机电一体化技术讲稿(2)课件

1、复习挠性传动部件的特点挠性传动部件的特点1.同步带：传动比准确、效率高、同步带：传动比准确、效率高、噪音低、平稳、吸震、方便。噪音低、平稳、吸震、方便。2.钢带：钢带：3.绳轮：绳轮：挠性传动部件的结构挠性传动部件的结构挠性传动部件的工作原理挠性传动部件的工作原理；间歇传动部件的特点间歇传动部件的特点棘轮、槽论、蜗形凸轮。棘轮、槽论、蜗形凸轮。间歇传动部件的结构；间歇传动部件的结构；间歇传动部件的工作原理间歇传动部件的工作原理；导向支承部件的设计与选择导向支承部件的设计与选择 n导轨副的组成、种类及其应满足的要求导轨副的组成、种类及其应满足的要求爬行现象爬行现象。n导轨副的设计内容导轨副的设计

2、内容本次课的任务滑动导轨副的结构及其类型选择滑动导轨副的结构及其类型选择n导轨副的截面形状及其特点导轨副的截面形状及其特点n导轨副的组合形式导轨副的组合形式n导轨副间隙的调整导轨副间隙的调整n导轨副材料的选择导轨副材料的选择n提高导轨副耐磨性的措施提高导轨副耐磨性的措施静压导轨副工作原理静压导轨副工作原理滚动导轨副的类型与选择滚动导轨副的类型与选择n直线运动滚动导轨副的特点及要求直线运动滚动导轨副的特点及要求n滚动导轨副的分类滚动导轨副的分类2.2.22.2.2滑动导轨副的结构及其类型选择滑动导轨副的结构及其类型选择 1导轨副的截面形状及其特点导轨副的截面形状及其特点 1导轨副的截面形状及其特

3、点(1)三角形导轨三角形导轨 ：该导轨在垂直载荷的作用下，磨该导轨在垂直载荷的作用下，磨损后能自动补偿，不会产生间隙，故导向精度较高。损后能自动补偿，不会产生间隙，故导向精度较高。 (2)矩形导轨矩形导轨 ：磨损后不能自动补偿，水平和垂直磨损后不能自动补偿，水平和垂直方向上的位置各不相关，即一方向上的调整不会影响到方向上的位置各不相关，即一方向上的调整不会影响到另一方向的位移，因此安装调整均较方便。另一方向的位移，因此安装调整均较方便。 (3)燕尾形导轨燕尾形导轨 ：磨损后不能自动补偿间隙，高度磨损后不能自动补偿间隙，高度小，结构紧凑，可以承受颠覆力矩。但刚度较差，摩擦小，结构紧凑，可以承受颠

4、覆力矩。但刚度较差，摩擦力较大，制造、检验和维修都不方便。力较大，制造、检验和维修都不方便。 (4)圆形导轨圆形导轨 ：磨损后很难调整和补偿间隙。不能磨损后很难调整和补偿间隙。不能承受大的扭矩承受大的扭矩 。2导轨副的组合形式 (1)双三角形导轨 特点：导向性和精度保持性高，接触刚度好。但工艺性差。用于精度要求较高的机床设备(2)矩形和矩形组合 制造调整简单承载能力大导向精度低高的平行度，加工测量方便导向精度高(3)三角形和矩形组合 导向性好，制造方便，刚性好，但是磨损不均匀(4)三角形和平面导轨组合 摩擦阻力不一致，容易产生力矩，造成三角形导轨对角接触，影响运动的导向精度，不能克服颠覆力矩。

5、(5)燕尾形导轨及其组合 A、整体式燕尾导轨：B、装配式燕尾导轨：制造调试方便C、燕尾与矩形组合式导轨：调整方便、承受力矩大。3导轨副间隙的调整 常用的调整方法有常用的调整方法有压板压板和和镶条镶条法两种方法。法两种方法。压板调整的方法：压板调整的方法：平镶条与斜镶条调整导轨侧面间隙的结构。 平镶条调整导轨侧面间隙，受力不均匀斜镶条调整导轨侧面间隙，刚性好，加工困难4导轨副材料的选择 导轨常用材料有铸铁、钢、有色金属和塑料等。常使用导轨常用材料有铸铁、钢、有色金属和塑料等。常使用铸铁铸铁铸铁、铸铁铸铁、铸铁钢的导轨。钢的导轨。 (1)铸铁铸铁 ：耐磨性和减振性好，热稳定性高，易于铸造和耐磨性和

6、减振性好，热稳定性高，易于铸造和切削加工，成本低等切削加工，成本低等 。n常用的铸铁有：灰铸铁、耐磨铸铁。常用的铸铁有：灰铸铁、耐磨铸铁。w常用的耐磨铸铁有：高磷铸铁常用的耐磨铸铁有：高磷铸铁 、低合金铸铁低合金铸铁 、稀土铸铁稀土铸铁 、孕育铸铁孕育铸铁 。(2)钢钢 ：常用的钢有常用的钢有45号、号、40Cr、T8A、T10A、GCrl5、GCrl5SiMn等等 。(3)有色金属有色金属 ：常用的有色金属有黄铜常用的有色金属有黄铜HPb591，锡青铜，锡青铜ZQSn663，铝青铜，铝青铜ZQAl92和锌合金和锌合金ZZnA1105，超硬铝，超硬铝Lc4、铸铝、铸铝Z16等，其中以铝青铜较好

7、。等，其中以铝青铜较好。 (4)塑料塑料 ：镶装塑料导轨具有耐磨性好镶装塑料导轨具有耐磨性好(但略低于铝青铜但略低于铝青铜)，抗振性能好，工作温度适应范围广，抗撕伤能力强，动、抗振性能好，工作温度适应范围广，抗撕伤能力强，动、静摩擦系数低、差别小，可降低低速运动的临界速度，加静摩擦系数低、差别小，可降低低速运动的临界速度，加工性和化学稳定性好，工艺简单，成本低等优点。工性和化学稳定性好，工艺简单，成本低等优点。 (5)导轨材料的搭配 为了提高导轨的耐磨性，动导轨和支承导轨应具有不同的硬度。 5提高导轨副耐磨性的措施 (1)采用镶装导轨 ：镶钢导轨如图 ;塑料、喷涂、有色金属。(2)提高导轨的精

8、度与改善表面粗糙度 ：减少摩擦和磨损。(3)减小导轨单位面积上的压力(即比压) ：减少重量、增大接触面积、采用卸荷装置。三、静压导轨副工作原理 静压卸荷导轨工作原理 四、滚动导轨副的类型与选择 1直线运动滚动导轨副的特点及要求直线运动滚动导轨副的特点及要求 ：n特点特点：n摩擦系数小，运动灵活。摩擦系数小，运动灵活。n动、静摩擦系数基本相同，因而启动阻力小，不易产生爬行。动、静摩擦系数基本相同，因而启动阻力小，不易产生爬行。n可以预紧，刚度高。可以预紧，刚度高。n寿命长。寿命长。n精度高。精度高。n润滑方便，润滑方便，n由专业厂生产，可以外购选用。由专业厂生产，可以外购选用。n缺点是缺点是：导

9、轨面与滚动体是点接触或线接触，抗振性差，接触导轨面与滚动体是点接触或线接触，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，若滚动体的直径不一致，导轨表面有高低，会使运动度要求高，若滚动体的直径不一致，导轨表面有高低，会使运动部件倾斜，产生振动，影响运动精度；结构复杂，制造困难，成部件倾斜，产生振动，影响运动精度；结构复杂，制造困难，成本较高；对脏物比较敏感，必须有良好的防护装置。本较高；对脏物比较敏感，必须有良好的防护装置。对滚动导轨副的基本要求是：(1)导向精度。导向精度。导向精度是导轨副最基本的性能指

10、标。导向精度是导轨副最基本的性能指标。移动件在沿导轨运动时，不论有无载荷，都应保证移动轨移动件在沿导轨运动时，不论有无载荷，都应保证移动轨迹的直线性及其位置的精确性。这是保证机床运行工作质迹的直线性及其位置的精确性。这是保证机床运行工作质量的关键。量的关键。 (2)耐磨性。耐磨性。导轨副应在预定的使用期内，保持其导向导轨副应在预定的使用期内，保持其导向精度。精密滚动导轨副的主要失效形式是磨损。因此耐磨精度。精密滚动导轨副的主要失效形式是磨损。因此耐磨性是衡量滚动导轨副性能的主要指标之一。性是衡量滚动导轨副性能的主要指标之一。(3)刚度。刚度。为了保证足够的刚度，应选用最合适的导轨为了保证足够的

11、刚度，应选用最合适的导轨类型，尺寸及其组合。选用可调间隙和预紧的导轨副可以类型，尺寸及其组合。选用可调间隙和预紧的导轨副可以提高刚度。提高刚度。(4)工艺性。工艺性。导轨副要便于装配、调整、测量、防尘、导轨副要便于装配、调整、测量、防尘、润滑和维修保养润滑和维修保养。2.滚动导轨副的分类 直线运动滚动导轨副的滚动体有直线运动滚动导轨副的滚动体有循环循环的和的和不循不循环环的两种类型。根据直线运动导轨，这两种类的两种类型。根据直线运动导轨，这两种类型又将导轨副分成多种型式，如表所示。型又将导轨副分成多种型式，如表所示。 (1)滚动体不循环的滚动导轨副 摩擦阻力小承载能力差，刚度低摩擦阻力小承载能

12、力差，刚度低(2)滚动体循环的滚动导轨副 行程无限的标准滚动导轨副 工作过程动态演示结构组成(3)滚动轴承导轨 滚动轴承导轨与滚珠、滚动轴承导轨与滚珠、滚柱导轨的主要区别滚柱导轨的主要区别是：它不仅起着滚动是：它不仅起着滚动体的作用，而且还代体的作用，而且还代替了导轨。替了导轨。主要特点是：摩擦力主要特点是：摩擦力矩小，运动平稳、灵矩小，运动平稳、灵活，承载能力大，调活，承载能力大，调节方便，导轨面积小，节方便，导轨面积小，加工工艺性好，能长加工工艺性好，能长久地保持较高的精度。久地保持较高的精度。但其精度直接受到轴但其精度直接受到轴承精度的影响。承精度的影响。复习滑动导轨副的结构及其类型选择

13、滑动导轨副的结构及其类型选择n导轨副的截面形状及其特点导轨副的截面形状及其特点n导轨副的组合形式导轨副的组合形式n导轨副间隙的调整导轨副间隙的调整n导轨副材料的选择导轨副材料的选择n提高导轨副耐磨性的措施提高导轨副耐磨性的措施静压导轨副工作原理静压导轨副工作原理滚动导轨副的类型与选择滚动导轨副的类型与选择n直线运动滚动导轨副的特点及要求直线运动滚动导轨副的特点及要求n滚动导轨副的分类滚动导轨副的分类课后习题1.如图如图2所示的闭式液体静压导轨中，当工作台受集中力所示的闭式液体静压导轨中，当工作台受集中力P的作用而下降时，下列的作用而下降时，下列说法正确的是（说法正确的是（ ）。）。nA.油腔油

14、腔P1、P2、P3、P4压力增大。压力增大。 B.油腔油腔P3、P4压力增大。压力增大。nC.油腔油腔P1、P2、P3、P4压力减小。压力减小。 D.油腔油腔P3、P4压力减小。压力减小。 2.机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性能好、温度变化影响刚性好、运动轻便平稳、耐磨性能好、温度变化影响小以及结构工艺性能好等。导向精度主要取决于导轨小以及结构工艺性能好等。导向精度主要取决于导轨的结构类型、导轨的几何精度和接触精度、导轨的配的结构类型、导轨的几何精度和接触精度、导轨的配合间隙、油膜的厚度和油膜的刚度、导轨基础件的刚合间隙、油膜的厚度和油膜的刚