第2章­机械系统分析.ppt

2.2　机械传动装置 图2-18　与同步带相啮合的带轮结构 2.2　机械传动装置 2.2.3　传动系统方案设计机械传动系统是机械系统的重要组成部分，其作用不仅是为了实现减速(或增速)、变速、转换运动形式和使各执行元件协调配合工作等运动要求，同时还把电动机输出的功率和转矩传到执行元件。1)根据已知条件确定最佳传动方案。2)根据参数选择结构类型、画出结构图。3)校核验算。 2.2　机械传动装置 图2-19　数控机床进给系统简图 2.2　机械传动装置 图2-20　导轨副1—支承导件　2—运动件 2.2　机械传动装置 1)尽可能采用简短的运动链，防止能量损失。2)机械效率要高。3)合理安排传动机构顺序。 2.3　导向装置 2.3.1　导向装置的要求导轨副是导向装置的常见件，由支承导件和运动件两部分组成，如图2?20所示。1)导向精度高。2)刚度好。3)运动平稳。4)结构工艺性好。2.3.2　常见机构分析1.滚动直线导轨　滚动直线导轨的运动方向为直线，支承导件与运动件的两接触面间为滚动摩擦，中间介质为滚动体。1)导向精度高，运动平稳可靠，摩擦系数小，动作轻便、灵活，无爬行现象，微量位移准确。 2.3　导向装置 图2-21　滚动体不循环的滚动导轨副1—滚柱　2—滚珠 2.3　导向装置 2)可施加预紧力，预紧后导轨刚度提高， 能承受较大冲击和振动。3)寿命长。4)便于润滑，故在精密产品中被广泛应用。 图2-22　滚动体循环的滚动导轨副 2.静压导轨　液体静压导轨的工作原理是液压油通过节流阀由侧面油腔进入支承导件与运动件的间隙内，然后经回油孔返回油箱， 2.3　导向装置 如图2-23所示。 图2-23　静压导轨副1～6—间隙　7—运动件　—运动件受垂直方向作用力—运动件受水平方向作用力 2.3　导向装置 2.3.3　导向装置设计 1.根据已知的工作条件选择合适的导轨类型　按运动方向分类，导轨可分为直线运动导轨副和回转运动导轨副；按支承导件与运动件接触摩擦情况分类，导轨可分为滑动导轨副、滚动导轨副和气、液导轨副。2.选择导轨截面形状　常见导轨截面形状见表2-4。 表2-4　导轨截面形状 2.3　导向装置 表2-4　导轨截面形状 2.3　导向装置 表2-4　导轨截面形状 2.3　导向装置 ①凸形导轨不易存切屑等脏物，但也不存润滑油。②凹形导轨易存切屑、脏物，造成堵塞，但易存润滑油，适宜高速工作。3.通过计算选择结构参数(1)计算额定动载荷Ca′(单位为N) 表2-5　导轨负荷系数 表2-6　导轨硬度系数 2.3　导向装置 表2-7　导轨温度系数 表2-8　导轨接触系数 (2)选择结构参数：依据Ca≥Ca′的原则选择结构参数。4.其他参数的选择(1)导轨材料的选择：铸铁耐磨性好、热稳定性高、减振性好、成本低、易于加工，在滑动导轨中得到广泛应用。 2.3　导向装置 (2)调整装置的选择：导轨工作时会产生间隙，间隙过小会增加摩擦阻力，间隙过大会降低导向精度，所以应选择合适的调整装置。 图2-24　滑动导轨副调隙结构a)压板调隙　b)镶条调隙1—压板　2—接触面　3—镶条 2.3　导向装置 5.设计示例　现以设计滚动直线导轨为例，已知作用在滑座上的载荷F∑＝18000N，滑座数M＝4，单向行程长度lS＝0.8m， 2.3　导向装置 每分钟往返次数为3，工作温度不超过120°C，工作速度为40m/min，每天开机6h，每年工作300个工作日，要求工作8年以上，滚道表面硬度取60HRC。解　由已知条件得额定工作时间寿命Th和额定行程长度系数TS分别为1.简述机电一体化的机械系统的涵义。2.简述机电一体化的机械系统与传统的机械系统的功能区别。3.简述机械传动装置在机电一体化产品中的性能要求。4.简述滚珠丝杠副的特点。5.滚珠丝杠副的工作间隙是怎么产生的？如何消除？6.如何设计齿轮传动装置的总传动比与各级传动比？7.简述齿轮传动的齿侧间隙调整方法。 2.3　导向装置 8.谐波齿轮减速器是如何实现减速的？9.如图2-23所示，若液体静压导轨受一顺时针方向的翻转力矩，试分析静压导轨的工作状况。10.画出机械传动装置方案设计框图。11.某数控铣床工作台进给用滚珠丝杠副平均工作载荷Fm＝3800N，丝杠工作长度L＝1.2m，平均转速nm＝100r/min，使用寿命Lh′＝15000h，丝杠材料CrWMn钢，滚道硬度为58～62HRC。 表2-9　汉江机床厂C1型滚珠丝杠 12.某数控铣床作用在滑座上的载荷F∑＝18000N，滑座数M＝4， 2.3　导向装置 单向行程长度lS＝0.6m，每分钟往返次数为4，每天开机6h，每年工作300个工作日，寿命要求8年以上，试设计滚动直线导轨副。 第2