机械系统课件.ppt

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1、第二章机械系统概述传动机构导向机构执行机构等效转动惯量与等效力矩对机械系统的基本要求：高精度快速响应良好的稳定性较大刚度良好的可靠性重量轻寿命长体积小机械系统的组成传动机构：传递转矩和转速导向机构：支承和限制执行机构：用来完成操作任务对传动机构的性能要求1、转动惯量及质量都要小。2、刚度大3、阻尼合适4、摩擦小5、抗振性好、稳定性高6、间隙小传动机构的种类传动机构种类：齿轮传动副、滚珠丝杠副传动系统、同步齿形带、谐波齿轮减速器、软轴传动、联轴器、滚珠花键等机构。学习要点:各类传动工作原理、特点（优点及缺点）、典型结构、设计选用方法。图a偏心套式间隙消除机构1偏心套2电动机3减速箱

2、45减速齿轮图b圆柱齿轮轴向垫片间隙消除机构1、2齿轮3垫片图c锥齿轮轴向压簧调隙机构1、4锥齿轮2、3键5压簧6螺母7轴图2-16滚珠丝杠副1—螺母2—滚珠3—回程引导装置4—丝杠工作过程动态演示滚动丝杠副按螺纹滚道的截面形状分单圆弧型和双圆弧型按滚珠的循环方式分内循环和外循环按消除轴向间隙的调整方法分双螺母螺纹预紧调隙式、双螺母齿差预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式结构类型外循环式滚珠丝杠（插管式）外循环式滚珠丝杠（插管式）内循环式滚珠丝杠内循环式滚珠丝杠端盖循环方式的滚珠丝杠端盖循环方式的滚珠丝杠不同螺纹滚道的截面形状浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副1.反

3、向器2.弹簧套3.丝杠4.拱形片簧插管式外循环滚珠丝杠副1.销钉2.压板3.螺纹滚道4.滚珠端盖式外循环滚珠丝杠副1.螺母2.套筒（有滚珠的回程道口）双螺母螺纹预紧调隙式双螺母齿差预紧调隙式双螺母垫片预紧调隙式弹簧式自动调整预紧式滚动丝杠副特点①传动效率高。90%-95%②运动具有可逆性。正逆效率基本一样③系统刚度好。因能预紧故无爬行④传动精度高。制造精度高⑦工艺复杂。成本高⑥不能自锁。因重力而下滑⑤使用寿命长。比滑动高5-6倍双推—自由式（P17）单端拉伸，轴向刚度低，适合中小载荷，低速，短行程场合。双推—简支式单端拉伸，轴向刚度不高，适合中速精度较高场合双推—双推式两端预拉紧

4、，轴向刚度高，适合高速、高刚度、高精度。超越离合器1—外圈2—星轮3—滚柱4—活销5—弹簧特点：单方向传递运动电磁摩擦制动装置示意图特点：便于实现自动控制（图示滚珠丝杠用于垂直轴时的自锁方式。）滚珠丝杠副的主要尺寸参数同步带传动特点①能方便地实现较远中心距的传动；②工作平稳，能吸收振动；③不需要润滑，耐油、水、耐高温，耐腐蚀，维护保养方便；④强度高，厚度小，重量轻；⑤中心距要求严格，安装精度要求高；⑥制造工艺复杂，成本高。同步带传动梯形齿同步带结构1-带背2-承载绳3-包布层4-带齿同步带主要参数谐波齿轮传动谐波齿轮传动优点①传动比大。单级50-5000,最高可达30000以

5、上②承载能力大。同时啮合齿数有30%--40%③传动精度高。啮合齿数多，误差均化④可以向密封空间传递运动或动力。⑤传动平稳。无冲击振动⑥传动效率高。单级在69%-96%⑦结构简单、体积小、重量轻。谐波齿轮传动用于机器人、雷达、射电望远镜、电子仪器、仪表等的大传动比传动机构中缺点①柔轮和波发生器制造复杂。②传动比下限值较高。③不能做成交叉轴和相交轴的结构。软轴传动滚珠花键机构2、机械系统导向机构导轨的组成和分类导轨按其接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。按结构特点可分为开式导轨和闭式导轨。根据导轨之间的摩擦情况，常用导轨有滑动导轨和滚动导轨。对导轨的基本要

6、求（1）导向精度（2）刚度（3）耐磨性（4）运动的灵活性和低速运动的平稳性直线运动导轨的几何精度塑料导轨塑料导轨软带(贴塑导轨）金属塑料复合导轨板塑料涂层软带粘贴形式金属塑料复合导轨滚动导轨①摩擦系数小（0.003-0.005），运动灵活②动、静摩擦系数基本相同，启动阻力小，不易产生爬行现象③可以预紧，刚度高④寿命长⑤精度高⑥润滑方便一次装填润滑脂，长期使用。工作过程动态演示优点滚动导轨结构形式滚动体循环式导轨副滚动导轨副导轨用滚动轴承2、机械系统执行机构执行机构的分类热变形式磁致伸缩式工业机器人末端执行器图2-42热变形式微动机构原理2、机械系统执行机构—热变形式传动杆受热伸长

7、，伸长量ΔL(mm)为：ΔL=αL(t1-t0)=αLΔt式中：α—传动杆1材料的线性膨涨系数（um/℃.m）；L—传动杆长度（m）；t1——加热后的温度（℃）；t0——加热前的温度（℃）；Δt—加热前后的温度差（℃）图2-44磁致伸缩式原理2、机械系统执行机构—磁致伸缩式伸缩棒的变形量ΔL(μm)为：ΔL=±λL式中，λ—材料磁致伸缩系数（μm/m）；L—伸缩棒被磁化部分的长度（m）100mm长的铁钴矾棒，磁致伸缩只能伸长7μm。磁致伸缩式精密坐标工作台工业机器人末端执行器1、