dǎo)軌開式滾珠導(dǎo)軌滾動軸承導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌閉式滾珠導(dǎo)軌開式滾柱導(dǎo)軌第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求2. 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（1 1）導(dǎo)向精度）導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度高：導(dǎo)軌按給定方向運動的準(zhǔn)確程度要高；導(dǎo)向精度高：導(dǎo)軌按給定方向運動的準(zhǔn)確程度要高；

22、 導(dǎo)向精度的高低，主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的高低，主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型、導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度、導(dǎo)軌的配合間隙、油膜厚度和的幾何精度和接觸精度、導(dǎo)軌的配合間隙、油膜厚度和油膜剛度、導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度和熱變形等。油膜剛度、導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度和熱變形等。導(dǎo)向精度高剛度好運動輕便平穩(wěn)耐磨性好溫度變化影響小結(jié)構(gòu)工藝性好第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求2. 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（2 2）剛度）剛度 導(dǎo)軌的剛度就是抵抗載荷的能力。抵抗恒定載荷的能力導(dǎo)軌的剛度就是抵抗載荷的能力。抵抗恒定載荷的能力稱為靜剛度；抵抗交變

23、載荷的能力稱為動剛度。稱為靜剛度；抵抗交變載荷的能力稱為動剛度。 在恒定載荷作用下，物體變形的大小，表示靜剛度的好在恒定載荷作用下，物體變形的大小，表示靜剛度的好壞。導(dǎo)軌變形一般有壞。導(dǎo)軌變形一般有自身自身、局部局部和和接觸接觸三種變形。三種變形。 導(dǎo)軌局部變形發(fā)生在載荷集中的地方，因此，必須加強(qiáng)導(dǎo)軌局部變形發(fā)生在載荷集中的地方，因此，必須加強(qiáng)導(dǎo)軌的局部剛度。導(dǎo)軌的局部剛度。 可用加大尺寸、添加輔助導(dǎo)軌或施加預(yù)載荷等方法提高可用加大尺寸、添加輔助導(dǎo)軌或施加預(yù)載荷等方法提高剛度。剛度。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求2. 導(dǎo)軌

24、副應(yīng)滿足的基本要求（3 3）精度的保持性）精度的保持性 精度的保持性主要由導(dǎo)軌的精度的保持性主要由導(dǎo)軌的耐磨性耐磨性決定。導(dǎo)軌的耐磨決定。導(dǎo)軌的耐磨性是指導(dǎo)軌在長期使用后，應(yīng)能保持一定的導(dǎo)向精度。性是指導(dǎo)軌在長期使用后，應(yīng)能保持一定的導(dǎo)向精度。 導(dǎo)軌的耐磨性，主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、摩擦導(dǎo)軌的耐磨性，主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、摩擦性質(zhì)、表面粗糙度、表面硬度、表面潤滑及受力情況等；提性質(zhì)、表面粗糙度、表面硬度、表面潤滑及受力情況等；提高導(dǎo)軌的精度保持性，必須進(jìn)行正確的潤滑與保護(hù)。采用獨高導(dǎo)軌的精度保持性，必須進(jìn)行正確的潤滑與保護(hù)。采用獨立的潤滑系統(tǒng)自動潤滑已被普遍采用。防護(hù)方法很多，目前立

25、的潤滑系統(tǒng)自動潤滑已被普遍采用。防護(hù)方法很多，目前多采用多層金屬薄板伸縮式防護(hù)罩進(jìn)行防護(hù)。多采用多層金屬薄板伸縮式防護(hù)罩進(jìn)行防護(hù)。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求2. 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（4 4）運動的靈活性和低速運動的平穩(wěn)性）運動的靈活性和低速運動的平穩(wěn)性 機(jī)電一體化系統(tǒng)和計算機(jī)外圍設(shè)備等的精度和運動速度機(jī)電一體化系統(tǒng)和計算機(jī)外圍設(shè)備等的精度和運動速度都比較高，因此，其導(dǎo)軌應(yīng)具有較好的靈活性和平穩(wěn)性，工都比較高，因此，其導(dǎo)軌應(yīng)具有較好的靈活性和平穩(wěn)性，工作時應(yīng)輕便省力，速度均勻，低速運動或微量位移時不出現(xiàn)作時應(yīng)輕便省力

26、，速度均勻，低速運動或微量位移時不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；高速運動時應(yīng)無振動。爬行現(xiàn)象；高速運動時應(yīng)無振動。 在低速運行時在低速運行時( (如如0.05mm/min)0.05mm/min)，往往會出現(xiàn)爬行。，往往會出現(xiàn)爬行。 為防止爬行現(xiàn)象的出現(xiàn)，可同時采取以下幾項措施： 采用滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌、貼塑料層導(dǎo)軌等； 在普通滑動導(dǎo)軌上使用含有極性添加劑的導(dǎo)軌油； 減小結(jié)合面、增大結(jié)構(gòu)尺寸、縮短傳動鏈、減少傳動副等。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求2. 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（5 5）對溫度的敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性）對溫度的敏感性和結(jié)

27、構(gòu)工藝性 導(dǎo)軌在環(huán)境溫度變化的情況下，應(yīng)能正常工作，既不導(dǎo)軌在環(huán)境溫度變化的情況下，應(yīng)能正常工作，既不“卡死卡死”，亦不影響系統(tǒng)的運動精度。導(dǎo)軌對溫度變化的敏，亦不影響系統(tǒng)的運動精度。導(dǎo)軌對溫度變化的敏感性，主要取決于導(dǎo)軌材料和導(dǎo)軌配合間隙的選擇。感性，主要取決于導(dǎo)軌材料和導(dǎo)軌配合間隙的選擇。 結(jié)構(gòu)工藝性是指系統(tǒng)在正常工作的條件下，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工藝性是指系統(tǒng)在正常工作的條件下，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，裝拆、調(diào)整、維修及檢測方便，從而最大簡單，制造容易，裝拆、調(diào)整、維修及檢測方便，從而最大限度地降低成本。限度地降低成本。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l一、 導(dǎo)軌

28、副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求3. 導(dǎo)軌副的設(shè)計內(nèi)容選擇合適的導(dǎo)軌類型；選擇合適的導(dǎo)軌類型；選擇導(dǎo)軌的截面形狀；選擇導(dǎo)軌的截面形狀；選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸；選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸；選擇導(dǎo)軌的補(bǔ)償及調(diào)整裝置；選擇導(dǎo)軌的補(bǔ)償及調(diào)整裝置；選擇合理的耐磨涂料、潤滑方法和防護(hù)裝置；選擇合理的耐磨涂料、潤滑方法和防護(hù)裝置；制訂保證導(dǎo)軌正常工作所必需的技術(shù)條件。制訂保證導(dǎo)軌正常工作所必需的技術(shù)條件。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇1. 導(dǎo)軌副的截面形狀及其特點第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選

29、擇2. 導(dǎo)軌副的組合形式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇2. 導(dǎo)軌副的組合形式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇2. 導(dǎo)軌副的組合形式第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇3. 導(dǎo)軌副間隙的調(diào)整第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇3. 導(dǎo)軌副間隙的調(diào)整第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇4. 導(dǎo)軌副材料的選擇第二章機(jī)械系統(tǒng)部

30、件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l二、 滑動導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇5. 提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施鑲裝導(dǎo)軌提高導(dǎo)軌的精度與改善表面粗糙度減小導(dǎo)軌單位面積上的壓力(即比壓) 第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇1. 直線運動滾動導(dǎo)軌副的特點及要求 摩擦系數(shù)小(0.0030.005)，運動靈活； 動、靜摩擦系數(shù)基本相同，啟動阻力小，不易爬行； 可以預(yù)緊,剛度高； 壽命長； 精度高； 潤滑方便，可以采用脂潤滑，一次裝填，長期使用； 專業(yè)廠生產(chǎn)，外購選用。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇

31、2. 滾動導(dǎo)軌副的分類第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇2. 滾動導(dǎo)軌副的分類滾動體不循環(huán)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇2. 滾動導(dǎo)軌副的分類滾動體不循環(huán)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇2. 滾動導(dǎo)軌副的分類滾動體循環(huán)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇2. 滾動導(dǎo)軌副的分類滾動體循環(huán)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與

32、選擇2. 滾動導(dǎo)軌副的分類滾動體循環(huán)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l三、 滾動導(dǎo)軌副的類型與選擇2. 滾動導(dǎo)軌副的分類滾動軸承導(dǎo)軌第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計l四、靜壓導(dǎo)軌副工作原理滑動摩擦滑動摩擦支承支承圓柱支承圓柱支承圓錐支承圓錐支承球面支承球面支承頂針支承頂針支承滾動摩擦滾動摩擦支承支承填入式滾填入式滾珠支承珠支承刀刀口支承口支承彈性摩擦彈性摩擦支承支承氣體氣體(或液或液體體)摩擦支摩擦支承承基本要求：方向精度和置中精度；摩擦阻力矩的大小；許用載荷；對溫度變化的敏感性；耐磨性及磨損補(bǔ)償；抗振性；成本。旋轉(zhuǎn)支承中的運動件相對于支

33、承導(dǎo)件轉(zhuǎn)動或擺動時，按其相互摩擦的性質(zhì)可分為:第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l一、旋轉(zhuǎn)支承的種類及基本要求滑動摩擦滑動摩擦支承支承圓柱支承圓柱支承圓錐支承圓錐支承球面支承球面支承頂針支承頂針支承滾動摩擦滾動摩擦支承支承填入式滾填入式滾珠支承珠支承刀口支承刀口支承彈性摩擦彈性摩擦支承支承氣體氣體(或液或液體體)摩擦支摩擦支承承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l一、旋轉(zhuǎn)支承的種類及基本要求第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l一、旋轉(zhuǎn)支承的種類及基本要求滑動摩擦滑動摩擦支承支承圓柱支承圓柱支承圓錐支承圓錐支承球面支承球面支承頂針

34、支承頂針支承滾動摩擦滾動摩擦支承支承填入式滾填入式滾珠支承珠支承刀口支承刀口支承彈性摩擦彈性摩擦支承支承氣體氣體(或液或液體體)摩擦支摩擦支承承1-1-軸肩；軸肩；2-2-軸套；軸套；3-3-錐孔；錐孔； 4-4-支承座體支承座體 第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l二、圓柱支承結(jié)構(gòu)第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l二、圓柱支承結(jié)構(gòu)l圓柱支承受力類型第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l二、圓柱支承結(jié)構(gòu)l圓柱支承精度第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l二、圓柱支承結(jié)構(gòu)置中精度置中精度方向精度方向精度第二章機(jī)

35、械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l三、圓錐支承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l四、填入式滾動支承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l四、填入式滾動支承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l四、填入式滾動支承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l五、其他形式支承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l五、其他形式支承第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承的選擇與設(shè)計l五、其他形式支承 軸系由軸及安裝在軸上的齒輪、帶輪等傳動部件軸系由軸及安裝在軸上的齒輪、帶輪等傳動部件組

36、成，有主軸軸系和中間傳動軸軸系。軸系的主要作組成，有主軸軸系和中間傳動軸軸系。軸系的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩及精確的回轉(zhuǎn)運動，它直接承受外力用是傳遞轉(zhuǎn)矩及精確的回轉(zhuǎn)運動，它直接承受外力( (力矩力矩) )。對于中間傳動軸系一般要求不高。而對于完。對于中間傳動軸系一般要求不高。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?？拐裥缘鹊囊筝^高。第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l一、軸系設(shè)計的基本要求旋轉(zhuǎn)精度：旋轉(zhuǎn)精度：在裝配之后，在無負(fù)載、低速旋轉(zhuǎn)的條件下，在裝配之后，在無負(fù)載、低速旋轉(zhuǎn)的條件下，軸前端的徑

37、向跳動和軸向竄動量軸前端的徑向跳動和軸向竄動量剛度：剛度：反映軸系組件抵抗靜、動載荷變形的能力反映軸系組件抵抗靜、動載荷變形的能力熱變形：熱變形：影響傳動系統(tǒng)的傳動精度、旋轉(zhuǎn)精度及位置精度影響傳動系統(tǒng)的傳動精度、旋轉(zhuǎn)精度及位置精度抗振性：抗振性：直接影響旋轉(zhuǎn)精度和軸承壽命直接影響旋轉(zhuǎn)精度和軸承壽命第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l一、軸系設(shè)計的基本要求第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l一、軸系設(shè)計的基本要求第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l一、軸系設(shè)計的基本要求標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承 深溝球軸承 雙列向心短圓柱滾子軸承 圓錐滾子軸承 推力軸承 第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l二、軸(主軸)系用軸承的類型與選擇非標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承 第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計l二、軸(主軸)系用軸承的類型與選擇非標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承 第二章機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與