《机械传动部》PPT课件

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1、第二章机电一体化系统的机械传动部件的选择与设计第一节机电一体化系统对机械传动部件的要求第二节滚珠螺旋传动部件的选择与设计第三节齿轮传动部件的选择与设计第四节谐波齿轮部件的选择与设计第五节同步带传动部件的选择与设计第一节机电一体化系统对机械传动部件的要求功能：传递转矩和转速；实质上是一种转矩、转速变化器。目的：使执行元件与负载之间在转矩和转速方面得到最佳匹配。作用：机械传动部件的传动类型、传动方式、传动刚性以及传动可靠性对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。动力学性能的影响因素：负载的变化：影响匹配惯性的大小：影响起停特性、运动的快速性、位移和速度的偏差固有频率的高

2、低：影响系统谐振和传动精度摩擦、间隙、温升、润滑：非线性；影响传动精度和运动稳定性设计和选择要求：传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。随着机电一体化技术的发展，对传动机构的新技术要求：精密化：高定位精度的需要高速化：高工作效率的需要小型化、轻量化：运动灵敏度的要求传动机构及其功能线性传动：螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、蜗轮蜗杆传动非线性传动：连杆机构、凸轮机构传动功能：下表基本功能传动机构运动的变换动力的变换形式行程方向速度大小形式丝杠螺母√√齿轮√√√齿轮齿条√√链轮链条√带、带轮√√缆绳、绳轮√√√√√杠杆机构√√√连杆机构√√√凸轮机构√√√√蜗轮蜗

3、杆√√√间歇机构√摩擦轮√√√万向节√软轴√第二节滚珠螺旋传动机构一、螺旋传动机构（丝杠螺母机构）传动功能：旋转运动直线运动；传递能量及运动分类：滑动丝杠螺母机构：结构简单、加工方便、制造成本低，具有自锁功能，但摩擦阻力矩大、传动效率低（30%-40%）。滚珠丝杠螺母机构：传动效率高（92%-98%）、摩擦阻力矩小；但结构复杂，制造成本高。在机电一体化系统中应用广泛。5种基本传动形式(按丝杠和螺母相对运动的组合情况分)：螺母固定、丝杠转动并移动：螺母本身起着支承作用，结构简单，传动精度较高，刚性差，适用于行程较小的场合。丝杠转动、螺母移动：需导向装置来限制螺母的转动。结构紧凑、

4、丝杠刚性好，使用于行程较大的场合。螺母转动、丝杠移动：需限制螺母移动和丝杠转动，结构复杂且占用轴向空间较大，应用较少。丝杠固定、螺母转动并移动：结构简单、紧凑，使用不方便。差动传动：多用于各种微动机构二、滚珠丝杠传动部件的结构类型组成：一种新型螺旋传动机构；由丝杠、螺母、滚珠、反向器组成；工作原理：当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。特点：传动效率高、摩擦阻力矩小、轴向刚度高、能够预紧、运动平稳、传动精度高、不易磨损、可靠性高、使用寿命长；但结构复杂，制造成本高，

5、不能自锁（具有传动的可逆性，在用作升降传动机构时，需采用制动措施）。结构类型：按螺纹滚道的截面形状分单圆弧型：接触角随轴向载荷大小的变化而变化，=38-45。接触角增大时，传动效率、轴向刚度以及承载能力也随之增大。双圆弧型：接触角在工作过程中基本保持不变（45）。能存储一定的润滑油以减少摩擦；加工成本高R/2rb=0.52-0.56按滚珠的循环方式分类：循环方式代号特点内循环(滚珠始终与丝杠表面保持接触)浮动反向器式(p.23图2.6)F通道流畅性好，摩擦特性好；适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系统。固定反向器式(p.23图2.5)G结构回路短，摩擦小，效率高，径

6、向尺寸小，反向器加工困难，装配调整也不方便。外循环(滚珠在循环返回时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动)螺旋槽式(p.24图2.7)L工艺简单，径向尺寸小，易于制造；挡珠器刚性差，易磨损插管式埋入凸出CMCT结构简单，容易制造，但径向尺寸较大，弯管端部用作挡珠器比较容易磨损。端盖式(p.24图2.9)D结构简单，工艺性好，常以单螺母形式用作升降传动机构。应用较少。主要尺寸参数：(p.24图2.10)公称直径d0（特征尺寸）：滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径基本导程l0：丝杠相对于螺母旋转2弧度时，螺母上基准点的轴向位移。l0根据机电一体化产品的

7、精度要求确定，精度要求较高时应选取较小的基本导程。导(行)程：丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。滚珠的工作圈数：一般取2.5~3.5。第一、第二和第三圈滚珠分别承受轴向载荷的50%、30%和20%左右。滚珠总数N：150丝杠螺纹大径d、丝杠螺纹小径d1螺母螺纹大径D、螺母螺纹小径D1丝杠螺纹全长ls滚珠直径Db轴向间隙的调整与预紧：提高其传动刚度预紧方式代号说明双螺母螺纹预紧(p.27图2.12)L结构简单，刚性好，预紧可靠，调整方便，但不能精确定量地进行调