第3章 机电一体化机械系统设计(机电一体化系统设计-冯浩)

1、第三章机电一体化系统中的机械设计 机电一体化系统中的机械设计要遵循机电结合、机电互补机电一体化系统中的机械设计要遵循机电结合、机电互补 的原则，满足高精度、快速响应速度和稳定性的要求。具体包的原则，满足高精度、快速响应速度和稳定性的要求。具体包 括两大部分的内容：一是括两大部分的内容：一是机械传动装置的设计机械传动装置的设计，一是，一是机械机械 结构的设计结构的设计。 机械设计技术 机械传动装置设计 机械结构设计 滚珠丝杠传动 无侧隙齿轮传动 谐波齿轮传动 同步齿形带传动 导轨设计 支承装置设计 床身设计 第一节第一节 机械部分设计概述机械部分设计概述 机电一体化系统的机械部分主要用来实机电一

2、体化系统的机械部分主要用来实 现现执行执行和和构造构造两大功能。在一个机电系统中，两大功能。在一个机电系统中， 机械部分惯性和阻力最大，直接影响整个系统机械部分惯性和阻力最大，直接影响整个系统 的精度和动态特性。的精度和动态特性。 一、机电一体化系统对机械部分的基本要求一、机电一体化系统对机械部分的基本要求 1、高精度、高精度 机械传动精度主要是由传动件的制造误差、机械传动精度主要是由传动件的制造误差、 装配误差，传动间隙和弹性变形所引起的。装配误差，传动间隙和弹性变形所引起的。 2、快速响应、快速响应 即要求机械系统从接到指令到开始执行指即要求机械系统从接到指令到开始执行指 令指定的任务之间

3、的时间间隔短。机械系统的响应主要取决令指定的任务之间的时间间隔短。机械系统的响应主要取决 于加速度。于加速度。 3、良好的稳定性、良好的稳定性 即要求机械系统的工作性能不受外界即要求机械系统的工作性能不受外界 环境的影响，抗干扰能力强。环境的影响，抗干扰能力强。 此外，还要求机械系统具有此外，还要求机械系统具有较大的刚度较大的刚度，良好的可靠性，良好的可靠性 和重量轻，体积小和寿命长。和重量轻，体积小和寿命长。 为达到上述要求，主要从以下几个方面采取措施：为达到上述要求，主要从以下几个方面采取措施： （1）采用）采用低摩擦阻力低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件，如采的传动部件和导向支承部件，如

4、采 用滚动丝杠副，滚动导向支承等；用滚动丝杠副，滚动导向支承等； （2）缩短）缩短传动链传动链，提高传动与支承刚度，如用，提高传动与支承刚度，如用加预紧力加预紧力 的方法提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动与支承刚度；的方法提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动与支承刚度； （3）选用）选用最佳传动比最佳传动比，以减小等效到执行元件输出轴，以减小等效到执行元件输出轴 上的等效转动惯量，尽可能提高加速度；上的等效转动惯量，尽可能提高加速度； （4）缩小）缩小反向死区误差反向死区误差，如采取消除传动间隙，减小，如采取消除传动间隙，减小 支承变形等措施；支承变形等措施； （5）改进）改进支承及架体的结构设计支

5、承及架体的结构设计，以提高刚性，减少，以提高刚性，减少 振动，降低噪音，如采用复合材料等。振动，降低噪音，如采用复合材料等。 二、机械系统的组成二、机械系统的组成 1传动机构传动机构 机电一体化机械系统中的传动机构要根据机电一体化机械系统中的传动机构要根据 伺服控制的要求进行选择设计，以满足整个机械系统良好的伺服控制的要求进行选择设计，以满足整个机械系统良好的 伺服性能因此传动机构除了要满足传动精度的要求，而且伺服性能因此传动机构除了要满足传动精度的要求，而且 还要满足小型、高速、低噪声和高可靠性的要求。还要满足小型、高速、低噪声和高可靠性的要求。 2导向机构导向机构 其作用是支承和导向，为机

6、械系统中各运其作用是支承和导向，为机械系统中各运 动装置能安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障，动装置能安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障， 3执行机构执行机构 它是用以完成操作任务的执行机构根据它是用以完成操作任务的执行机构根据 操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作一般操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作一般 要求它具有较高的灵敏度、精确度，良好的重复性和可靠性。要求它具有较高的灵敏度、精确度，良好的重复性和可靠性。 三、机电一体化系统中常用机械传动装置 （一）齿轮传动 1总传动比的确定 齿轮传动系统总传动比齿轮传动系统总传动比i应满足伺服电机与负载之间的位应满

7、足伺服电机与负载之间的位 移及转矩、转速的匹配要求。由于负载特性和工作条件的不同，移及转矩、转速的匹配要求。由于负载特性和工作条件的不同， 齿轮传动系统的最佳总传动比有不同的确定原则。通常按齿轮传动系统的最佳总传动比有不同的确定原则。通常按“负负 载加速度最大载加速度最大”的原则确定总传动比。的原则确定总传动比。 用于伺服系统的齿轮传动一般是减速系统，其输入是高用于伺服系统的齿轮传动一般是减速系统，其输入是高 速、小转矩，输出是低速、大转矩，用以使负载加速。因此，速、小转矩，输出是低速、大转矩，用以使负载加速。因此， 不但要求齿轮传动系统要有足够的强度和刚度，还要有尽可能不但要求齿轮传动系统要

8、有足够的强度和刚度，还要有尽可能 小的转动惯量，以便在获得同一加速度时所需转矩小，即在同小的转动惯量，以便在获得同一加速度时所需转矩小，即在同 一驱动功率时，其加速度响应最大。一驱动功率时，其加速度响应最大。 下图所示为传动系统的计算模型。 额定转矩为Tm、转子转动惯量为Jm的直流伺服电机， 通过减速比为i的齿轮减速器，带动转动惯量为JL、负载转 矩为TLF的负载。 2齿轮传动链的级数及各级传动比的分配 总传动比确定后，就可根据具体要求在伺服电机与负总传动比确定后，就可根据具体要求在伺服电机与负 载之间配置传动机构，以实现转矩、转速的匹配。载之间配置传动机构，以实现转矩、转速的匹配。 从减少传

9、动级数和零件的数量出发，应尽量采用单级从减少传动级数和零件的数量出发，应尽量采用单级 齿轮传动，这样结构紧凑，传动精度和效率高。但伺服电齿轮传动，这样结构紧凑，传动精度和效率高。但伺服电 机跟负载之间的总传动比一般较大，若一级的传动比过大，机跟负载之间的总传动比一般较大，若一级的传动比过大， 就会使整个传动装置的结构尺寸过大，并使小齿轮磨损加就会使整个传动装置的结构尺寸过大，并使小齿轮磨损加 剧。虽然各种周转轮系可以满足总传动比的要求且结构紧剧。虽然各种周转轮系可以满足总传动比的要求且结构紧 凑，但由于效率等原因，常用多级圆柱齿轮传动副串联组凑，但由于效率等原因，常用多级圆柱齿轮传动副串联组

10、成齿轮系。成齿轮系。 确定齿轮副的级数和分配各级传动比，按不同原则有三 种方法。 （1）等效转动惯量最小原则 小功率传动装置 以右图所示的电机驱动的二 级齿轮传动系统为例。假设传动 效率为100，各主动小齿轮转动 惯量相同，轴与轴承的转动惯量 不计，各齿轮均为同宽度同材料 的实心圆柱体，分度圆直径分别 为d1、d2、d3，齿宽为b，密度为 。 例：设例：设i=80,传动级数传动级数n=4的小功率传动装置，试按等效的小功率传动装置，试按等效 转动惯量最小原则分配传动比。转动惯量最小原则分配传动比。 验算i=i1i2i3i480 小功率传动级数曲线小功率传动级数曲线 小功率传小功率传 动跟大功动跟

11、大功 率传动有率传动有 何不同？何不同？ 大功率传动装置大功率传动装置 大功率传动装置传递的转矩大，各级齿轮副的的模数、大功率传动装置传递的转矩大，各级齿轮副的的模数、 齿宽、直径等参数逐级增加。这时，小功率传动的假设不适齿宽、直径等参数逐级增加。这时，小功率传动的假设不适 用，可用下图用，可用下图a、b、c来确定传动级数及各级传动比。各级来确定传动级数及各级传动比。各级 传动比的分配原则仍然是传动比的分配原则仍然是“前小后大前小后大”。 用于大功率传动确定传动级数的曲线 用于大功率传动确定第一级传动比的曲线 用于大功率传动确定第一级齿轮以后各级传动比的曲线 例例 设有设有i=256的大功率传

12、动装置，试按等的大功率传动装置，试按等 效转动惯量最小原则分配传动比。效转动惯量最小原则分配传动比。 通过分析计算，可以得出下列结论：通过分析计算，可以得出下列结论： 1. 按折算转动惯量最小的原则确定级数和各级传动按折算转动惯量最小的原则确定级数和各级传动 比，从电机到负载，各级传动比按比，从电机到负载，各级传动比按“前小后大前小后大”的次序的次序 分配；分配； 2. 级数越多，总折算惯量越小。级数越多，总折算惯量越小。 3. 但是级数增加到一定值后，总折算惯量减小并不但是级数增加到一定值后，总折算惯量减小并不 显著，反而会增大传动误差，并使结构复杂化。显著，反而会增大传动误差，并使结构复杂

13、化。 另外还要注意，高速轴上的惯量对总折算惯量的影另外还要注意，高速轴上的惯量对总折算惯量的影 响最大。响最大。 (2)质量最小原则 小功率传动装置 仍以电机驱动的两级齿轮传动为例，假定各主动小齿 轮的模数、齿数均相同，轴与轴承的质量不计，各齿轮均 为实心圆柱体，且齿宽与材料均相同。 由此可见，对于小功由此可见，对于小功 率传动装置，按率传动装置，按“质量最质量最 小小”原则来确定传动比时，原则来确定传动比时， 其各级传动比是相等的。其各级传动比是相等的。 在假设各主动小齿轮模数、在假设各主动小齿轮模数、 齿数均相等这样的特殊条齿数均相等这样的特殊条 件下，各大齿轮的分度圆件下，各大齿轮的分度

14、圆 直径均相等，因而每级齿直径均相等，因而每级齿 轮副的中心距也相等。这轮副的中心距也相等。这 样就能设计成图示的样就能设计成图示的回曲回曲 式式齿轮传动链，其总传动齿轮传动链，其总传动 比为比为39000。其结构十分。其结构十分 紧凑。紧凑。 大功率传动装置大功率传动装置 仍以二级齿轮传动为例。假定各主动小齿轮的模数用仍以二级齿轮传动为例。假定各主动小齿轮的模数用m1、 m3、分度圆直径、分度圆直径Dl、D3、齿宽、齿宽b1、b3都与所在轴上的转矩都与所在轴上的转矩T1、 T3的三次方根成正比。的三次方根成正比。 二级传动比分配线图二级传动比分配线图 （i10时查图中的虚线）时查图中的虚线）

15、 三级传动比分配线图三级传动比分配线图 （i100时查图中的虚线）时查图中的虚线） 例例 设设n=2，i=40，求各级传动比。，求各级传动比。 查左图可得查左图可得i1=9.1，i2=4.4 例例 设设n=3，i=202，求各级传动比。，求各级传动比。 查右图可得查右图可得i1=12，i2=5 ，i3=3.4 可见，大功率传动装置按可见，大功率传动装置按“质量最小质量最小” 原则确定的各级传动比是原则确定的各级传动比是逐级递减逐级递减的，的， 即即“前大后小前大后小”。 (3)输出轴转角误差最小原则输出轴转角误差最小原则 设齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差换算到输出设齿轮传动系统中各级齿轮的转

16、角误差换算到输出 轴上的总转角误差为轴上的总转角误差为max，则，则 式中式中,k为第为第k个齿轮的转角误差；个齿轮的转角误差；ikn为第为第k个齿轮的个齿轮的 转轴至转轴至n级输出轴的传动比。级输出轴的传动比。 设四级齿轮传动系统各级齿轮的转角误差分别为设四级齿轮传动系统各级齿轮的转角误差分别为 1,2,3，8，则换算到末级输出轴上，则换算到末级输出轴上 的总传动比为的总传动比为 由此可知，总转角误差主要取决于最末一级齿轮的转由此可知，总转角误差主要取决于最末一级齿轮的转 角误差和传动比的大小。角误差和传动比的大小。 在设计中，为提高齿轮系的传动精度，从电机到负载，在设计中，为提高齿轮系的传

17、动精度，从电机到负载， 各级传动比应按各级传动比应按“前小后大前小后大”的次序分配，而且要使最末的次序分配，而且要使最末 一级传动比尽可能大，同时提高最末一级齿轮副的精度。一级传动比尽可能大，同时提高最末一级齿轮副的精度。 另外，应尽量减少传动级数，从而减少零件数量和误另外，应尽量减少传动级数，从而减少零件数量和误 差来源。差来源。 （4）三种原则的选择）三种原则的选择 对于要求体积小、重量轻的齿轮传动系统，可用质量最对于要求体积小、重量轻的齿轮传动系统，可用质量最 小原则。小原则。 对于要求运动平稳、启动频繁和动态性能要求好的伺服对于要求运动平稳、启动频繁和动态性能要求好的伺服 系统的减速齿

18、轮系，可按最小等效转动惯量和总转角误差最小系统的减速齿轮系，可按最小等效转动惯量和总转角误差最小 的原则来处理。对于变负载的传动齿轮系，各级传动比最好采的原则来处理。对于变负载的传动齿轮系，各级传动比最好采 用不可约的比数，避免同期啮合，以降低噪声和振动。用不可约的比数，避免同期啮合，以降低噪声和振动。 对于要求提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮对于要求提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮 系，可按总转角误差最小原则来处理。系，可按总转角误差最小原则来处理。 对传动比较大的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行星轮对传动比较大的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行星轮 系巧妙结合为混合轮系。对于相

19、当大的传动比，并且要求传动系巧妙结合为混合轮系。对于相当大的传动比，并且要求传动 精度与传动效率高、传动平稳、体积小、重量轻时，可选用新精度与传动效率高、传动平稳、体积小、重量轻时，可选用新 型的谐波齿轮传动。型的谐波齿轮传动。 3、齿轮传动的消隙、齿轮传动的消隙 1)刚性消隙法刚性消隙法 刚性消隙法是在严刚性消隙法是在严 格控制轮齿齿厚和齿距误差的条件下格控制轮齿齿厚和齿距误差的条件下 进行的，调整后齿侧间隙不能自动补进行的，调整后齿侧间隙不能自动补 偿，但能提高传动刚度。偿，但能提高传动刚度。 偏心轴套调整法偏心轴套调整法 偏心轴套式消隙偏心轴套式消隙 机构如图所示。电动机机构如图所示。电

20、动机1通过偏心轴套通过偏心轴套 2装在箱体上。转动偏心轴套可调整两装在箱体上。转动偏心轴套可调整两 齿轮中心距，消除齿侧间隙。这种方齿轮中心距，消除齿侧间隙。这种方 法简单，但调整后齿侧间隙不能自动法简单，但调整后齿侧间隙不能自动 补偿。补偿。 锥齿轮调整法锥齿轮调整法 锥齿轮消除锥齿轮消除 间隙的结构如图所示。将齿间隙的结构如图所示。将齿 轮轮1、2的分度圆柱改为带锥的分度圆柱改为带锥 度的圆锥面，使齿轮的齿厚度的圆锥面，使齿轮的齿厚 在轴向产生变化。装配时通在轴向产生变化。装配时通 过改变垫片过改变垫片3的厚度，来改的厚度，来改 变两齿轮的啮合的松紧程度，变两齿轮的啮合的松紧程度， 以消除

21、侧隙。以消除侧隙。 斜齿轮垫片调整法：斜齿轮垫片调整法：用用 两个薄片齿轮与一个宽两个薄片齿轮与一个宽 斜齿轮啮合，两个薄片斜齿轮啮合，两个薄片 齿轮在键的作用下不能齿轮在键的作用下不能 作轴向相对运动，且两作轴向相对运动，且两 薄片齿轮中间用垫片隔薄片齿轮中间用垫片隔 开了一小段距离，这样开了一小段距离，这样 两个薄片齿轮的螺旋线两个薄片齿轮的螺旋线 就错开了。就错开了。 2)柔性消隙法柔性消隙法 柔性消隙法指调整后齿侧间隙可以自动补柔性消隙法指调整后齿侧间隙可以自动补 偿。采用这种消隙方法时，对齿轮齿厚和齿距的精度要求可偿。采用这种消隙方法时，对齿轮齿厚和齿距的精度要求可 适当降低，但对影

22、响传动平稳性有负面影响，且传动刚度低，适当降低，但对影响传动平稳性有负面影响，且传动刚度低， 结构也较复杂。结构也较复杂。 双齿轮错齿调整法 碟形弹簧消除斜齿圆柱齿轮侧隙的机构 压力弹簧消隙机构压力弹簧消隙机构 双圆柱齿轮消隙机构双圆柱齿轮消隙机构 双齿轮调整机构双齿轮调整机构 3.2.2 滚珠螺旋传动滚珠螺旋传动 滚珠丝杠传动是在丝杠和螺母之间放入一滚珠丝杠传动是在丝杠和螺母之间放入一 定量的滚珠，使丝杠和螺母之间的摩擦由普通定量的滚珠，使丝杠和螺母之间的摩擦由普通 丝杠传动的滑动摩擦变为滚动摩擦。丝杠传动的滑动摩擦变为滚动摩擦。 滚珠丝杠由滚珠丝杠由丝杠、螺母、滚珠和反向器丝杠、螺母、滚珠

23、和反向器(滚珠循滚珠循 环反向装置环反向装置)等四部分组成。等四部分组成。丝杠转动，带动滚丝杠转动，带动滚 珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉 出，在螺母上装有反向器，构成滚珠的循环通出，在螺母上装有反向器，构成滚珠的循环通 道，使滚珠从通道的一端滚出后，沿着通道进道，使滚珠从通道的一端滚出后，沿着通道进 入另一端，重新进入滚道，形成一闭合回路。入另一端，重新进入滚道，形成一闭合回路。 与普通滑动丝杠相比，滚珠丝杠传动具有下列特点：与普通滑动丝杠相比，滚珠丝杠传动具有下列特点： (1)传动效率高传动效率高 滚珠丝杠副传动的效率滚珠丝杠副传动的效率=

24、0.920.96，比，比 常见的丝杠螺母副提高常见的丝杠螺母副提高34倍（滑动丝杠效率为倍（滑动丝杠效率为0.20.4）。）。 因此，功率消耗只相于常见丝杠螺母副的因此，功率消耗只相于常见丝杠螺母副的1/41/3。 (2)传动精度高传动精度高 经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副，经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副， 本身就具有很高的传动精度，由于摩擦小，启动时无冲击，本身就具有很高的传动精度，由于摩擦小，启动时无冲击， 低速时无爬行，工作时温升变形小，容易获得较高的传动精低速时无爬行，工作时温升变形小，容易获得较高的传动精 度。度。 (3)磨损小、寿命长磨损小、寿命长 钢球是在淬硬的滚道上

25、作滚动运动，钢球是在淬硬的滚道上作滚动运动， 磨损极小，工作寿命一般要比滑动丝杠高磨损极小，工作寿命一般要比滑动丝杠高56倍。倍。 (4)运动的可逆性运动的可逆性 逆传动效率几乎与正传动效率相同，逆传动效率几乎与正传动效率相同， 既可把回转运动变成直线运动，又可把直线运动变成回转运既可把回转运动变成直线运动，又可把直线运动变成回转运 动，以用于一些特殊要求的场合。但在需要防止逆向传动的动，以用于一些特殊要求的场合。但在需要防止逆向传动的 场合，需设置防逆转装置。场合，需设置防逆转装置。 (5)给予适当预紧给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向 时就可以

26、消除空程死区，时就可以消除空程死区，定位精度高，刚度好。定位精度高，刚度好。 (6)结构复杂，工艺性差，成本高。结构复杂，工艺性差，成本高。 (7)不能自锁。不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于重力的作用，特别是对于垂直丝杠，由于重力的作用， 下降时当传动切断后，不能立刻停止运动，故常需添加制动下降时当传动切断后，不能立刻停止运动，故常需添加制动 装置。装置。 1、滚珠丝杠副的结构形式、滚珠丝杠副的结构形式 滚珠丝杠副的结构形式很多，其主要区别在于螺滚珠丝杠副的结构形式很多，其主要区别在于螺 纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴向间纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴向间 隙的调整预紧方

27、法等三个方面。隙的调整预紧方法等三个方面。 （1）螺纹滚道法向截面形状）螺纹滚道法向截面形状 螺纹滚道法向截面的形状，常见的有单圆螺纹滚道法向截面的形状，常见的有单圆 弧弧(图图a)和双圆弧和双圆弧(图图b)两种。在螺纹滚道法向两种。在螺纹滚道法向 截面内，滚珠与滚道接触点的公法线和丝杠截面内，滚珠与滚道接触点的公法线和丝杠 轴线垂直线之间的夹角刀称为轴线垂直线之间的夹角刀称为接触角接触角，一般，一般 取取45。 单圆弧滚道用砂轮加工成型较简单，容易得到较高的加单圆弧滚道用砂轮加工成型较简单，容易得到较高的加 工精度，但其工精度，但其接触角接触角随间隙及载荷变化而变化，故传动效率、随间隙及载荷

28、变化而变化，故传动效率、 承载能力和轴向刚度均不稳定。承载能力和轴向刚度均不稳定。 双圆弧滚道的双圆弧滚道的接触角接触角在工作过程中基本保持不变，故传在工作过程中基本保持不变，故传 动效率、承载能力和轴向刚度均比较稳定。滚道底部与滚珠动效率、承载能力和轴向刚度均比较稳定。滚道底部与滚珠 不接触，其空隙可存储一定的润滑油和脏物，以减小摩擦和不接触，其空隙可存储一定的润滑油和脏物，以减小摩擦和 磨损。磨损。 (2)滚珠循环方式滚珠循环方式 按滚珠在整个循环过程中与丝杠表面的接触情况，按滚珠在整个循环过程中与丝杠表面的接触情况， 可分为内循环和外循环两种。可分为内循环和外循环两种。 内循环方式的滚珠

29、在循环过程中始终与丝杠表面保持接触内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。优。优 点是点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较 小。但精度要求高，否则误差对循环的流畅性和传动平稳性有影响。小。但精度要求高，否则误差对循环的流畅性和传动平稳性有影响。 上图中的反向器为圆形带凸键，不能浮动，称为上图中的反向器为圆形带凸键，不能浮动，称为固定式反向固定式反向 器器。若反向器为圆形，可在孔中浮动，外加弹簧片令反向器压向滚。若反向器为圆形，可在孔中浮动，外加弹簧片令反向器压向滚 珠，称为珠，称为浮动式反向器浮动式反向器，

30、可以做到无间隙有预紧，刚度较高，可以做到无间隙有预紧，刚度较高，回珠回珠 槽槽进进出口自动对接，通道流畅，摩擦特性好，但制造成本高。出口自动对接，通道流畅，摩擦特性好，但制造成本高。 外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠 螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。插管式螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。插管式 外循环结构简单，制造容易，但径向尺寸大，且弯外循环结构简单，制造容易，但径向尺寸大，且弯 管两端耐磨性和抗冲击性差。管两端耐磨性和抗冲击性差。 若在螺母外表面上开槽与切向孔连接，在螺纹滚道内若在螺母外表面上开槽与切向孔连接，在螺纹滚道内 装入两

31、个挡珠器，代替弯管，则为装入两个挡珠器，代替弯管，则为螺旋槽式外循环螺旋槽式外循环，径向，径向 尺寸较小，但槽与孔的接口为非圆滑连接，滚珠经过时易尺寸较小，但槽与孔的接口为非圆滑连接，滚珠经过时易 产生冲击。产生冲击。 若在螺母两端加端盖，端盖上开槽引导滚珠沿螺母上轴若在螺母两端加端盖，端盖上开槽引导滚珠沿螺母上轴 向孔返回，则为向孔返回，则为端盖式外循环端盖式外循环，这种方式结构简单，但滚，这种方式结构简单，但滚 道衔接和弯曲处不易做准确而影响其性能，故道衔接和弯曲处不易做准确而影响其性能，故应用较少应用较少。 (3)消除轴向间隙的调整预紧方法消除轴向间隙的调整预紧方法 通常采用双螺母预紧的

32、方法，把弹性变形控制在最小限通常采用双螺母预紧的方法，把弹性变形控制在最小限 度内，以减小或消除轴向间隙，并可以提高滚珠丝杠副的刚度。度内，以减小或消除轴向间隙，并可以提高滚珠丝杠副的刚度。 目前制造的单螺母式滚珠丝杠副的轴向间隙达目前制造的单螺母式滚珠丝杠副的轴向间隙达0.05mm， 而双螺母式的经加预紧力调整后基本上能消除轴向间隙。应用而双螺母式的经加预紧力调整后基本上能消除轴向间隙。应用 该方法消除轴向间隙时应注意以下两点：该方法消除轴向间隙时应注意以下两点： 1)预紧力大小必须合适，过小不能保证无隙传动，过大将预紧力大小必须合适，过小不能保证无隙传动，过大将 使驱动力矩增大，效率降低，

33、寿命缩短。预紧力应不超过最大使驱动力矩增大，效率降低，寿命缩短。预紧力应不超过最大 轴向负载的轴向负载的1/3。 2)要特别注意减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙，这些要特别注意减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙，这些 间隙用预紧的方法是无法消除的，而它对传动精度有直接影响。间隙用预紧的方法是无法消除的，而它对传动精度有直接影响。 丝杠侧 螺母侧 承载滚珠 间隔钢球 导程导程+导程 丝杠侧 螺母侧 预拉方向预拉方向 单螺母预紧 常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有三种：常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有三种： 垫片调隙式垫片调隙式 用螺钉连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，并在凸用螺钉连接滚珠丝杠两个螺

34、母的凸缘，并在凸 缘间加垫片。调整垫片的厚度使螺母产生微量的轴向位移，以缘间加垫片。调整垫片的厚度使螺母产生微量的轴向位移，以 达到消除轴向间隙和产生预紧力的目的。该形式结构紧凑，工达到消除轴向间隙和产生预紧力的目的。该形式结构紧凑，工 作可靠，调整方便，应用广，但不很准确，并且当滚道磨损时作可靠，调整方便，应用广，但不很准确，并且当滚道磨损时 不能随意调整，除非更换垫圈。故适用于一般精度的传动机构。不能随意调整，除非更换垫圈。故适用于一般精度的传动机构。 螺纹调隙式螺纹调隙式 双螺母中的一个外端有凸缘，一个外端无双螺母中的一个外端有凸缘，一个外端无 凸缘但制有螺纹，它伸出套筒外，用两个圆螺母

35、固定锁紧，凸缘但制有螺纹，它伸出套筒外，用两个圆螺母固定锁紧， 并用键防止两螺母相对转动。旋转圆螺母可调整消除间隙并并用键防止两螺母相对转动。旋转圆螺母可调整消除间隙并 产生预紧力，之后再用锁紧螺母锁紧。该形式结构紧凑、工产生预紧力，之后再用锁紧螺母锁紧。该形式结构紧凑、工 作可靠、调整方便，缺点是不很精确。作可靠、调整方便，缺点是不很精确。 齿差调隙式 在两个螺母的凸缘上各制有 圆柱内齿轮(齿数为z1、z2，且 z2-zl1)分别与 双联齿轮啮合。当两个螺母按同方向转过一个 齿时，所产生的相对轴向位移为 若z1=99，z2=100，p 6mm，则s=0.6m。 可见，该形式的调整精度很高，工

36、作可靠。但结构复 杂，加工和装配工艺性能较差。 4. 滚珠丝杠副的支承结构形式滚珠丝杠副的支承结构形式 滚珠丝杠的支承作用主要是约束丝杠的滚珠丝杠的支承作用主要是约束丝杠的轴向窜动轴向窜动，其次才，其次才 是径向约束。为了保证滚珠丝杠副传动的刚度和精度，应选择是径向约束。为了保证滚珠丝杠副传动的刚度和精度，应选择 合适的支承方式，选用高刚度、小摩擦力矩、高运转精度的轴合适的支承方式，选用高刚度、小摩擦力矩、高运转精度的轴 承，并保证支承座有足够的刚度。承，并保证支承座有足够的刚度。 一端固定、一端自由一端固定、一端自由(F-O) 如图所示，其固定端轴向、径向都需要有约束，采用圆如图所示，其固定

37、端轴向、径向都需要有约束，采用圆 锥滚子轴承锥滚子轴承3、5。轴承外圈由支承座。轴承外圈由支承座4的台肩轴向限位，内圈的台肩轴向限位，内圈 由螺母由螺母1、2及轴肩轴向限位。两轴承采用背靠背组配方式，及轴肩轴向限位。两轴承采用背靠背组配方式， 可增大轴承间的有效支点距离，可承受双向的轴向载荷和径可增大轴承间的有效支点距离，可承受双向的轴向载荷和径 向载荷，并有较大的承受倾斜力矩的能力。这种结构只能用向载荷，并有较大的承受倾斜力矩的能力。这种结构只能用 于短丝杠或竖直安装的丝杠，在水平安装时，两轴承于短丝杠或竖直安装的丝杠，在水平安装时，两轴承3、5之之 间的距离要尽量大一些。间的距离要尽量大一

38、些。 一端固定、一端游动一端固定、一端游动(F-S) 如图所示。固定端采用深沟球轴承如图所示。固定端采用深沟球轴承2和双向推力球轴承和双向推力球轴承4， 可分别承受径向和轴向负载，螺母可分别承受径向和轴向负载，螺母1、挡圈、挡圈3、轴肩、支承座、轴肩、支承座5 台肩、端盖台肩、端盖7提供轴向限位，垫圈提供轴向限位，垫圈6可调节推力轴承可调节推力轴承4的轴向预的轴向预 紧力。游动端需要径向约束，轴向无约束。采用深沟球轴承紧力。游动端需要径向约束，轴向无约束。采用深沟球轴承8， 其内圈由挡圈其内圈由挡圈9限位，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后限位，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后 可在游动端自

39、由伸缩。可在游动端自由伸缩。 两端固定两端固定(F-F) 两端固定方式的支承为减少丝杠因自两端固定方式的支承为减少丝杠因自 重的下垂和补偿热膨胀，应进行预拉伸。如图所示，两端各重的下垂和补偿热膨胀，应进行预拉伸。如图所示，两端各 采用一个推力角接触球轴承，外圈限位，内圈分别用螺母进采用一个推力角接触球轴承，外圈限位，内圈分别用螺母进 行限位和预紧：调节轴承的间隙，并根据预计温升产生的热行限位和预紧：调节轴承的间隙，并根据预计温升产生的热 膨胀量对丝杠进行预拉伸。只要实际温升不超过预计的温升，膨胀量对丝杠进行预拉伸。只要实际温升不超过预计的温升， 这种支承方式就不会产生轴向间隙。这种支承方式就不

40、会产生轴向间隙。 四、滚珠螺旋传动 单推单推单推单推 1轴向刚度较高；轴向刚度较高； 2预拉伸安装时，加载荷较大预拉伸安装时，加载荷较大 3适宜中速、精度高，并可用双推适宜中速、精度高，并可用双推单推组合。单推组合。 双推双推 四、滚珠螺旋传动 1轴向刚度最高；轴向刚度最高； 2预拉伸安装时，须加载荷较小，轴承寿命较高预拉伸安装时，须加载荷较小，轴承寿命较高 3适宜高速、高刚度、高精度。适宜高速、高刚度、高精度。 5 滚珠丝杠副的选择计算滚珠丝杠副的选择计算 设计滚珠丝杠副的已知条件是：设计滚珠丝杠副的已知条件是：工作载工作载 荷荷F(N)或或平均工作载荷平均工作载荷Fm(N ) ，使用寿使用

41、寿 命命Lh(h ) ，丝杠的工作长度丝杠的工作长度（或螺母的（或螺母的 有效行程）有效行程）l(m ) ，丝杠的转速丝杠的转速n（平均（平均 转速转速nm或最大转速或最大转速nmax）（）（r/min），以），以 及及滚道硬度滚道硬度HRC和和运转情况运转情况。 设计步骤：设计步骤： （1）载荷）载荷FC(N ) 计算。计算。 FC=KFKHKAFm KF载荷系数载荷系数 KH硬度系数硬度系数 KA精度系数精度系数 Fm 平均工作载荷平均工作载荷 (N ) （2）额定动载荷计算值）额定动载荷计算值Ca(N ) 的计算。的计算。 nm平均转速平均转速 Lh使用寿命使用寿命 4 1.67 10

42、mh ac n L F C （3）根据）根据Ca值从滚珠丝杠副系列中选值从滚珠丝杠副系列中选 择所需要的规格，使所选规格的丝杠副择所需要的规格，使所选规格的丝杠副 的额定载荷的额定载荷Ca值大于或等于值大于或等于Ca，并列出，并列出 其主要参数值。其主要参数值。 （4）验算传动效率、刚度及工作平稳性）验算传动效率、刚度及工作平稳性 是否满足要求，如不能，则应另选其他是否满足要求，如不能，则应另选其他 规格重新验算。规格重新验算。 例例 设计一数控铣床工作台进给用滚珠丝设计一数控铣床工作台进给用滚珠丝 杠副。已知平均工作载荷杠副。已知平均工作载荷Fm =3800N，丝，丝 杠工作长度杠工作长度l

43、=1.2m，平均转速，平均转速nm =100r/min，最大转速，最大转速nmax =1000r/min， 使用寿命使用寿命Lh=15000h左右，丝杠材料为左右，丝杠材料为 CrWMn钢，滚道硬度为钢，滚道硬度为HRC5862，传，传 动精度要求动精度要求 =0.03mm。 3.2.3 其他传动机构 1同步带传动同步带传动 同步带传动是一种综合了带、链传动优点的新型同步带传动是一种综合了带、链传动优点的新型 传动。它将带的工作面及带轮外周均制成齿形，通过传动。它将带的工作面及带轮外周均制成齿形，通过 带齿与轮齿作啮合传动。带内有强力层，保持带的节带齿与轮齿作啮合传动。带内有强力层，保持带的节

44、 距不变，使主、从动带轮能作无滑差的同步传动。距不变，使主、从动带轮能作无滑差的同步传动。 与一般带传动相比，同步带传动具有如下优点： 无滑动，传动比准确； 传动效率高，可达98%，有明显节能效果； 传动平稳，能吸振，噪声小； 使用范围广，传递功率可由几瓦到几百千瓦，速度可 达50m/s，速比可达10左右； 维修保养方便，不需要润滑。 同步带传动的缺点是： 安装精度要求高，中心距要求严格； 带与带轮制造较复杂，成本高。 1)同步带及带轮的结构 (1)同步带结构同步带结构 同步带由带背同步带由带背1、强力层、强力层2及带齿及带齿4组成。为提高寿命，在组成。为提高寿命，在 采用氯丁橡胶为基体的同步

45、带中还增设了尼龙包布层采用氯丁橡胶为基体的同步带中还增设了尼龙包布层3。 强力层是带的抗拉元件，用来传递力并保证带的节距强力层是带的抗拉元件，用来传递力并保证带的节距 不变。它多采用有较高抗拉强度、较小伸长率的材料制造，不变。它多采用有较高抗拉强度、较小伸长率的材料制造， 如钢丝、尼龙、玻璃纤维等。如钢丝、尼龙、玻璃纤维等。 带齿为啮合元件，带背用来连接带齿、强力层，并在带齿为啮合元件，带背用来连接带齿、强力层，并在 工作中承受弯曲。故带齿、带背要求有较好的抗剪切、抗工作中承受弯曲。故带齿、带背要求有较好的抗剪切、抗 弯曲能力及较高的耐磨性和弹性。目前常用的材料有氯丁弯曲能力及较高的耐磨性和弹

46、性。目前常用的材料有氯丁 橡胶、聚氨脂等。橡胶、聚氨脂等。 在氯丁橡胶制成的同步带的齿面覆盖着一层尼龙包布，在氯丁橡胶制成的同步带的齿面覆盖着一层尼龙包布， 以增加带齿的耐磨性及带的抗拉强度。常用的材料有尼龙以增加带齿的耐磨性及带的抗拉强度。常用的材料有尼龙 帆布、锦纶布等。帆布、锦纶布等。 (2)带轮结构带轮结构 目前在国际上采用的带轮齿形有直边齿形和渐目前在国际上采用的带轮齿形有直边齿形和渐 开线齿形两种。对于开线齿形两种。对于带轮的齿数带轮的齿数，在一定速比下，在一定速比下， 取较少的带轮齿数可使传动结构紧凑，但齿数过少，取较少的带轮齿数可使传动结构紧凑，但齿数过少， 同时啮合的齿数少，

47、易造成带齿受载过大而断裂，同时啮合的齿数少，易造成带齿受载过大而断裂， 一般要求同时啮合的齿数应大于一般要求同时啮合的齿数应大于 6。此外，带轮齿数。此外，带轮齿数 过少，在节距一定时，带轮直径减小，使同步带的过少，在节距一定时，带轮直径减小，使同步带的 弯曲应力增大，过早疲劳断裂。弯曲应力增大，过早疲劳断裂。 2 谐波齿轮传动 (1)谐波齿轮传动的构造和工作原理 谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似。它是依靠 柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递运动和 动力的，谐波齿轮传动由刚轮1、柔轮2和波形发生器3(H)三个 主要构件组成。 波形发生器的直径比柔轮内径略大，故装配在一起时

48、就 将柔轮撑成椭圆形，迫使柔轮在椭圆的长轴方向与刚轮完全 啮合(A、B位置)，在短轴方向完全脱开(C、D位置)。当波形 发生器回转时，柔轮长轴和短轴的位置随之不断变化，从而 齿的啮合处和脱开处也随之连续变化，由于柔轮和刚轮在节 圆处的啮合过程，如同两个纯滚动的圆环一样，它们在任意 瞬间转过的弧长都必须相等，因此对于双波传动，波形发生 器每转一转，柔轮和刚轮就必然相对移动2个齿距。如果刚 轮固定，柔轮就沿着与波形发生器相反的回转方向转过一定 角度。当波形发生器连续运转时，柔轮上任何一点的径向变 形量是随转角变化的变量，其展开图为一正弦波，故称 之为谐波传动。 (2)谐波齿轮传动的传动比谐波齿轮传

49、动的传动比 谐波齿轮传动中，钢轮、柔轮和波发生器中谐波齿轮传动中，钢轮、柔轮和波发生器中 的任何一个都可作为主动件，其余两个中，一个作的任何一个都可作为主动件，其余两个中，一个作 为从动件，一个作为固定件。如：当钢轮固定，波为从动件，一个作为固定件。如：当钢轮固定，波 发生器作为输入，柔轮作为输出时，传动比为发生器作为输入，柔轮作为输出时，传动比为 zr/(zg-zr)，此时谐波齿轮传动作减速用，输入和输，此时谐波齿轮传动作减速用，输入和输 出之间运动方向相反。其它情况可以此类推。出之间运动方向相反。其它情况可以此类推。 (3)谐波齿轮传动的主要特点 谐波齿轮传动具有如下优点；谐波齿轮传动具有

50、如下优点； 传动比大 一般单级谐波齿轮传动的传动比为一般单级谐波齿轮传动的传动比为50500， 多级和复式传动的传动比更大，可达多级和复式传动的传动比更大，可达30000以上。不仅用于减以上。不仅用于减 速，还可用于增速。速，还可用于增速。 承载能力强 因为同时啮合的齿数多，双波传动同时因为同时啮合的齿数多，双波传动同时 啮合的齿数可达总齿数的啮合的齿数可达总齿数的30 40左右，而且齿与齿之间左右，而且齿与齿之间 是面接触。是面接触。 传动精度高 由于多齿啮合对误差有互相补偿作用，由于多齿啮合对误差有互相补偿作用， 因此在齿轮精度等级相同的情况下，谐波齿轮传动的传动误因此在齿轮精度等级相同的

51、情况下，谐波齿轮传动的传动误 差只有普通圆柱齿轮传动的差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右，精密谐波齿轮传动的传左右，精密谐波齿轮传动的传 动误差可小于动误差可小于20。通过波形发生器半径的微量改变可调整。通过波形发生器半径的微量改变可调整 柔轮的变形量，使齿隙很小，甚至做到无侧隙啮合。柔轮的变形量，使齿隙很小，甚至做到无侧隙啮合。 传动效率高、运动平稳传动效率高、运动平稳 由于柔轮的轮齿在由于柔轮的轮齿在 传动过程中作均匀的径向移动，因此，即使输入速传动过程中作均匀的径向移动，因此，即使输入速 度很高，轮齿的相对滑动速度仍极低，只有普通渐度很高，轮齿的相对滑动速度仍极低，只有普通渐 开线齿轮传

52、动的几百分之一，所以磨损小、效率高。开线齿轮传动的几百分之一，所以磨损小、效率高。 由于啮入和啮出时轮齿的两侧都参加工作，因而无由于啮入和啮出时轮齿的两侧都参加工作，因而无 冲击现象，运动平稳。冲击现象，运动平稳。 结构简单、零件少、体积小、重量轻。结构简单、零件少、体积小、重量轻。在传在传 动比和承载能力相同的条件下，谐波齿轮减速器比动比和承载能力相同的条件下，谐波齿轮减速器比 一般减速器的体积和重量减少约一般减速器的体积和重量减少约1/21/3。 可以向密封空间传递运动或动可以向密封空间传递运动或动 力力 当柔轮固定后，它在作为当柔轮固定后，它在作为 密封传动的壳体的同时能够产密封传动的壳

53、体的同时能够产 生弹性变形，完成错齿运动，生弹性变形，完成错齿运动， 达到传递运动和动力的目的。达到传递运动和动力的目的。 因此，谐波齿轮传动可用来驱因此，谐波齿轮传动可用来驱 动在高真空、有辐射或其它有动在高真空、有辐射或其它有 害介质的空间中工作的传动机害介质的空间中工作的传动机 构。这是其它传动机构无法比构。这是其它传动机构无法比 拟的。拟的。 谐波齿轮传动的主要缺点是： 柔轮周期性的变形产生交变应力，所以对柔轮周期性的变形产生交变应力，所以对 材料、加工、热处理都提出了较高的要求，否则容材料、加工、热处理都提出了较高的要求，否则容 易产生疲劳破坏。易产生疲劳破坏。 转动惯量大，启动力矩

54、大。为了减小折算转转动惯量大，启动力矩大。为了减小折算转 动惯量，可在高速端串接一对圆柱齿轮减速。动惯量，可在高速端串接一对圆柱齿轮减速。 传动比下限值较高，且不能做成交叉轴和相传动比下限值较高，且不能做成交叉轴和相 交轴的结构；交轴的结构； 散热条件差。散热条件差。 (4)谐波齿轮减速器产品及选用 谐波齿轮传动装置自行设计制造较少，多数选用现成产品。 原电子工业部于1985年颁布的SJ2640-85单级谐波齿轮减速 器标准，有10个机型43个品种，以柔轮内径表示机型号。另 外，有关生产厂也有谐波齿轮减速器系列产品出售。设计机电 一体化系统时，可根据减速比、额定输入转速和额定输出转矩 等参数选

55、用相应的谐波齿轮减速器。 3.3 支承部件设计支承部件设计 常用的支承部件有轴承、机身、导轨等，常用的支承部件有轴承、机身、导轨等， 它们的精度、刚度、抗振性、热稳定等因素它们的精度、刚度、抗振性、热稳定等因素 都会影响整机的精度、动态特性和可靠性。都会影响整机的精度、动态特性和可靠性。 机电一体化系统对支承部件的要求是：精度机电一体化系统对支承部件的要求是：精度 高、刚度大、热变形小、抗震性好、可靠性高、刚度大、热变形小、抗震性好、可靠性 高，并且具有良好的摩擦特性和结构工艺性。高，并且具有良好的摩擦特性和结构工艺性。 3.3.1 回转运动支承设计回转运动支承设计 回转运动支承主要指滚动轴承

56、、动压轴回转运动支承主要指滚动轴承、动压轴 承、静压轴承、磁轴承等。其作用是支承、静压轴承、磁轴承等。其作用是支 承回转运动的轴或丝杠。随着加工自动承回转运动的轴或丝杠。随着加工自动 化的发展，对主轴转速要求越来越高，化的发展，对主轴转速要求越来越高， 如数控机床主轴最高转速可达如数控机床主轴最高转速可达6000r/min。 磨削小孔的砂轮主轴转速可达磨削小孔的砂轮主轴转速可达 240000r/min。因此，机电一体化系统对。因此，机电一体化系统对 轴承的精度、承载能力、刚度、寿命、轴承的精度、承载能力、刚度、寿命、 转速等提出了更高的要求。转速等提出了更高的要求。 滚动轴承滚动轴承 1）标准

57、滚动轴承）标准滚动轴承 标准滚动轴承的规格已经标准化，由标准滚动轴承的规格已经标准化，由 专门厂家生产。使用时，主要根据刚度专门厂家生产。使用时，主要根据刚度 和转速选择。和转速选择。 近年来，为适应不同要求，出现了不近年来，为适应不同要求，出现了不 少新型轴承。少新型轴承。 （1）空心圆锥滚子轴承）空心圆锥滚子轴承 特点：中空，有利于滚子散热，具有一定弹性特点：中空，有利于滚子散热，具有一定弹性 变形能力，可吸收部分振动。另外，轴承外圈变形能力，可吸收部分振动。另外，轴承外圈 较宽，与箱体孔的配合可松一些，箱体孔的精较宽，与箱体孔的配合可松一些，箱体孔的精 度对外圈滚道的影响小。多用于卧式主

58、轴。度对外圈滚道的影响小。多用于卧式主轴。 双列空心圆锥滚子轴承双列空心圆锥滚子轴承 单列空心圆锥滚子轴承单列空心圆锥滚子轴承 （2）陶瓷滚动轴承）陶瓷滚动轴承 结构与一般滚动轴承一样，常用陶瓷材结构与一般滚动轴承一样，常用陶瓷材 料是料是Si3N4。 特点：热传导率低、不易发热、硬度高、特点：热传导率低、不易发热、硬度高、 耐磨，在采用油脂润滑的情况下，转速耐磨，在采用油脂润滑的情况下，转速 可高达可高达30000r/min。主要用于中、高速。主要用于中、高速 运动的主轴的支承。运动的主轴的支承。 2）非标准滚动轴承）非标准滚动轴承 （1）微型滚动轴承）微型滚动轴承 微型向心推力轴承 微型滚

59、动轴承 （2）密珠轴承）密珠轴承 滚珠密集分布在内、外圈之间，并具有过盈配滚珠密集分布在内、外圈之间，并具有过盈配 合。合。 特点：各滚珠沿着自己的滚道滚动，能减少磨特点：各滚珠沿着自己的滚道滚动，能减少磨 损；密集的滚珠具有误差平均效应。损；密集的滚珠具有误差平均效应。 3 静压轴承静压轴承 属于流体摩擦支承的基本类型之一，它属于流体摩擦支承的基本类型之一，它 是在轴颈与轴承之间充有一定压力的液是在轴颈与轴承之间充有一定压力的液 体或气体，将轴浮起并承受一定负荷的体或气体，将轴浮起并承受一定负荷的 一种轴承。一种轴承。 根据支承承受负荷方向的不同，静压轴根据支承承受负荷方向的不同，静压轴 承

60、分为承分为向心轴承、推力轴承向心轴承、推力轴承和和向心推力向心推力 轴承轴承三种。三种。 1）液体静压轴承）液体静压轴承 液体静压系统由静压支承、节流器和供液体静压系统由静压支承、节流器和供 油装置组成。油装置组成。 液体静压向心轴承液体静压向心轴承 每个轴承有每个轴承有8个油个油 腔。当凸球圆度腔。当凸球圆度 为为0.05um，供油，供油 压力为压力为1MPa时，时， 主轴的径向和轴主轴的径向和轴 向回转精度为向回转精度为 0.01um；轴向刚；轴向刚 度为度为160N/um， 径向刚度为径向刚度为 100N/um. 双半球轴系双半球轴系 液体静压轴承的特点：摩擦小、传动效液体静压轴承的特点