機電一體化第六章機械技術(shù)

1、機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)6.1 概述概述6.2 機械傳動機械傳動6.3 支撐部件支撐部件機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)(2) 快速響應(yīng)性快速響應(yīng)性(3) (3) 良好的穩(wěn)定性良好的穩(wěn)定性機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)6.2.1 同步帶傳動同步帶傳動6.2.2 齒輪傳動齒輪傳動6.2.3 諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動6.2.4 滾珠絲杠傳動滾珠絲杠傳動機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化

2、機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)圖圖6-1機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)(1)按用途分按用途分 (a) 一般工業(yè)用同步帶傳動一般工業(yè)用同步帶傳動 即梯形齒同步帶傳動即梯形齒同步帶傳動（圖圖6-1）。主要用于中、小功率的同步帶傳動，如各種儀器、計算）。主要用于中、小功率的同步帶傳動，如各種儀器、計算機、輕工機械均采用這種同步帶傳動。機、輕工機械均采用這種同步帶傳動。 (b) 高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動 又稱又稱HTD帶帶(High Torque Drive) 。其齒形呈圓弧狀其齒形呈圓弧狀(圖圖6-2)，我國稱為圓弧齒同步帶傳動。它主，我國稱為

3、圓弧齒同步帶傳動。它主要用于重型機械的傳動中，如運輸機械要用于重型機械的傳動中，如運輸機械(飛機、汽車飛機、汽車)、石油機、石油機械、機床、發(fā)電機等的傳動。械、機床、發(fā)電機等的傳動。 (c) 特種規(guī)格同步帶傳動特種規(guī)格同步帶傳動 根據(jù)機器特殊需要而采用的特種根據(jù)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、汽車發(fā)動機用的同步帶傳規(guī)格同步帶傳動，如工業(yè)縫紉機、汽車發(fā)動機用的同步帶傳動。動。 (d) 特殊用途同步帶傳動特殊用途同步帶傳動 為適應(yīng)特殊環(huán)境制造的同步帶。為適應(yīng)特殊環(huán)境制造的同步帶。機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)(a) 模數(shù)制模數(shù)制 同

4、步帶主要參數(shù)是模數(shù)同步帶主要參數(shù)是模數(shù)m(與齒輪相同與齒輪相同)，根，根據(jù)不同的模數(shù)數(shù)值來確定帶的型號及結(jié)構(gòu)參數(shù)。在據(jù)不同的模數(shù)數(shù)值來確定帶的型號及結(jié)構(gòu)參數(shù)。在60年代年代該該種規(guī)格制度曾應(yīng)用于日、意、蘇等國，后隨國際交流的需要，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。目前僅前蘇聯(lián)及東各國同步帶規(guī)格制度逐漸統(tǒng)一到節(jié)距制。目前僅前蘇聯(lián)及東歐各國仍采用模數(shù)制。歐各國仍采用模數(shù)制。 (b) 節(jié)距制節(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(yīng)帶、輪有不同的結(jié)構(gòu)尺寸。該種規(guī)格制度目前小不同，相應(yīng)帶、輪有

5、不同的結(jié)構(gòu)尺寸。該種規(guī)格制度目前被列為國際標(biāo)準(zhǔn)。由于節(jié)距制來源于英、美，其計量單位為被列為國際標(biāo)準(zhǔn)。由于節(jié)距制來源于英、美，其計量單位為英制或經(jīng)換算的公制單位。英制或經(jīng)換算的公制單位。 (c) 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(biāo)米制節(jié)距是德國同步帶傳動國家標(biāo)準(zhǔn)制定的規(guī)格制度。其主要參數(shù)為齒節(jié)距，但標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距數(shù)值準(zhǔn)制定的規(guī)格制度。其主要參數(shù)為齒節(jié)距，但標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距數(shù)值不同于不同于ISO節(jié)距制，計量單位為公制。在我國，由于德國進節(jié)距制，計量單位為公制。在我國，由于德國進口設(shè)備較多，故口設(shè)備較多，故DIN米制節(jié)距同步帶在我國也有應(yīng)用。米制節(jié)距同步帶在我國也有應(yīng)用。機電一體化機電一

6、體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)圖圖6-2機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)(1) 失效形式和計算準(zhǔn)則失效形式和計算準(zhǔn)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： (a) 承載繩斷裂承載繩斷裂 原因是帶型號過小和小帶輪直徑過小等。原因是帶型號過小和小帶輪直徑過小等。 (b) 爬齒和跳齒爬齒和跳齒 原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與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。帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初拉力過小等。

7、(c) 帶齒的磨損帶齒的磨損 原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。緊力過大等。 (d) 其他失效方式其他失效方式 帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪棱邊磨損、嚙合齒數(shù)過少引起的帶齒剪切破壞、同步帶背的棱邊磨損、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。龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。 正常工作條件下，同步帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是正常工作條件下，同步帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是: :不打滑的條不打滑的條件下，保證同步帶的抗拉強度件下，保證同步帶的抗拉強度; 灰塵雜質(zhì)較多的條件下，則應(yīng)灰塵雜質(zhì)較多的條件下，則

8、應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。保證帶齒的一定耐磨性。機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)(2) 同步帶傳動的設(shè)計計算步驟同步帶傳動的設(shè)計計算步驟機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)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 機電一體化的齒輪傳動系統(tǒng)，主要考慮它的動力學(xué)特性。機電一體化的齒輪傳動系統(tǒng)，主要考慮它的動力學(xué)特性。(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(fù)載、慣性負(fù)載和首先把傳動系統(tǒng)中的工作負(fù)載、慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載綜摩擦負(fù)載綜合為系統(tǒng)的總負(fù)載，方法有：合為系統(tǒng)的總負(fù)載，方法有： (a)

9、 峰值綜合：若各種負(fù)載為非隨機性負(fù)載，將各負(fù)載的峰值綜合：若各種負(fù)載為非隨機性負(fù)載，將各負(fù)載的峰值取代數(shù)和。峰值取代數(shù)和。 (b) 均方根綜合：若各種負(fù)載為隨機性負(fù)載，取各負(fù)載的均方根綜合：若各種負(fù)載為隨機性負(fù)載，取各負(fù)載的均方根。均方根。 負(fù)載綜合時，要轉(zhuǎn)化到電機軸上，成為等效峰值綜合負(fù)負(fù)載綜合時，要轉(zhuǎn)化到電機軸上，成為等效峰值綜合負(fù)載轉(zhuǎn)矩或等效均方根綜合負(fù)載轉(zhuǎn)矩。使等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩最小或載轉(zhuǎn)矩或等效均方根綜合負(fù)載轉(zhuǎn)矩。使等效負(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。負(fù)載加速度最大的總傳動比，即為最佳總傳動比。機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械

10、技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)JJ23i電動機1J4i12J2221421321iiJiJJJJme機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)413132dgBJJ42232dgBJ44432dgBJ4141212iddJJ41424344141434)/(iiiddddJJJJ 4112iJJ4114214)/( iiJiJJ)11 (41221211iiiiJJme01iJem22121412iii機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)nkkikininnni, 3 , 22

11、21121) 12(21221*李國康李國康,董玉民董玉民.齒輪傳動等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則的研究齒輪傳動等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則的研究.重型機械重型機械J，2004.1機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)max)/(1maxnkknkikkni機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù) 如如四級齒輪傳動四級齒輪傳動系統(tǒng)中各級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差（系統(tǒng)中各級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差（1， 2 ， 8）換算到末級輸出軸上的）換算到末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為總轉(zhuǎn)角誤差為84764354432321maxiiiiiii 總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級齒輪的

12、轉(zhuǎn)角誤差和總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小。傳動比的大小。機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)12341233 4 5 6 7機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)12345678機電一體化機電一體化機電一

13、體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)rgHgHrHrgzzigrHgzrz0rrgHgHHrgzzi0grggrHgzzzzz1rgggHHgzzzi機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)0grgHHrHrgzzi0rgrrgHrzzzzz1grrrHHr

14、zzzi200rz202gz101Hgi100Hri機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)最大回差減速比機型（指柔輪內(nèi)徑，單位為mm)單級、臥式安裝通用諧波減器機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)1CP2CTACPKP1ACTKT2機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)1CFDFRTKFAC/21許FF1C機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電

15、一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù) 機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)絲杠側(cè)螺母A 螺母B調(diào)整墊片預(yù)拉方向預(yù)拉方向預(yù)緊方向墊片預(yù)緊方向機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)絲杠側(cè)螺母側(cè)絲杠側(cè)螺母側(cè)承載滾珠間隔鋼球機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)導(dǎo)程導(dǎo)程+

16、導(dǎo)程絲杠側(cè)螺母側(cè)預(yù)拉方向預(yù)拉方向機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)aaF3/2aaF)(sin2 . 131mDQaa機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)aDQsin/10ZFQaZ機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)aoFaF3/2aoaokF3/2AAkF3/2BBkFBaoaoA機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)aFaBAFFFaFbF0B3/23/23/2aoaoAkFkFkF3/23/22aoAFFaoaoAFFF38aoaoAA

17、ao21機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)1軸向剛度較高；軸向剛度較高；2預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較大，軸承壽命比方案預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較大，軸承壽命比方案 2低；低；3適宜中速、精度高，并可用雙推適宜中速、精度高，并可用雙推單推組合。單推組合。 機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)1軸向剛度最高

18、；軸向剛度最高；2預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較小，軸承壽命較高預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較小，軸承壽命較高3適宜高速、高剛度、高精度。適宜高速、高剛度、高精度。機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)1軸向剛度低，與螺母位置有關(guān)；軸向剛度低，與螺母位置有關(guān)；2雙推端可預(yù)拉伸安裝；雙推端可預(yù)拉伸安裝；3適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。絲杠。 機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)hLmAHFCFKKKF 機電一體

19、化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)FKHKAKmFFKHKAK精度系數(shù)C、DE、FGH1.01.11.251.43機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù) 41067. 1hmCaLnFCmnhLCF 機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)aaCC min/10rn 機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)03. 0NFKKKFmAHFC456038000 . 10 . 12 . 1機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)NL

20、nFChmCa204221067. 11500010045601067. 144aC0D機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)crF22) (lEIFacrGPaE206aI4744am1018. 2640459. 064dI3/2機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)52792221093. 6)2 . 13/2(1018. 210206)(lEIFacr45 . 22 65SFFmcrScf機電一體化機電一體化機電一體

21、化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)crncrnnmax10960)2 . 132(0459. 0927. 39910) (991022212ldfnccr10000max nncr機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)0LcGJTpEApFL220214dA4132dJccJ8 . 3)408112tan(102503800)tan(230DFTm機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)mGdTpEdpFGJTpEApFLc2492232934122212010752. 60459. 0103 .83)14. 3

22、(8 . 3)106(160459. 01020614. 338001064 1642mpLlL5 .1310610752. 62 . 1320mmm1503. 02121L機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)939. 0)408112tan()112tan()tan(tan機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六

23、章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)矩形對稱三角形不對稱三角形燕尾槽圓形凸形凹形機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)231a)c)b)機電一體化

24、機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)a)b)c)1 234機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化第六章機械技術(shù)機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機電一體化機