第3章 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)(機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)-馮浩)

1、第三章機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)計(jì)要遵循機(jī)電結(jié)合、機(jī)電互補(bǔ)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)計(jì)要遵循機(jī)電結(jié)合、機(jī)電互補(bǔ)的原則，滿足高精度、快速響應(yīng)速度和穩(wěn)定性的要求。具體包的原則，滿足高精度、快速響應(yīng)速度和穩(wěn)定性的要求。具體包括兩大部分的內(nèi)容：一是括兩大部分的內(nèi)容：一是機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，一是，一是機(jī)械機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滾珠絲杠傳動(dòng)無側(cè)隙齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)同步齒形帶傳動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)支承裝置設(shè)計(jì)床身設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械部分設(shè)計(jì)概述機(jī)械部分設(shè)計(jì)概述 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械部分主要用來實(shí)機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械部分主要用來

2、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)執(zhí)行執(zhí)行和和構(gòu)造構(gòu)造兩大功能。在一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)中，兩大功能。在一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)中，機(jī)械部分慣性和阻力最大，直接影響整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械部分慣性和阻力最大，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的精度和動(dòng)態(tài)特性。的精度和動(dòng)態(tài)特性。 一、機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械部分的基本要求一、機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械部分的基本要求 1、高精度、高精度 機(jī)械傳動(dòng)精度主要是由傳動(dòng)件的制造誤差、機(jī)械傳動(dòng)精度主要是由傳動(dòng)件的制造誤差、裝配誤差，傳動(dòng)間隙和彈性變形所引起的。裝配誤差，傳動(dòng)間隙和彈性變形所引起的。 2、快速響應(yīng)、快速響應(yīng) 即要求機(jī)械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指即要求機(jī)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(shí)間間隔短。機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)主要取決

3、令指定的任務(wù)之間的時(shí)間間隔短。機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)主要取決于加速度。于加速度。 3、良好的穩(wěn)定性、良好的穩(wěn)定性 即要求機(jī)械系統(tǒng)的工作性能不受外界即要求機(jī)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(qiáng)。環(huán)境的影響，抗干擾能力強(qiáng)。 此外，還要求機(jī)械系統(tǒng)具有此外，還要求機(jī)械系統(tǒng)具有較大的剛度較大的剛度，良好的可靠性，良好的可靠性和重量輕，體積小和壽命長。和重量輕，體積小和壽命長。 為達(dá)到上述要求，主要從以下幾個(gè)方面采取措施：為達(dá)到上述要求，主要從以下幾個(gè)方面采取措施： （1）采用）采用低摩擦阻力低摩擦阻力的傳動(dòng)部件和導(dǎo)向支承部件，如采的傳動(dòng)部件和導(dǎo)向支承部件，如采用滾動(dòng)絲杠副，滾動(dòng)導(dǎo)向支承等；用滾動(dòng)絲杠

4、副，滾動(dòng)導(dǎo)向支承等； （2）縮短）縮短傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)與支承剛度，如用，提高傳動(dòng)與支承剛度，如用加預(yù)緊力加預(yù)緊力的方法提高滾珠絲杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌副的傳動(dòng)與支承剛度；的方法提高滾珠絲杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌副的傳動(dòng)與支承剛度； （3）選用）選用最佳傳動(dòng)比最佳傳動(dòng)比，以減小等效到執(zhí)行元件輸出軸，以減小等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，盡可能提高加速度；上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，盡可能提高加速度； （4）縮?。┛s小反向死區(qū)誤差反向死區(qū)誤差，如采取消除傳動(dòng)間隙，減小，如采取消除傳動(dòng)間隙，減小支承變形等措施；支承變形等措施； （5）改進(jìn)）改進(jìn)支承及架體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支承及架體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高剛性，減少，以提高剛性，

5、減少振動(dòng)，降低噪音，如采用復(fù)合材料等。振動(dòng)，降低噪音，如采用復(fù)合材料等。 二、機(jī)械系統(tǒng)的組成二、機(jī)械系統(tǒng)的組成 1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要根據(jù)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要根據(jù)伺服控制的要求進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，以滿足整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)良好的伺服控制的要求進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，以滿足整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)良好的伺服性能因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)除了要滿足傳動(dòng)精度的要求，而且伺服性能因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)除了要滿足傳動(dòng)精度的要求，而且還要滿足小型、高速、低噪聲和高可靠性的要求。還要滿足小型、高速、低噪聲和高可靠性的要求。 2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 其作用是支承和導(dǎo)向，為機(jī)械系統(tǒng)中各運(yùn)其作用是支承和導(dǎo)向，為機(jī)械系統(tǒng)中各運(yùn)動(dòng)裝置能安

6、全、準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)提供保障，動(dòng)裝置能安全、準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)提供保障， 3執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 它是用以完成操作任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)它是用以完成操作任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)操作指令的要求在動(dòng)力源的帶動(dòng)下，完成預(yù)定的操作一般操作指令的要求在動(dòng)力源的帶動(dòng)下，完成預(yù)定的操作一般要求它具有較高的靈敏度、精確度，良好的重復(fù)性和可靠性。要求它具有較高的靈敏度、精確度，良好的重復(fù)性和可靠性。 三、機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用機(jī)械傳動(dòng)裝置 （一）齒輪傳動(dòng) 1總傳動(dòng)比的確定 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比i應(yīng)滿足伺服電機(jī)與負(fù)載之間的位應(yīng)滿足伺服電機(jī)與負(fù)載之間的位移及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的匹配要求。由于負(fù)載特性和

7、工作條件的不同，移及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的匹配要求。由于負(fù)載特性和工作條件的不同，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的最佳總傳動(dòng)比有不同的確定原則。通常按齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的最佳總傳動(dòng)比有不同的確定原則。通常按“負(fù)負(fù)載加速度最大載加速度最大”的原則確定總傳動(dòng)比。的原則確定總傳動(dòng)比。 用于伺服系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)一般是減速系統(tǒng)，其輸入是高用于伺服系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)一般是減速系統(tǒng)，其輸入是高速、小轉(zhuǎn)矩，輸出是低速、大轉(zhuǎn)矩，用以使負(fù)載加速。因此，速、小轉(zhuǎn)矩，輸出是低速、大轉(zhuǎn)矩，用以使負(fù)載加速。因此，不但要求齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，還要有盡可能不但要求齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，還要有盡可能小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以便在獲得同一加速度時(shí)所需轉(zhuǎn)

8、矩小，即在同小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以便在獲得同一加速度時(shí)所需轉(zhuǎn)矩小，即在同一驅(qū)動(dòng)功率時(shí)，其加速度響應(yīng)最大。一驅(qū)動(dòng)功率時(shí)，其加速度響應(yīng)最大。 下圖所示為傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算模型。 額定轉(zhuǎn)矩為Tm、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jm的直流伺服電機(jī)，通過減速比為i的齒輪減速器，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JL、負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TLF的負(fù)載。 2齒輪傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 總傳動(dòng)比確定后，就可根據(jù)具體要求在伺服電機(jī)與負(fù)總傳動(dòng)比確定后，就可根據(jù)具體要求在伺服電機(jī)與負(fù)載之間配置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的匹配。載之間配置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的匹配。 從減少傳動(dòng)級(jí)數(shù)和零件的數(shù)量出發(fā)，應(yīng)盡量采用單級(jí)從減少傳動(dòng)級(jí)數(shù)和零件的數(shù)量出發(fā)，應(yīng)盡量采用單級(jí)

9、齒輪傳動(dòng)，這樣結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)精度和效率高。但伺服電齒輪傳動(dòng)，這樣結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)精度和效率高。但伺服電機(jī)跟負(fù)載之間的總傳動(dòng)比一般較大，若一級(jí)的傳動(dòng)比過大，機(jī)跟負(fù)載之間的總傳動(dòng)比一般較大，若一級(jí)的傳動(dòng)比過大，就會(huì)使整個(gè)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸過大，并使小齒輪磨損加就會(huì)使整個(gè)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸過大，并使小齒輪磨損加劇。雖然各種周轉(zhuǎn)輪系可以滿足總傳動(dòng)比的要求且結(jié)構(gòu)緊劇。雖然各種周轉(zhuǎn)輪系可以滿足總傳動(dòng)比的要求且結(jié)構(gòu)緊湊，但由于效率等原因，常用多級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)副串聯(lián)組湊，但由于效率等原因，常用多級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)副串聯(lián)組成齒輪系。成齒輪系。 確定齒輪副的級(jí)數(shù)和分配各級(jí)傳動(dòng)比，按不同原則有三種方法。（1）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

10、最小原則 小功率傳動(dòng)裝置 以右圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的二級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為例。假設(shè)傳動(dòng)效率為100，各主動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相同，軸與軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不計(jì)，各齒輪均為同寬度同材料的實(shí)心圓柱體，分度圓直徑分別為d1、d2、d3，齒寬為b，密度為。 例：設(shè)例：設(shè)i=80,傳動(dòng)級(jí)數(shù)傳動(dòng)級(jí)數(shù)n=4的小功率傳動(dòng)裝置，試按等效的小功率傳動(dòng)裝置，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。 驗(yàn)算i=i1i2i3i480小功率傳動(dòng)級(jí)數(shù)曲線小功率傳動(dòng)級(jí)數(shù)曲線小功率傳小功率傳動(dòng)跟大功動(dòng)跟大功率傳動(dòng)有率傳動(dòng)有何不同？何不同？ 大功率傳動(dòng)裝置大功率傳動(dòng)裝置 大功率傳動(dòng)裝置傳遞的轉(zhuǎn)矩大，各級(jí)齒輪副的的模數(shù)、大功率

11、傳動(dòng)裝置傳遞的轉(zhuǎn)矩大，各級(jí)齒輪副的的模數(shù)、齒寬、直徑等參數(shù)逐級(jí)增加。這時(shí)，小功率傳動(dòng)的假設(shè)不適齒寬、直徑等參數(shù)逐級(jí)增加。這時(shí)，小功率傳動(dòng)的假設(shè)不適用，可用下圖用，可用下圖a、b、c來確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比。各級(jí)來確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比。各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則仍然是傳動(dòng)比的分配原則仍然是“前小后大前小后大”。 用于大功率傳動(dòng)確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)的曲線用于大功率傳動(dòng)確定第一級(jí)傳動(dòng)比的曲線用于大功率傳動(dòng)確定第一級(jí)齒輪以后各級(jí)傳動(dòng)比的曲線 例例 設(shè)有設(shè)有i=256的大功率傳動(dòng)裝置，試按等的大功率傳動(dòng)裝置，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。 通過分析計(jì)算，可以得出下列結(jié)論：通過

12、分析計(jì)算，可以得出下列結(jié)論： 1. 按折算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小的原則確定級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)按折算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小的原則確定級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比，從電機(jī)到負(fù)載，各級(jí)傳動(dòng)比按比，從電機(jī)到負(fù)載，各級(jí)傳動(dòng)比按“前小后大前小后大”的次序的次序分配；分配； 2. 級(jí)數(shù)越多，總折算慣量越小。級(jí)數(shù)越多，總折算慣量越小。 3. 但是級(jí)數(shù)增加到一定值后，總折算慣量減小并不但是級(jí)數(shù)增加到一定值后，總折算慣量減小并不顯著，反而會(huì)增大傳動(dòng)誤差，并使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。顯著，反而會(huì)增大傳動(dòng)誤差，并使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 另外還要注意，高速軸上的慣量對(duì)總折算慣量的影另外還要注意，高速軸上的慣量對(duì)總折算慣量的影響最大。響最大。 (2)質(zhì)量最小原則 小功率傳動(dòng)裝

13、置 仍以電機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)齒輪傳動(dòng)為例，假定各主動(dòng)小齒輪的模數(shù)、齒數(shù)均相同，軸與軸承的質(zhì)量不計(jì)，各齒輪均為實(shí)心圓柱體，且齒寬與材料均相同。 由此可見，對(duì)于小功由此可見，對(duì)于小功率傳動(dòng)裝置，按率傳動(dòng)裝置，按“質(zhì)量最質(zhì)量最小小”原則來確定傳動(dòng)比時(shí)，原則來確定傳動(dòng)比時(shí)，其各級(jí)傳動(dòng)比是相等的。其各級(jí)傳動(dòng)比是相等的。在假設(shè)各主動(dòng)小齒輪模數(shù)、在假設(shè)各主動(dòng)小齒輪模數(shù)、齒數(shù)均相等這樣的特殊條齒數(shù)均相等這樣的特殊條件下，各大齒輪的分度圓件下，各大齒輪的分度圓直徑均相等，因而每級(jí)齒直徑均相等，因而每級(jí)齒輪副的中心距也相等。這輪副的中心距也相等。這樣就能設(shè)計(jì)成圖示的樣就能設(shè)計(jì)成圖示的回曲回曲式式齒輪傳動(dòng)鏈，其總傳動(dòng)齒輪

14、傳動(dòng)鏈，其總傳動(dòng)比為比為39000。其結(jié)構(gòu)十分。其結(jié)構(gòu)十分緊湊。緊湊。 大功率傳動(dòng)裝置大功率傳動(dòng)裝置 仍以二級(jí)齒輪傳動(dòng)為例。假定各主動(dòng)小齒輪的模數(shù)用仍以二級(jí)齒輪傳動(dòng)為例。假定各主動(dòng)小齒輪的模數(shù)用m1、m3、分度圓直徑、分度圓直徑Dl、D3、齒寬、齒寬b1、b3都與所在軸上的轉(zhuǎn)矩都與所在軸上的轉(zhuǎn)矩T1、T3的三次方根成正比。的三次方根成正比。二級(jí)傳動(dòng)比分配線圖二級(jí)傳動(dòng)比分配線圖（i10時(shí)查圖中的虛線）時(shí)查圖中的虛線）三級(jí)傳動(dòng)比分配線圖三級(jí)傳動(dòng)比分配線圖（i100時(shí)查圖中的虛線）時(shí)查圖中的虛線） 例例 設(shè)設(shè)n=2，i=40，求各級(jí)傳動(dòng)比。，求各級(jí)傳動(dòng)比。 查左圖可得查左圖可得i1=9.1，i2=4

15、.4 例例 設(shè)設(shè)n=3，i=202，求各級(jí)傳動(dòng)比。，求各級(jí)傳動(dòng)比。 查右圖可得查右圖可得i1=12，i2=5 ，i3=3.4可見，大功率傳動(dòng)裝置按可見，大功率傳動(dòng)裝置按“質(zhì)量最小質(zhì)量最小”原則確定的各級(jí)傳動(dòng)比是原則確定的各級(jí)傳動(dòng)比是逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減的，的，即即“前大后小前大后小”。 (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 設(shè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到輸出設(shè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為max，則，則 式中式中,k為第為第k個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差；個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差；ikn為第為第k個(gè)齒輪的個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)軸至轉(zhuǎn)軸至n級(jí)輸出軸的傳動(dòng)比。級(jí)

16、輸出軸的傳動(dòng)比。 設(shè)四級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差分別為設(shè)四級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差分別為1,2,3，8，則換算到末級(jí)輸出軸上，則換算到末級(jí)輸出軸上的總傳動(dòng)比為的總傳動(dòng)比為 由此可知，總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)由此可知，總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動(dòng)比的大小。角誤差和傳動(dòng)比的大小。 在設(shè)計(jì)中，為提高齒輪系的傳動(dòng)精度，從電機(jī)到負(fù)載，在設(shè)計(jì)中，為提高齒輪系的傳動(dòng)精度，從電機(jī)到負(fù)載，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按“前小后大前小后大”的次序分配，而且要使最末的次序分配，而且要使最末一級(jí)傳動(dòng)比盡可能大，同時(shí)提高最末一級(jí)齒輪副的精度。一級(jí)傳動(dòng)比盡可能大，同時(shí)提高最末一

17、級(jí)齒輪副的精度。 另外，應(yīng)盡量減少傳動(dòng)級(jí)數(shù)，從而減少零件數(shù)量和誤另外，應(yīng)盡量減少傳動(dòng)級(jí)數(shù)，從而減少零件數(shù)量和誤差來源。差來源。 （4）三種原則的選擇）三種原則的選擇 對(duì)于要求體積小、重量輕的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，可用質(zhì)量最對(duì)于要求體積小、重量輕的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，可用質(zhì)量最小原則。小原則。 對(duì)于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、啟動(dòng)頻繁和動(dòng)態(tài)性能要求好的伺服對(duì)于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、啟動(dòng)頻繁和動(dòng)態(tài)性能要求好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和總轉(zhuǎn)角誤差最小系統(tǒng)的減速齒輪系，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和總轉(zhuǎn)角誤差最小的原則來處理。對(duì)于變負(fù)載的傳動(dòng)齒輪系，各級(jí)傳動(dòng)比最好采的原則來處理。對(duì)于變負(fù)載的傳動(dòng)齒輪系，各級(jí)傳動(dòng)比最好采用不可約

18、的比數(shù)，避免同期嚙合，以降低噪聲和振動(dòng)。用不可約的比數(shù)，避免同期嚙合，以降低噪聲和振動(dòng)。 對(duì)于要求提高傳動(dòng)精度和減小回程誤差為主的傳動(dòng)齒輪對(duì)于要求提高傳動(dòng)精度和減小回程誤差為主的傳動(dòng)齒輪系，可按總轉(zhuǎn)角誤差最小原則來處理。系，可按總轉(zhuǎn)角誤差最小原則來處理。 對(duì)傳動(dòng)比較大的齒輪系，往往需要將定軸輪系和行星輪對(duì)傳動(dòng)比較大的齒輪系，往往需要將定軸輪系和行星輪系巧妙結(jié)合為混合輪系。對(duì)于相當(dāng)大的傳動(dòng)比，并且要求傳動(dòng)系巧妙結(jié)合為混合輪系。對(duì)于相當(dāng)大的傳動(dòng)比，并且要求傳動(dòng)精度與傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕時(shí)，可選用新精度與傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕時(shí)，可選用新型的諧波齒輪傳動(dòng)。型的諧波齒輪傳

19、動(dòng)。 3、齒輪傳動(dòng)的消隙、齒輪傳動(dòng)的消隙 1)剛性消隙法剛性消隙法 剛性消隙法是在嚴(yán)剛性消隙法是在嚴(yán)格控制輪齒齒厚和齒距誤差的條件下格控制輪齒齒厚和齒距誤差的條件下進(jìn)行的，調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)進(jìn)行的，調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償，但能提高傳動(dòng)剛度。償，但能提高傳動(dòng)剛度。 偏心軸套調(diào)整法偏心軸套調(diào)整法 偏心軸套式消隙偏心軸套式消隙機(jī)構(gòu)如圖所示。電動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)如圖所示。電動(dòng)機(jī)1通過偏心軸套通過偏心軸套2裝在箱體上。轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸套可調(diào)整兩裝在箱體上。轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸套可調(diào)整兩齒輪中心距，消除齒側(cè)間隙。這種方齒輪中心距，消除齒側(cè)間隙。這種方法簡單，但調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)法簡單，但調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。補(bǔ)

20、償。 錐齒輪調(diào)整法錐齒輪調(diào)整法 錐齒輪消除錐齒輪消除間隙的結(jié)構(gòu)如圖所示。將齒間隙的結(jié)構(gòu)如圖所示。將齒輪輪1、2的分度圓柱改為帶錐的分度圓柱改為帶錐度的圓錐面，使齒輪的齒厚度的圓錐面，使齒輪的齒厚在軸向產(chǎn)生變化。裝配時(shí)通在軸向產(chǎn)生變化。裝配時(shí)通過改變墊片過改變墊片3的厚度，來改的厚度，來改變兩齒輪的嚙合的松緊程度，變兩齒輪的嚙合的松緊程度，以消除側(cè)隙。以消除側(cè)隙。 斜齒輪墊片調(diào)整法：斜齒輪墊片調(diào)整法：用用兩個(gè)薄片齒輪與一個(gè)寬兩個(gè)薄片齒輪與一個(gè)寬斜齒輪嚙合，兩個(gè)薄片斜齒輪嚙合，兩個(gè)薄片齒輪在鍵的作用下不能齒輪在鍵的作用下不能作軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩作軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩薄片齒輪中間用墊片隔薄片齒輪中間用

21、墊片隔開了一小段距離，這樣開了一小段距離，這樣兩個(gè)薄片齒輪的螺旋線兩個(gè)薄片齒輪的螺旋線就錯(cuò)開了。就錯(cuò)開了。 2)柔性消隙法柔性消隙法 柔性消隙法指調(diào)整后齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)柔性消隙法指調(diào)整后齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償。采用這種消隙方法時(shí)，對(duì)齒輪齒厚和齒距的精度要求可償。采用這種消隙方法時(shí)，對(duì)齒輪齒厚和齒距的精度要求可適當(dāng)降低，但對(duì)影響傳動(dòng)平穩(wěn)性有負(fù)面影響，且傳動(dòng)剛度低，適當(dāng)降低，但對(duì)影響傳動(dòng)平穩(wěn)性有負(fù)面影響，且傳動(dòng)剛度低，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。 雙齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 碟形彈簧消除斜齒圓柱齒輪側(cè)隙的機(jī)構(gòu) 壓力彈簧消隙機(jī)構(gòu)壓力彈簧消隙機(jī)構(gòu) 雙圓柱齒輪消隙機(jī)構(gòu)雙圓柱齒輪消隙機(jī)構(gòu)雙齒輪調(diào)整機(jī)構(gòu)雙齒輪調(diào)整機(jī)構(gòu)

22、 3.2.2 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng) 滾珠絲杠傳動(dòng)是在絲杠和螺母之間放入一滾珠絲杠傳動(dòng)是在絲杠和螺母之間放入一定量的滾珠，使絲杠和螺母之間的摩擦由普通定量的滾珠，使絲杠和螺母之間的摩擦由普通絲杠傳動(dòng)的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。絲杠傳動(dòng)的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。 滾珠絲杠由滾珠絲杠由絲杠、螺母、滾珠和反向器絲杠、螺母、滾珠和反向器(滾珠循滾珠循環(huán)反向裝置環(huán)反向裝置)等四部分組成。等四部分組成。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母上裝有反向器，構(gòu)成滾珠的循環(huán)通出，在螺母上裝有反向器，構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道，使?jié)L珠從通道的

23、一端滾出后，沿著通道進(jìn)道，使?jié)L珠從通道的一端滾出后，沿著通道進(jìn)入另一端，重新進(jìn)入滾道，形成一閉合回路。入另一端，重新進(jìn)入滾道，形成一閉合回路。 與普通滑動(dòng)絲杠相比，滾珠絲杠傳動(dòng)具有下列特點(diǎn)：與普通滑動(dòng)絲杠相比，滾珠絲杠傳動(dòng)具有下列特點(diǎn)： (1)傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高 滾珠絲杠副傳動(dòng)的效率滾珠絲杠副傳動(dòng)的效率=0.920.96，比，比常見的絲杠螺母副提高常見的絲杠螺母副提高34倍（滑動(dòng)絲杠效率為倍（滑動(dòng)絲杠效率為0.20.4）。）。因此，功率消耗只相于常見絲杠螺母副的因此，功率消耗只相于常見絲杠螺母副的1/41/3。 (2)傳動(dòng)精度高傳動(dòng)精度高 經(jīng)過淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副，經(jīng)過淬硬并精磨

24、螺紋滾道后的滾珠絲杠副，本身就具有很高的傳動(dòng)精度，由于摩擦小，啟動(dòng)時(shí)無沖擊，本身就具有很高的傳動(dòng)精度，由于摩擦小，啟動(dòng)時(shí)無沖擊，低速時(shí)無爬行，工作時(shí)溫升變形小，容易獲得較高的傳動(dòng)精低速時(shí)無爬行，工作時(shí)溫升變形小，容易獲得較高的傳動(dòng)精度。度。 (3)磨損小、壽命長磨損小、壽命長 鋼球是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，鋼球是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，磨損極小，工作壽命一般要比滑動(dòng)絲杠高磨損極小，工作壽命一般要比滑動(dòng)絲杠高56倍。倍。 (4)運(yùn)動(dòng)的可逆性運(yùn)動(dòng)的可逆性 逆?zhèn)鲃?dòng)效率幾乎與正傳動(dòng)效率相同，逆?zhèn)鲃?dòng)效率幾乎與正傳動(dòng)效率相同，既可把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，又可把直線運(yùn)動(dòng)變成回轉(zhuǎn)運(yùn)既可把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)

25、動(dòng)，又可把直線運(yùn)動(dòng)變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以用于一些特殊要求的場合。但在需要防止逆向傳動(dòng)的動(dòng)，以用于一些特殊要求的場合。但在需要防止逆向傳動(dòng)的場合，需設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置。場合，需設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置。 (5)給予適當(dāng)預(yù)緊給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時(shí)就可以消除空程死區(qū)，時(shí)就可以消除空程死區(qū)，定位精度高，剛度好。定位精度高，剛度好。 (6)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。 (7)不能自鎖。不能自鎖。特別是對(duì)于垂直絲杠，由于重力的作用，特別是對(duì)于垂直絲杠，由于重力的作用，下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，不能立刻停止運(yùn)動(dòng)，故常需添加制動(dòng)下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，

26、不能立刻停止運(yùn)動(dòng)，故常需添加制動(dòng)裝置。裝置。 1、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式很多，其主要區(qū)別在于螺滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式很多，其主要區(qū)別在于螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法等三個(gè)方面。隙的調(diào)整預(yù)緊方法等三個(gè)方面。 （1）螺紋滾道法向截面形狀）螺紋滾道法向截面形狀 螺紋滾道法向截面的形狀，常見的有單圓螺紋滾道法向截面的形狀，常見的有單圓弧弧(圖圖a)和雙圓弧和雙圓弧(圖圖b)兩種。在螺紋滾道法向兩種。在螺紋滾道法向截面內(nèi)，滾珠與滾道接觸點(diǎn)的公法線和絲杠截面內(nèi)，滾珠與滾道接觸點(diǎn)的公法線和絲

27、杠軸線垂直線之間的夾角刀稱為軸線垂直線之間的夾角刀稱為接觸角接觸角，一般，一般取取45。 單圓弧滾道用砂輪加工成型較簡單，容易得到較高的加單圓弧滾道用砂輪加工成型較簡單，容易得到較高的加工精度，但其工精度，但其接觸角接觸角隨間隙及載荷變化而變化，故傳動(dòng)效率、隨間隙及載荷變化而變化，故傳動(dòng)效率、承載能力和軸向剛度均不穩(wěn)定。承載能力和軸向剛度均不穩(wěn)定。 雙圓弧滾道的雙圓弧滾道的接觸角接觸角在工作過程中基本保持不變，故傳在工作過程中基本保持不變，故傳動(dòng)效率、承載能力和軸向剛度均比較穩(wěn)定。滾道底部與滾珠動(dòng)效率、承載能力和軸向剛度均比較穩(wěn)定。滾道底部與滾珠不接觸，其空隙可存儲(chǔ)一定的潤滑油和臟物，以減小摩

28、擦和不接觸，其空隙可存儲(chǔ)一定的潤滑油和臟物，以減小摩擦和磨損。磨損。 (2)滾珠循環(huán)方式滾珠循環(huán)方式 按滾珠在整個(gè)循環(huán)過程中與絲杠表面的接觸情況，按滾珠在整個(gè)循環(huán)過程中與絲杠表面的接觸情況，可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種?？煞譃閮?nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。 內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。優(yōu)。優(yōu)點(diǎn)是點(diǎn)是滾珠循環(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。但精度要求高，否則誤差對(duì)循環(huán)的流暢性和傳動(dòng)平穩(wěn)性有影響。小。但精度要求高，否則誤差對(duì)循環(huán)的流暢性和傳動(dòng)平穩(wěn)性有影響。 上圖中的反

29、向器為圓形帶凸鍵，不能浮動(dòng)，稱為上圖中的反向器為圓形帶凸鍵，不能浮動(dòng)，稱為固定式反向固定式反向器器。若反向器為圓形，可在孔中浮動(dòng)，外加彈簧片令反向器壓向滾。若反向器為圓形，可在孔中浮動(dòng)，外加彈簧片令反向器壓向滾珠，稱為珠，稱為浮動(dòng)式反向器浮動(dòng)式反向器，可以做到無間隙有預(yù)緊，剛度較高，可以做到無間隙有預(yù)緊，剛度較高，回珠回珠槽槽進(jìn)進(jìn)出口自動(dòng)對(duì)接，通道流暢，摩擦特性好，但制造成本高。出口自動(dòng)對(duì)接，通道流暢，摩擦特性好，但制造成本高。 外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時(shí)，離開絲杠外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時(shí)，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。插管式螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。插管

30、式外循環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但徑向尺寸大，且彎外循環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。管兩端耐磨性和抗沖擊性差。 若在螺母外表面上開槽與切向孔連接，在螺紋滾道內(nèi)若在螺母外表面上開槽與切向孔連接，在螺紋滾道內(nèi)裝入兩個(gè)擋珠器，代替彎管，則為裝入兩個(gè)擋珠器，代替彎管，則為螺旋槽式外循環(huán)螺旋槽式外循環(huán)，徑向，徑向尺寸較小，但槽與孔的接口為非圓滑連接，滾珠經(jīng)過時(shí)易尺寸較小，但槽與孔的接口為非圓滑連接，滾珠經(jīng)過時(shí)易產(chǎn)生沖擊。產(chǎn)生沖擊。 若在螺母兩端加端蓋，端蓋上開槽引導(dǎo)滾珠沿螺母上軸若在螺母兩端加端蓋，端蓋上開槽引導(dǎo)滾珠沿螺母上軸向孔返回，則為向孔返回，則為端蓋式外循環(huán)端蓋式

31、外循環(huán)，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但滾，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但滾道銜接和彎曲處不易做準(zhǔn)確而影響其性能，故道銜接和彎曲處不易做準(zhǔn)確而影響其性能，故應(yīng)用較少應(yīng)用較少。 (3)消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法通常采用雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形控制在最小限通常采用雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。 目前制造的單螺母式滾珠絲杠副的軸向間隙達(dá)目前制造的單螺母式滾珠絲杠副的軸向間隙達(dá)0.05mm，而雙螺母式的經(jīng)加預(yù)緊力調(diào)整后基本上能消除軸向間隙。應(yīng)用而雙螺母式的經(jīng)加預(yù)緊力調(diào)整后基

32、本上能消除軸向間隙。應(yīng)用該方法消除軸向間隙時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：該方法消除軸向間隙時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： 1)預(yù)緊力大小必須合適，過小不能保證無隙傳動(dòng)，過大將預(yù)緊力大小必須合適，過小不能保證無隙傳動(dòng)，過大將使驅(qū)動(dòng)力矩增大，效率降低，壽命縮短。預(yù)緊力應(yīng)不超過最大使驅(qū)動(dòng)力矩增大，效率降低，壽命縮短。預(yù)緊力應(yīng)不超過最大軸向負(fù)載的軸向負(fù)載的1/3。 2)要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙，這些要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙，這些間隙用預(yù)緊的方法是無法消除的，而它對(duì)傳動(dòng)精度有直接影響。間隙用預(yù)緊的方法是無法消除的，而它對(duì)傳動(dòng)精度有直接影響。絲杠側(cè)螺母側(cè)承載滾珠間隔鋼球?qū)С虒?dǎo)程+導(dǎo)程絲杠側(cè)螺母

33、側(cè)預(yù)拉方向預(yù)拉方向單螺母預(yù)緊 常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有三種：常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有三種： 墊片調(diào)隙式墊片調(diào)隙式 用螺釘連接滾珠絲杠兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸用螺釘連接滾珠絲杠兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片。調(diào)整墊片的厚度使螺母產(chǎn)生微量的軸向位移，以緣間加墊片。調(diào)整墊片的厚度使螺母產(chǎn)生微量的軸向位移，以達(dá)到消除軸向間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。該形式結(jié)構(gòu)緊湊，工達(dá)到消除軸向間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。該形式結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，應(yīng)用廣，但不很準(zhǔn)確，并且當(dāng)滾道磨損時(shí)作可靠，調(diào)整方便，應(yīng)用廣，但不很準(zhǔn)確，并且當(dāng)滾道磨損時(shí)不能隨意調(diào)整，除非更換墊圈。故適用于一般精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。不

34、能隨意調(diào)整，除非更換墊圈。故適用于一般精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 螺紋調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式 雙螺母中的一個(gè)外端有凸緣，一個(gè)外端無雙螺母中的一個(gè)外端有凸緣，一個(gè)外端無凸緣但制有螺紋，它伸出套筒外，用兩個(gè)圓螺母固定鎖緊，凸緣但制有螺紋，它伸出套筒外，用兩個(gè)圓螺母固定鎖緊，并用鍵防止兩螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)圓螺母可調(diào)整消除間隙并并用鍵防止兩螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)圓螺母可調(diào)整消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力，之后再用鎖緊螺母鎖緊。該形式結(jié)構(gòu)緊湊、工產(chǎn)生預(yù)緊力，之后再用鎖緊螺母鎖緊。該形式結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、調(diào)整方便，缺點(diǎn)是不很精確。作可靠、調(diào)整方便，缺點(diǎn)是不很精確。 齒差調(diào)隙式 在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱內(nèi)齒輪(齒數(shù)為z1、z2，且

35、 z2-zl1)分別與雙聯(lián)齒輪嚙合。當(dāng)兩個(gè)螺母按同方向轉(zhuǎn)過一個(gè)齒時(shí)，所產(chǎn)生的相對(duì)軸向位移為 若z1=99，z2=100，p 6mm，則s=0.6m。可見，該形式的調(diào)整精度很高，工作可靠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和裝配工藝性能較差。 4. 滾珠絲杠副的支承結(jié)構(gòu)形式滾珠絲杠副的支承結(jié)構(gòu)形式 滾珠絲杠的支承作用主要是約束絲杠的滾珠絲杠的支承作用主要是約束絲杠的軸向竄動(dòng)軸向竄動(dòng)，其次才，其次才是徑向約束。為了保證滾珠絲杠副傳動(dòng)的剛度和精度，應(yīng)選擇是徑向約束。為了保證滾珠絲杠副傳動(dòng)的剛度和精度，應(yīng)選擇合適的支承方式，選用高剛度、小摩擦力矩、高運(yùn)轉(zhuǎn)精度的軸合適的支承方式，選用高剛度、小摩擦力矩、高運(yùn)轉(zhuǎn)精度的軸承，

36、并保證支承座有足夠的剛度。承，并保證支承座有足夠的剛度。 一端固定、一端自由一端固定、一端自由(F-O) 如圖所示，其固定端軸向、徑向都需要有約束，采用圓如圖所示，其固定端軸向、徑向都需要有約束，采用圓錐滾子軸承錐滾子軸承3、5。軸承外圈由支承座。軸承外圈由支承座4的臺(tái)肩軸向限位，內(nèi)圈的臺(tái)肩軸向限位，內(nèi)圈由螺母由螺母1、2及軸肩軸向限位。兩軸承采用背靠背組配方式，及軸肩軸向限位。兩軸承采用背靠背組配方式，可增大軸承間的有效支點(diǎn)距離，可承受雙向的軸向載荷和徑可增大軸承間的有效支點(diǎn)距離，可承受雙向的軸向載荷和徑向載荷，并有較大的承受傾斜力矩的能力。這種結(jié)構(gòu)只能用向載荷，并有較大的承受傾斜力矩的能力

37、。這種結(jié)構(gòu)只能用于短絲杠或豎直安裝的絲杠，在水平安裝時(shí)，兩軸承于短絲杠或豎直安裝的絲杠，在水平安裝時(shí)，兩軸承3、5之之間的距離要盡量大一些。間的距離要盡量大一些。 一端固定、一端游動(dòng)一端固定、一端游動(dòng)(F-S) 如圖所示。固定端采用深溝球軸承如圖所示。固定端采用深溝球軸承2和雙向推力球軸承和雙向推力球軸承4，可分別承受徑向和軸向負(fù)載，螺母可分別承受徑向和軸向負(fù)載，螺母1、擋圈、擋圈3、軸肩、支承座、軸肩、支承座5臺(tái)肩、端蓋臺(tái)肩、端蓋7提供軸向限位，墊圈提供軸向限位，墊圈6可調(diào)節(jié)推力軸承可調(diào)節(jié)推力軸承4的軸向預(yù)的軸向預(yù)緊力。游動(dòng)端需要徑向約束，軸向無約束。采用深溝球軸承緊力。游動(dòng)端需要徑向約束，

38、軸向無約束。采用深溝球軸承8，其內(nèi)圈由擋圈其內(nèi)圈由擋圈9限位，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后限位，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮。可在游動(dòng)端自由伸縮。 兩端固定兩端固定(F-F) 兩端固定方式的支承為減少絲杠因自兩端固定方式的支承為減少絲杠因自重的下垂和補(bǔ)償熱膨脹，應(yīng)進(jìn)行預(yù)拉伸。如圖所示，兩端各重的下垂和補(bǔ)償熱膨脹，應(yīng)進(jìn)行預(yù)拉伸。如圖所示，兩端各采用一個(gè)推力角接觸球軸承，外圈限位，內(nèi)圈分別用螺母進(jìn)采用一個(gè)推力角接觸球軸承，外圈限位，內(nèi)圈分別用螺母進(jìn)行限位和預(yù)緊：調(diào)節(jié)軸承的間隙，并根據(jù)預(yù)計(jì)溫升產(chǎn)生的熱行限位和預(yù)緊：調(diào)節(jié)軸承的間隙，并根據(jù)預(yù)計(jì)溫升產(chǎn)生的熱膨脹量對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)

39、拉伸。只要實(shí)際溫升不超過預(yù)計(jì)的溫升，膨脹量對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸。只要實(shí)際溫升不超過預(yù)計(jì)的溫升，這種支承方式就不會(huì)產(chǎn)生軸向間隙。這種支承方式就不會(huì)產(chǎn)生軸向間隙。四、滾珠螺旋傳動(dòng)單推單推單推單推1軸向剛度較高；軸向剛度較高；2預(yù)拉伸安裝時(shí)，加載荷較大預(yù)拉伸安裝時(shí)，加載荷較大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。 雙推雙推四、滾珠螺旋傳動(dòng)1軸向剛度最高；軸向剛度最高；2預(yù)拉伸安裝時(shí)，須加載荷較小，軸承壽命較高預(yù)拉伸安裝時(shí)，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。5 滾珠絲杠副的選擇計(jì)算滾珠絲杠副的選擇計(jì)算 設(shè)計(jì)滾珠絲杠副的已

40、知條件是：設(shè)計(jì)滾珠絲杠副的已知條件是：工作載工作載荷荷F(N)或或平均工作載荷平均工作載荷Fm(N ) ，使用壽使用壽命命Lh(h ) ，絲杠的工作長度絲杠的工作長度（或螺母的（或螺母的有效行程）有效行程）l(m ) ，絲杠的轉(zhuǎn)速絲杠的轉(zhuǎn)速n（平均（平均轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nm或最大轉(zhuǎn)速或最大轉(zhuǎn)速nmax）（）（r/min），以），以及及滾道硬度滾道硬度HRC和和運(yùn)轉(zhuǎn)情況運(yùn)轉(zhuǎn)情況。 設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：（1）載荷）載荷FC(N ) 計(jì)算。計(jì)算。FC=KFKHKAFmKF載荷系數(shù)載荷系數(shù) KH硬度系數(shù)硬度系數(shù) KA精度系數(shù)精度系數(shù) Fm 平均工作載荷平均工作載荷 (N ) （2）額定動(dòng)載荷計(jì)算值）額定動(dòng)載荷

41、計(jì)算值Ca(N ) 的計(jì)算。的計(jì)算。nm平均轉(zhuǎn)速平均轉(zhuǎn)速 Lh使用壽命使用壽命41.67 10mhacn LFC （3）根據(jù)）根據(jù)Ca值從滾珠絲杠副系列中選值從滾珠絲杠副系列中選擇所需要的規(guī)格，使所選規(guī)格的絲杠副擇所需要的規(guī)格，使所選規(guī)格的絲杠副的額定載荷的額定載荷Ca值大于或等于值大于或等于Ca，并列出，并列出其主要參數(shù)值。其主要參數(shù)值。 （4）驗(yàn)算傳動(dòng)效率、剛度及工作平穩(wěn)性）驗(yàn)算傳動(dòng)效率、剛度及工作平穩(wěn)性是否滿足要求，如不能，則應(yīng)另選其他是否滿足要求，如不能，則應(yīng)另選其他規(guī)格重新驗(yàn)算。規(guī)格重新驗(yàn)算。 例例 設(shè)計(jì)一數(shù)控銑床工作臺(tái)進(jìn)給用滾珠絲設(shè)計(jì)一數(shù)控銑床工作臺(tái)進(jìn)給用滾珠絲杠副。已知平均工作載

42、荷杠副。已知平均工作載荷Fm =3800N，絲，絲杠工作長度杠工作長度l=1.2m，平均轉(zhuǎn)速，平均轉(zhuǎn)速nm =100r/min，最大轉(zhuǎn)速，最大轉(zhuǎn)速nmax =1000r/min，使用壽命使用壽命Lh=15000h左右，絲杠材料為左右，絲杠材料為CrWMn鋼，滾道硬度為鋼，滾道硬度為HRC5862，傳，傳動(dòng)精度要求動(dòng)精度要求 =0.03mm。 3.2.3 其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng) 同步帶傳動(dòng)是一種綜合了帶、鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型同步帶傳動(dòng)是一種綜合了帶、鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。它將帶的工作面及帶輪外周均制成齒形，通過傳動(dòng)。它將帶的工作面及帶輪外周均制成齒形，通過帶齒與輪齒作嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)有強(qiáng)

43、力層，保持帶的節(jié)帶齒與輪齒作嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)有強(qiáng)力層，保持帶的節(jié)距不變，使主、從動(dòng)帶輪能作無滑差的同步傳動(dòng)。距不變，使主、從動(dòng)帶輪能作無滑差的同步傳動(dòng)。 與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 無滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確； 傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%，有明顯節(jié)能效果； 傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振，噪聲小； 使用范圍廣，傳遞功率可由幾瓦到幾百千瓦，速度可達(dá)50m/s，速比可達(dá)10左右； 維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。 同步帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)是： 安裝精度要求高，中心距要求嚴(yán)格； 帶與帶輪制造較復(fù)雜，成本高。 1)同步帶及帶輪的結(jié)構(gòu) (1)同步帶結(jié)構(gòu)同步帶結(jié)構(gòu) 同步帶由帶背同步帶由帶背1、強(qiáng)力層、強(qiáng)力層2及帶齒及帶齒4組成。為

44、提高壽命，在組成。為提高壽命，在采用氯丁橡膠為基體的同步帶中還增設(shè)了尼龍包布層采用氯丁橡膠為基體的同步帶中還增設(shè)了尼龍包布層3。 強(qiáng)力層是帶的抗拉元件，用來傳遞力并保證帶的節(jié)距強(qiáng)力層是帶的抗拉元件，用來傳遞力并保證帶的節(jié)距不變。它多采用有較高抗拉強(qiáng)度、較小伸長率的材料制造，不變。它多采用有較高抗拉強(qiáng)度、較小伸長率的材料制造，如鋼絲、尼龍、玻璃纖維等。如鋼絲、尼龍、玻璃纖維等。 帶齒為嚙合元件，帶背用來連接帶齒、強(qiáng)力層，并在帶齒為嚙合元件，帶背用來連接帶齒、強(qiáng)力層，并在工作中承受彎曲。故帶齒、帶背要求有較好的抗剪切、抗工作中承受彎曲。故帶齒、帶背要求有較好的抗剪切、抗彎曲能力及較高的耐磨性和彈性

45、。目前常用的材料有氯丁彎曲能力及較高的耐磨性和彈性。目前常用的材料有氯丁橡膠、聚氨脂等。橡膠、聚氨脂等。 在氯丁橡膠制成的同步帶的齒面覆蓋著一層尼龍包布，在氯丁橡膠制成的同步帶的齒面覆蓋著一層尼龍包布，以增加帶齒的耐磨性及帶的抗拉強(qiáng)度。常用的材料有尼龍以增加帶齒的耐磨性及帶的抗拉強(qiáng)度。常用的材料有尼龍帆布、錦綸布等。帆布、錦綸布等。 (2)帶輪結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu) 目前在國際上采用的帶輪齒形有直邊齒形和漸目前在國際上采用的帶輪齒形有直邊齒形和漸開線齒形兩種。對(duì)于開線齒形兩種。對(duì)于帶輪的齒數(shù)帶輪的齒數(shù)，在一定速比下，在一定速比下，取較少的帶輪齒數(shù)可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但齒數(shù)過少，取較少的帶輪齒數(shù)可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

46、緊湊，但齒數(shù)過少，同時(shí)嚙合的齒數(shù)少，易造成帶齒受載過大而斷裂，同時(shí)嚙合的齒數(shù)少，易造成帶齒受載過大而斷裂，一般要求同時(shí)嚙合的齒數(shù)應(yīng)大于一般要求同時(shí)嚙合的齒數(shù)應(yīng)大于 6。此外，帶輪齒數(shù)。此外，帶輪齒數(shù)過少，在節(jié)距一定時(shí)，帶輪直徑減小，使同步帶的過少，在節(jié)距一定時(shí)，帶輪直徑減小，使同步帶的彎曲應(yīng)力增大，過早疲勞斷裂。彎曲應(yīng)力增大，過早疲勞斷裂。 2 諧波齒輪傳動(dòng) (1)諧波齒輪傳動(dòng)的構(gòu)造和工作原理 諧波齒輪傳動(dòng)與少齒差行星齒輪傳動(dòng)十分相似。它是依靠柔性齒輪產(chǎn)生的可控變形波引起齒間的相對(duì)錯(cuò)齒來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，諧波齒輪傳動(dòng)由剛輪1、柔輪2和波形發(fā)生器3(H)三個(gè)主要構(gòu)件組成。 波形發(fā)生器的直徑比柔輪

47、內(nèi)徑略大，故裝配在一起時(shí)就將柔輪撐成橢圓形，迫使柔輪在橢圓的長軸方向與剛輪完全嚙合(A、B位置)，在短軸方向完全脫開(C、D位置)。當(dāng)波形發(fā)生器回轉(zhuǎn)時(shí)，柔輪長軸和短軸的位置隨之不斷變化，從而齒的嚙合處和脫開處也隨之連續(xù)變化，由于柔輪和剛輪在節(jié)圓處的嚙合過程，如同兩個(gè)純滾動(dòng)的圓環(huán)一樣，它們?cè)谌我馑查g轉(zhuǎn)過的弧長都必須相等，因此對(duì)于雙波傳動(dòng)，波形發(fā)生器每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柔輪和剛輪就必然相對(duì)移動(dòng)2個(gè)齒距。如果剛輪固定，柔輪就沿著與波形發(fā)生器相反的回轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一定角度。當(dāng)波形發(fā)生器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柔輪上任何一點(diǎn)的徑向變形量是隨轉(zhuǎn)角變化的變量，其展開圖為一正弦波，故稱之為諧波傳動(dòng)。 (2)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比諧波齒輪

48、傳動(dòng)的傳動(dòng)比 諧波齒輪傳動(dòng)中，鋼輪、柔輪和波發(fā)生器中諧波齒輪傳動(dòng)中，鋼輪、柔輪和波發(fā)生器中的任何一個(gè)都可作為主動(dòng)件，其余兩個(gè)中，一個(gè)作的任何一個(gè)都可作為主動(dòng)件，其余兩個(gè)中，一個(gè)作為從動(dòng)件，一個(gè)作為固定件。如：當(dāng)鋼輪固定，波為從動(dòng)件，一個(gè)作為固定件。如：當(dāng)鋼輪固定，波發(fā)生器作為輸入，柔輪作為輸出時(shí)，傳動(dòng)比為發(fā)生器作為輸入，柔輪作為輸出時(shí)，傳動(dòng)比為zr/(zg-zr)，此時(shí)諧波齒輪傳動(dòng)作減速用，輸入和輸，此時(shí)諧波齒輪傳動(dòng)作減速用，輸入和輸出之間運(yùn)動(dòng)方向相反。其它情況可以此類推。出之間運(yùn)動(dòng)方向相反。其它情況可以此類推。 (3)諧波齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn) 諧波齒輪傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)；諧波齒輪傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)

49、； 傳動(dòng)比大 一般單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為一般單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為50500，多級(jí)和復(fù)式傳動(dòng)的傳動(dòng)比更大，可達(dá)多級(jí)和復(fù)式傳動(dòng)的傳動(dòng)比更大，可達(dá)30000以上。不僅用于減以上。不僅用于減速，還可用于增速。速，還可用于增速。 承載能力強(qiáng) 因?yàn)橥瑫r(shí)嚙合的齒數(shù)多，雙波傳動(dòng)同時(shí)因?yàn)橥瑫r(shí)嚙合的齒數(shù)多，雙波傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)可達(dá)總齒數(shù)的嚙合的齒數(shù)可達(dá)總齒數(shù)的30 40左右，而且齒與齒之間左右，而且齒與齒之間是面接觸。是面接觸。 傳動(dòng)精度高 由于多齒嚙合對(duì)誤差有互相補(bǔ)償作用，由于多齒嚙合對(duì)誤差有互相補(bǔ)償作用，因此在齒輪精度等級(jí)相同的情況下，諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)誤因此在齒輪精度等級(jí)相同的情況下，諧波齒輪傳

50、動(dòng)的傳動(dòng)誤差只有普通圓柱齒輪傳動(dòng)的差只有普通圓柱齒輪傳動(dòng)的1/4左右，精密諧波齒輪傳動(dòng)的傳左右，精密諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)誤差可小于動(dòng)誤差可小于20。通過波形發(fā)生器半徑的微量改變可調(diào)整。通過波形發(fā)生器半徑的微量改變可調(diào)整柔輪的變形量，使齒隙很小，甚至做到無側(cè)隙嚙合。柔輪的變形量，使齒隙很小，甚至做到無側(cè)隙嚙合。 傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 由于柔輪的輪齒在由于柔輪的輪齒在傳動(dòng)過程中作均勻的徑向移動(dòng)，因此，即使輸入速傳動(dòng)過程中作均勻的徑向移動(dòng)，因此，即使輸入速度很高，輪齒的相對(duì)滑動(dòng)速度仍極低，只有普通漸度很高，輪齒的相對(duì)滑動(dòng)速度仍極低，只有普通漸開線齒輪傳動(dòng)的幾百分之一，所以磨損小、效

51、率高。開線齒輪傳動(dòng)的幾百分之一，所以磨損小、效率高。由于嚙入和嚙出時(shí)輪齒的兩側(cè)都參加工作，因而無由于嚙入和嚙出時(shí)輪齒的兩側(cè)都參加工作，因而無沖擊現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。沖擊現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 結(jié)構(gòu)簡單、零件少、體積小、重量輕。結(jié)構(gòu)簡單、零件少、體積小、重量輕。在傳在傳動(dòng)比和承載能力相同的條件下，諧波齒輪減速器比動(dòng)比和承載能力相同的條件下，諧波齒輪減速器比一般減速器的體積和重量減少約一般減速器的體積和重量減少約1/21/3。 可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力力 當(dāng)柔輪固定后，它在作為當(dāng)柔輪固定后，它在作為密封傳動(dòng)的殼體的同時(shí)能夠產(chǎn)密封傳動(dòng)的殼體的同時(shí)能夠產(chǎn)生彈性變形，完成錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，生

52、彈性變形，完成錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，達(dá)到傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的目的。達(dá)到傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的目的。因此，諧波齒輪傳動(dòng)可用來驅(qū)因此，諧波齒輪傳動(dòng)可用來驅(qū)動(dòng)在高真空、有輻射或其它有動(dòng)在高真空、有輻射或其它有害介質(zhì)的空間中工作的傳動(dòng)機(jī)害介質(zhì)的空間中工作的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這是其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無法比構(gòu)。這是其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無法比擬的。擬的。 諧波齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是： 柔輪周期性的變形產(chǎn)生交變應(yīng)力，所以對(duì)柔輪周期性的變形產(chǎn)生交變應(yīng)力，所以對(duì)材料、加工、熱處理都提出了較高的要求，否則容材料、加工、熱處理都提出了較高的要求，否則容易產(chǎn)生疲勞破壞。易產(chǎn)生疲勞破壞。 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，啟動(dòng)力矩大。為了減小折算轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，啟動(dòng)力矩大。為了減小折算轉(zhuǎn)動(dòng)慣

53、量，可在高速端串接一對(duì)圓柱齒輪減速。動(dòng)慣量，可在高速端串接一對(duì)圓柱齒輪減速。 傳動(dòng)比下限值較高，且不能做成交叉軸和相傳動(dòng)比下限值較高，且不能做成交叉軸和相交軸的結(jié)構(gòu)；交軸的結(jié)構(gòu)； 散熱條件差。散熱條件差。 (4)諧波齒輪減速器產(chǎn)品及選用 諧波齒輪傳動(dòng)裝置自行設(shè)計(jì)制造較少，多數(shù)選用現(xiàn)成產(chǎn)品。原電子工業(yè)部于1985年頒布的SJ2640-85單級(jí)諧波齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)，有10個(gè)機(jī)型43個(gè)品種，以柔輪內(nèi)徑表示機(jī)型號(hào)。另外，有關(guān)生產(chǎn)廠也有諧波齒輪減速器系列產(chǎn)品出售。設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)減速比、額定輸入轉(zhuǎn)速和額定輸出轉(zhuǎn)矩等參數(shù)選用相應(yīng)的諧波齒輪減速器。3.3 支承部件設(shè)計(jì)支承部件設(shè)計(jì) 常用的支承部件有

54、軸承、機(jī)身、導(dǎo)軌等，常用的支承部件有軸承、機(jī)身、導(dǎo)軌等，它們的精度、剛度、抗振性、熱穩(wěn)定等因素它們的精度、剛度、抗振性、熱穩(wěn)定等因素都會(huì)影響整機(jī)的精度、動(dòng)態(tài)特性和可靠性。都會(huì)影響整機(jī)的精度、動(dòng)態(tài)特性和可靠性。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)支承部件的要求是：精度機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)支承部件的要求是：精度高、剛度大、熱變形小、抗震性好、可靠性高、剛度大、熱變形小、抗震性好、可靠性高，并且具有良好的摩擦特性和結(jié)構(gòu)工藝性。高，并且具有良好的摩擦特性和結(jié)構(gòu)工藝性。3.3.1 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承主要指滾動(dòng)軸承、動(dòng)壓軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承主要指滾動(dòng)軸承、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承、磁軸承等。其作用是支承、靜壓軸承

55、、磁軸承等。其作用是支承回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸或絲杠。隨著加工自動(dòng)承回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸或絲杠。隨著加工自動(dòng)化的發(fā)展，對(duì)主軸轉(zhuǎn)速要求越來越高，化的發(fā)展，對(duì)主軸轉(zhuǎn)速要求越來越高，如數(shù)控機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)如數(shù)控機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)6000r/min。磨削小孔的砂輪主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)磨削小孔的砂輪主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)240000r/min。因此，機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)。因此，機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)軸承的精度、承載能力、剛度、壽命、軸承的精度、承載能力、剛度、壽命、轉(zhuǎn)速等提出了更高的要求。轉(zhuǎn)速等提出了更高的要求。滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 1）標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承）標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承的規(guī)格已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承的規(guī)格已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)。使用時(shí)

56、，主要根據(jù)剛度專門廠家生產(chǎn)。使用時(shí)，主要根據(jù)剛度和轉(zhuǎn)速選擇。和轉(zhuǎn)速選擇。近年來，為適應(yīng)不同要求，出現(xiàn)了不近年來，為適應(yīng)不同要求，出現(xiàn)了不少新型軸承。少新型軸承。（1）空心圓錐滾子軸承）空心圓錐滾子軸承 特點(diǎn)：中空，有利于滾子散熱，具有一定彈性特點(diǎn)：中空，有利于滾子散熱，具有一定彈性變形能力，可吸收部分振動(dòng)。另外，軸承外圈變形能力，可吸收部分振動(dòng)。另外，軸承外圈較寬，與箱體孔的配合可松一些，箱體孔的精較寬，與箱體孔的配合可松一些，箱體孔的精度對(duì)外圈滾道的影響小。多用于臥式主軸。度對(duì)外圈滾道的影響小。多用于臥式主軸。雙列空心圓錐滾子軸承雙列空心圓錐滾子軸承 單列空心圓錐滾子軸承單列空心圓錐滾子軸承

57、（2）陶瓷滾動(dòng)軸承）陶瓷滾動(dòng)軸承 結(jié)構(gòu)與一般滾動(dòng)軸承一樣，常用陶瓷材結(jié)構(gòu)與一般滾動(dòng)軸承一樣，常用陶瓷材料是料是Si3N4。 特點(diǎn)：熱傳導(dǎo)率低、不易發(fā)熱、硬度高、特點(diǎn)：熱傳導(dǎo)率低、不易發(fā)熱、硬度高、耐磨，在采用油脂潤滑的情況下，轉(zhuǎn)速耐磨，在采用油脂潤滑的情況下，轉(zhuǎn)速可高達(dá)可高達(dá)30000r/min。主要用于中、高速。主要用于中、高速運(yùn)動(dòng)的主軸的支承。運(yùn)動(dòng)的主軸的支承。2）非標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承）非標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承 （1）微型滾動(dòng)軸承）微型滾動(dòng)軸承微型向心推力軸承微型滾動(dòng)軸承（2）密珠軸承）密珠軸承 滾珠密集分布在內(nèi)、外圈之間，并具有過盈配滾珠密集分布在內(nèi)、外圈之間，并具有過盈配合。合。 特點(diǎn)：各滾珠沿著自己

58、的滾道滾動(dòng)，能減少磨特點(diǎn)：各滾珠沿著自己的滾道滾動(dòng)，能減少磨損；密集的滾珠具有誤差平均效應(yīng)。損；密集的滾珠具有誤差平均效應(yīng)。3 靜壓軸承靜壓軸承 屬于流體摩擦支承的基本類型之一，它屬于流體摩擦支承的基本類型之一，它是在軸頸與軸承之間充有一定壓力的液是在軸頸與軸承之間充有一定壓力的液體或氣體，將軸浮起并承受一定負(fù)荷的體或氣體，將軸浮起并承受一定負(fù)荷的一種軸承。一種軸承。 根據(jù)支承承受負(fù)荷方向的不同，靜壓軸根據(jù)支承承受負(fù)荷方向的不同，靜壓軸承分為承分為向心軸承、推力軸承向心軸承、推力軸承和和向心推力向心推力軸承軸承三種。三種。1）液體靜壓軸承）液體靜壓軸承 液體靜壓系統(tǒng)由靜壓支承、節(jié)流器和供液體靜

59、壓系統(tǒng)由靜壓支承、節(jié)流器和供油裝置組成。油裝置組成。液體靜壓向心軸承液體靜壓向心軸承 每個(gè)軸承有每個(gè)軸承有8個(gè)油個(gè)油腔。當(dāng)凸球圓度腔。當(dāng)凸球圓度為為0.05um，供油，供油壓力為壓力為1MPa時(shí)，時(shí)，主軸的徑向和軸主軸的徑向和軸向回轉(zhuǎn)精度為向回轉(zhuǎn)精度為0.01um；軸向剛；軸向剛度為度為160N/um，徑向剛度為徑向剛度為100N/um.雙半球軸系雙半球軸系 液體靜壓軸承的特點(diǎn)：摩擦小、傳動(dòng)效液體靜壓軸承的特點(diǎn)：摩擦小、傳動(dòng)效率高、使用壽命長、轉(zhuǎn)速范圍廣、剛度率高、使用壽命長、轉(zhuǎn)速范圍廣、剛度大、抗震性好、回轉(zhuǎn)精度高；能適應(yīng)不大、抗震性好、回轉(zhuǎn)精度高；能適應(yīng)不同負(fù)荷，滿足不同轉(zhuǎn)速的大、中、小型

60、同負(fù)荷，滿足不同轉(zhuǎn)速的大、中、小型機(jī)械設(shè)備的要求；但需要一套供油裝置，機(jī)械設(shè)備的要求；但需要一套供油裝置，增大了設(shè)備的體積和質(zhì)量。增大了設(shè)備的體積和質(zhì)量。2）氣體靜壓軸承）氣體靜壓軸承氣體靜壓向心軸承氣體靜壓向心軸承超精車床球軸承超精車床球軸承當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為200r/min時(shí)，主軸徑向振擺為時(shí)，主軸徑向振擺為0.03um，軸向竄動(dòng)為軸向竄動(dòng)為0.01um；徑向剛度為；徑向剛度為25N/um,軸向剛度為軸向剛度為80N/um。使用金剛石刀具加工鋁或銅件時(shí)，可獲得粗糙。使用金剛石刀具加工鋁或銅件時(shí)，可獲得粗糙度值為度值為0.02um的五劃痕鏡面。的五劃痕鏡面。 氣體靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)：氣體內(nèi)