单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机电一体化技术机械技术,2.1,机械系统的选择和设计要求,2.2 机械传动机构,2.3 机械导向支承机构,2.4 机械旋转支承机构,2.5 轴系部件的选择和设计,2.6 机座或机架的设计,2.1 机械系统的选择和设计要求,机电一体化系统要求快速响应性、高的精度和稳定性,无间隙,低摩擦,低惯量,高刚度,适当的阻尼比,机电一体化系统对机械零件的要求,绝大多数机电一体化系统都具有伺服功能，机械零件必需依据伺服把握的要求进展选择和设计,高谐振频率,1)承受低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；,2)缩短传动链，提高传动与支承刚度；,3)选用最正确传动比以到达提高系统区分率、削减等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速力气；,4)缩小反向死区误差，照实行消退传动间隙、削减支承变形的措施；,5)改进支承及架体的构造设计以提高刚性、削减振动、降低噪声。,实行措施：,2.2 机械传动机构,机械传动部件的功能是传递转矩和转速，使执行元件与负载之间在转矩和转速方面得到最正确匹配,选择传动间隙小，精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件,要求：周密化、高速化、小型、轻量化,1、螺旋传动,滑动摩擦式螺旋传动,滚动摩擦式螺旋传动,按运动方式分为,丝杆螺母副,滚珠丝杆螺母副,滑动螺旋传动的特点,传动比大,驱动负载力气强、,自锁,传动效率低，,磨损快,滑动螺旋传动的形式及应用,螺母固定、螺杆转动并移动,优点：螺母本身起着支承作用，简化了构造，消退了螺杆与轴承之间可能产生的轴向窜动，简洁获得较高的传动精度,缺点：所占轴向尺寸较大(螺杆行程的两倍加上螺母厚度)，刚性较差,使用场合：工作行程短,螺杆转动，螺母移动,特点：构造紧凑(所占轴向尺寸取决于螺母厚度及行程大小)，刚度较大,适用：工作行程较长,螺母移动、丝杠转动,需要限制螺母移动和丝杆的移动，由于构造简洁且占用空间大，应用较少,丝杆固定、螺母转动并移动,传动方式简洁、紧凑，但在多数状况下，使用不便利，应用很少,丝杆螺母传动的类型和特点,差动螺旋传动,差动螺旋传动,设螺杆3左、右两段螺纹的旋向一样，且导程分别为Ph1和Ph2。当螺杆转动 角时，可动螺母2的移动距离为,假设Ph1与Ph2相差很小，则z很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。,差动螺旋传动,假设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转动 角时，可动螺母2的移动距离为,此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母2相对螺母1快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。,2、,滚动螺旋传动滚珠丝杠螺母副机构,(1)滚珠丝杠副的工作原理,具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠作为中间传动件，以削减摩擦，当丝杠回转时，滚珠相对于螺母上的滚道滚动，因此丝杠与螺母之间根本上为滚动摩擦。为 了防止滚珠从螺母中滚出来，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置，使滚珠能循环流淌,滚珠丝杠螺母副,滚珠丝杠副的特点,传动效率高,摩擦损失小滚珠丝杠副的传动效率 为 0.92 0.96,赐予适当预紧，可消退丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消退空行程死区，定位精度高，刚度好,运动平稳，无爬行现象，传动精度高,运动具有可逆性可将直线运动转化为回转运动，传动效率也高达90%以上,磨损小，使用寿命长滚珠、丝杆、滚珠都经过淬硬,制造工艺简洁,不能自锁,2滚珠螺旋传动的构造型式与类型,螺纹滚道法向截形,它是指通过滚珠中心且垂直于滚道螺旋面的平面和滚道外表交线的外形。,接触角：滚珠与滚道外表在接触点处的公法线与过滚珠中心的螺杆直径线间的夹角,抱负接触角为45o,滚珠循环方式,滚珠的循环方式可分为,内循环,和,外循环,内循环：滚珠在循环过程中,始终与螺杆保持接触,的循环在螺母1的侧孔内，装有接通相邻滚道的反向器。,外循环：滚珠在返回时与,螺杆脱离接触,的循环称为外循环。,3.滚珠丝杠副的主要尺寸参数,公称直径d0:它指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。它是滚珠丝杠副的特征或名义尺寸。,根本导程(Ph)(或螺距t)：它指丝杠相对于螺母旋转6.28弧度时，螺母上基准点的轴向位移。,行程：它指丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。,此外还有丝杠螺纹大径d1、丝杆螺纹底径d2、滚珠直径DW、螺母螺纹底径D2、螺母螺纹内径D3、丝杠螺纹全长等。,滚珠丝杠副的精度,滚珠丝杠副的精度等级为,1,2,3,4,5，7,10,级精度，代号分别为1,2,3,4,5,7,10,其中,1级为最高,，依次逐级降低,滚珠丝杆副的标识,(5)滚珠丝杠副轴向间隙的调整,1、垫片调隙式,通常用螺钉来连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，并在凸缘间加垫片。调整垫片的厚度使螺母产生轴向位移，以到达消退间隙和产生预拉紧力的目的,优点：构造简洁、牢靠性好、刚度高以及装卸便利。,缺点：调整费时，并且在工作中不 能任凭调整，除非更换厚度不同的垫片,2、螺纹调隙式,其中一个螺母的外端有凸缘而另一个螺母的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸出套筒外，并用两个圆螺母固定着。旋转圆螺母时，即可消退间隙，并产生预拉紧力，调整好后再用另一个圆螺母把它锁紧。,2、齿差调隙式,在两个螺母的凸缘上各制有圆柱齿轮，两者齿数相差一个齿，并装人内齿圈中，内齿圈用螺钉或定位销固定在套筒上。调整时，先取下两端的内齿圈，当两个滚珠螺母相对于套筒同方向转动一样齿数时，一个滚珠螺母对另一个滚珠螺母产生相对角位移，从而使滚珠螺母对于滚珠丝杠的螺旋滚道相对移动，到达消退间隙并施加预紧力的目的,4、弹簧式自动调整预紧式,在滚珠螺母体内的两列循环滚珠链之间，使内螺纹滚道在轴向制作一个Ph 的导程突变量，从而使二列滚珠产生轴向错位而实现预紧，预紧力的大小取决于Ph 和单列滚珠的径向间隙。特点:构造简洁紧凑，但使用中不能调整，且制造困难,5单螺母变位导程自预紧式,滚珠丝杆副的支承方式,为提高刚度，常以,推力轴承为主,的轴承组合来支承丝杆,当载荷较少时，也可用角接触球轴承来支承,1、单推-单推只有轴向约束,2、双推-双推径向约束和轴向约束,3、双推-简支,4、双推-自由,1)简易单推-单推式支承,3)双推-自由式支承,因滚珠丝杠传动效率高，无自锁作用，故在垂直安装状态，必需设置防止因驱动力中断而发生逆传动的自锁、制动或重力平衡装置。,超越离合器,1-外圈；2-星轮；3-滚柱：4-活销；5-弹簧,制动装置,当主轴7作上、下进给运动时，电磁线圈2通电并吸引铁心1，从而翻开摩擦离合器4，此时电动机5通过减速齿轮、滚珠丝杠副6托动运动部件主轴头7作垂直上下运动。当电动机断电时，电磁线圈2也同时断电，在弹簧3的作用下摩擦离合器4压紧制动轮，使滚珠丝杠不能自由转动，从而防止运动部件因自重而下降。,单推-单推式支承的简易制动装置,1-铁心；2-电磁线圈；3-弹簧；4-摩擦离合器；,5-电动机；6-滚珠丝杠副；7-主轴头,滚珠丝杠副可用防尘密封圈或防护套密封来防止灰尘及杂质进入滚珠丝杠副,密封圈：接触式和非接触式,滚珠丝杠副的密封与润滑,使用润滑剂来提高其耐磨性及传动效率，从而维持其传动精度，延长其使用寿命。,润滑剂：润滑脂和润滑油,防护套的形式,有折叠式密封套、伸缩套管和伸缩挡板,1-螺旋弹簧钢带式伸缩套管；2-波纹管密封套,