精密機械學(xué)電子教案-第10章

1精密機械學(xué)基礎(chǔ)課程電子教案精密機械學(xué)基礎(chǔ)多媒體系列CAI課件授課教師：馬惠萍聯(lián)系方式：Email：哈工大電氣工程及自動化學(xué)院自動化測試與控制系10.1

滾珠絲杠機構(gòu)第10章直線運動機構(gòu)GB/T17587.3-1998GB第10章直線運動機構(gòu)10.1

滾珠絲杠機構(gòu)10.1

滾珠絲杠機構(gòu)主要是選用標(biāo)準(zhǔn)件---熟悉各種規(guī)格性能特點---摩擦阻力小，靈敏，無爬行現(xiàn)象；防護(hù)臟物進(jìn)入，復(fù)雜，成本高；儀器中應(yīng)用廣泛。第10章直線運動機構(gòu)10.1

滾珠絲杠機構(gòu)一.滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)和選型外循環(huán)式滾珠絲杠副回轉(zhuǎn)運動直線運動結(jié)構(gòu)型式和類型外循環(huán)式滾珠絲杠副內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副：徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，滾珠滾暢性好，故傳動效率高；反向器制造工藝復(fù)雜，難以精確加工絲杠螺母反向器滾珠內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副主要參數(shù)：公稱直徑d0、導(dǎo)程、旋向、鋼球直徑、接觸角、

負(fù)載鋼球的圈數(shù)、精度等級GB/T1758.3-1998二.滾珠絲杠副標(biāo)注方法（1,2,3,4,5,7,10級，1級最高）GD2004GD2004LH-2-P4循環(huán)方式：內(nèi)循環(huán)返向器固定式預(yù)緊方式：雙螺母墊片預(yù)緊公稱直徑：20mm公稱導(dǎo)程：4mmLH螺紋旋向：左旋2負(fù)載鋼球圈數(shù)：2圈例如:P4類型：定位滾動螺旋副精度等級：4級--二.滾珠絲杠副標(biāo)注方法（1,2,3,4,5,7,10級，1級最高）三.滾珠絲杠選用和校核計算校核：選用：工作條件、受載情況壽命：額定靜載荷：GB/T17587.3-1998四、滾珠絲杠副設(shè)計10.4實例分析交流伺服高速輸送裝置：伺服電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠螺母帶動工作臺做直線方向的高速輸送運動，工作臺的運動靠直線導(dǎo)軌機構(gòu)導(dǎo)向，工作臺最高運動速度vmax=1m/s，期望壽命30000h，伺服電機額定轉(zhuǎn)速n=3000r/min，絲杠硬度60HRC，絲杠軸向承受載荷1300N，工作中有輕微沖擊。設(shè)計選擇滾珠絲杠。（1）.計算導(dǎo)程（2）.確定絲杠外徑根據(jù)導(dǎo)程20mm，查表10-2初定型號GD6320-4，絲杠外徑d1=60mm，（3）.壽命校核151.作用：將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動;2.組成：螺桿、螺母、機架；3.功能：可實現(xiàn)測量、調(diào)整、傳遞運動和動力一.概述l10.2螺紋絲杠機構(gòu)16右旋螺紋

左旋螺紋174.特點：5.類型：可實現(xiàn)很高的精度；降速比大（適于微調(diào)、精讀）；傳動平穩(wěn)，能自鎖；效率低；(1)示數(shù)螺旋傳動(2)傳力螺旋：以傳遞動力為主;如千斤頂、起重器、壓力機18(3)一般螺旋傳動:以傳遞運動為主，要求有較高的運動精度－三角形螺紋卡盤傳動靈活，使用方便19二.基本形式：1.

螺母不動,螺桿邊轉(zhuǎn)邊移動特點：消除了軸向跳動，剛性差，占用軸向空間大，適于較短行程；應(yīng)用：20舉例設(shè)計:鋸齒形螺紋21222.

螺桿轉(zhuǎn)動,螺母移動特點：結(jié)構(gòu)緊湊，剛性較大，適于行程較長場合；固體膠防轉(zhuǎn)機構(gòu)232.

螺桿轉(zhuǎn)動,螺母移動舉例設(shè)計:導(dǎo)向桿243.

差動螺旋253.

差動螺旋舉例設(shè)計:263.

差動螺旋(P60)273.

差動螺旋283.

差動螺旋29三.設(shè)計計算（1）直徑d(按結(jié)構(gòu)查表)（2）螺距P（3）螺桿長度L（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計1.

精密儀器儀表用滑動螺旋傳動設(shè)計計算滑動螺旋傳動多采用梯形或鋸齒形螺紋，且常用右旋螺紋。傳力和調(diào)整螺紋要求自鎖時，應(yīng)采用單線螺紋。傳導(dǎo)螺旋可采用多線螺紋。測量、調(diào)整及光學(xué)儀器上用的螺旋傳動采用三角形螺紋302.機械設(shè)備常用的滑動螺旋傳動設(shè)計計算(1)耐磨性計算強度計算公式：中徑d2公式為：整體式螺母：1.2-2.5剖分式螺母：2.5-3.5螺距螺距螺紋工作高度31(2)螺紋的強度計算-－螺母彎曲應(yīng)力：剪應(yīng)力：螺紋工作高度h32(3)螺桿的強度計算（第四強度理論）(4)自鎖條件的計算:

升角λ

(摩擦角)(5)螺桿穩(wěn)定性的計算(受壓)臨界載荷:不失穩(wěn)的條件：簡化:長度系數(shù)：一般支承＝1一端固定，一段自由＝233（例題10-1）：圖示為螺旋千斤頂，其螺桿材料為Q275，螺母材料為ZQSn10-1（錫青銅），采用鋸齒形螺紋B508整體螺母，螺母高度H=80mm，千斤頂總起高度L1=200mm,螺桿頭部高度B=75mm。試求此千斤頂允許舉起的最大重量。(1)耐磨性條件：(2)螺母螺紋強度：彎曲應(yīng)力：剪應(yīng)力：34(3)螺桿的強度計算:(4)螺桿穩(wěn)定性的計算(受壓)：(5)自鎖條件的計算:

升角λ

(摩擦角)35四.消除螺旋傳動回差的措施

1.

徑向調(diào)節(jié)法副螺母主螺母開槽螺母卡簧式螺母對開螺母362.

軸向調(diào)節(jié)法副螺母主螺母鎖緊螺母373.

單面接觸法滾動直線導(dǎo)軌副是一種標(biāo)準(zhǔn)化的導(dǎo)向部件，可以提供高精度的直線運動導(dǎo)向功能。10.3滾動直線導(dǎo)軌副10.3.1結(jié)構(gòu)與工作原理10.3滾動直線導(dǎo)軌副10.3.2直線導(dǎo)軌副的選型與設(shè)計10.3滾動直線導(dǎo)軌副10.3.2直線導(dǎo)軌副的選型與設(shè)計10.3滾動直線導(dǎo)軌副10.4.1滾珠絲杠副設(shè)計10.4實例分析10.4.3直線導(dǎo)軌選型實例10.4實例分析44(習(xí)題10-1):螺旋千分尺如圖所示。圓錐標(biāo)尺刻有100條刻線，如果每條刻線對應(yīng)的螺桿軸向位移為0.005mm。螺桿采用單頭螺紋，試求其螺距p。45(習(xí)題10-2):要求設(shè)計一微動裝置中的差動螺桿?？蓜勇菽傅男谐虨?mm，手柄轉(zhuǎn)動為8周，螺桿的公稱直徑d=14mm?，F(xiàn)從GB193-81中查出公稱直徑d=14mm時，螺桿的可選螺距為：粗牙p=2;細(xì)牙p=1.5，p=1.25，p=1。其單位都為mm。試選擇所需螺距p1和p2。46(習(xí)題10-3):如圖所示，滑板由差動螺旋帶動在導(dǎo)軌上移動，螺紋1為M12×1.25,螺紋2為M10×0.75。（1）1和2螺紋均為右旋，手柄按所示方向回轉(zhuǎn)一周時，滑板移動距離多少？方向如何？（2）1為左旋，2為右旋，滑板移動距離多少？方向如何？47(附加習(xí)題1):如圖所示螺旋機構(gòu)中,已知螺旋副A為右旋，螺距PA=2.8mm，螺旋副B為左旋，螺距PB=3mm，C為移動副。試問：螺桿1轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)時，才能使螺母2相對構(gòu)件3移動10.6mm。48(附加習(xí)題2):如圖所示的差動螺旋機構(gòu)中，A部位為左螺旋副，螺距PA=5mm，B部位為右螺旋副，螺距PB=6mm，當(dāng)螺桿沿箭頭方向轉(zhuǎn)10時，試求螺母C的移動量SC及移動方向。49(附加習(xí)題3):如圖所示為一差動螺旋裝置。螺旋1上有大小不等的兩部分螺紋，分別與機架2和滑板3的螺母相配；滑板3又能在機架2的導(dǎo)軌上左右移動，兩部分螺紋的螺距如圖所示。（1）若兩部分的螺紋均為右旋，當(dāng)螺旋按圖示的方向回轉(zhuǎn)一周時，滑板在導(dǎo)軌上移動多少距離？方向如何？（2）若M16×1.5的螺旋為左旋,M12×1為右旋，其它條件不變，此時滑板將移動多少距離？方向如何？7.5

應(yīng)用實例一.棱鏡分光多波長高溫計目鏡部件連接設(shè)計二.儀器的測量原理輻射測溫原理：若物體的溫度高于絕對零度（攝氏零下273.15度(-273.15℃)

）,其表面向外界發(fā)射出熱輻射,其輻射能取決于物體的溫度；普朗克定律：高溫計原理：采用光學(xué)系統(tǒng)成像并接收輻射通量,并用光電探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)計算得到物體表面的溫度。二.儀器的測量原理輻射測溫原理：若物體的溫度高于絕對零度（攝氏零下273.15度(-273.15℃)

）,其表面向外界發(fā)射出熱輻射,其輻射能取決于物體的溫度；普朗克定律：高溫計原理：采用光學(xué)系統(tǒng)成像并接收輻射通量,并用光電探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)計算得到物體表面的溫度。物鏡組件1-4147~160目鏡組件7-10185場欄反射鏡5分劃場鏡6準(zhǔn)直物鏡組件組合棱鏡暗箱物鏡反射鏡17光譜鏡面棱鏡分光多波長高溫計結(jié)構(gòu)設(shè)計（見圖冊P19圖1）(大作業(yè)2)：見機械學(xué)基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練圖冊P19頁“棱鏡分光多波長高溫計”；圖1和圖2光路圖；要求：3號圖紙1張，畫物鏡或目鏡部件圖

（1）光路圖1中光學(xué)零件7、8、9、10、11固定在金屬鏡框中并能與箱體聯(lián)接；光學(xué)零件尺寸及