机电一体化系统 机械部件选择与设计.ppt

机床主轴传动齿轮空间布置比较 二、 轴(主轴)系用轴承的类型与选择 标准滚动轴承 深沟球轴承 双列向心短圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 推力轴承 微型滚动轴承 二、滚动导轨副的结构及其选择 1、直线运动滚动导轨副的特点与要求 优点： 摩擦系数小（0.003~0.005）运动灵活； 不易出现爬行； 可以预紧，刚度高； 寿命长; 精度高； 润滑方便; 由专业厂生产，可以外购选用 缺点： 抗振性差，接触应力大； 对导轨的表面硬度、表面形状精度和滚动体的尺寸精度要求高 结构复杂，制造困难，成本高； 对脏物比较敏感，必须有良好的防护装置。 对滚动导轨的基本要求是： 导向精度 耐磨性 刚度 工艺性 2、分类 （1）滚动体不循环 行程不能太长，结构简单，制造容易，成本较低，但施加预紧力较难，刚度较低，抗振性差，不能承受冲击载荷 1）滚珠导轨 运动件 滚珠 承导件 特点： 摩擦小，但承载能力差，刚度低，不能承受大的颠覆力矩和水平力。 适用于载荷不超过200N的小型部件 2）滚柱导轨 运动件 滚柱 承导件 特点： 承载能力和刚度比滚珠导轨副要高，导向性能也高； 对安装精度的要求较高 3）滚针导轨 特点： 承载力比滚柱导轨大，但安装精度要求更高，适用于结构尺寸受限制的机床 （2）滚动体循环 行程无限，一般制造成标准件； 用于重载条件下，结构复杂，装卸调整不方便。 组成：动导轨、滚动体与隔离元件组成动导轨副，并在定导轨副上移动。 特点：可实现无限长导轨的直线运动。 图 滚珠花键副 滚动导轨块 目前已标准化生产，选用时应根据实际情况而定。 滚动轴承导轨副 万能工具显微镜纵向导轨 滚动导套副 节流器 节流器 D ~ 1）静压轴承 工作原理：依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。 特点：静压轴承在任何工况下都能胜任工作。 d0 d0 常用节流器 关键器件： 节流器 节流器作用：根据外载荷的变化自动调节各油腔内的压力。 油台 起密封作用 静压导轨 2）静压导轨 第四节　旋转支撑部件的选择与设计 1.旋转支承的种类 按摩擦性质分为： （1）滑动支承 （2）滚动支承 （3）气体(或液体)支承 （4）弹性支承 其中的滑动摩擦支承按其结构特点又可分为 ? （1）圆柱支承 ??? （2）圆锥支承 ??? （3）球面支承 ??? （4）顶针支承 滚动摩擦支承按其结构特点又可分为 ? （1）填入式滚珠支承 ??? （2）刀口支承 各种支承结构简图 2.对旋转支承的要求 ??? 方向精度和置中精度高； 方向精度是指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。 置中精度是指在任意截面上，运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移的程度。 ??? （1） 摩擦阻力矩小； ???? （2）许用载荷大； ???? （3）对温度变化的敏感性低； ??? （4）耐磨性高，磨损后可补偿； ???? （5）抗振性好； ???? （6）成本低 二、 圆柱支承结构 1-轴肩；2-轴套；3-锥孔 三、 圆锥支承 圆锥支承结构图 四、 填入式滚动支承 填入式滚动支承形式图  球面支承、 球面轴颈的类型 五、 其他形式支承 顶针支承、刀口支承与钟摆的支承结构图 第五节 轴系部件的选择与设计 一、轴系设计的基本要求 轴系由轴及安装在轴上的齿轮、带轮等传动部件组成，有主轴轴系和中间传动轴轴系。 轴系的主要作用是传递转矩、及传动精确的回转运动，它直接承受外力(力矩)。对于中间传动轴系一般要求不高。而对于完成主要作用的主轴轴系的性能要求较高，包括以下几项内容： ???? (1)旋转精度 ???? (2)刚度与抗振性 ???? (3)热变形 轴上传动件的布置是否合理对轴系性能影响较大。 传动齿轮应尽可能安置在靠近支承处，以减少轴的弯曲和扭转变形。如主轴上装有两对齿轮，均应尽量靠近前支承，并使传递扭矩大的齿轮副更靠近前支承，使主轴受扭转部分的长度尽能缩短。 在传动齿轮的空间布置上，也应尽量避免弯曲变形的重叠。 2.轴上零件布置对轴系性能的影响 （3）按导轨副的截面形状分 三角形 矩形 燕尾形 圆形 每种又分为凸形和凹形 凸形导轨不易积存切屑等脏物，也不易储存润滑油，宜在低速下工作 凹形导轨则相反，可用于高速，但必须有良好的防护装置，以防切屑等脏物落入导轨。 对称三角形 45o 900~1200 凸形 凹形 燕