機電一體化系統(tǒng)設(shè)計

1、機電一體化機械系統(tǒng)的特殊要求機電一體化機械系統(tǒng)的特殊要求n 機電一體化的機械系統(tǒng)與一般機械系統(tǒng)相比，具有一定的機電一體化的機械系統(tǒng)與一般機械系統(tǒng)相比，具有一定的特殊要求：特殊要求：n ( (1 1）較高的定位精度）較高的定位精度n 精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機電一體化產(chǎn)品，其精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機械產(chǎn)品都有很大的提技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機械產(chǎn)品都有很大的提高，因此機電一體化機械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。高，因此機電一體化機械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。（2 2）良好的動態(tài)響應(yīng)特性）良好的動態(tài)響應(yīng)特性 響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。

2、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。 要求機械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指要求機械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時間間隔短，這樣控制系統(tǒng)才能定的任務(wù)之間的時間間隔短，這樣控制系統(tǒng)才能及時根據(jù)機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息，下達指令，及時根據(jù)機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息，下達指令，使其準確地完成任務(wù)。要求機械系統(tǒng)的工作性能使其準確地完成任務(wù)。要求機械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強。不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強。 (3(3）無間隙、低摩擦、低慣量、大剛度。）無間隙、低摩擦、低慣量、大剛度。（4 4）高的諧振頻率、合理的阻尼比。）高的諧振頻率、合理的阻尼比。2 2、主要措施和手段主要措施和手段

3、（1）采用）采用低摩擦低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支撐阻力的傳動部件和導(dǎo)向支撐件。如：滾珠絲杠副、滾動導(dǎo)向和支承、動件。如：滾珠絲杠副、滾動導(dǎo)向和支承、動靜壓導(dǎo)向和支承。靜壓導(dǎo)向和支承。（2）縮）縮短傳動鏈短傳動鏈，提高傳動與支承剛度。如，提高傳動與支承剛度。如：大扭矩、寬調(diào)速的伺服電動機；軸端預(yù)緊：大扭矩、寬調(diào)速的伺服電動機；軸端預(yù)緊或預(yù)拉伸、滾珠絲杠副或滾動導(dǎo)軌副預(yù)緊消或預(yù)拉伸、滾珠絲杠副或滾動導(dǎo)軌副預(yù)緊消除間歇提高剛度。除間歇提高剛度。（3）選擇合理）選擇合理（最佳）傳動比（最佳）傳動比，提高系統(tǒng)分，提高系統(tǒng)分辨率，減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效辨率，減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動

4、慣量，盡可能的提高系統(tǒng)的加速能力。轉(zhuǎn)動慣量，盡可能的提高系統(tǒng)的加速能力。（4 4）盡可能地減小或消除傳動誤差和反轉(zhuǎn)）盡可能地減小或消除傳動誤差和反轉(zhuǎn)誤差、減少支承變形，最終誤差、減少支承變形，最終縮小反向死區(qū)縮小反向死區(qū)誤差誤差。（5 5）改進和合理設(shè)計支承件和機架結(jié)構(gòu)，）改進和合理設(shè)計支承件和機架結(jié)構(gòu)，提提高剛度高剛度、減少振動和噪音。、減少振動和噪音。 2.2機電一體化系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)及功能 德國的排爆機器人德國的排爆機器人（一）機械系統(tǒng)組成（一）機械系統(tǒng)組成 1、傳動結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)：主要功能是傳遞能量和運動：主要功能是傳遞能量和運動 ，是一種，是一種力、速度變換器。力、速度變換器。 2、導(dǎo)

5、向機構(gòu)：、導(dǎo)向機構(gòu)：支撐和限制運動部件按給定的運動要求支撐和限制運動部件按給定的運動要求和給定的運動方向運動，為機械系統(tǒng)中各運動裝置安全和給定的運動方向運動，為機械系統(tǒng)中各運動裝置安全、準確地完成其特定方向的運動提供保障。、準確地完成其特定方向的運動提供保障。 3、支、支 承承 件：件：機座或機架是支承其他零部件的基機座或機架是支承其他零部件的基礎(chǔ)部件。它既承受其它零部件的重量和工作載荷，又礎(chǔ)部件。它既承受其它零部件的重量和工作載荷，又起保證零件相對位置的基準作用。起保證零件相對位置的基準作用。 三者三者功能功能總結(jié)：實現(xiàn)傳遞運動和動力，支撐和導(dǎo)向，總結(jié)：實現(xiàn)傳遞運動和動力，支撐和導(dǎo)向，聯(lián)系機

6、電一體化系統(tǒng)各部件并實現(xiàn)其構(gòu)造功能。聯(lián)系機電一體化系統(tǒng)各部件并實現(xiàn)其構(gòu)造功能。 1、 機械傳動部件的機械傳動部件的主要功能主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速； 2、它的、它的實質(zhì)實質(zhì)是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器；是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器； 3、它的、它的目的目的是使執(zhí)行部件與負載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳是使執(zhí)行部件與負載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。匹配。 4、對、對傳動件的要求傳動件的要求：間隙小、精度高、體積小、重量輕、運動平：間隙小、精度高、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、傳遞扭矩大。穩(wěn)、傳遞扭矩大。（二）常見的機械傳動裝置及功能（二）常見的機械傳動裝置及功能 基本功能 傳動機構(gòu)運動的

7、變換動力的變換形式行程方向速度大小形式絲杠螺母齒輪齒輪齒條鏈輪鏈條帶、帶輪纜繩、繩輪杠桿機構(gòu)連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)摩擦輪萬向節(jié)軟軸蝸輪蝸桿間歇機構(gòu)常見傳動機構(gòu)及功能常見傳動機構(gòu)及功能n（三）（三）絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式1、含義、含義 2、分類、分類 3、特點（優(yōu)點、缺點）、特點（優(yōu)點、缺點） 滑動絲杠螺母機構(gòu)滑動絲杠螺母機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低：結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低，且有自鎖功能，但摩擦阻力較大、傳動效率低，且有自鎖功能，但摩擦阻力較大、傳動效率低(30%40%)。 滾動絲杠螺母機構(gòu)滾動絲杠螺母機構(gòu)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、無自鎖功：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、無自鎖功能，但

8、摩擦阻力小、傳動效率高（能，但摩擦阻力小、傳動效率高（92%98%）、傳動精度高。、傳動精度高。4 4、絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動的基本條件、絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動的基本條件1）滑動絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動基本條件：）滑動絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動基本條件： 應(yīng)有足夠的滑移間隙和充分地潤滑，熱脹冷縮應(yīng)有足夠的滑移間隙和充分地潤滑，熱脹冷縮補償空間；因而，存在一定的空回間隙。補償空間；因而，存在一定的空回間隙。2）滾珠絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動的基本條件：）滾珠絲杠螺母機構(gòu)傳遞運動的基本條件： 應(yīng)有足夠的潤滑儲油空間和熱脹冷縮彈性補償應(yīng)有足夠的潤滑儲油空間和熱脹冷縮彈性補償能力，可實現(xiàn)無間隙工作；因而，存在一定的能力，

9、可實現(xiàn)無間隙工作；因而，存在一定的表面應(yīng)力；為了實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)，需一滾珠的回表面應(yīng)力；為了實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)，需一滾珠的回珠裝置（內(nèi)或外）。珠裝置（內(nèi)或外）。n5、絲杠螺母傳動的類型與特點絲杠螺母傳動的類型與特點圖圖a 絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式 1)螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動并移動螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動并移動 如圖如圖a所示，該傳動形式因螺母本身起著支所示，該傳動形式因螺母本身起著支承作用，消承作用，消 除了絲桿軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動，結(jié)構(gòu)較簡單，可獲得較除了絲桿軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動，結(jié)構(gòu)較簡單，可獲得較高的傳動精度。但其軸向尺寸不易太長，剛性較差。因此只適用于行程較小的高的傳動

10、精度。但其軸向尺寸不易太長，剛性較差。因此只適用于行程較小的場合。場合。 2)絲桿轉(zhuǎn)動、螺母移動如圖絲桿轉(zhuǎn)動、螺母移動如圖b所示，該傳動形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動所示，該傳動形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置。，故需導(dǎo)向裝置。 其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較好。適用于工作行程較大其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較好。適用于工作行程較大的場合。的場合。3)螺母轉(zhuǎn)動、絲桿移動螺母轉(zhuǎn)動、絲桿移動 如圖如圖c所示，該傳動形式需要限制螺母移動和絲桿所示，該傳動形式需要限制螺母移動和絲桿的轉(zhuǎn)動，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。的轉(zhuǎn)動，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。 圖圖 絲杠螺母機構(gòu)基

11、本傳動形式絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式4)絲桿固定、螺母轉(zhuǎn)動并移動絲桿固定、螺母轉(zhuǎn)動并移動 如圖如圖d所示，該傳動方式結(jié)構(gòu)簡單、緊湊所示，該傳動方式結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但在多數(shù)情況下，使用極不方便，故很少應(yīng)用。，但在多數(shù)情況下，使用極不方便，故很少應(yīng)用。 圖圖 差動傳動原理差動傳動原理 該方式的絲桿上有基本導(dǎo)程該方式的絲桿上有基本導(dǎo)程(或螺距或螺距) 不同的不同的(如如l01、l02)兩段螺兩段螺紋，其旋向相同。當(dāng)絲桿紋，其旋向相同。當(dāng)絲桿2轉(zhuǎn)動時，可動螺母轉(zhuǎn)動時，可動螺母1的移動距離為的移動距離為S=n(l01l02)，如果兩基本導(dǎo)程的大小相差較少，則可獲得較小的位移，如果兩基本導(dǎo)程的大小相差較少，

12、則可獲得較小的位移S。因此。因此，這種傳動方式多用于各種微動機構(gòu)中。，這種傳動方式多用于各種微動機構(gòu)中。 （5）差動傳動方式）差動傳動方式(四四)、滾動螺旋傳動、滾動螺旋傳動1、滾珠絲杠副的組成及特點、滾珠絲杠副的組成及特點 （ 1）、滾珠絲杠副）、滾珠絲杠副是一種新型螺旋傳動機構(gòu)，其螺桿和螺母的螺紋滾道間是一種新型螺旋傳動機構(gòu)，其螺桿和螺母的螺紋滾道間置滾珠，當(dāng)螺桿或螺母傳動時，滾動沿螺紋滾道滾動，使螺桿和螺母作相對運動置滾珠，當(dāng)螺桿或螺母傳動時，滾動沿螺紋滾道滾動，使螺桿和螺母作相對運動時為滾動摩擦，提高了傳動效率和傳動精度。時為滾動摩擦，提高了傳動效率和傳動精度。 圖圖 滾珠絲杠副的構(gòu)成

13、原理滾珠絲杠副的構(gòu)成原理1-反向器反向器 2-螺母螺母 3-絲杠絲杠 4-滾珠滾珠 （2）、滾珠絲杠結(jié)構(gòu)組成）、滾珠絲杠結(jié)構(gòu)組成工作說明工作說明：滾珠絲杠轉(zhuǎn)動時，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動，為防止?jié)L珠從：滾珠絲杠轉(zhuǎn)動時，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾道回程裝置，構(gòu)成滾珠的循滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾道回程裝置，構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動的閉合通道。環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動的閉合通道。（3）、滾珠絲杠的特點）、滾珠絲杠的特點 滾珠絲杠副與滑動絲杠副相比有如下特點：滾珠絲杠副與滑動絲杠副相比有如下特點：優(yōu)點：優(yōu)點： 傳動效率高（

14、傳動效率高（0.90.95）；）； 傳動精度高；傳動精度高； 摩擦小、不易磨損，壽命長；摩擦小、不易磨損，壽命長； 運動的可逆性；運動的可逆性； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，成本高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，成本高。 軸向剛度高軸向剛度高(即通過適當(dāng)預(yù)緊可消除絲杠與螺母之間的軸向間隙即通過適當(dāng)預(yù)緊可消除絲杠與螺母之間的軸向間隙)； 運動平穩(wěn)。運動平穩(wěn)。缺點：缺點：不能自鎖，傳動可逆，在用作升降傳動機構(gòu)時，需要采取制動措施。不能自鎖，傳動可逆，在用作升降傳動機構(gòu)時，需要采取制動措施。內(nèi)循環(huán)單螺母式滾珠絲杠副內(nèi)循環(huán)單螺母式滾珠絲杠副 2、滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型、滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可

15、以從滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可以從螺紋滾道的截面形狀、螺紋滾道的截面形狀、 滾珠的循環(huán)方式滾珠的循環(huán)方式和和消除軸向間隙的調(diào)整方法進行區(qū)別。消除軸向間隙的調(diào)整方法進行區(qū)別。 （1）、螺紋滾道型面）、螺紋滾道型面(法向法向)的形狀及主要尺寸的形狀及主要尺寸 圖圖 螺紋滾道法向截面形狀螺紋滾道法向截面形狀 單圓弧滾道和雙圓弧滾道的結(jié)構(gòu)特點單圓弧滾道和雙圓弧滾道的結(jié)構(gòu)特點單圓弧滾道單圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，存在結(jié)構(gòu)簡單，存在軸向間隙，加工質(zhì)量易于保證軸向間隙，加工質(zhì)量易于保證，在使用雙螺母結(jié)構(gòu)的條件下，在使用雙螺母結(jié)構(gòu)的條件下，具有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能，具有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，傳遞精度高。力，傳遞精度高

16、。因此運行特因此運行特性不夠穩(wěn)定。性不夠穩(wěn)定。雙圓弧滾道雙圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，傳遞結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度由加工質(zhì)量保證，軸向間精度由加工質(zhì)量保證，軸向間隙小，無軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊隙小，無軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，加工困難，加工精度要能力，加工困難，加工精度要求高，成本高，一般在輕載條求高，成本高，一般在輕載條件下工作。件下工作。接觸角在工作過程接觸角在工作過程中基本不變。中基本不變。雙圓弧滾道雙圓弧滾道單圓弧滾道單圓弧滾道（2）、滾珠的循環(huán)方式）、滾珠的循環(huán)方式 圖圖 內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)工作原理工作原理 在螺母在螺母2的側(cè)面孔內(nèi)的側(cè)面孔內(nèi)裝有接通相鄰滾道的反向器裝有接通相鄰滾道的反向器4，利，利用反向器引

17、導(dǎo)滾珠用反向器引導(dǎo)滾珠3越過絲桿越過絲桿1的的螺紋頂部進入相鄰滾道，形成一個螺紋頂部進入相鄰滾道，形成一個循環(huán)回路。循環(huán)回路。 a,內(nèi)循環(huán)方式（始終接觸）內(nèi)循環(huán)方式（始終接觸）特點：優(yōu)特點：優(yōu)：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小。也較小。 缺缺：反向器加工困難、裝配調(diào)整也不方便。：反向器加工困難、裝配調(diào)整也不方便。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：實例：實例：浮動式反向器的循環(huán)內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副浮動式反向器的循環(huán)內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副反向器反向器1拱形片簧拱形片簧4彈簧套彈簧套2優(yōu)點優(yōu)點：是在高頻浮動中達到回珠圓弧槽進出口的自動對接，通道流暢、摩擦特性

18、：是在高頻浮動中達到回珠圓弧槽進出口的自動對接，通道流暢、摩擦特性較好，更適用于高速、高靈敏度、高剛性的精密進給系統(tǒng)。較好，更適用于高速、高靈敏度、高剛性的精密進給系統(tǒng)。 b,外循環(huán)方式外循環(huán)方式 1）螺旋槽式）螺旋槽式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：在螺母：在螺母2的外圓表面上的外圓表面上銑出螺紋凹槽，槽的兩端鉆出兩個銑出螺紋凹槽，槽的兩端鉆出兩個與螺紋滾道與螺紋滾道相切相切的通孔，螺紋滾道的通孔，螺紋滾道內(nèi)裝入兩個擋珠器內(nèi)裝入兩個擋珠器4引導(dǎo)滾珠引導(dǎo)滾珠3通通過這兩個孔，應(yīng)用套筒過這兩個孔，應(yīng)用套筒1蓋住凹槽蓋住凹槽，構(gòu)成滾珠的循環(huán)回路。，構(gòu)成滾珠的循環(huán)回路。結(jié)構(gòu)的特點：結(jié)構(gòu)的特點：工藝簡單、徑向尺寸工藝簡單

19、、徑向尺寸小、易于制造，但是擋珠器剛性差小、易于制造，但是擋珠器剛性差、易磨損。、易磨損。 2）插管式）插管式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 用一彎管用一彎管1代替螺紋凹槽，代替螺紋凹槽，彎管的兩端插入與螺紋滾道彎管的兩端插入與螺紋滾道5相切相切的兩個內(nèi)孔，用彎管的端部引導(dǎo)的兩個內(nèi)孔，用彎管的端部引導(dǎo)滾珠滾珠4進入彎管，構(gòu)成滾珠的循環(huán)進入彎管，構(gòu)成滾珠的循環(huán)回路，再用壓板回路，再用壓板2和螺釘將彎管固和螺釘將彎管固定。定。特點特點：插管式結(jié)構(gòu)簡單、容易制：插管式結(jié)構(gòu)簡單、容易制造。但是徑向尺寸較大，彎管端造。但是徑向尺寸較大，彎管端部用作擋珠器比較容易磨損。部用作擋珠器比較容易磨損。 3）端蓋式）端蓋式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：

20、在螺母：在螺母1上鉆出縱向孔作為滾子回程上鉆出縱向孔作為滾子回程滾道，螺母兩端裝有兩塊扇形蓋板或套筒滾道，螺母兩端裝有兩塊扇形蓋板或套筒2，滾珠的回程道口就在蓋板上。滾道半徑為，滾珠的回程道口就在蓋板上。滾道半徑為滾珠直徑的滾珠直徑的1416倍。倍。特點特點：這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，但滾：這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，但滾道吻接和彎曲處圓角不易準確制作而影響其道吻接和彎曲處圓角不易準確制作而影響其性能，故應(yīng)用較少。常以單螺母形式用作升性能，故應(yīng)用較少。常以單螺母形式用作升降傳動機構(gòu)。降傳動機構(gòu)。 3、滾珠絲杠副的主要尺寸參數(shù)、滾珠絲杠副的主要尺寸參數(shù) 4、滾珠絲杠副的精度等級及標注方法、滾珠

21、絲杠副的精度等級及標注方法 螺紋旋向，右旋不標檢查項目標號精度等級負載滾珠總?cè)?shù)基本導(dǎo)程公稱直徑預(yù)緊方式（見各廠代號）循環(huán)方式（見各廠代號）外形結(jié)構(gòu)特征（見各廠代號）（1）、精度等級）、精度等級 （2）、標注方法）、標注方法3、尺寸系列、尺寸系列4、推薦采用的精度等級、推薦采用的精度等級5、消除間隙和調(diào)整預(yù)緊、消除間隙和調(diào)整預(yù)緊 1）、雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式）、雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：螺母：螺母3的外端有凸緣，而螺母的外端有凸緣，而螺母4的外端雖無凸緣，但制有螺紋，并通過二的外端雖無凸緣，但制有螺紋，并通過二個圓螺母固定。個圓螺母固定。原理原理：調(diào)整時旋轉(zhuǎn)圓螺母：調(diào)整時旋轉(zhuǎn)圓螺母2消除軸

22、向間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，然后用鎖緊螺母消除軸向間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，然后用鎖緊螺母1鎖緊。預(yù)緊后兩個螺母中的滾珠相向受力鎖緊。預(yù)緊后兩個螺母中的滾珠相向受力(如圖如圖b所示所示)，從而消除軸向間隙。，從而消除軸向間隙。特點特點：結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能：結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量精確定量地進行地進行調(diào)整。調(diào)整。 2）、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式）、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：兩個螺母的兩端分別制有圓柱齒輪：兩個螺母的兩端分別制有圓柱齒輪3，二者齒數(shù)相差一個齒，通過二端的，二者齒數(shù)相差一個齒，通過二端的兩個內(nèi)齒輪兩個內(nèi)齒輪2與上述圓柱齒

23、輪相嚙合并用螺釘和定位銷固定在套筒與上述圓柱齒輪相嚙合并用螺釘和定位銷固定在套筒1上。上。工作原理：工作原理：調(diào)整時先取下兩端的內(nèi)齒輪調(diào)整時先取下兩端的內(nèi)齒輪2，當(dāng)二個滾珠螺母相對于套筒同一方向，當(dāng)二個滾珠螺母相對于套筒同一方向轉(zhuǎn)動同一個齒后固定后，則一個滾珠螺母相對于另一個滾珠螺母產(chǎn)生相對角位移轉(zhuǎn)動同一個齒后固定后，則一個滾珠螺母相對于另一個滾珠螺母產(chǎn)生相對角位移，使二個滾珠螺母產(chǎn)生相對移動，從而消除間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力。，使二個滾珠螺母產(chǎn)生相對移動，從而消除間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力。特點特點：可實現(xiàn)定量調(diào)整即可進行精密微調(diào)：可實現(xiàn)定量調(diào)整即可進行精密微調(diào)(如如0002 mm)，使用中調(diào)整較

24、方，使用中調(diào)整較方便。便。間隙的調(diào)整量：間隙的調(diào)整量： 3）、）、雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式 結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理：調(diào)整墊片：調(diào)整墊片1的厚度，可使兩螺母的厚度，可使兩螺母2產(chǎn)生相對位移，以達到產(chǎn)生相對位移，以達到消除間隙、產(chǎn)生預(yù)緊拉力之目的。消除間隙、產(chǎn)生預(yù)緊拉力之目的。特點特點：結(jié)構(gòu)簡單剛度高、預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。：結(jié)構(gòu)簡單剛度高、預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。4）、彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式）、彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理：雙螺母中一個活動、另一個固定，用彈簧使其間始終具有：雙螺母中一個活動、另一個固定，用彈簧使其間始終具有產(chǎn)生軸向位移的推動力，從而獲得預(yù)緊力

25、。產(chǎn)生軸向位移的推動力，從而獲得預(yù)緊力。特特 點點：能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)：能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場合。構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場合。彈簧彈簧5）、單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式）、單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理：在滾珠螺母體內(nèi)的兩列循環(huán)滾珠鏈之間，使內(nèi)螺紋滾道在：在滾珠螺母體內(nèi)的兩列循環(huán)滾珠鏈之間，使內(nèi)螺紋滾道在軸向制作一個的導(dǎo)程軸向制作一個的導(dǎo)程突變量突變量，從而使二列滾珠產(chǎn)生軸向錯位而實現(xiàn)預(yù)，從而使二列滾珠產(chǎn)生軸向錯位而實現(xiàn)預(yù)緊，緊，預(yù)緊力的大小取

26、決于突變量和單列滾珠的徑向間隙預(yù)緊力的大小取決于突變量和單列滾珠的徑向間隙。特點特點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但使用中不能調(diào)整，且制造困難。：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但使用中不能調(diào)整，且制造困難。 圖圖 單螺母變單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式位導(dǎo)程預(yù)緊式 6、滾珠絲杠副支承方式的選擇、滾珠絲杠副支承方式的選擇 （1）、支承方式）、支承方式 1）單推）單推單推式單推式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：止推軸承分別裝在滾珠絲杠的兩端并施加預(yù)緊力。：止推軸承分別裝在滾珠絲杠的兩端并施加預(yù)緊力。特點特點： 軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時，預(yù)緊力較大；軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時，預(yù)緊力較大； 軸承壽命比雙推一雙推式低；軸承壽命比雙推一雙推式低；2）雙推一雙推式

27、）雙推一雙推式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：兩端分別安裝：兩端分別安裝止推軸承止推軸承與與深溝球軸承深溝球軸承的組合，并施加預(yù)緊力，的組合，并施加預(yù)緊力，其軸向剛度最高。其軸向剛度最高。特點特點：該方式適合于高剛度、高轉(zhuǎn)速、高精度的精密絲杠傳動系統(tǒng)。：該方式適合于高剛度、高轉(zhuǎn)速、高精度的精密絲杠傳動系統(tǒng)。但隨但隨溫度溫度的升高會使絲杠的預(yù)緊力增大，的升高會使絲杠的預(yù)緊力增大，易造成兩端支承的預(yù)緊力不易造成兩端支承的預(yù)緊力不對稱。對稱。 3）雙推）雙推簡支式簡支式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：一端安裝止推軸承與深溝球軸承的組合，另一端僅安裝深溝球軸承，其軸：一端安裝止推軸承與深溝球軸承的組合，另一端僅安裝深溝球軸承，其軸向剛度較低

28、，使用時應(yīng)注意減少絲杠熱變形的影響。向剛度較低，使用時應(yīng)注意減少絲杠熱變形的影響。特點特點：雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳動精度：雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳動精度較高的長絲杠傳動系統(tǒng)。較高的長絲杠傳動系統(tǒng)。 4）雙推）雙推自由式自由式結(jié)構(gòu)與特點結(jié)構(gòu)與特點：一端安裝一端安裝止推軸承止推軸承與與深溝球軸承深溝球軸承的組合，另的組合，另一端懸空呈自由一端懸空呈自由狀態(tài)，故軸向剛度和承載能力低，多用于狀態(tài)，故軸向剛度和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動系統(tǒng)。輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動系統(tǒng)。 （2）、軸承的組合安裝支承示例）、

29、軸承的組合安裝支承示例（3）、制動裝置）、制動裝置圖圖 超越離合器超越離合器1外圈外圈 2星輪星輪 3滾柱滾柱 4活銷活銷 5彈簧彈簧2）常用的制動裝置有體積小、常用的制動裝置有體積小、重量輕、易于安裝的超越離合器重量輕、易于安裝的超越離合器。選購滾珠絲杠副時可同時選購。選購滾珠絲杠副時可同時選購相 宜 的 超 越 離 合 器 。相 宜 的 超 越 離 合 器 。 1） 制動原因制動原因：因滾珠絲杠傳動效率高，無自鎖作用，故在垂直安裝狀態(tài)，必：因滾珠絲杠傳動效率高，無自鎖作用，故在垂直安裝狀態(tài)，必須設(shè)置防止因驅(qū)動力中斷而發(fā)生逆?zhèn)鲃拥淖枣i、制動或重力平衡裝置。須設(shè)置防止因驅(qū)動力中斷而發(fā)生逆?zhèn)鲃拥?/p>

30、自鎖、制動或重力平衡裝置。圖圖 電磁電磁摩擦制動裝置原理圖摩擦制動裝置原理圖 3）制動實例）制動實例A：結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成B：制動原理：制動原理運動部件運動部件摩擦離合器摩擦離合器電磁線圈電磁線圈鐵心鐵心7、滾珠絲杠副的密封與潤滑、滾珠絲杠副的密封與潤滑 原因原因：滾珠絲杠副可用防塵密封圈或防護套密封來防止灰塵及雜質(zhì)進人滾珠絲杠副，使用：滾珠絲杠副可用防塵密封圈或防護套密封來防止灰塵及雜質(zhì)進人滾珠絲杠副，使用潤滑劑來提高其耐磨性及傳動效率，從而維持其傳動精度、延長其使用壽命。潤滑劑來提高其耐磨性及傳動效率，從而維持其傳動精度、延長其使用壽命。密封圈類型密封圈類型：接觸式和非接觸式兩種，其裝在滾

31、珠螺母的兩端。：接觸式和非接觸式兩種，其裝在滾珠螺母的兩端。 非接觸式密封圈通常由聚氯乙烯等塑料制成，其內(nèi)孔螺紋表面與絲杠螺紋之間略有間隙，非接觸式密封圈通常由聚氯乙烯等塑料制成，其內(nèi)孔螺紋表面與絲杠螺紋之間略有間隙，故又稱迷宮式密封圈。故又稱迷宮式密封圈。 接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠或尼龍等材料制成，因此有接觸壓力并產(chǎn)生一定的摩接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠或尼龍等材料制成，因此有接觸壓力并產(chǎn)生一定的摩擦力矩，但其防塵效果好。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂一般在裝配時放進滾擦力矩，但其防塵效果好。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂一般在裝配時放進滾珠螺母滾道內(nèi)定期潤滑

32、，商使用潤滑油時應(yīng)注意經(jīng)常通過注油孔注油。防護套的形式有折疊式珠螺母滾道內(nèi)定期潤滑，商使用潤滑油時應(yīng)注意經(jīng)常通過注油孔注油。防護套的形式有折疊式密封套、伸縮套管和伸縮擋板。其材料有耐油塑料、人造革等。密封套、伸縮套管和伸縮擋板。其材料有耐油塑料、人造革等。8、滾動螺旋傳動的設(shè)計計算、滾動螺旋傳動的設(shè)計計算（1）、滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)的選擇）、滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)防塵防護條件以及對調(diào)隙及預(yù)緊的要求，可選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。例如根據(jù)防塵防護條件以及對調(diào)隙及預(yù)緊的要求，可選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。例如，當(dāng)允許有間隙存在時（如垂直運動）可選用具有單圓弧螺紋滾道的單螺母滾珠絲當(dāng)允許有間隙存在時（如垂直運動）可選

33、用具有單圓弧螺紋滾道的單螺母滾珠絲杠副；杠副；當(dāng)必須有預(yù)緊或使用過程中因磨損而需要定期調(diào)整時，應(yīng)采用雙螺母螺紋預(yù)當(dāng)必須有預(yù)緊或使用過程中因磨損而需要定期調(diào)整時，應(yīng)采用雙螺母螺紋預(yù)緊或齒差預(yù)緊式結(jié)構(gòu)；緊或齒差預(yù)緊式結(jié)構(gòu)；當(dāng)具備良好的防塵條件，且只需在裝配時調(diào)整間隙及預(yù)緊力當(dāng)具備良好的防塵條件，且只需在裝配時調(diào)整間隙及預(yù)緊力時，可采用結(jié)構(gòu)簡單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。時，可采用結(jié)構(gòu)簡單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。（2）、滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇）、滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇 選用滾珠絲杠副時通常主要選擇的公稱直徑選用滾珠絲杠副時通常主要選擇的公稱直徑d0和基和基本導(dǎo)程本導(dǎo)程l0。 公稱直徑公稱直徑

34、d0應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。螺紋長度尺寸系列選擇。螺紋長度ls在允許的情況下要盡量短，一在允許的情況下要盡量短，一般般ls/d0小于小于30為宜；為宜； 基本導(dǎo)程基本導(dǎo)程l0應(yīng)按承載能力、傳動精度及傳動速度應(yīng)按承載能力、傳動精度及傳動速度選取，選取，l0大承載能力也大，大承載能力也大，l0小傳動精度較高。要求傳動小傳動精度較高。要求傳動速度快時，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。速度快時，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。 （3）、滾珠絲杠副的選擇步驟）、滾珠絲杠副的選擇步驟 選用時，必須知道實際的工作條件（已知參量）：選用時，必須知道實際的工作條件（已知參量）：

35、 * 最大的工作載荷最大的工作載荷Fmax（或平均工作載荷（或平均工作載荷Fcp（N）作用下的使用壽命作用下的使用壽命T（h）；）； * 絲杠的長度（或螺母的有效行程）絲杠的長度（或螺母的有效行程）l（mm）；）； * 絲杠的轉(zhuǎn)速絲杠的轉(zhuǎn)速n（或平均轉(zhuǎn)速（或平均轉(zhuǎn)速ncp）（）（r/min）；）； * 滾道的硬度滾道的硬度HRC及絲杠的工況。及絲杠的工況。 max3FffLFWHQ1）承載能力選擇）承載能力選擇 計算作用于絲杠軸向最大動載計算作用于絲杠軸向最大動載FQ，然后根據(jù)，然后根據(jù)FQ值選值選擇絲杠副的型號。擇絲杠副的型號。 2） 壓桿穩(wěn)定性核算壓桿穩(wěn)定性核算 max22FKlEIfFs

36、kk 3）剛度的驗算）剛度的驗算 IEMlESFlL2200（五）、齒輪傳動（五）、齒輪傳動 1、齒輪傳動形式及其傳動比的最佳匹配、齒輪傳動形式及其傳動比的最佳匹配 1）、常用的齒輪減速裝置傳動形式）、常用的齒輪減速裝置傳動形式圖圖 常用減速裝置傳動形式常用減速裝置傳動形式 2）齒輪傳動系總傳動比的確定）齒輪傳動系總傳動比的確定P38 在伺服系統(tǒng)中,通常采用負載角加速度最大原則負載角加速度最大原則選擇總傳動比,以提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。傳動模型如圖2-1所示。 圖中：圖中： Jm 電動機M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 慣量； m 電動機M的角位移； JL 負載L的轉(zhuǎn)動慣量； L 負載L的角位移； TLF 摩擦阻

37、抗轉(zhuǎn)矩； i 齒輪系G的總傳動比。JmiJLMGLmLTLF電機、傳動裝置和負載的傳動模型根據(jù)傳動關(guān)系有 式中: 電動機的角位移、角速度、角加速度； 負載的角位移、角速度、角加速度。 LmLmLmi mmm 、LLL 、在式(2-1)中,若改變總傳動比i,則也隨之改變。根據(jù)負載角加速度最大的原則負載角加速度最大的原則,令 ,則 解得若不計摩擦,即TLF0, 則 L mLmLFmLFJJTTTTi2mLmLJiJJJi2或(2-2)0/didL TLF換算到電動機軸上的阻抗轉(zhuǎn)矩為T TLFLF /i /i ；JL換算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為J JL L /i /i2 2。設(shè)Tm為電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩

38、, 在忽略傳動裝置慣量的前提下,根據(jù)旋轉(zhuǎn)運動方程,電動機軸上的合轉(zhuǎn)矩Ta為：LmLFmLLLmmLmLFmaJiJTiTiiJJiJJiTTT222)()( 則(2-1) 式表明, 得到傳動裝置總傳動比i的最佳值的時刻就是JL換算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量正好等于電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量Jm的時刻, 此時, 電動機的輸出轉(zhuǎn)矩一半用于加速負載,一半用于加速電動機轉(zhuǎn)子, 達到了慣性負載和轉(zhuǎn)矩的最佳匹配。 mLmLJiJJJi2或 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)，

39、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(dāng)分級，并在各級之間分配傳動比。3） 傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配 a a、等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則、等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則 P40 利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到利用該原則所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)，換算到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。 齒輪系傳遞的功率不同, 其傳動比的分配也有所不同。 對于n級齒輪系,有（P31）由此可見, 各級傳動比分配的結(jié)果應(yīng)遵循“前小后大前小后大”的原則。 ).4 , 3 , 2(222

40、1222/1)12(2121)1(12nkiiiinknnnnkn（2-3） （2-4） （1 1）小功率傳動裝置）小功率傳動裝置 例例2-1 設(shè)有i=80, 傳動級數(shù)n=4的小功率傳動, 試按等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則分配傳動比。 解：7268. 1802121)12(21421444i1085. 2)280(21222/424)12(i1438. 3)280(21542/43i9887. 6)280(215824i 驗算i= i1 i2 i3 i480。 n 若以傳動級數(shù)n為參變量, 齒輪系中折算到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量Je與第一級主動齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J1之比為Je/J1, 其變化與總傳動比i的

41、關(guān)系如圖2-3所示。n 可利用 Je/J1 與 i的關(guān)系確定傳動級數(shù)。圖2-3 小功率傳動裝置確定傳動級數(shù)曲線n (2) 大功率傳動裝置大功率傳動裝置 大功率傳動裝置傳遞的扭矩大,各級齒輪副的模數(shù)、齒寬、直徑等參數(shù)逐級增加,各級齒輪的轉(zhuǎn)動慣量差別很大。 大功率傳動裝置的傳動級數(shù)及各級傳動比可依據(jù)圖2-4、圖2-5、圖2-6來確定。傳動比分配的基本原則仍應(yīng)為“前小后大前小后大”。 圖2-4、圖2-5及圖2-6的用法參見例2-2。 圖2-4 大功率傳動裝置確定傳動級數(shù)曲線圖2-5 大功率傳動裝置確定第一級傳動比曲線圖2-6 大功率傳動裝置確定各級傳動比曲線 10ik8642123468 10124

42、6810ik 1123468BA 例例2-2 設(shè)有i=256的大功率傳動裝置, 試按等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則分配傳動比。 解：查圖2-4, 得n=3, Je/J1=70；n=4, Je / J1 =35；n=5, Je / J1 =26。兼顧到 Je / J1值的大小和傳動裝置的結(jié)構(gòu), 選n4。查圖2-5, 得i13.3。查圖2-6, 在橫坐標ik-1上3.3處作垂直線與A線交于第一點,在縱坐標 ik 軸上查得i23.7。 通過該點作水平線與B曲線相交得第二點i34.24。由第二點作垂線與A曲線相交得第三點i44.95。 驗算i1 i2 i3 i 4256.26。滿足設(shè)計要求。10ik864212

43、3468 101246810ik 1123468BA b、質(zhì)量最小原則、質(zhì)量最小原則 （1）小功率傳動裝置）小功率傳動裝置 對于小功率傳動系統(tǒng)，使各級傳動比滿足：即可使傳動裝置的重量最輕。 上述結(jié)論對于大功率傳動系統(tǒng)是不適用的，因其傳遞扭矩大，故要考慮齒輪模數(shù)、齒輪齒寬等參數(shù)要逐級增加的情況。niiii321 （2 2）大功率傳動裝置）大功率傳動裝置 大功率減速傳動裝置按質(zhì)量最小原則確定的各級傳動比表現(xiàn)為“前大后小前大后小”的傳動比分配方式。 減速齒輪傳動的后級齒輪比前級齒輪的轉(zhuǎn)矩要大得多,同樣傳動比的情況下齒厚、質(zhì)量也大得多,因此減小后級傳動比就相應(yīng)減少了大齒輪的齒數(shù)和質(zhì)量。大功率減速傳動裝

44、置的各級傳動比可以按圖2-7和圖2-8選擇。圖2-7 大功率傳動裝置兩級傳動比曲線（i10時,使用圖中的虛線） 10754321102030 40 507010012345710i1i2i1i2iik圖2-8 大功率傳動裝置三級傳動比曲線（ i 100時,使用圖中的虛線） 302010987653210203040501001002003005001000i1iiki2i3i1i2i3例2-4 設(shè) n3, i202, 求各級傳動比。解：查圖2-8可得 i112，i25，i33.4 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 為了提高機電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動系統(tǒng)傳遞運動的精度，各級傳動比

45、應(yīng)按“先小后大先小后大”原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。 圖 2-10 四級減速齒輪傳動鏈3i2412i15i36i478輸出 以圖2-10所示四級齒輪減速傳動鏈為例。四級傳動比分別為 i1、i2、i3、i4, 齒輪18的轉(zhuǎn)角誤差依次為18。 該傳動鏈輸出軸的總轉(zhuǎn)動角誤差max為 由式(2-7)可以看出,如果從輸入端到輸出端的各級傳動比按“前小后大”原則排列, 則總轉(zhuǎn)角誤差較小, 而且低速級的誤差在總誤差中占的比重很大。因此,要提高傳動精度, 就應(yīng)減少傳動級數(shù), 并使末級齒輪的傳動比盡可能大,制造精度盡可能高。 )72(847643544321324

46、3211maxiiiiii iiii iniknki1)(max 4 4、三種原則的選擇、三種原則的選擇 在設(shè)計齒輪傳動裝置時,上述三條原則應(yīng)根據(jù)具體工作條件綜合考慮。 （1）對于傳動精度要求高的降速齒輪傳動鏈,可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計。 （2）對于要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、啟停頻繁和動態(tài)性能好的降速傳動鏈,可按等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計。 （3）對于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動鏈,可按質(zhì)量最小原則設(shè)計。 總之，減速傳動裝置傳動比的分配原則是設(shè)計減速器的指導(dǎo)思想和基本方法。在實際減速器設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合減速器的具體要求，認真分析、論證方案實現(xiàn)的可行性、經(jīng)濟性、可靠性等指標，并對減速器

47、的轉(zhuǎn)動慣量、結(jié)構(gòu)尺寸、精度要求等進行合理協(xié)調(diào)，盡可能達到合理的匹配，達到減速器具有體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可頻繁啟動和動態(tài)特性好、傳動精度高、誤差最小等基本要求。 4）諧波齒輪傳動）諧波齒輪傳動 諧波齒輪傳動產(chǎn)品圖圖 諧波齒輪傳動組成與原理諧波齒輪傳動組成與原理3 （H）波形發(fā)生器）波形發(fā)生器 1剛輪剛輪 2柔輪柔輪【一一】諧波發(fā)生器（簡稱波發(fā)生器）諧波發(fā)生器（簡稱波發(fā)生器）是凸輪（通常為橢圓形）及薄壁軸承組是凸輪（通常為橢圓形）及薄壁軸承組成，隨著凸輪轉(zhuǎn)動，薄壁軸承的外環(huán)作橢圓形變形運動（彈性范圍內(nèi)）。成，隨著凸輪轉(zhuǎn)動，薄壁軸承的外環(huán)作橢圓形變形運動（彈性范圍內(nèi)）。【二二】剛輪剛輪是剛性的

48、內(nèi)齒輪。是剛性的內(nèi)齒輪。 【三三】柔輪柔輪是薄殼形元件，具有彈性的外齒輪。是薄殼形元件，具有彈性的外齒輪。 1 1、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)組成2 2、工作原理、工作原理 波形發(fā)生器為主動件波形發(fā)生器為主動件，剛輪或柔輪為從動件剛輪或柔輪為從動件。剛輪有內(nèi)齒圈，柔輪有外齒。剛輪有內(nèi)齒圈，柔輪有外齒圈，其齒形為漸開線或三角形，周節(jié)相同而齒數(shù)不同，剛輪的齒數(shù)圈，其齒形為漸開線或三角形，周節(jié)相同而齒數(shù)不同，剛輪的齒數(shù)Zg比柔輪的比柔輪的齒數(shù)齒數(shù)Zr多幾齒。柔輪是薄圓筒形，由于波形發(fā)生器的長徑比柔輪內(nèi)徑略大，故裝多幾齒。柔輪是薄圓筒形，由于波形發(fā)生器的長徑比柔輪內(nèi)徑略大，故裝配在一起時就將柔輪撐成橢圓形。配在一

49、起時就將柔輪撐成橢圓形。 工程上常用的工程上常用的波形發(fā)生器波形發(fā)生器有兩個有兩個觸頭觸頭的即為雙波發(fā)生器，也有三個觸頭的的即為雙波發(fā)生器，也有三個觸頭的。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。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ZgZr2。其橢。其橢圓長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)圓長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)生器逆時針轉(zhuǎn)一圈時，兩輪相對位移為兩個齒矩。當(dāng)剛輪固定時，則柔輪的回轉(zhuǎn)生器逆時針轉(zhuǎn)一圈時，兩輪相對位移為兩個齒矩。當(dāng)剛輪固定時，則柔輪的回轉(zhuǎn)方向與波形發(fā)生器的回轉(zhuǎn)方向相反。方向

50、與波形發(fā)生器的回轉(zhuǎn)方向相反。 3、諧波齒輪傳動比、諧波齒輪傳動比(鋼輪固定與柔輪固定鋼輪固定與柔輪固定) 4、諧波齒輪減速產(chǎn)品及選用、諧波齒輪減速產(chǎn)品及選用XB1最大回差（單位：角分）最大回差（單位：角分）減速比減速比機型（指柔輪內(nèi)徑，單位為機型（指柔輪內(nèi)徑，單位為mm）單級、臥式安裝通用諧波減速器單級、臥式安裝通用諧波減速器rgHgHrHrgzzi優(yōu)點優(yōu)點： 傳動比大（單級傳動比可達傳動比大（單級傳動比可達6060250250）；）； 承載能力強；承載能力強； 傳動精度高、傳動精度高、回程誤差小回程誤差?。?傳動效率高；傳動效率高； 體積小，重量輕；體積小，重量輕； 噪聲低傳動平穩(wěn)；噪聲低傳

51、動平穩(wěn)； 結(jié)構(gòu)簡單。結(jié)構(gòu)簡單。缺點缺點： 對材料、加工、熱處理要求把高，散熱條件差，轉(zhuǎn)動對材料、加工、熱處理要求把高，散熱條件差，轉(zhuǎn)動慣量大。慣量大。4 4）齒輪傳動間隙的消除措施）齒輪傳動間隙的消除措施 (1)(1)、圓柱齒輪傳動、圓柱齒輪傳動 圖圖 偏心軸套式消除間隙結(jié)構(gòu)偏心軸套式消除間隙結(jié)構(gòu) 1 1、偏心環(huán)、偏心環(huán) 2 2電液脈沖馬達電液脈沖馬達 （a a）偏心軸套調(diào)整法偏心軸套調(diào)整法 圖圖 帶錐度齒輪的消除間隙結(jié)構(gòu)帶錐度齒輪的消除間隙結(jié)構(gòu) 1 1、3 3齒輪齒輪 2 2墊片墊片 （b）軸向墊片調(diào)整法（錐度齒輪調(diào)整法）軸向墊片調(diào)整法（錐度齒輪調(diào)整法） （c）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法雙片薄齒輪

52、錯齒調(diào)整法 圓柱薄片齒輪周向彈簧錯齒調(diào)整法圓柱薄片齒輪周向彈簧錯齒調(diào)整法1彈簧彈簧 2短柱短柱 3、4齒輪齒輪 A、周向彈簧式（不用于功率驅(qū)動）、周向彈簧式（不用于功率驅(qū)動）圓柱薄片齒輪可拉簧錯齒調(diào)整法圓柱薄片齒輪可拉簧錯齒調(diào)整法 1,2薄片齒輪薄片齒輪 3,8凸耳凸耳 4彈簧彈簧 5,6螺母螺母 7調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘 B、周向可調(diào)拉簧式、周向可調(diào)拉簧式2、斜齒輪傳動齒側(cè)隙的消除方法。、斜齒輪傳動齒側(cè)隙的消除方法。 斜齒薄片齒輪墊片錯齒調(diào)整法斜齒薄片齒輪墊片錯齒調(diào)整法 1、2薄片齒輪薄片齒輪 3寬齒輪寬齒輪 4墊片墊片 （1）墊片調(diào)整法）墊片調(diào)整法斜齒薄片齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法斜齒薄片齒輪軸向壓

53、簧錯齒調(diào)整法1、2薄片齒輪薄片齒輪 3寬齒輪寬齒輪 4鍵鍵 5彈簧彈簧 6螺母螺母 （2）軸向壓簧調(diào)整法）軸向壓簧調(diào)整法 3、錐齒輪傳動、錐齒輪傳動 錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法 1 1、4 4錐齒輪錐齒輪 2 2、3 3鍵鍵 5 5壓簧壓簧 6 6螺母螺母 7 7傳動軸傳動軸 （1）軸向壓簧調(diào)整法）軸向壓簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧調(diào)整法 1大片錐齒輪大片錐齒輪 2小片錐齒輪小片錐齒輪 3小錐齒輪小錐齒輪 4鑲塊鑲塊 5彈簧彈簧 6螺釘螺釘 7凸爪凸爪 8圓弧槽圓弧槽 （2）軸向彈簧調(diào)整法）軸向彈簧調(diào)整法123456784、齒輪齒條傳動、齒輪齒條傳動 圖圖 齒輪齒條

54、傳動的齒側(cè)隙消除法齒輪齒條傳動的齒側(cè)隙消除法1 1、6 6小齒輪小齒輪 2 2、5 5大齒輪大齒輪3 3齒輪齒輪 4 4預(yù)載力裝置預(yù)載力裝置 7 7齒條齒條 （六（六)、撓性傳動、撓性傳動 除滾珠絲杠副、齒輪副等傳動部件之外，機電系統(tǒng)除滾珠絲杠副、齒輪副等傳動部件之外，機電系統(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部件。撓性傳動部件。1、同步帶傳動、同步帶傳動 同步帶傳動是綜合了普通傳動和鏈輪鏈條傳動的優(yōu)點的一種新型傳動，它同步帶傳動是綜合了普通傳動和鏈輪鏈條傳動的優(yōu)點的一種新型傳動，它在帶的工作面及帶輪外周上均制有嚙合齒，

55、通過帶齒于與輪齒作嚙合傳動。為保在帶的工作面及帶輪外周上均制有嚙合齒，通過帶齒于與輪齒作嚙合傳動。為保證帶輪和帶作無滑差的同步傳動，其齒形帶均采用了證帶輪和帶作無滑差的同步傳動，其齒形帶均采用了承載后無彈性變形承載后無彈性變形的高強力的高強力材料，以保證帶的節(jié)距不變。材料，以保證帶的節(jié)距不變。n優(yōu)點：n 傳動比準確；n 傳動效率高（0.98）；n 傳動平穩(wěn)，能吸振，噪聲小。n 能高速傳動，維護保養(yǎng)方便，且不需潤滑，傳動功率（由幾瓦幾百千瓦），速度（可達50m/s），速比（可達10左右）。 n缺點：n 安裝精度要求高、中心距要求嚴格，具有一定的蠕變性，帶輪制造成本高； n 同步帶齒形：梯形齒形和

56、圓弧齒形。圖圖 同步帶的結(jié)構(gòu)同步帶的結(jié)構(gòu)1加強筋；加強筋；2帶齒；帶齒；3帶背帶背 圖圖 帶輪結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu)2 2、鋼帶傳動、鋼帶傳動 特點特點:鋼帶與帶輪間接觸面積大、無間隙、摩擦阻鋼帶與帶輪間接觸面積大、無間隙、摩擦阻力大；無滑動、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運行可靠、噪聲低、驅(qū)動力大；無滑動、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運行可靠、噪聲低、驅(qū)動力大、壽命長，鋼帶無蠕變。力大、壽命長，鋼帶無蠕變。 圖圖 a 鋼帶傳動定位機構(gòu)鋼帶傳動定位機構(gòu)1導(dǎo)桿；導(dǎo)桿；2軸承；軸承；3小車；小車；4導(dǎo)軌；導(dǎo)軌；5磁磁頭；頭；6鋼帶；鋼帶；7步進步進電動機電動機高彈性模量的彈簧鋼高彈性模量的彈簧鋼3 3、繩輪傳動、繩輪傳動 優(yōu)點優(yōu)點:結(jié)構(gòu)

57、簡單、傳動剛度大、結(jié)構(gòu)柔軟、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、傳動剛度大、結(jié)構(gòu)柔軟、成本低、噪聲低等。噪聲低等。 缺點缺點:帶輪較大，安裝面積大、加速度不易太高。帶輪較大，安裝面積大、加速度不易太高。圖圖 繩輪傳動在打印機字車送繩輪傳動在打印機字車送進機構(gòu)中的應(yīng)用進機構(gòu)中的應(yīng)用1字車；字車；2繩輪繩輪(電動機輸電動機輸出軸上出軸上)；3伺服電動機；伺服電動機；4鋼絲繩鋼絲繩（七）、間歇傳動（七）、間歇傳動 機電一體化系統(tǒng)中常用的間歇傳動有棘輪傳動、槽輪機電一體化系統(tǒng)中常用的間歇傳動有棘輪傳動、槽輪傳動、蝸形凸輪傳動等部件。這些傳動部件可將輸入的連傳動、蝸形凸輪傳動等部件。這些傳動部件可將輸入的連接運動轉(zhuǎn)化為間

58、歇運動。其基本要求是移位迅速，移位過接運動轉(zhuǎn)化為間歇運動。其基本要求是移位迅速，移位過程中運動無沖擊，停位準確可靠。程中運動無沖擊，停位準確可靠。 圖圖 蝸形凸輪傳動機構(gòu)蝸形凸輪傳動機構(gòu)1轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤 2滾子滾子 3蝸形凸輪蝸形凸輪 1 1、蝸形凸輪傳動機構(gòu)、蝸形凸輪傳動機構(gòu) 2 2、棘輪傳動機構(gòu)、棘輪傳動機構(gòu) 圖圖 棘輪轉(zhuǎn)動工作原理棘輪轉(zhuǎn)動工作原理 圖圖 齒式棘輪機構(gòu)的形式齒式棘輪機構(gòu)的形式zk03603 3、槽輪傳動機構(gòu)、槽輪傳動機構(gòu) 圖圖 槽輪傳動機構(gòu)工作原理槽輪傳動機構(gòu)工作原理1撥銷盤；撥銷盤；2鎖緊??；鎖緊?。?槽輪；槽輪；4定位?。欢ㄎ换?；5撥銷撥銷返回返回2.3 導(dǎo)軌支承部件的選擇與

59、設(shè)計導(dǎo)軌支承部件的選擇與設(shè)計一、導(dǎo)軌副的定義、組成、分類及其應(yīng)滿足的要求一、導(dǎo)軌副的定義、組成、分類及其應(yīng)滿足的要求1、定義、定義: 支承支承和和限制限制運動部件運動部件按給定的要求和規(guī)定的運按給定的要求和規(guī)定的運動方向運動，這樣的部件動方向運動，這樣的部件通常稱為導(dǎo)軌副，簡稱通常稱為導(dǎo)軌副，簡稱導(dǎo)導(dǎo)軌軌。圖圖 導(dǎo)軌副組成導(dǎo)軌副組成1-承導(dǎo)件承導(dǎo)件 2-運動件運動件 2、組成、組成導(dǎo)軌副滑動導(dǎo)軌圓柱型棱柱型組合型滾動導(dǎo)軌滾柱（針）型滾珠型滾動導(dǎo)軌塊型滾動軸承型流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌氣體、液體導(dǎo)軌動壓型靜壓型動靜壓型彈性摩擦導(dǎo)軌片簧型膜片型柔性鉸鏈型3、分類、分類（2）按）按接觸面摩擦性質(zhì)接觸面摩擦性

60、質(zhì)分類分類（1）按）按運動形式運動形式分類：分類：直線直線運動導(dǎo)軌副、運動導(dǎo)軌副、回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌副。運動導(dǎo)軌副。（4）按導(dǎo)軌的）按導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式分類分類常用導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)示意圖常用導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)示意圖（3）按導(dǎo)軌的按導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點分類：開式、閉式。分類：開式、閉式。導(dǎo)軌類型結(jié)構(gòu)工藝性方向精度摩擦力對溫度變化的敏感性承載能力耐磨性成本開式圓柱面導(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)軌閉式滾珠導(dǎo)軌開式滾柱導(dǎo)軌滾動軸承導(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