畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）機(jī)床設(shè)計(jì)

1、摘 要 隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和全球化制造技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)為了提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，要求配置效率更高和成本更低的加工設(shè)備，而傳統(tǒng)機(jī)床在未來(lái)的加工業(yè)中會(huì)遇到難以克服的困難，例如在高速加工(軌跡速度達(dá)到50mmin)和高效空間曲面加工及機(jī)床的通用性方面將無(wú)法滿足現(xiàn)代加工技術(shù)的要求。因此探索和研究一種現(xiàn)代化機(jī)床具有十分重要的意義。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量小的顯著特點(diǎn)，因此應(yīng)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬軸機(jī)床能提高加速能力，顯著改善加工表面質(zhì)量，而且機(jī)床由于能采用許多相同的零部件而降低了生產(chǎn)成本。除此之外，并聯(lián)機(jī)構(gòu)允許實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字： 并聯(lián)機(jī)構(gòu).虛擬軸機(jī)床.運(yùn)動(dòng)學(xué).研拋機(jī)床.abtract:with the prog

2、ress of the information technology and the development of the global manufacturing techniques, enterprises require more efficient and lower cost machine tools by reason of enhancing their competitive ability. but conventional machine tools will encounter many difficulities which are hard to overcome

3、 in the future, for instance of high-speed machining (path speeds exceeding 50 m/min ) and high-efficient space curved surfaces machining as well as flexibility of machines.key word:pmt. virtual axis machine tool. movement subject. abrade machine.目 錄緒論4第一章 機(jī)床整體方案設(shè)計(jì)8第一節(jié) 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述8第二節(jié) 機(jī)床主要部件確定9第二章

4、動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)13第一節(jié) 伺服電機(jī)13第二節(jié) 諧波減速器14第三節(jié) 軸承21第三章 研磨頭的設(shè)計(jì)25第一節(jié) 氣缸的選擇25第二節(jié) 彈簧的設(shè)計(jì)26第四章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析和環(huán)境保護(hù)29第五章 參考文獻(xiàn)30第六章 設(shè)計(jì)小結(jié)31附錄 程序32緒論并聯(lián)機(jī)床(parallel machine tool，簡(jiǎn)稱pmt)，也被稱為虛(擬)軸機(jī)床(virtual axis machine tool)或并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)器(parallel kinematic machine)，是并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它同時(shí)兼顧了機(jī)床和機(jī)器人的諸多特性，既可以看作是機(jī)器人化的機(jī)床(可以完成機(jī)床的切削任務(wù))，又可以看作是

5、機(jī)床化的機(jī)器人(可以完成許多精密的機(jī)器人作業(yè))。它能夠提供機(jī)器人的靈活與柔性，又具有機(jī)床的剛度和精度，是集多種功能于一體的新型機(jī)電設(shè)備。國(guó)際學(xué)術(shù)界和工程界非常重視對(duì)并聯(lián)機(jī)床的研究與開(kāi)發(fā), 自1994年美國(guó)giddings & lewis公司在芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上首次展出名為variax(變異型)加工中心的這種機(jī)床以來(lái)，倍受各國(guó)重視，比如歐盟就設(shè)立了pkm科研專(zhuān)項(xiàng)，在歷屆著名的國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上都相繼展出了一些經(jīng)過(guò)改進(jìn)的新產(chǎn)品，中國(guó)的高等院校與機(jī)床制造商也合作推出了幾種形式的并聯(lián)機(jī)床?？傊?，無(wú)論國(guó)際還是國(guó)內(nèi)現(xiàn)在都在大力推進(jìn)并聯(lián)機(jī)床的實(shí)用化,并聯(lián)機(jī)床已成為機(jī)床行業(yè)發(fā)展過(guò)程中不可忽視的一個(gè)亮點(diǎn)。 并

6、聯(lián)機(jī)床從問(wèn)世以來(lái)經(jīng)過(guò)了幾年的發(fā)展，經(jīng)歷了一個(gè)由快速發(fā)展到穩(wěn)步研究的發(fā)展過(guò)程，隨著人們對(duì)并聯(lián)機(jī)床的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，并聯(lián)機(jī)床相關(guān)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)工作的步伐正逐漸趨于平穩(wěn)。研究人員認(rèn)識(shí)到并聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比所表現(xiàn)出的鮮明的特有優(yōu)勢(shì)，這鼓舞著國(guó)內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)和機(jī)床廠商堅(jiān)持不懈地積極從事并聯(lián)機(jī)床技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)工作；另一方面，經(jīng)過(guò)幾年的研究，研究人員也發(fā)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)床存在一些缺陷，同時(shí)并聯(lián)機(jī)床在較多方面的理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究尚不夠成熟，還有很多難題要突破。世界各國(guó)的研究機(jī)構(gòu)和機(jī)床廠商在這一問(wèn)題上基本達(dá)成了共識(shí)，認(rèn)為并聯(lián)機(jī)床這種新型的加工裝備與傳統(tǒng)機(jī)床相比，在一些方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，然而在現(xiàn)階段，并聯(lián)機(jī)床

7、尚不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和市場(chǎng)化，并聯(lián)機(jī)床技術(shù)也有待進(jìn)一步發(fā)展完善。傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床，本質(zhì)上是“串聯(lián)”機(jī)構(gòu)。而圖1所示的基于stewart平臺(tái)的典型純并聯(lián)六自由度機(jī)床，相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床來(lái)說(shuō)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度/重量比大，制造成本相對(duì)較低；運(yùn)動(dòng)部件輕，慣性小，響應(yīng)速度快，易於實(shí)現(xiàn)高的速度和加速度；配置靈活，在動(dòng)平臺(tái)上可以選配不同的工作頭(旋轉(zhuǎn)刀具頭、高能束加工頭、測(cè)量頭等)來(lái)進(jìn)行不同的作業(yè)；理論上運(yùn)動(dòng)和定位精度可以達(dá)到很高，這是由于六根變長(zhǎng)桿長(zhǎng)度變化的誤差對(duì)動(dòng)平臺(tái)空間位置精度的影響，不是像傳統(tǒng)機(jī)床那樣累計(jì)迭加而是具有均化傾向。目前，并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)如下兩個(gè)特點(diǎn)： (1)并聯(lián)機(jī)床構(gòu)型

8、的多樣性 構(gòu)型的多樣性是并聯(lián)機(jī)床的顯著特點(diǎn)之一，每一種構(gòu)型都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，都有其各自適合的應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型的研究一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出多種適用于不同應(yīng)用條件的并聯(lián)機(jī)構(gòu)也一直是機(jī)構(gòu)學(xué)家們研究的一個(gè)重要內(nèi)容。近幾年，眾多學(xué)者提出了多種新機(jī)構(gòu)構(gòu)型，并對(duì)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型和構(gòu)建方法進(jìn)行了系統(tǒng)的討論。目前，基于串并混聯(lián)、內(nèi)外副混合驅(qū)動(dòng)或純并聯(lián)的少自由度機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床正逐漸受到人們的青睞，最有代表性的基于少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床是瑞典neos robotics公司開(kāi)發(fā)研制的tricept系列，其他典型的有意大利comau公司的hpi型四桿三自由度機(jī)床、德國(guó)斯圖加特大學(xué)機(jī)床與制造設(shè)備控制技

9、術(shù)研究所的linapod三桿機(jī)床、德國(guó)漢諾威大學(xué)生產(chǎn)工程和機(jī)床研究所研制出用于鋼板激光加工的三桿機(jī)床、美國(guó)sheldon/van someron公司的triax三桿機(jī)床、清華大學(xué)與江東機(jī)床廠聯(lián)合開(kāi)發(fā)的三自由度混聯(lián)機(jī)床等。然而，由于并聯(lián)機(jī)床出現(xiàn)不久，并沒(méi)有專(zhuān)用的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境，目前開(kāi)發(fā)一種新型并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)周期仍很長(zhǎng)，因此迫切需要一個(gè)快速的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)以滿足結(jié)構(gòu)日趨多樣的新型并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需求。(2)并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用技術(shù)研究不斷深入 雖然已開(kāi)發(fā)出一些并聯(lián)機(jī)床商業(yè)化樣機(jī)，且有產(chǎn)品投入實(shí)際應(yīng)用，但由于設(shè)計(jì)理論和工程技術(shù)的研究不夠成熟，目前并聯(lián)機(jī)床在作業(yè)能力、作業(yè)性能等方面表現(xiàn)差強(qiáng)人意，與傳統(tǒng)

10、數(shù)控機(jī)床相比存在一定差距。有關(guān)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)、并聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)建模與分析、精度保證、控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究一直在不斷深入，并取得了一定的研究成果。例如，raghavan得出的stewart平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解結(jié)論，innocenti 和cheok等人提出的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值解法；gosselin、merlet和ji的工作空間幾何解析法，黃田和汪勁松等人提出的工作空間邊界的變心球面族包絡(luò)面求交法；基于各向同性條件(局部靈活度)、動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)能力、總體靈活度指標(biāo)的多種尺度綜合方法；nguyen、lee、liu關(guān)于動(dòng)力學(xué)建模及動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的構(gòu)造的理論結(jié)果，以及熊有倫提出的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略；用不同方法建立的驅(qū)動(dòng)

11、部件誤差與終端誤差之間的關(guān)系；多種運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定、提高機(jī)床加工精度的方法等?？傊⒙?lián)機(jī)床的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)國(guó)內(nèi)外都取得了很多有價(jià)值的理論成果，在應(yīng)用技術(shù)方面也取得很大進(jìn)展。有關(guān)并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)和應(yīng)用的理論成果和應(yīng)用技術(shù)雖然很多，然而這些理論成果和技術(shù)覆蓋了并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的多個(gè)環(huán)節(jié)，相對(duì)獨(dú)立分散，很難有機(jī)地融合在一起，不能系統(tǒng)有效地應(yīng)用到并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中。此外，由于并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)優(yōu)化、精度保證等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)均涉及非常復(fù)雜的非線性問(wèn)題，很多設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)間存在模型演化困難、數(shù)據(jù)難以集成等技術(shù)障礙。因此，迫切需要一個(gè)集成化一體化的并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境，以解決上述問(wèn)題。通過(guò)對(duì)當(dāng)前并聯(lián)機(jī)床的

12、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的分析，可以看出，集成化、一體化、數(shù)字化的并聯(lián)機(jī)床快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)能夠大大縮短并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期、實(shí)現(xiàn)最新設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用技術(shù)的集成和應(yīng)用、保證設(shè)計(jì)過(guò)程的一體化，從而推動(dòng)并聯(lián)機(jī)床在理論方面的研究進(jìn)展和在實(shí)際應(yīng)用方面走向產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程?？傮w上講，目前并聯(lián)機(jī)床的研究存在如下問(wèn)題： -國(guó)外關(guān)于集成設(shè)計(jì)方法的研究主要提出并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)中需要的組成部分，如各種商業(yè)軟件或者自行開(kāi)發(fā)的軟件等，并沒(méi)有深入探討各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)間的集成，更沒(méi)有提出一個(gè)集成的一體化的設(shè)計(jì)環(huán)境； -國(guó)內(nèi)外進(jìn)行的研究都僅針對(duì)特定的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真或分析，不能支持并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)(例如leonesio的虛擬原型環(huán)境僅支持機(jī)構(gòu)原型

13、的仿真與設(shè)計(jì))； -國(guó)內(nèi)進(jìn)行的研究都是針對(duì)具體機(jī)構(gòu)，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的仿真與分析，因此所開(kāi)發(fā)的軟件缺乏通用性。-其其動(dòng)平臺(tái)在工作空間的運(yùn)動(dòng)，要通過(guò)從虛軸空間(并不存在的運(yùn)動(dòng)座標(biāo)軸)到實(shí)軸(變長(zhǎng)桿長(zhǎng)度)空間的非線性映射來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且實(shí)軸空間存在深度耦合，因此其控制軟件要比傳統(tǒng)機(jī)床復(fù)雜； -在相同的外觀尺寸下，其有效工作空間要比傳統(tǒng)機(jī)床小得多且不直觀，特別是動(dòng)平臺(tái)主軸頭能實(shí)現(xiàn)的最大姿態(tài)角一般小于30； -雖然并聯(lián)機(jī)床的空間定位精度理論上可以達(dá)到很高，但實(shí)際上受一些因素的制約，比如其關(guān)鍵元件高精度鉸關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)制造仍較困難等原因，迄今其動(dòng)平臺(tái)的空間位置精度基本上還處于10微米級(jí)的水平。 綜上所述，國(guó)外已開(kāi)始關(guān)注

14、支持并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)的通用環(huán)境，并取得了一定的研究成果(如并聯(lián)機(jī)床虛擬原型環(huán)境等)，而國(guó)內(nèi)尚停留在針對(duì)具體機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真與分析的階段。本文提出的并聯(lián)機(jī)床數(shù)字化快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)能夠解決國(guó)內(nèi)外并聯(lián)機(jī)床現(xiàn)有研究中存在的問(wèn)題，為并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)提供高效高質(zhì)量的開(kāi)發(fā)環(huán)境，并且在該領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。為了解決并聯(lián)機(jī)床工作空間小、特別是主軸頭姿態(tài)角嚴(yán)重不足影響5軸聯(lián)動(dòng)加工能力的問(wèn)題，世界上相繼推出了各種不同串并聯(lián)組合的所謂混聯(lián)機(jī)床，其中最常見(jiàn)的是由三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平動(dòng)和由傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的混聯(lián)機(jī)床，從而使平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)解耦。與純并聯(lián)六自由度機(jī)床相比，這種機(jī)床不僅工作空間較大和能進(jìn)行大傾角多座標(biāo)數(shù)控加

15、工，而且由于位置和速度正逆解均存在解析解答，為數(shù)控編程和誤差補(bǔ)償創(chuàng)造了有利條件。瑞典neos robotics公司的三桿并聯(lián)機(jī)床tricept，是目前實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用最多的并聯(lián)機(jī)床。在此并聯(lián)機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的tricept 845加工中心，x、y、z三個(gè)自由度由三桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)完成，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度則由傳統(tǒng)的復(fù)合轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由三桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的主軸頭，最大進(jìn)給速度可達(dá)90m/min，加速度2g，電主軸最高轉(zhuǎn)速24,000或30,000r/min，功率30/45kw。該機(jī)床為模塊化結(jié)構(gòu)，除可選配復(fù)合轉(zhuǎn)臺(tái)外，也可選配普通工作臺(tái)、單座標(biāo)轉(zhuǎn)臺(tái)或交換工作臺(tái)，主軸也有立式、臥式和45安裝三種形式。其空間定位精度不

16、高(據(jù)說(shuō)已由原來(lái)的50m提高至25m)，但已具有實(shí)用價(jià)值。 這種類(lèi)型的串并聯(lián)組合還有另一種布局結(jié)構(gòu)，即三個(gè)移動(dòng)軸仍由三桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸由動(dòng)平臺(tái)下串聯(lián)的主軸頭來(lái)完成。德國(guó)著名的機(jī)床制造商deckel maho公司在獲得使用tricept結(jié)構(gòu)的許可後，依靠自身在機(jī)床領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)，重新設(shè)計(jì)了床身、萬(wàn)能主軸頭、驅(qū)動(dòng)桿和球鉸等重要部件，開(kāi)發(fā)出tricenter (dmt 100)銑削中心(圖3)。這臺(tái)機(jī)床工作臺(tái)固定不動(dòng)，由三桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)x/y/z軸移動(dòng)，行程達(dá)1500/800/700mm，相應(yīng)的最大進(jìn)給速度100/50/50m/min，加速度2g，進(jìn)給力5kn。串聯(lián)的主軸頭a軸轉(zhuǎn)角0-

17、120，c軸轉(zhuǎn)角180。所使用的電主軸最高轉(zhuǎn)速24000r/min，功率27kw，力矩90nm，刀柄hsk63a。 該機(jī)床不僅工作空間大和主軸頭能實(shí)現(xiàn)大的姿態(tài)角，而且由於使用了激光標(biāo)定，主軸頭空間的位置精度可達(dá)412m。所謂激光標(biāo)定，是利用高精度激光測(cè)量?jī)x對(duì)主軸頭在整個(gè)加工區(qū)域的空間位置進(jìn)行測(cè)量(一般要測(cè)量200個(gè)點(diǎn))，再借助專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的標(biāo)定算法，按實(shí)測(cè)信息修整cnc控制器中的逆解模型參數(shù)，以進(jìn)行精度補(bǔ)償。tricenter不僅適于高速加工復(fù)雜曲面的鋁材零件，而且可以對(duì)鋼和鑄鐵工件進(jìn)行高效率加工。deckel maho公司計(jì)劃在2002年把這臺(tái)機(jī)床交世界知名的airbus公司實(shí)際使用。中國(guó)大連機(jī)

18、床集團(tuán)與清華大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的5軸聯(lián)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床dcb510，也是三個(gè)移動(dòng)軸由并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸由動(dòng)平臺(tái)下串聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的混聯(lián)結(jié)構(gòu)(圖4)。其x/y/z軸行程為630/630/500mm，a軸最大轉(zhuǎn)角140，c軸最大轉(zhuǎn)角380。不過(guò)它是用滑板和定長(zhǎng)桿來(lái)代替可伸縮桿，每付定長(zhǎng)桿由雙桿組成(也可用三桿組成)，而且定長(zhǎng)桿一端的鉸支固定在滑板上，這樣雖然結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一點(diǎn)，但有利於提高機(jī)床的剛度和精度。此外，這種結(jié)構(gòu)形式滑板的驅(qū)動(dòng)不僅可以用滾珠絲杠，也可用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。串、并聯(lián)組合的混聯(lián)機(jī)床還有其它結(jié)構(gòu)形式，比如美國(guó)cincinnati公司針對(duì)航空工業(yè)開(kāi)發(fā)的龍門(mén)移動(dòng)式高速數(shù)控銑床hyper mach，

19、其x軸行程最長(zhǎng)46m，y軸行程2m，由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但仍為傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，其獨(dú)特之處在於采用了德國(guó)dst公司開(kāi)發(fā)的z3主軸頭。這種主軸頭由三軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)和主軸部件組成，除了主軸可以高速轉(zhuǎn)動(dòng)外，主軸頭自身由并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)z軸進(jìn)給和繞a軸與b軸轉(zhuǎn)動(dòng)(40)。 并聯(lián)機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域還在擴(kuò)大，最近又把開(kāi)發(fā)目標(biāo)向車(chē)床擴(kuò)展。比如德國(guó)index公司開(kāi)發(fā)的v100倒置式立車(chē)，其主軸平臺(tái)在上，由三桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)不僅可以實(shí)現(xiàn)x、z軸的移動(dòng)，而且多出的一個(gè)自由度還可用於車(chē)床的自動(dòng)上下料。其轉(zhuǎn)塔刀架在主軸平臺(tái)下方，只轉(zhuǎn)動(dòng)不移動(dòng)。在目前的研究現(xiàn)狀下研究開(kāi)發(fā)并聯(lián)機(jī)床數(shù)字化快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)，需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：-以并聯(lián)機(jī)構(gòu)

20、型譜庫(kù)為核心的并聯(lián)機(jī)床虛擬概念設(shè)計(jì)技術(shù) 由于并聯(lián)機(jī)床概念設(shè)計(jì)中構(gòu)型綜合的復(fù)雜性，完全從頭進(jìn)行構(gòu)型綜合的概念設(shè)計(jì)方式可能導(dǎo)致普通設(shè)計(jì)者難以完成設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)想用專(zhuān)門(mén)軟件進(jìn)行輔助型數(shù)綜合或由機(jī)構(gòu)學(xué)家獨(dú)立研究得出實(shí)用構(gòu)型，按并聯(lián)構(gòu)型族類(lèi)存入并聯(lián)機(jī)構(gòu)型譜庫(kù)并不斷積累。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)只需直接從型譜庫(kù)中選取滿足機(jī)床運(yùn)動(dòng)性能要求的并聯(lián)構(gòu)型，大大簡(jiǎn)化了概念設(shè)計(jì)。此外，系統(tǒng)可提供并聯(lián)機(jī)構(gòu)常見(jiàn)組件庫(kù)，采用組件組合設(shè)計(jì)提高構(gòu)型綜合和建模效率。 -以并聯(lián)機(jī)構(gòu)組件庫(kù)為基礎(chǔ)的并聯(lián)構(gòu)型組合式設(shè)計(jì)及智能設(shè)計(jì)技術(shù) 由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型多樣，為快速建立新并聯(lián)構(gòu)型，建立并聯(lián)機(jī)構(gòu)組件庫(kù)，該組件庫(kù)以零件庫(kù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)構(gòu)型的快速

21、、自動(dòng)組合并且實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的智能設(shè)計(jì)是本研究需要解決的問(wèn)題之一。-以并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)尺度綜合知識(shí)集為基礎(chǔ)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)尺度綜合專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù) 由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型種類(lèi)繁多，不同機(jī)構(gòu)有不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和尺度綜合目標(biāo)函數(shù)，采用各自獨(dú)有算法進(jìn)行尺度綜合將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)分龐大。在機(jī)構(gòu)型譜庫(kù)中的并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)尺度綜合集提供各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和尺度綜合目標(biāo)函數(shù)及其它有關(guān)信息，由具有一定通用性的核心算法針對(duì)具體構(gòu)型完成尺度綜合，將使系統(tǒng)更加簡(jiǎn)潔且易于實(shí)現(xiàn)。 -以并聯(lián)機(jī)床常用零件庫(kù)和子裝配體庫(kù)為基礎(chǔ)的整機(jī)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù) 并聯(lián)機(jī)床整機(jī)設(shè)計(jì)采取計(jì)算機(jī)輔助組合設(shè)計(jì)方式。建立并不斷擴(kuò)充并聯(lián)機(jī)床詳細(xì)設(shè)計(jì)所需的子裝配體模型庫(kù)，系統(tǒng)

22、提供輔助組合設(shè)計(jì)環(huán)境，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)提供的并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型，以設(shè)計(jì)人員的整機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)思為指導(dǎo)，以動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果為依據(jù)，并行化分布式完成各機(jī)床結(jié)構(gòu)件和輔助件的選擇和組合，形成可制造的機(jī)床整機(jī)數(shù)字化模型。-數(shù)字化產(chǎn)品樣機(jī)模型演化技術(shù)及作業(yè)運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù) 使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真數(shù)字化樣機(jī)作業(yè)過(guò)程，進(jìn)行作業(yè)性能分析，向用戶展現(xiàn)虛擬產(chǎn)品全面具體的作業(yè)特性。切削類(lèi)機(jī)床的作業(yè)仿真包括機(jī)床作業(yè)過(guò)程仿真和工件切削成型仿真，性能分析包括運(yùn)動(dòng)誤差預(yù)估、切削顫振效應(yīng)分析、熱態(tài)效應(yīng)分析、切削效果分析等。-并聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)優(yōu)化、精度綜合等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)用化集成化研究 根據(jù)不同構(gòu)型進(jìn)行并聯(lián)機(jī)床的動(dòng)力學(xué)建模與分析，尋求最佳的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)與

23、控制參數(shù)；按照不同精度設(shè)計(jì)指標(biāo)，確定結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)，保證設(shè)計(jì)精度；同時(shí)，研究動(dòng)力學(xué)優(yōu)化與精度綜合在系統(tǒng)中的集成問(wèn)題。理論和實(shí)踐都證明，并聯(lián)機(jī)床很適於高速加工復(fù)雜曲面零件，目前也正向?qū)嵱没较虬l(fā)展，但真正要在工廠中較普遍應(yīng)用還需經(jīng)過(guò)艱苦的努力才能實(shí)現(xiàn)。雖然串并聯(lián)組合的混聯(lián)結(jié)構(gòu)在擴(kuò)大機(jī)床的工作空間、特別是在增大主軸頭空間姿態(tài)角方面已取得較大成效，但并聯(lián)機(jī)床的承載能力、特別是主軸頭在空間的位置精度還極待提高。這除了從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度進(jìn)行研究改進(jìn)外，改善制約并聯(lián)機(jī)床剛度和精度的薄弱環(huán)節(jié)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的性能也是當(dāng)務(wù)之急，所以必須重視結(jié)構(gòu)尺寸小、承載能力強(qiáng)和精度高的復(fù)合滾動(dòng)關(guān)節(jié)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。此外，運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定即精

24、度補(bǔ)償也是提高并聯(lián)機(jī)床精度的重要手段，除上文所述使用高精度激光測(cè)量?jī)x的外部標(biāo)定方法外，還可在機(jī)床內(nèi)部安裝傳感器獲取信息進(jìn)行自標(biāo)定(一般是在從動(dòng)關(guān)節(jié)上安裝精度高和抗干擾能力強(qiáng)的檢測(cè)元件)。盡管還有上述種種問(wèn)題需要解決，但并聯(lián)機(jī)床成為傳統(tǒng)高速加工機(jī)床的重要補(bǔ)充已為期不遠(yuǎn)了。第一章 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)第一節(jié) 機(jī)床總體方案的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述 前面我們所講的是機(jī)床部件的設(shè)計(jì)方法，從整臺(tái)機(jī)床的設(shè)計(jì)工作來(lái)看是屬于第二步工作，而第一步工作是機(jī)床總體方案的設(shè)計(jì)，其包括擬定機(jī)床總體方案和確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)兩方面的工作。一、擬定機(jī)床總體方案，包括以下三方面的內(nèi)容：調(diào)查分析、工藝分析、機(jī)床總體布局。 1.調(diào)查分析（1）對(duì)

25、加工對(duì)象的了解；（2）對(duì)使用要求與制造條件的了解；（3）對(duì)同類(lèi)及類(lèi)同設(shè)備的了解。2.工藝分析 （1）工藝方法的選定。同一種工件的加工可以有眾多的工藝方案。工藝方法對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能的影響很大，工藝方法的改變常導(dǎo)致機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)效果等方面的一系列變化。 （2）專(zhuān)用機(jī)床：多種工藝方案比較、選擇。通用機(jī)床：按照類(lèi)似的機(jī)床，適當(dāng)擴(kuò)大加工范圍。選定了工藝方案后，即可進(jìn)行機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分配。確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在滿足工作要求的前提下，盡可能減少運(yùn)動(dòng)數(shù)目，特別是減少要求高的運(yùn)動(dòng)數(shù)目（例如分度運(yùn)動(dòng)等）。盡可能簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，減少運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的數(shù)目，用一個(gè)執(zhí)行件完成多個(gè)運(yùn)動(dòng)。（3）

26、夾具方案的擬定其是專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)的組成部分。通用機(jī)床： 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的通用夾具。 通用機(jī)床采用的專(zhuān)用夾具，由用戶自行設(shè)計(jì)。3.機(jī)床的總體布局 本項(xiàng)工作的基本要求： （1）保證刀具和工件間的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （2）足夠的剛性，抗振性。 （3）便于操作、維修、排屑等。 （4）材料消耗低，占地面積小。（5）造型美觀?？傮w布局的具體內(nèi)容： （1）運(yùn)動(dòng)分配時(shí)應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)因素：a）把運(yùn)動(dòng)分配給重量輕的執(zhí)行件（2）機(jī)床傳動(dòng)形式的確定（3）機(jī)床支承結(jié)構(gòu)形式的確定 圖1如圖所示，該機(jī)床通過(guò)3個(gè)導(dǎo)軌滑塊的運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)其動(dòng)平臺(tái)的上下，前后，左右6個(gè)方向的的隨意運(yùn)動(dòng)。又通過(guò)動(dòng)平臺(tái)下面的旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)最終實(shí)現(xiàn)研磨頭的任

27、意方向運(yùn)動(dòng)，從而使其加工自由曲面的目的得以實(shí)現(xiàn)。第二節(jié) 機(jī)床主要部件的確定1-直線導(dǎo)軌的選擇：（一）. 導(dǎo)軌概述1、導(dǎo)軌功能承載、導(dǎo)向。2、對(duì)導(dǎo)軌的基本要求：(1).表面具有高的導(dǎo)向精度，直線度或真圓度。(2).足夠的剛度。(3).導(dǎo)軌與導(dǎo)軌或?qū)к壟c其他部件之間的位置精度。(4).優(yōu)良的耐磨性。(5).低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。3、導(dǎo)軌的種類(lèi)(1).按運(yùn)動(dòng)形式直線導(dǎo)軌、圓導(dǎo)軌。(2).按摩擦性質(zhì)滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、氣浮導(dǎo)軌。(3).按導(dǎo)軌材料鑄鐵導(dǎo)軌、鋼導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌。(4).按工作性質(zhì)主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、調(diào)整運(yùn)動(dòng)導(dǎo) 軌。(5).按受力情況開(kāi)式導(dǎo)軌、閉式導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的組合 除圓柱導(dǎo)軌有時(shí)

28、能單根使用外，導(dǎo)軌需兩根（或兩根以上）組合使用。 重型機(jī)床常采用雙矩形導(dǎo)軌。 中、小型車(chē)床床身采用山形、矩形導(dǎo)軌組合。 要求導(dǎo)向精度高的，采用雙三角形導(dǎo)軌組合要求結(jié)構(gòu)緊湊，高度小，調(diào)整方便的采用燕尾導(dǎo)軌。從制造工藝性來(lái)看，矩形、圓形導(dǎo)軌好，三角形、燕尾形差。提高導(dǎo)軌耐磨性的措施導(dǎo)軌的使用壽命取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量、熱處理方法，以及使用與維護(hù)。提高導(dǎo)軌的耐磨性，使其在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，就能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。提高導(dǎo)軌耐磨性的措施有： 1)選擇合理的壓強(qiáng)，單位面積上的壓力成為壓強(qiáng)，即p=p/s（公斤/厘米2） 式中 p-作用在導(dǎo)軌上的力（公斤）s-導(dǎo)軌的支承面積（厘米2）

29、由上式可知，要減小導(dǎo)軌的壓強(qiáng)，應(yīng)減輕運(yùn)動(dòng)部件的重量和增大導(dǎo)軌支承面的面積。減小兩導(dǎo)軌面之間的中心距，可以減小外形尺寸和減輕運(yùn)動(dòng)部件的重量。但減小中心距受到結(jié)構(gòu)尺寸的限制，同時(shí)中心距太小，將導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。降低導(dǎo)軌壓強(qiáng)的另一辦法，是采用卸荷裝置，即在導(dǎo)軌載荷的相反方向，增加彈簧或液壓作用力，以抵消導(dǎo)軌所承受的部分載荷。 2.合理選擇材料及熱處理 導(dǎo)軌副中，固定導(dǎo)軌的材料應(yīng)較硬，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的材料應(yīng)較軟。 常用材料組合鑄鐵表面淬火鑄鐵鑄鐵淬硬鋼鑄鐵貼塑鑄鐵 熱處理：高頻淬火，電接觸淬火。（二）.導(dǎo)軌的作用和設(shè)計(jì)要求 當(dāng)運(yùn)動(dòng)件沿著承導(dǎo)件作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，承導(dǎo)件上的導(dǎo)軌起支承和導(dǎo)向的作用，即支承運(yùn)動(dòng)件和保證運(yùn)

30、動(dòng)件在外力（載荷及運(yùn)動(dòng)件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)導(dǎo)軌的要求如下： 1.一定的導(dǎo)向精度。導(dǎo)向精度是指運(yùn)動(dòng)件沿導(dǎo)軌移動(dòng)的直線性，以及它與有關(guān)基面間的相互位置的準(zhǔn)確性。 2.運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)。工作時(shí)，應(yīng)輕便省力，速度均勻，低速時(shí)應(yīng)無(wú)爬行現(xiàn)象。 3.良好的耐磨性。導(dǎo)軌的耐磨性是指導(dǎo)軌長(zhǎng)期使用后，能保持一定的使用精度。導(dǎo)軌在使用過(guò)程中要磨損，但應(yīng)使磨損量小，且磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便于調(diào)整。 4.足夠的剛度。運(yùn)動(dòng)件所受的外力，是由導(dǎo)軌面承受的，故導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的接觸剛度。為此，常用加大導(dǎo)軌面寬度，以降低導(dǎo)軌面比壓；設(shè)置輔助導(dǎo)軌，以承受外載。 5.溫度變化影響小。應(yīng)保證導(dǎo)軌在工作溫度變化的

31、條件下，仍能正常工作。 6.結(jié)構(gòu)工藝性好。在保證導(dǎo)軌其它要求的前提下，應(yīng)使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工、測(cè)量、裝配和調(diào)整，降低成本。 不同設(shè)備的導(dǎo)軌，必須作具體分析，對(duì)其提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。必須指出，上述六點(diǎn)要求是相互影響的。 三角形和矩形組合：這種組合形式以三角導(dǎo)軌為導(dǎo)向面，導(dǎo)向精度較高，而平導(dǎo)軌的工藝性好，因此應(yīng)用最廣。 這種組合有v-平組合、棱-平組合兩種形式。v-平組合導(dǎo)軌易儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，低、高速都能采用；棱-平組合導(dǎo)軌不能儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，只用于低速移動(dòng)。見(jiàn)圖21-11。 為使導(dǎo)軌移動(dòng)輕便省力和兩導(dǎo)軌磨損均勻，驅(qū)動(dòng)元件應(yīng)設(shè)在三角形導(dǎo)軌之下，或偏向三角形導(dǎo)軌。本機(jī)床采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，導(dǎo)軌采用優(yōu)質(zhì)合金

32、鋼制成，定位側(cè)面和滾道同時(shí)磨削，保證了滾道精確的幾何形狀，以及滾道與安裝定位面之間的精確的尺寸精度。保持架能防止鋼球散落。返向器一般用工程材料制成并引導(dǎo)鋼球反向形成連續(xù)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。密封端蓋和密封底片是防塵的必要部件。導(dǎo)軌副的潤(rùn)滑通過(guò)注油杯注入潤(rùn)滑劑來(lái)進(jìn)行。其主要特點(diǎn)如下：（1） 承載能力大，剛度高在導(dǎo)軌球形滾道面上，通過(guò)成形磨削加工圓弧型溝槽，增大了接觸面積，能承受較大的許用載荷，承受沖擊載荷和重載荷作用時(shí)，承載接觸區(qū)增大，提高了系統(tǒng)的剛度，mc型導(dǎo)軌副可承受上下左右四向各種載荷，可以根據(jù)不同的目的進(jìn)行安裝和設(shè)計(jì)。（2） 工作精度高根據(jù)需要，適當(dāng)增加預(yù)載荷，確保鋼球不會(huì)滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng),減小

33、了運(yùn)動(dòng)的沖擊和振動(dòng)，同時(shí)，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)借助鋼球滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)軌副摩擦阻力小，動(dòng)靜摩擦阻力差值小，低速時(shí)不易產(chǎn)生爬行。重復(fù)定位精度高，適合作頻繁啟動(dòng)或換向的運(yùn)動(dòng)部件。 滾珠與滾道的接觸（3） 密封防塵能力強(qiáng)滑塊兩端裝有密封端蓋，底部采用密封底片，具有良好的防塵性能，同時(shí)導(dǎo)軌固定螺孔上配有螺孔蓋，防止灰塵的積塞，從而保證了產(chǎn)品的壽命和自適應(yīng)性能（4） 便于安裝由于采用精密的加工技術(shù),導(dǎo)軌直線度高,導(dǎo)軌中安裝螺孔的孔距誤差小,安裝方便。同時(shí)htsd-lg導(dǎo)軌副由于滑塊內(nèi)裝有鋼絲保持架,便于拆裝。 還能向用戶提供裝配用的裝配導(dǎo)軌。（5） 互換性好導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)形式規(guī)則,易于進(jìn)行高精度的測(cè)量,增加滑塊

34、、更新滑塊、調(diào)整預(yù)緊力容易。安裝尺寸符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且和國(guó)外同行業(yè)廠家的尺寸規(guī)格基本相同。由于互換性好，導(dǎo)軌可以無(wú)限接長(zhǎng)。由于以上特點(diǎn)，所以選擇滾動(dòng)直線導(dǎo)軌。2球鉸的選擇 ；由于本設(shè)計(jì)采用每滑塊連接3根桿件，又因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)原理所以選擇用球鉸作為桿與平臺(tái)，與滑塊的連接件。 球鉸結(jié)構(gòu)如下圖 1-套 2-半聯(lián)軸器 3-銷(xiāo) 4-接頭 5-球形件 球鉸的的選用是根據(jù)其功率，扭矩和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計(jì)采用wj5型球鉸其結(jié)構(gòu)參數(shù)為型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速 d圓柱孔 l1 l重量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量wj563 820 29 14 16 56 0.150. 000083-球鉸桿的選擇由于本設(shè)計(jì)桿件連接的動(dòng)平臺(tái)重量輕所以桿

35、件采用35#鋼的雙鉸鏈鋼桿，考察雙鉸剛桿本身的平衡，它是僅受兩個(gè)力作用而平衡的物體(二力構(gòu)件)，這兩個(gè)力分別作用在兩鉸鏈的中心，而根據(jù)公理一，這兩個(gè)力的作用線必須沿著這兩個(gè)鉸鏈中心的連線。剛體既能受拉又能受壓，因此，雙鉸剛桿連接能同時(shí)起前面第一類(lèi)與第二類(lèi)簡(jiǎn)單約束的作用，既能受拉；又能受壓，這樣的約束稱為雙面約束。當(dāng)然，單個(gè)鉸鏈也是雙面約束。4工作臺(tái) 首先是工作臺(tái)的尺寸，他是整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的主參數(shù)，主要取決于典型零件的外廓尺寸，裝夾方式等。應(yīng)選比典型零件大的尺寸，以留出安裝夾具的尺寸。還要考慮工作臺(tái)的承載能力，當(dāng)承載能力不夠時(shí)候應(yīng)該加大工作臺(tái)的尺寸。 而且工作太的尺寸還控制加工空間的大小，如個(gè)別零

36、件尺寸大于機(jī)床的行程，則必須要求工件的加工區(qū)在機(jī)床的行程范圍之內(nèi)。 5床身 其尺寸是按其他部件尺寸而定。他尺寸要滿足使所有的部件都在其內(nèi)，而且還不能少于加工工件的行程 。第二章 動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì) 該動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)包括2個(gè)部分一個(gè)是平臺(tái)的設(shè)計(jì)， 還有一個(gè)是旋轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì)。其中平臺(tái)是連接導(dǎo)軌滑塊的部分：其作用是使研磨頭在空間可以自由的運(yùn)動(dòng)。第二部分旋轉(zhuǎn)臂則是實(shí)現(xiàn)研磨頭在空間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如下圖 ： 如圖所示由上自下分別為伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)接套，諧波減速器套，軸套，平臺(tái)，腕部，旋轉(zhuǎn)臂。其中在平臺(tái)上還有安裝球鉸鏈的螺紋孔。 第一節(jié) 伺服電機(jī)1伺服電機(jī)20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的

37、發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來(lái)的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有：無(wú)電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。定子繞組散熱比較方便。慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。同功率下有較小的體積和重量。自從德國(guó)mannesmann的rexroth公司的i

38、ndramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上正式推出mac永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這標(biāo)志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段。到20世紀(jì)80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個(gè)伺服裝置市場(chǎng)都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運(yùn)動(dòng)控制的要求，近年來(lái)隨著微處理器、新型數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進(jìn)行，分別稱為摪朧只瘮或摶旌鮮綌、撊只瘮?shù)挠来沤涣魉欧到y(tǒng)。到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典

39、型生產(chǎn)廠家如德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)科爾摩根和日本松下及安川等公司。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的u/v/w三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。 伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降 第二節(jié) 諧波減速器諧波傳動(dòng)是建立在彈性變形理論基礎(chǔ)上的一種新型傳動(dòng)，它的出現(xiàn)為機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)帶來(lái)

40、了重大突破。它由三個(gè)主要構(gòu)件所組成：剛輪-剛輪是剛性的內(nèi)齒輪，通常情況下為固定件，但有時(shí)也可作為輸出元件。柔輪-柔輪是薄壁彈性的外齒輪，其齒數(shù)比剛輪少2，通常情況下為輸出元件，但當(dāng)以剛輪為輸出件時(shí)，亦可作為固定元件。 波發(fā)生器-波發(fā)生器由橢圓凸輪及柔性軸承組成，通常情況下為輸入元件。波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)孔，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)柔性軸承使得柔輪不斷發(fā)生橢圓形變，從而迫使柔輪外齒與剛輪內(nèi)齒的嚙合點(diǎn)隨長(zhǎng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。 一諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)和漸開(kāi)線少齒差行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式一樣： 當(dāng)波發(fā)生器為主動(dòng)時(shí)，凸輪在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，就近使柔輪及薄壁軸承發(fā)生變形（可控的彈性變形），這時(shí)柔輪的齒就在變形的過(guò)程中進(jìn)入（嚙

41、合）或退出（嚙離）剛輪的齒間，在波發(fā)生器的長(zhǎng)軸處處于完全嚙合，而短軸方向的齒就處在完全的脫開(kāi)。波發(fā)生器通常成橢圓形的凸輪，將凸輪裝入薄壁軸承內(nèi)，再將它們裝入柔輪內(nèi)。此時(shí)柔輪由原來(lái)的圓形而變成橢圓形，橢圓長(zhǎng)軸兩端的柔輪與之配合的剛輪齒則處于完全嚙合狀態(tài)，即柔輪的外齒與剛輪的內(nèi)齒沿齒高嚙合。這是嚙合區(qū)，一般有30%左右的齒處在嚙合狀態(tài)；橢圓短軸兩端的柔輪齒與剛輪齒處于完全脫開(kāi)狀態(tài)，簡(jiǎn)稱脫開(kāi)；在波發(fā)生器長(zhǎng)軸和短軸之間的柔輪齒，沿柔輪周長(zhǎng)的不同區(qū)段內(nèi)，有的逐漸退出剛輪齒間，處在半脫開(kāi)狀態(tài)，稱之為嚙出。波發(fā)生器在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使柔輪產(chǎn)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)波發(fā)生器的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，就使柔輪齒的嚙入嚙合嚙出脫

42、開(kāi)這四種狀態(tài)循環(huán)往復(fù)不斷地改變各自原來(lái)的嚙合狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱之錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，正是這一錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，作為減速器就可將輸入的高速轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)檩敵龅牡退俎D(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于雙波發(fā)生器的諧波齒輪傳動(dòng)，當(dāng)波發(fā)生器順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1/8周時(shí)，柔輪齒與剛輪齒就由原來(lái)的嚙入狀態(tài)而成嚙合狀態(tài)，而原來(lái)脫開(kāi)狀態(tài)就成為嚙入狀態(tài)。同樣道理，嚙出變?yōu)槊撻_(kāi)，嚙合變?yōu)閲С?，這樣柔輪相對(duì)剛輪轉(zhuǎn)動(dòng)（角位移）了1/4齒；同理，波發(fā)生器再轉(zhuǎn)動(dòng)1/8周時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程，這時(shí)柔輪位移一個(gè)齒距。依此類(lèi)推，波發(fā)生器相對(duì)剛輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，柔輪相對(duì)剛輪的位移為兩個(gè)齒距。柔輪齒和剛輪齒在節(jié)圓處嚙合過(guò)程就如同兩個(gè)純滾動(dòng)（無(wú)滑動(dòng)）的圓環(huán)一樣，兩者在任何瞬間，在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)必須

43、相等。由于柔輪比剛輪在節(jié)圓周長(zhǎng)上少了兩個(gè)齒距，所以柔輪在嚙合過(guò)程中，就必須相對(duì)剛輪轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)齒距的角位移，這個(gè)角位移正是減速器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了減速的目的。二諧波齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)1） 傳動(dòng)比大而且范圍寬。一般單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的比范圍為1.0021.02,50500;2） 同時(shí)嚙合的齒數(shù)多。在受載情況下，對(duì)雙波傳動(dòng)，同時(shí)嚙合的齒數(shù)可達(dá)總齒數(shù)的3040%；三波傳動(dòng)則更多。承載能力較高。3） 零件少，體積小，重量輕。在相同條件下，可比一般齒輪減速器的元件少一半，體積可減小2050%，重量大大減輕。4） 運(yùn)動(dòng)精度高。由于多齒嚙合的平均效應(yīng)，故共傳動(dòng)精度一般可比同精度等級(jí)的普通齒輪減速器的精度高一

44、級(jí)。5） 由于同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，齒面的相對(duì)滑動(dòng)速度很低，又接近于面接觸，故磨損小，運(yùn)動(dòng)平衡而無(wú)噪音。6） 在傳動(dòng)比很大的情況下，仍具有較高的效率。單級(jí)傳動(dòng)的效率一般在6096%的范圍內(nèi)。7） 具有通過(guò)密封壁傳遞運(yùn)動(dòng)的能力。由于通過(guò)密封壁傳遞運(yùn)動(dòng)，故在高真空的條件下，以及用來(lái)控制高溫、高壓的管路，驅(qū)動(dòng)在有原子能輻射或其他有害介質(zhì)空間工作的機(jī)構(gòu)時(shí)，采用這種傳動(dòng)十分理想。這也是現(xiàn)有一切其他傳動(dòng)所無(wú)法比擬的。8） 起動(dòng)力矩比一般齒輪傳動(dòng)大，速比越小越嚴(yán)重。9） 在傳遞運(yùn)動(dòng)中，柔輪要發(fā)生周期性彈性變形，因此對(duì)柔輪的材料、熱處理有較高的要求，否則柔輪容易疲勞損壞。10） 有時(shí)發(fā)熱過(guò)大。對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)，若結(jié)構(gòu)參

45、數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，可能導(dǎo)致發(fā)熱過(guò)大，必要時(shí)需采用適當(dāng)?shù)睦鋮s措施。 由于諧波齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)突出，所以發(fā)展非常迅速。而且不論是用作數(shù)據(jù)傳遞的高精度傳動(dòng)，還是用作大轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力傳動(dòng)，都得到較滿意的效果。另外，其適用的范圍也比較廣。其功率可由幾十瓦至數(shù)十千瓦；負(fù)載能力可大至數(shù)萬(wàn)牛米；傳動(dòng)精度已達(dá)幾秒量級(jí)。因而這種傳動(dòng)的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。例如在雷達(dá)天線控制系統(tǒng)中，機(jī)床分度機(jī)構(gòu)中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳遞裝置中，以及紡織、化工、冶金、起重運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械設(shè)備中，都得到應(yīng)用三諧波傳動(dòng)減速器 諧波齒輪減速器是利用行星齒輪傳動(dòng)原理發(fā)展起來(lái)的一種新型減速器。諧波齒輪傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱諧波傳動(dòng)），它是依靠柔性零件產(chǎn)生彈性機(jī)械波來(lái)

46、傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種行星齒輪傳動(dòng)。 （一）傳動(dòng)原理 圖3-79示出一種最簡(jiǎn)單的諧波傳動(dòng)工作原理圖。它主要由三個(gè)基本構(gòu)件組成：（1）帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪）2，它相當(dāng)于行星系中的中心輪； （2）帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）1，它相當(dāng)于行星齒輪；（3）波發(fā)生器h，它相當(dāng)于行星架。作為減速器使用，通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。 波發(fā)生器h是一個(gè)桿狀部件，其兩端裝有滾動(dòng)軸承構(gòu)成滾輪，與柔輪1的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長(zhǎng)。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長(zhǎng)軸兩端

47、附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開(kāi)。周長(zhǎng)上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過(guò)渡狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開(kāi)、再嚙入，周而復(fù)始地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)柔輪相對(duì)剛輪沿波發(fā)生器h相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。 圖3-80為諧波傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)圖。2為剛輪，1為柔輪，h為波發(fā)生器。剛輪固定，動(dòng)力由波發(fā)生器輸入，柔輪輸出，其輸入與輸出轉(zhuǎn)向相反。 在傳動(dòng)過(guò)程中，波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周，柔輪上某點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù)，以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動(dòng)的柔輪應(yīng)力較小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于獲得大的傳動(dòng)比。故為目前應(yīng)

48、用最廣的一種。 諧波齒輪傳動(dòng)的柔輪和剛輪的周節(jié)相同，但齒數(shù)不等，通常采用剛輪與柔輪齒數(shù)差等于波數(shù)，即z2z1=n式中 z2、z2-分別為剛輪與柔輪的齒數(shù)。 當(dāng)剛輪固定、發(fā)生器主動(dòng)、柔輪從動(dòng)時(shí)，諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 i=-z1/(z2-z1)雙波傳動(dòng)中，z2z1=2，柔輪齒數(shù)很多。上式負(fù)號(hào)表示柔輪的轉(zhuǎn)向與波發(fā)生器的轉(zhuǎn)向相反。由此可看出，諧波減速器可獲得很大的傳動(dòng)比。 （二）特點(diǎn) 1承載能力高 諧波傳動(dòng)中，齒與齒的嚙合是面接觸，加上同時(shí)嚙合齒數(shù)（重疊系數(shù)）比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。 2傳動(dòng)比大 單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，可達(dá) i=70500。 3體積小、重量輕。 4傳

49、動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)。 5傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊，無(wú)噪音，運(yùn)動(dòng)精度高。6由于柔輪承受較大的交變載荷，因而對(duì)柔輪材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高，工藝復(fù)雜。諧波減速器在國(guó)內(nèi)于六七十年代才開(kāi)始研制，到目前已有不少?gòu)S家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)，并形成系列化。廣泛應(yīng)用于電子、航天航空、機(jī)器人等行業(yè)，由于它的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在化工行業(yè)的應(yīng)用也逐漸增多。 （三）功率諧波傳動(dòng)減速器的輸出功率與輸入功率之比，或有用功與總功之比。(油潤(rùn)滑時(shí)效率如下二圖所示，脂潤(rùn)滑時(shí)效率約降5%10%)。 （四）扭轉(zhuǎn)剛度（五）說(shuō)明和潤(rùn)滑 1) 用半流體潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，出廠時(shí)減速器已注入油脂。2) 用油潤(rùn)滑（xb80至xb120型號(hào)，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速小于或等于200

50、0轉(zhuǎn)/分時(shí)也可用油脂潤(rùn)滑， 但定貨時(shí)用戶須特別說(shuō)明）。3) 凡用油潤(rùn)滑的減速器、出廠時(shí)均未注油，減速器外殼上方有加油和透氣孔，將加油塞擰開(kāi)便可注油，油質(zhì)必須清潔，無(wú)雜質(zhì)，油量加至油標(biāo)中心線位置（即高于柔性軸承下部鋼球中心位置約2毫米）。4) 換油時(shí)間：首次運(yùn)轉(zhuǎn)100小時(shí)換油一次，以后每1000小時(shí)或半年換油一次，看誰(shuí)出現(xiàn)在先。使用中應(yīng)經(jīng)常檢查油面是否保持在油標(biāo)中心位置，油量不宜過(guò)多或過(guò)少，否則會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱或齒輪早期磨損。5) 減速器均有透氣塞，安裝應(yīng)注意透氣塞保持向上位置。 （六）組件 1) 安裝前全部零件應(yīng)清洗平均干凈。2) 安裝時(shí)先將波發(fā)生器裝入柔輪中，然后邊轉(zhuǎn)動(dòng)波發(fā)生器，邊將帶有波發(fā)生器的

51、柔輪，底朝前裝入剛輪3) 安裝后高速軸不得有軸向竄動(dòng)，否則將導(dǎo)致底部斷裂。4) 各零件安裝的技術(shù)條件，位置公差應(yīng)滿足單級(jí)諧波傳動(dòng)組件安裝時(shí)的位置公差要求6) 安裝前，組件內(nèi)所有零件表面都應(yīng)涂敷00#半流體潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油。而且安裝后，在波發(fā)生器內(nèi)，剛輪與柔輪齒面，以及柔性軸承表面與柔輪內(nèi)孔表面均應(yīng)保存有00#半流體潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油。7) r系列諧波傳動(dòng)組件因精度高、空回小，組件中的零件沒(méi)有互換性。8) 柔輪底部凸緣中有兩個(gè)定位銷(xiāo)底孔，柔輪安裝在軸上后，應(yīng)與軸配裝定位銷(xiāo)。9) 柔輪內(nèi)安裝的壓片外徑應(yīng)小于柔輪輪緣外徑，壓片接觸外徑應(yīng)倒圓，否則可能引起柔輪底部薄壁部分?jǐn)嗔?0) 為保證柔輪變形需要，柔輪

52、與相鄰件安裝后應(yīng)保持一定的間隙。尺寸(mm)四諧波齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)比和輸出轉(zhuǎn)矩分別為： 輸入：波發(fā)生器輸出：柔輪固定：剛輪初選波高因此柔輪分度圓直徑=80mm.1確定柔輪和剛輪齒數(shù)：波數(shù)n=2,由諧波齒輪減速器傳動(dòng)計(jì)算公式根據(jù)齒面磨損條件，初步確定諧波齒輪傳動(dòng)模數(shù)：取帶入公式2，諧波齒輪減速器的幾何計(jì)算：（1）通常，柔輪采用滾切，剛輪采用插切，所以先選定切制剛輪的插齒刀的參數(shù)；插齒刀的齒數(shù)取，由小模數(shù)直齒插齒刀標(biāo)準(zhǔn)（jb3095-82）計(jì)算得，取模數(shù)m=0.2, 齒距p=0.628mm柔輪分度圓直徑 =80mm.柔輪齒根圓直徑柔輪齒頂圓直徑剛輪分度圓直徑剛輪齒根圓直徑剛輪齒頂圓直徑剛輪

53、分度圓齒厚柔輪齒壓力角 剛輪齒壓力角 （2）柔輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定：柔輪壁厚 柔輪根圓至孔壁厚度 柔輪筒體孔徑 柔輪齒長(zhǎng) 柔輪筒體長(zhǎng) （3）其余尺寸：在額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)載的正常工作條件下，24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)柔性軸承不低于5000小時(shí)，使用壽命為10000小時(shí)。理論計(jì)算公式如下：l10 = 5000 ( nn / n ) ( tn / t )3 hrs其中： l10 - 柔性軸承10%的失效率 nn - 額定輸入轉(zhuǎn)速 n - 實(shí)際輸入轉(zhuǎn)速 tn - 額定載荷 t - 實(shí)際載荷第三節(jié) 軸承 軸承的功用是支承軸及軸上的零件，保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦和磨損。反復(fù)如此。 滾動(dòng)軸承的組成：滾動(dòng)軸

54、承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4組成。內(nèi)圈裝在軸徑上，與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。外圈裝在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)外圈上設(shè)置有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體沿著滾道滾動(dòng)。保持架使?jié)L動(dòng)體均勻分布在滾道上，減少滾動(dòng)體之間的碰撞和磨損。軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體與套圈是點(diǎn)接觸，存在著滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)軸承的摩擦和磨損較小，已實(shí)現(xiàn)高度標(biāo)準(zhǔn)化，在許多機(jī)器上廣泛用。滾動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)如所示，它由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。內(nèi)圈上有滾道，滾動(dòng)體沿滾道滾動(dòng)，多數(shù)軸承的滾道還可以限制滾動(dòng)體側(cè)向位移，并降低滾動(dòng)體與內(nèi)外圈上的接觸力。保持架的作用是把滾動(dòng)體彼此均勻隔開(kāi)，避免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于互相碰撞，以減少滾動(dòng)體的摩損，當(dāng)保持架時(shí)，由于相鄰滾動(dòng)體接觸處的運(yùn)動(dòng)方向相反，其相對(duì)滑動(dòng)速度是滾動(dòng)體表面速度的兩倍，故其摩損將明顯增大。 滾動(dòng)軸承