第2章 机械部件研究.ppt

1 导轨的作用 机械系统的各运动机构必须得到安全的支承，并能准确地完成其特定方向的运动。 这个任务就由导向机构来完成。其作用是支承和导向。 二 导向支承机构（导向机构 ） 1－承导件 2－运动件 滚动导轨 为滚动摩擦，导向面之间放置滚珠、滚柱或滚针等滚动体来实现两导轨无滑动地相对运动。 2 导轨的分类 导轨由两部分组成，工作时一部分固定不动，称为定导轨（或支承导轨），另一部分相对支承导轨作直线或回转运动，称为动导轨(或滑座)。 根据导轨副(简称导轨)之间的摩擦情况，分为 滑动导轨 两导轨工作面的摩擦性质为滑动摩擦。 按滚动体的形状分 有钢珠式和滚柱式两种。 设计方法①设计条件。工作载荷F(单位为N)或平均工作载荷Fm(单位为N)；使用寿命Lh′(单位为h)；丝杠工作长度L(单位为m)；丝杠转速n(单位为r/min)；滚道硬度及工况。②设计步骤。根据设计条件，经过计算，选择合适的滚珠丝杠参数。 例 试设计一数控机床工作台用滚珠丝杠副。已知平均载荷Fm＝3600N，丝杠工作长度l＝1.25m，丝杠平均转速nm＝120r/min，每天开机6h，每年250个工作日计，要求工作10年以上。丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为58～62HRC，丝杠传动精度要求为±0.03mm。 （1）求计算载荷 由题设条件，查表2.6取KF＝1.2，查表2.7取KH＝1.0，假设丝杠为D级精度（老标准，CDEFGH六个等级，C最高），查表2.8，取KA＝1.0。 则计算载荷 Fc＝KFKHKAFm＝1.2×1.0×1.0×3600＝4320N （2）计算所要求的额定动载荷Ca′预期使用寿命 Lh′＝6×250×10＝15000h并代入 nm＝120r/min，FC＝4320N 武汉江汉机床厂滚珠丝杠 （3）根据Ca′的值选择滚珠丝杠副 设选用FCI型号系列，按照满足Ca≥Ca′的原则，并考虑各种因素，查上表选出合用的滚珠丝杠型号规格为FCI-5006-3（额定动载荷Ca＝21379N) ，其主要参数尺寸： 公称直径 D0＝50mm 导程 l0＝6mm 螺旋角 λ＝2°11′ 滚珠直径 d0＝3.969mm 丝杠小径 d1＝45.63mm 选用江汉机床厂滚珠丝杠 表2.9 d1丝杠小径 力学，长压杆失稳问题 练习题 2 齿轮传动比最佳分配条件 齿轮系常用于机电伺服系统的减速增矩。图示的数控机床进给系统的齿轮箱，图中，1，2，3，4为齿轮。设齿轮传动比第一级为i1，第二级为i2。 所有负载折合到电动机轴上的转动惯量，如果与电动机转子转动惯量相等，则总传动比 i 达到最佳。 为了达到驱动负载的高加速度（快速响应），要求减速器转动惯量尽可能小。 总传动比最佳？ 总传动比 i 达到了最佳，如何分配？可按3个原则之一 1)等效转动惯量最小原则。2)重量最轻原则。3)输出轴转角误差最小原则。 按等效转动惯量最小原则，推导出相邻各级最佳速比分配条件为： 对于多级减速装置，使相邻各级速比均满足上述条件。 如大功率传动，传递力矩较大，还应考虑随转矩逐级增大相应各级齿轮的模数、齿宽，尺寸。 工程上可按照下图确定传动级数和各级传动比。 i为总传动比、 JG为所有齿轮总的转动惯量；JP为电动机轴上小齿轮的转动惯量。 再由图b，得第一级传动比i1=3.3。 在图c中，A曲线上对应横坐标i=3.3，由纵坐标得第二级传动比i2=3.7；过A曲线该点作水平线，与B曲线相交，由横坐标得第三级传动比i3=4.3；过B曲线该点作垂直线，与A曲线相交，由纵坐标得第四级传动比i4=4.9。此时，i=i1×i2×i3×i4=257.26，与设计值相近，稍作修正即可。 例 已知总传动比为i＝256，进行速比分配 由图a，当总传动比i＝256，传动级数n＝3时，JG／JP＝70；当n＝4时， JG／JP ＝35；当n＝5时，JG／JP ＝ 26。为了兼顾JG／JP值的大小和传动机构的紧凑性，宜选择n＝4，即4级传动。 3 齿轮间隙的消除 将电动机安装在偏心套 上，通过转动偏心套的转角，就可调节两啮合齿轮的中心距，从而消除圆柱齿轮啮合的齿侧间隙。 特点是结构简单，但其侧隙不能自动补偿 偏心调整法（加偏心套） 齿轮传动的回差 回差产生的主要原因是齿轮副的侧隙和加工装配误差，必须采取必要的措施来控制齿轮传动中的间隙。 圆柱齿轮传动 轴向垫片调整法 分度圆弧齿厚沿轴线略有锥度 这种消除齿侧间隙的方法是将其中一个作成宽齿轮。另一个用两片薄齿轮组成。采取措施使一个薄齿轮的左齿侧和另一个薄齿轮的