機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)

1、第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.1 無(wú)側(cè)隙齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)側(cè)隙齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)3.3 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng) 3.4 滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌3.5 滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌 3.6 靜壓螺旋傳動(dòng)與靜壓導(dǎo)軌簡(jiǎn)介靜壓螺旋傳動(dòng)與靜壓導(dǎo)軌簡(jiǎn)介思考題思考題 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.1無(wú)側(cè)隙齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)側(cè)隙齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.偏心軸套調(diào)整法 圖3-1所示為最簡(jiǎn)單的偏心軸套式消隙結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)2通過(guò)偏心軸套1裝在殼體上。1.偏心軸套調(diào)整法 轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸套1可以調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距

2、,從而消除直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙及其造成的換向死區(qū)。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但側(cè)隙調(diào)整后不能自動(dòng)補(bǔ)償。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-1 偏心軸套式消隙結(jié)構(gòu)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 如圖3-2所示,兩薄片齒輪1、2上各裝入有螺紋的凸耳3、4,螺釘5裝在凸耳3上,螺母6、7可調(diào)節(jié)螺釘5的伸出長(zhǎng)度。彈簧8一端勾在凸耳9上,另一端勾在螺釘5上。轉(zhuǎn)動(dòng)螺母7（螺母6用于鎖緊）可改變彈簧8的張力大小,調(diào)節(jié)齒輪1、2的相對(duì)位置,達(dá)到錯(cuò)齒。這種錯(cuò)齒調(diào)整法的齒側(cè)間隙可自動(dòng)補(bǔ)償，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-2 圓柱薄片齒輪錯(cuò)齒

3、調(diào)整 1、2薄片齒輪 3、4、9凸耳5螺釘 6、7螺母 8彈簧 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.1.2 斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.墊片調(diào)整法 圖3-3中兩薄片斜齒輪3、4中間加一墊片2,使薄片斜齒輪3、4的螺旋線錯(cuò)位,齒側(cè)面相應(yīng)地與寬齒輪1的左、右側(cè)面貼緊。墊片的厚度H與齒側(cè)間隙的關(guān)系為H= cos (3-1)式中,為螺旋角。 2.軸向壓簧調(diào)整法軸向壓簧調(diào)整法如圖3-4所示。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-3 斜齒薄片齒輪墊片調(diào)整第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-4 斜齒薄片齒輪軸向壓簧調(diào)整第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體

4、化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.1.3 錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1. 軸向壓簧調(diào)整法 如圖3-5所示,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)。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1之間的齒側(cè)間隙。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-5 錐齒輪軸向壓簧調(diào)整 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 2. 周向彈簧調(diào)整法周向彈簧調(diào)整法 如圖3-6所示,將與錐齒輪3嚙合的齒輪作成大小兩片（1、2）,在大片錐齒輪1上制有三個(gè)周向圓弧槽8,小片錐齒輪2的端面制有三個(gè)可伸入槽8的凸爪7。彈簧5裝在槽8中,一端頂在凸爪7上,另一端頂在鑲在槽8中的鑲塊4上。

5、止動(dòng)螺釘6裝配時(shí)用,安裝完畢將其卸下,則大小片錐齒輪1、2在彈簧力作用下錯(cuò)齒,從而達(dá)到消除間隙的目的。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-6 錐齒輪周向彈簧調(diào)整第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.1.4 齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3-7所示,小齒輪1、6分別與齒條7嚙合,與小齒輪1、6同軸的大齒輪2、5分別與齒輪3嚙合,通過(guò)預(yù)載裝置4向齒輪3上預(yù)加負(fù)載,使大齒輪2、5同時(shí)向兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)小齒輪1、6轉(zhuǎn)動(dòng),其齒便分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右兩側(cè),消除了齒側(cè)間隙。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-7 雙齒輪調(diào)整第第3章章 機(jī)電

6、一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.2 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 螺旋傳動(dòng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的一種傳動(dòng)形式。它利用螺桿與螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)關(guān)系為（3-2）2hPL 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 式中: ;L螺桿（或螺母）的位移； Ph導(dǎo)程； 螺桿和螺母間的相對(duì)轉(zhuǎn)角。3.2.1 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)1. 降速傳動(dòng)比大 2. 具有增力作用 3. 能自鎖 4. 效率低、磨損快 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.2.2 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的形式及應(yīng)用1. 螺母固定,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖3-8(a)所示,這種傳動(dòng)型式的螺母本身就起著支承作

7、用,從而簡(jiǎn)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(dòng),容易獲得較高的傳動(dòng)精度。缺點(diǎn)是所占軸向尺寸較大（螺桿行程的兩倍加上螺母高度）,剛性較差。因此該形式僅適用于行程短的情況。2.螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),螺母移動(dòng)如圖3-8(b)所示,這種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊（所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大?。?剛度較大,因此適用于工作行程較長(zhǎng)的情況。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的基本型式第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 除上述兩種基本傳動(dòng)形式外,還有一種螺旋傳動(dòng)差動(dòng)螺旋傳動(dòng),其原理如圖3-9所示。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-

8、9 差動(dòng)螺旋傳動(dòng)原理第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 設(shè)螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相同,且導(dǎo)程分別為Ph1和Ph2 。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí),可動(dòng)螺母2的移動(dòng)距離為如果Ph1 與Ph2相差很小,則 L很小。因此差動(dòng)螺旋常用于各種微動(dòng)裝置中。若螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相反,則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí),可動(dòng)螺母2的移動(dòng)距離為 （3-4）可見(jiàn),此時(shí)差動(dòng)螺旋變成快速移動(dòng)螺旋,即螺母2相對(duì)螺母1快速趨近或離開(kāi)。這種螺旋裝置用于要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。 )(221hhPPL(3-3)(221hhPPL第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.2.3 螺旋副零件與滑板連接結(jié)構(gòu)的確定 1.

9、 剛性連接結(jié)構(gòu) ;圖3-10所示為剛性連接結(jié)構(gòu),這種連接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是牢固可靠。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-10 剛性連接結(jié)構(gòu)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 2. 彈性連接結(jié)構(gòu) ; 圖3-11所示的裝置中,螺旋傳動(dòng)采用了彈性連接結(jié)構(gòu)。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-11 測(cè)量顯微鏡縱向測(cè)微螺旋第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.活動(dòng)連接結(jié)構(gòu) ;圖3-12所示為活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)的原理圖?；謴?fù)力F（一般為彈簧力）使連接部分保持經(jīng)常接觸。當(dāng)滑板1的運(yùn)動(dòng)方向與螺桿2的軸線不平行時(shí),通過(guò)螺桿端部的球面與滑板在接觸處

10、自由滑動(dòng)（圖3-12(a)）,或中間桿3自由偏斜（圖3-12(b) ）,可以避免螺旋副中產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-12 活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.2.4 影響螺旋傳動(dòng)精度的因素及提高傳動(dòng)精度的措施1.螺紋參數(shù)誤差（1）螺距誤差。 （2）中徑誤差。（3）牙型半角誤差。螺紋實(shí)際牙型半角與理論牙型半角之差稱為牙型半角誤差（如圖3-13 所示） 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-13 牙型半角誤差 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 2.螺桿軸向竄動(dòng)誤差 如圖3-14所示,若螺桿

11、軸肩的端面與軸承的止推面不垂直于螺桿軸線而有1和2的偏差,則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),將引起螺桿的軸向竄動(dòng)誤差,并轉(zhuǎn)化為螺母位移誤差。螺桿的軸向竄動(dòng)誤差是周期性變化的,以螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周為一個(gè)循環(huán)。最大的軸向竄動(dòng)誤差為 max =Dtanmin （3-5）式中: ; D螺桿軸肩的直徑； min 1和2中較小者,對(duì)于圖3-14,min為2。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-14 螺桿軸向竄動(dòng)誤差第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3. 偏斜誤差 在螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中,如果螺桿的軸線方向與移動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向不平行而有一個(gè)偏斜角（見(jiàn)圖3-15）時(shí),就會(huì)發(fā)生偏斜誤差。設(shè)螺桿的總移動(dòng)量為L(zhǎng)

12、,移動(dòng)件的實(shí)際移動(dòng)量為x,則偏斜誤差為L(zhǎng)=L-x=L（1-cos）=2Lsin2 由于一般很小,因此sin (/2)/2,則 （3-6） 222LL 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-15 偏斜誤差第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 4. 溫度誤差 當(dāng)螺旋傳動(dòng)的工作溫度與制造溫度不同時(shí),將使螺桿長(zhǎng)度和螺距發(fā)生變化,從而產(chǎn)生傳動(dòng)誤差,這種誤差稱為溫度誤差,其大小為L(zhǎng)t=Lat （3-7） 式中: L螺桿螺紋部分的長(zhǎng)度； a螺桿材料的熱膨脹系數(shù),對(duì)于鋼,一般取為11.610-6 /。 t工作溫度與制造溫度之差。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3

13、.2.5 消除螺旋傳動(dòng)的空回的方法1. 利用單向作用力同時(shí),這種結(jié)構(gòu)在螺母上無(wú)需開(kāi)槽或剖分（見(jiàn)圖3-16）,因此螺桿與螺母接觸情況較好,有利于提高螺旋副的壽命。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-16 螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu) 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 2. 利用調(diào)整螺母（1） 徑向調(diào)整法。 圖3-16所示為徑向調(diào)整法的典型示例。圖3-16(a)采用開(kāi)槽螺母結(jié)構(gòu),擰動(dòng)螺釘可以調(diào)整螺紋間隙。圖3-16(b)采用卡簧式螺母結(jié)構(gòu),在主螺母1上銑出縱向槽,擰緊副螺母2時(shí),靠主、副螺母的圓錐面,可迫使主螺母徑向收縮,以消除螺旋副的間隙。圖3-16(c)采用對(duì)開(kāi)

14、螺母結(jié)構(gòu)。為了便于調(diào)整,螺釘和螺母之間裝有螺旋彈簧,這樣可使壓緊力均勻穩(wěn)定。為了避免螺母直接壓緊在螺桿上而增加摩擦力矩,加速螺紋磨損,可在此結(jié)構(gòu)中裝入緊定螺釘以調(diào)整其螺紋間隙,如圖3-16(d)所示。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （2） 軸向調(diào)整法。 圖3-17為軸向調(diào)整法的典型結(jié)構(gòu)示例。圖3-17(a)為開(kāi)槽螺母結(jié)構(gòu), 擰緊螺釘強(qiáng)迫螺母變形,使其左、右兩半部的螺紋分別壓緊在螺桿螺紋相反的側(cè)面上, 從而消除了螺桿相對(duì)螺母軸向竄動(dòng)的間隙。圖3-17(b)為剛性雙螺母結(jié)構(gòu),主螺母1和副螺母2之間用螺紋連接。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-17 螺紋

15、間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.利用塑料螺母圖3-18所示是用聚乙烯或聚酰胺(尼龍)制作的螺母結(jié)構(gòu),用金屬壓圈壓緊,利用塑料的彈性可很好地消除螺旋副的間隙。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-18 塑料螺母結(jié)構(gòu)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.3 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng) 如圖3-19所示，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-19 滾珠螺旋傳動(dòng)的工作原理圖第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.3.1 滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn) (1) 運(yùn)動(dòng)效率高,一般可

16、達(dá)90%以上,約為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)效率的三倍。在伺服控制系統(tǒng)中采用滾動(dòng)螺旋傳動(dòng),不僅可以提高傳動(dòng)效率,而且可以減小啟動(dòng)力矩、顫動(dòng)及滯后時(shí)間。(2) 運(yùn)動(dòng)精度高。由于其摩擦力小,工作時(shí)螺桿的熱變形小,螺桿尺寸穩(wěn)定,并且經(jīng)調(diào)整預(yù)緊后,可得到無(wú)間隙傳動(dòng),因而具有較高的傳動(dòng)精度、定位精度和軸向剛度。(3) 具有傳動(dòng)的可逆性,但不能自鎖。用于垂直升降傳動(dòng)時(shí),需附加制動(dòng)裝置。(4) 制造工藝復(fù)雜,成本較高,但使用壽命長(zhǎng),維護(hù)簡(jiǎn)單。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.3.2 滾珠螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式與類型 1.螺紋滾道法向截形 螺紋滾道法向截形是指通過(guò)滾珠中心且垂直于滾道螺旋面的平面和滾道表面交

17、線的形狀。常用的截形有兩種: 單圓弧形（見(jiàn)圖3-20(a)）和雙圓弧形（見(jiàn)圖3-20(b)）。滾珠與滾道表面在接觸點(diǎn)處的公法線與過(guò)滾珠中心的螺桿直徑線間的夾角叫接觸角。理想接觸角為45。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-20 滾道法向截形示意圖第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 滾道半徑rs（或rn）與滾珠直徑D的比值稱為適應(yīng)度f(wàn)rs=rs/D(或frn =rn/D)。適應(yīng)度對(duì)承載能力的影響較大,一般取frs (或frn )=0.250.55。 2. 滾珠循環(huán)方式按滾珠在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中與螺桿表面的接觸情況,可將滾珠的循環(huán)方式分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩類。（1） 內(nèi)

18、循環(huán)。 滾珠在循環(huán)過(guò)程中始終與螺桿保持接觸的循環(huán)叫內(nèi)循環(huán)（見(jiàn)圖3-21）。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-21 內(nèi)循環(huán)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （2） 外循環(huán)。 滾珠在返回時(shí)與螺桿脫離接觸的循環(huán)稱為外循環(huán)。按結(jié)構(gòu)的不同,外循環(huán)可分為螺旋槽式、插管式和端蓋式三種。螺旋槽式（見(jiàn)圖3-22）端蓋式（見(jiàn)圖3-24）是指在螺母1上鉆有一個(gè)縱向通孔作為滾珠返回通道,螺母兩端裝有銑出短槽的端蓋2,短槽端部與螺紋滾道相切,并引導(dǎo)滾珠返回通道,構(gòu)成滾珠循環(huán)回路。端蓋式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,工藝性好。缺點(diǎn)是滾珠通過(guò)短槽時(shí)容易卡住。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一

19、體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-22 螺旋槽式外循環(huán)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-23 插管式外循環(huán) 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-24 端蓋式外循環(huán)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法（見(jiàn)圖3-25） 圖 3-25 雙螺母預(yù)緊 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （1） 墊片調(diào)隙式。如圖3-26所示 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-26 墊片調(diào)隙式第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （2） 螺紋調(diào)隙式。如圖3-27所示。圖 3-27 螺紋調(diào)隙式第第3

20、章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （3） 齒差調(diào)隙式。 如圖3-28所示。當(dāng)兩個(gè)螺母按同方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒時(shí),其相對(duì)軸向位移為 （3-8）式中,Ph為導(dǎo)程。如果z1=99,z2=100,Ph=8 mm,則L=0.8 m。可見(jiàn),這種方法的特點(diǎn)是調(diào)整精度很高,工作可靠, 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工工藝和裝配性能較差。 21211221)()11(zzPPzzzzPzzLhhh第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-28 齒差調(diào)隙式第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.3.3 滾珠螺旋副的精度 滾珠螺旋副的精度包括螺母的行程誤差和空回誤差。影響螺旋副精度的因素同滑動(dòng)螺旋副

21、一樣,主要是螺旋副的參數(shù)誤差、機(jī)構(gòu)誤差以及因受軸向力后滾珠與螺紋滾道面的接觸變形和螺桿剛度不足引起的螺紋變形等所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變形誤差。在JB/T3162.219標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)滾珠螺旋副的使用范圍和要求將其分為兩個(gè)類型： P類定位滾珠螺旋副和T類傳動(dòng)滾珠螺旋副,并分成7個(gè)精度等級(jí),即1、2、3、4、5、7和10級(jí)。其中,1級(jí)精度最高,其余的依次遞減。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4 滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌 由機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)原理可知,一個(gè)剛體在空間有6個(gè)自由度,即沿x、y、z軸移動(dòng)和繞它們轉(zhuǎn)動(dòng)（見(jiàn)圖3-29(a)）。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌,必須限制運(yùn)動(dòng)件的5個(gè)自由度,僅保留沿一個(gè)方向

22、移動(dòng)的自由度。 以棱柱面相接觸的零件只有沿一個(gè)方向移動(dòng)的自由度,如圖3-29(b)、(c)、(d)所示的棱柱面導(dǎo)軌,運(yùn)動(dòng)件只能沿x方向移動(dòng)。以圓柱面相配合的兩個(gè)零件,有繞圓柱面軸線轉(zhuǎn)動(dòng)及沿此軸線移動(dòng)的兩個(gè)自由度,在限制轉(zhuǎn)動(dòng)這一自由度后,則只有沿其軸線方向移動(dòng)的自由度（如圖3-29(e)所示）。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-29 導(dǎo)軌的導(dǎo)向原理zyxO(a)(b)(c)(d)(e)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.1 導(dǎo)軌的基本要求(1) 導(dǎo)向精度高。如圖3-30（a）、（b）所示,理想的導(dǎo)軌面與垂直平面A-A或水平面B-B的交線均應(yīng)為一條理想

23、直線,但由于存在制造誤差,致使交線的實(shí)際輪廓偏離理想直線,其最大偏差量即為導(dǎo)軌全長(zhǎng)在垂直平面（圖3-30(a)）和水平面（圖3-30(b)）內(nèi)的直線度誤差。 導(dǎo)軌面間的平行度。 圖3-30(c)所示為導(dǎo)軌面間的平行度誤差。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-30 導(dǎo)軌的幾何角度第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) (2) 運(yùn)動(dòng)輕便、平穩(wěn),低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象。 (3) 耐磨性好。 (4) 對(duì)溫度變化的不敏感性。 (5) 足夠的剛度。 (6) 結(jié)構(gòu)工藝性好。 3.4.2 滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按導(dǎo)軌承導(dǎo)面的截面形狀,可將滑動(dòng)導(dǎo)軌分為圓柱面導(dǎo)軌和棱柱面導(dǎo)軌（見(jiàn)圖

24、3-31）。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-31 滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌截面形狀凸形凹形對(duì)稱三角形不對(duì)稱三角形矩 形燕尾形圓 形棱 柱 形454590120901530657090555555 55第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 1. 圓柱面導(dǎo)軌在圖3-32所示的結(jié)構(gòu)中,支臂3和立柱5構(gòu)成圓柱面導(dǎo)軌。立柱5的圓柱面上加工有螺紋槽,轉(zhuǎn)動(dòng)螺母1即可帶動(dòng)支臂3上下移動(dòng)。螺釘2用于鎖緊,墊塊4用于防止螺釘2壓傷圓柱表面。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-32 圓柱面導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-33(a)、(b)、

25、(c)是這種防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的幾個(gè)例子。利用輔助導(dǎo)向面可以更好地限制運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)（見(jiàn)圖3-33(d)）,適當(dāng)增大輔助導(dǎo)向面與基本導(dǎo)向面之間的距離,可減小由導(dǎo)軌間的間隙所引起的轉(zhuǎn)角誤差。當(dāng)輔助導(dǎo)向面也為圓柱面時(shí),即構(gòu)成雙圓柱面導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3-33 (e) ）,它既能保證較高的導(dǎo)向精度, 又能保證較大的承載能力。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-33 有防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的圓柱面導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 2. 棱柱面導(dǎo)軌 常用的棱柱面導(dǎo)軌有三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌以及它們的組合式導(dǎo)軌。（1） 雙三角形導(dǎo)軌。 如圖3-34(a)所示 （2） 三角形平面導(dǎo)軌。如圖

26、3-34(b)所示 （3） 矩形導(dǎo)軌。圖3-35所示結(jié)構(gòu)是將矩形導(dǎo)軌的導(dǎo)向面A與承載面B、C分開(kāi),從而減小導(dǎo)向面的磨損,有利于保持導(dǎo)向精度。圖3-35(a)中的導(dǎo)向面A是同一導(dǎo)軌的內(nèi)外側(cè),兩者之間的距離較小,熱膨脹變形較小,可使導(dǎo)軌的間隙相應(yīng)減小,導(dǎo)向精度較高。圖3-35(b) 所示結(jié)構(gòu)以兩導(dǎo)軌面的外側(cè)作為導(dǎo)向面,克服了上述缺點(diǎn),但因?qū)к壝骈g距離較大,容易受熱膨脹的影響,要求間隙不宜過(guò)小,從而影響導(dǎo)向精度。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-34 三角形導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-35 矩形導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械

27、設(shè)計(jì) (4） 燕尾導(dǎo)軌。 圖3-36(c)所示結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是把燕尾槽分成幾塊,便于制造、裝配和調(diào)整。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-36 燕尾導(dǎo)軌的應(yīng)用舉例第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.3 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整(1) 采用磨、刮相應(yīng)的結(jié)合面或加墊片的方法,以獲得合適的間隙。如圖3-36(a)所示燕尾導(dǎo)軌,為了獲得合適的間隙,可在零件1與2之間加上墊片3或采取直接鏟刮承導(dǎo)件與運(yùn)動(dòng)件的結(jié)合面A的辦法達(dá)到。(2) 采用平鑲條調(diào)整間隙。平鑲條為一平行六面體,其截面形狀為矩形（見(jiàn)圖3-37(a)）或平行四邊形（見(jiàn)圖3-37(b)）。調(diào)整時(shí),只要擰動(dòng)沿鑲條全長(zhǎng)

28、均布的幾個(gè)螺釘,便能調(diào)整導(dǎo)軌的側(cè)向間隙,調(diào)整后再用螺母鎖緊。平鑲條制造容易,但在全長(zhǎng)上只有幾個(gè)點(diǎn)受力,容易變形,故常用于受力較小的導(dǎo)軌?？s短螺釘間的距離并加大鑲條厚度(h),有利于鑲條壓力的均勻分布,當(dāng)Lh=34時(shí),鑲條壓力基本上均布(見(jiàn)圖3-37(c)。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-37 平鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) (3) 采用斜鑲條調(diào)整間隙。斜鑲條的側(cè)面磨成斜度很小的斜面,導(dǎo)軌間隙是用鑲條的縱向移動(dòng)來(lái)調(diào)整的,為了縮短鑲條長(zhǎng)度,一般將其放在運(yùn)動(dòng)件上。圖3-38(a)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但螺釘凸肩與斜鑲條的缺口間不可避免地存在間隙,可

29、能使鑲條產(chǎn)生竄動(dòng)。圖3-38(b)所示的結(jié)構(gòu)較為完善,但軸向尺寸較長(zhǎng),調(diào)整也較麻煩。圖3-38(c) 是由斜鑲條兩端的螺釘進(jìn)行調(diào)整的,鑲條的形狀簡(jiǎn)單,便于制造。圖3-38（d)是用斜鑲條調(diào)整燕尾導(dǎo)軌間隙的實(shí)例。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-38 斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.4 驅(qū)動(dòng)力的方向和作用點(diǎn)對(duì)導(dǎo)軌工作的影響設(shè)驅(qū)動(dòng)力作用在通過(guò)導(dǎo)軌軸線的平面內(nèi),驅(qū)動(dòng)力F的方向與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的夾角為,作用點(diǎn)離導(dǎo)軌軸線的距離為h。導(dǎo)軌受力情況如圖3-39所示,由于驅(qū)動(dòng)力F將使運(yùn)動(dòng)件傾轉(zhuǎn),因此可認(rèn)為運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件的兩端點(diǎn)壓緊,正壓力分別為

30、N1、N2,相應(yīng)的摩擦力為N1fv和N2fv,載荷為Fa,忽略運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件間的配合間隙和運(yùn)動(dòng)件重力的影響,且當(dāng)d/L很小時(shí),保證運(yùn)動(dòng)件不被卡住的條件是)2(2tanbLfhfLvv（3-9） 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-39 導(dǎo)軌受力簡(jiǎn)圖第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 當(dāng)h=0時(shí)， （3-10） 當(dāng)=0時(shí), 為了保證運(yùn)動(dòng)靈活,建議設(shè)計(jì)時(shí)取tan1tan2vvffbL5 . 02Lhfv（3-11）12Lhfv第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 上述公式中, fv為當(dāng)量滑動(dòng)摩擦系數(shù)。對(duì)于不同的導(dǎo)軌, fv值不同：矩形導(dǎo)軌： fv=f燕

31、尾形和三角形導(dǎo)軌:圓柱面導(dǎo)軌：cosffvfffv27. 14第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 式中: ;f滑動(dòng)摩擦系數(shù)； 燕尾輪廓角或三角形底角。對(duì)于不同截面形狀的組合導(dǎo)軌,由于兩根導(dǎo)軌的摩擦力不同,因此驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)元件(螺旋副、齒輪齒條或其他傳動(dòng)裝置)的位置應(yīng)隨之不同。例如對(duì)圖3-40 所示的三角形平面組合導(dǎo)軌,因三角形導(dǎo)軌上的摩擦力要比平面導(dǎo)軌大,摩擦力的合力作用在O點(diǎn),且cb,因此,驅(qū)動(dòng)元件的位置應(yīng)該設(shè)在O點(diǎn),從而消除運(yùn)動(dòng)件移動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì),使運(yùn)動(dòng)件移動(dòng)平穩(wěn)而靈活。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-40 三角形平面導(dǎo)軌a / 2Fa / 2O

32、bc第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.5 溫度變化對(duì)導(dǎo)軌間隙的影晌溫度變化對(duì)導(dǎo)軌間隙的影晌滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌對(duì)溫度變化比較敏感。由于溫度的變化,可能使自封式導(dǎo)軌卡住或造成不能允許的過(guò)大間隙。為減小溫度變化對(duì)導(dǎo)軌的影響,承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件最好用膨脹系數(shù)相同或相近的材料。 如果導(dǎo)軌在溫度變化大的條件下工作(如大地測(cè)量?jī)x器或軍用儀器等),在選定精度等級(jí)和配合以后,應(yīng)對(duì)溫度變化的影響進(jìn)行驗(yàn)算。為了保證導(dǎo)軌在工作時(shí)不致卡住,導(dǎo)軌中的最小間隙值min 應(yīng)大于或等于零。導(dǎo)軌的最小間隙可用下式計(jì)算：第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 式中:D2min包容件在制造溫度時(shí)的最小直徑或最

33、小直線尺寸； D1max 被包容件在制造溫度時(shí)的最大直徑或最大直線尺寸； a1、a2被包容件與包容件材料的線膨脹系數(shù)； t0導(dǎo)軌制造時(shí)的溫度； t導(dǎo)軌工作時(shí)的最高或最低溫度。)(1 ()(1 (01max102min2minttaDttaD(3-12) 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 為保證導(dǎo)軌的工作精度,導(dǎo)軌副中的最大間隙max應(yīng)小于或等于允許間隙,導(dǎo)軌中的最大間隙可用下式計(jì)算： (3-13)式中：D2max 包容件在制造溫度時(shí)的最大直徑或最大直線尺寸； D1min被包容件在制造溫度時(shí)的最小直徑或最小直線尺寸。)(1 ()(1 01max102max2maxttaDttaD

34、第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.6 導(dǎo)軌的剛度計(jì)算導(dǎo)軌的接觸變形可按經(jīng)驗(yàn)公式估算,對(duì)于接觸面積不超過(guò)100150cm2的鋼和鑄鐵的接觸,其接觸變形（單位為m）為 (3-14)式中:p接觸面間的平均壓力（Ncm2）； c系數(shù),對(duì)于精刮導(dǎo)軌面（每25mm25 mm在16點(diǎn)以上）和磨削導(dǎo)軌面（粗糙度Ra為0.160.32 m）為1.471.94,研磨表面（粗糙度Ra為0.010.02m)為0.69。pc第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.7 提高導(dǎo)軌耐磨性的措施1. 合理選擇導(dǎo)軌的材料及熱處理 用于導(dǎo)軌的材料,應(yīng)具有耐磨性好,摩擦系數(shù)小,并具有良好的加

35、工和熱處理性質(zhì)。常用的材料有： （1） 鑄鐵。 （2） 鋼。（3） 有色金屬。 （4） 塑料。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-41 塑料導(dǎo)軌板截面示意圖第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 2. 減小導(dǎo)軌面壓強(qiáng)（1） 靜壓卸載導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3-42）。 圖3-42 靜壓卸載導(dǎo)軌原理第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （2） 水銀卸載導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3-43）。 圖3-43 水銀卸載導(dǎo)軌原理第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （3） 機(jī)械卸載導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3-44）。 圖 3-44 機(jī)械卸載導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)

36、3. 保證導(dǎo)軌良好的潤(rùn)滑 保證導(dǎo)軌良好的潤(rùn)滑,是減小導(dǎo)軌摩擦和磨損的另一個(gè)有效措施。這主要是潤(rùn)滑油的分子吸附在導(dǎo)軌接觸表面,形成厚度約為0.0050.008mm的一層極薄的油膜,從而阻止或減少導(dǎo)軌面間直接接觸的緣故。 選擇導(dǎo)軌潤(rùn)滑油的主要原則是：載荷越大、速度越低,則油的粘度應(yīng)越大； 垂直導(dǎo)軌的潤(rùn)滑油粘度,應(yīng)比水平導(dǎo)軌潤(rùn)滑油的粘度大些； 在工作溫度變化時(shí),潤(rùn)滑油的粘度變化要小； 潤(rùn)滑油應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑性能和足夠的油膜強(qiáng)度,不浸蝕機(jī)件,油中的雜質(zhì)應(yīng)盡量少。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 4. 提高導(dǎo)軌的精度 提高導(dǎo)軌精度主要指保證導(dǎo)軌的直線度和各導(dǎo)軌面間的相對(duì)位置精度。導(dǎo)軌的

37、直線度誤差都規(guī)定在對(duì)導(dǎo)軌精度有利的方向上,如精密車床的床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差只允許上凸,以補(bǔ)償導(dǎo)軌中間部分經(jīng)常使用而產(chǎn)生向下凹的磨損。 適當(dāng)減小導(dǎo)軌工作面的粗糙度,可提高耐磨性,但過(guò)小的粗糙度不易儲(chǔ)存潤(rùn)滑油,甚至產(chǎn)生“分子吸力”,以致撕傷導(dǎo)軌面。粗糙度一般要求Ra0.32m。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.4.8 導(dǎo)軌主要尺寸的確定 導(dǎo)軌的主要尺寸有運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件的長(zhǎng)度、導(dǎo)軌寬度、兩導(dǎo)軌之間的距離及三角形導(dǎo)軌的頂角等。 增大導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)件長(zhǎng)度L,有利于提高導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和運(yùn)動(dòng)靈活性,但卻使工作臺(tái)的尺寸和重量加大。因此,設(shè)計(jì)時(shí)一般取L=(1.21.8)a。其中,a為兩

38、導(dǎo)軌之間的距離。如結(jié)構(gòu)允許,則可取L2a。承導(dǎo)件的長(zhǎng)度則主要取決于運(yùn)動(dòng)件的長(zhǎng)度及工作行程。 導(dǎo)軌寬度B可根據(jù)載荷F和允許壓強(qiáng)p求出： 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) （3-15）兩導(dǎo)軌之間的距離減小,則導(dǎo)軌尺寸減小,但導(dǎo)軌穩(wěn)定性變差。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在保證導(dǎo)軌工作穩(wěn)定的前提下,減小兩導(dǎo)軌之間的距離。 三角形導(dǎo)軌的頂角一般取為90。pLFB 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.5 滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌 3.5.1 滾珠導(dǎo)軌圖3-45和圖3-46是滾珠導(dǎo)軌的兩種典型結(jié)構(gòu)型式。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-45 力封式滾珠導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)

39、電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖3-46 自封式滾珠導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 可采取如下措施： (1) 預(yù)先在V形槽與滾珠接觸處研磨出一窄條圓弧面的淺槽,從而增加了滾珠與滾道的接觸面積,提高了承載能力和耐磨性,但這時(shí)導(dǎo)軌中的摩擦力略有增加。 (2) 采用雙圓弧滾珠導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3-47(a)）。這種導(dǎo)軌是把V形導(dǎo)軌的V形滾道改為圓弧形滾道,以增大滾動(dòng)體與滾道接觸點(diǎn)的綜合曲率半徑,從而提高導(dǎo)軌的承載能力、剛度和使用壽命。 雙圓弧導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是形狀復(fù)雜,工藝性較差,摩擦力較大,當(dāng)精度要求很高時(shí)不易滿足使用要求。第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-4

40、7 雙圓弧導(dǎo)軌第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 為使雙圓弧滾珠導(dǎo)軌既能發(fā)揮接觸面積較大,變形較小的優(yōu)點(diǎn),又不致于過(guò)分增大摩擦力,應(yīng)合理確定雙圓弧滾珠導(dǎo)軌的主要參數(shù)（見(jiàn)圖3-47(b)）。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)， 滾珠半徑r與滾道圓弧半徑R之比常取為rR=0.900.95,接觸角= 45。導(dǎo)軌兩圓弧的中心距C為圖3-48是這種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,它由運(yùn)動(dòng)件1、滾珠2、承導(dǎo)件3和返回器4組成。運(yùn)動(dòng)件上有工作滾道5和返回滾道6,與兩端返回器的圓弧槽面滾道接通,滾珠在滾道中循環(huán)滾動(dòng),行程不受限制。sin)(2rRC(3-16)第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 3-48 滾珠循環(huán)式滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì) 3.5.2 滾柱導(dǎo)軌和滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌 1.交叉滾柱V形平導(dǎo)軌 如圖3-49 (a) 所示,在V形空腔中交叉排列著滾柱,這些滾柱的直徑d略大于長(zhǎng)度b,相鄰滾柱的軸線互相垂直交錯(cuò),單數(shù)號(hào)滾柱在AA1面間滾動(dòng)(與B1面不接觸),雙數(shù)號(hào)滾柱在BB1面間滾動(dòng)(與A1面不接觸),右邊的滾柱則在平面導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。這種導(dǎo)軌不用保持架,可增加滾動(dòng)體數(shù)目,提高導(dǎo)軌剛度。 第第3章章 機(jī)電一體化機(jī)