第6章 机械技术

1、机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术6.1 概述概述6.2 机械传动机械传动6.3 支撑部件支撑部件机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术(2) 快速响应性快速响应性(3) (3) 良好的稳定性良好的稳定性机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术6.2.1 同步带传动同步带传动6.2.2 齿轮传动齿轮传动6.2.3 谐波齿轮传动谐波齿轮传动6.2.4 滚珠丝杠传动滚珠丝杠传动机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化

2、机电一体化机电一体化第六章机械技术图图6-1机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术(1)按用途分按用途分 (a) 一般工业用同步带传动一般工业用同步带传动 即梯形齿同步带传动即梯形齿同步带传动（图图6-1）。主要用于中、小功率的同步带传动，如各种仪器、计算）。主要用于中、小功率的同步带传动，如各种仪器、计算机、轻工机械均采用这种同步带传动。机、轻工机械均采用这种同步带传动。 (b) 高转矩同步带传动高转矩同步带传动 又称又称HTD带带(High Torque Drive) 。其齿形呈圆弧状其齿形呈圆弧状(图图6-2)，我国称为圆弧齿同步带传动。它主，我国称为

3、圆弧齿同步带传动。它主要用于重型机械的传动中，如运输机械要用于重型机械的传动中，如运输机械(飞机、汽车飞机、汽车)、石油机、石油机械、机床、发电机等的传动。械、机床、发电机等的传动。 (c) 特种规格同步带传动特种规格同步带传动 根据机器特殊需要而采用的特种根据机器特殊需要而采用的特种规格同步带传动，如工业缝纫机、汽车发动机用的同步带传规格同步带传动，如工业缝纫机、汽车发动机用的同步带传动。动。 (d) 特殊用途同步带传动特殊用途同步带传动 为适应特殊环境制造的同步带。为适应特殊环境制造的同步带。机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术(a) 模数制模数制 同

4、步带主要参数是模数同步带主要参数是模数m(与齿轮相同与齿轮相同)，根，根据不同的模数数值来确定带的型号及结构参数。在据不同的模数数值来确定带的型号及结构参数。在60年代年代该该种规格制度曾应用于日、意、苏等国，后随国际交流的需要，种规格制度曾应用于日、意、苏等国，后随国际交流的需要，各国同步带规格制度逐渐统一到节距制。目前仅前苏联及东各国同步带规格制度逐渐统一到节距制。目前仅前苏联及东欧各国仍采用模数制。欧各国仍采用模数制。 (b) 节距制节距制 即同步带的主要参数是带齿节距，按节距大即同步带的主要参数是带齿节距，按节距大小不同，相应带、轮有不同的结构尺寸。该种规格制度目前小不同，相应带、轮有

5、不同的结构尺寸。该种规格制度目前被列为国际标准。由于节距制来源于英、美，其计量单位为被列为国际标准。由于节距制来源于英、美，其计量单位为英制或经换算的公制单位。英制或经换算的公制单位。 (c) DIN米制节距米制节距 DIN米制节距是德国同步带传动国家标米制节距是德国同步带传动国家标准制定的规格制度。其主要参数为齿节距，但标准节距数值准制定的规格制度。其主要参数为齿节距，但标准节距数值不同于不同于ISO节距制，计量单位为公制。在我国，由于德国进节距制，计量单位为公制。在我国，由于德国进口设备较多，故口设备较多，故DIN米制节距同步带在我国也有应用。米制节距同步带在我国也有应用。机电一体化机电一

6、体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术图图6-2机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术(1) 失效形式和计算准则失效形式和计算准则 同步带传动主要失效形式有：同步带传动主要失效形式有： (a) 承载绳断裂承载绳断裂 原因是带型号过小和小带轮直径过小等。原因是带型号过小和小带轮直径过小等。 (b) 爬齿和跳齿爬齿和跳齿 原因是同步带传递的圆周力过大、带与原因是同步带传递的圆周力过大、带与带轮间的节距差值过大、带的初拉力过小等。带轮间的节距差值过大、带的初拉力过小等。

7、(c) 带齿的磨损带齿的磨损 原因是带齿与轮齿的啮合干涉、带的张原因是带齿与轮齿的啮合干涉、带的张紧力过大等。紧力过大等。 (d) 其他失效方式其他失效方式 带和带轮的制造安装误差引起的带轮带和带轮的制造安装误差引起的带轮棱边磨损、啮合齿数过少引起的带齿剪切破坏、同步带背的棱边磨损、啮合齿数过少引起的带齿剪切破坏、同步带背的龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等。龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等。 正常工作条件下，同步带传动的设计准则是正常工作条件下，同步带传动的设计准则是: :不打滑的条不打滑的条件下，保证同步带的抗拉强度件下，保证同步带的抗拉强度; 灰尘杂质较多的条件下，则应灰尘杂质较多的条件下，则

8、应保证带齿的一定耐磨性。保证带齿的一定耐磨性。机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术(2) 同步带传动的设计计算步骤同步带传动的设计计算步骤机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术齿轮传动系统的总传动比及其分配齿轮传动系统的总传动比及其分配 机电一体化的齿轮传动系统，主要考虑它的动力学特性。机电一体化的齿轮传动系统，主要考虑它的动力学特性。(1)最佳总传动比最佳总传动比 首先把传动系统中的工作负载、惯性负载和首先把传动系统中的工作负载、惯性负载和摩擦负载综摩擦负载综合为系统的总负载，方法有：合为系统的总负载，方法有： (a)

9、 峰值综合：若各种负载为非随机性负载，将各负载的峰值综合：若各种负载为非随机性负载，将各负载的峰值取代数和。峰值取代数和。 (b) 均方根综合：若各种负载为随机性负载，取各负载的均方根综合：若各种负载为随机性负载，取各负载的均方根。均方根。 负载综合时，要转化到电机轴上，成为等效峰值综合负负载综合时，要转化到电机轴上，成为等效峰值综合负载转矩或等效均方根综合负载转矩。使等效负载转矩最小或载转矩或等效均方根综合负载转矩。使等效负载转矩最小或负载加速度最大的总传动比，即为最佳总传动比。负载加速度最大的总传动比，即为最佳总传动比。机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械

10、技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术JJ23i电动机1J4i12J2221421321iiJiJJJJme机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术413132dgBJJ42232dgBJ44432dgBJ4141212iddJJ41424344141434)/(iiiddddJJJJ 4112iJJ4114214)/( iiJiJJ)11 (41221211iiiiJJme01iJem22121412iii机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术nkkikininnni, 3 , 22

11、21121) 12(21221*李国康李国康,董玉民董玉民.齿轮传动等效转动惯量最小原则的研究齿轮传动等效转动惯量最小原则的研究.重型机械重型机械J，2004.1机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术max)/(1maxnkknkikkni机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术 如如四级齿轮传动四级齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差（系统中各级齿轮的转角误差（1， 2 ， 8）换算到末级输出轴上的）换算到末级输出轴上的总转角误差为总转角误差为84764354432321maxiiiiiii 总转角误差主要取决于最末一级齿轮的

12、转角误差和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。传动比的大小。机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术12341233 4 5 6 7机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术12345678机电一体化机电一体化机电一

13、体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术rgHgHrHrgzzigrHgzrz0rrgHgHHrgzzi0grggrHgzzzzz1rgggHHgzzzi机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术0grgHHrHrgzzi0rgrrgHrzzzzz1grrrHHr

14、zzzi200rz202gz101Hgi100Hri机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术最大回差减速比机型（指柔轮内径，单位为mm)单级、卧式安装通用谐波减器机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术1CP2CTACPKP1ACTKT2机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术1CFDFRTKFAC/21许FF1C机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电

15、一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术 机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术丝杠侧螺母A 螺母B调整垫片预拉方向预拉方向预紧方向垫片预紧方向机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术丝杠侧螺母侧丝杠侧螺母侧承载滚珠间隔钢球机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术导程导程+

16、导程丝杠侧螺母侧预拉方向预拉方向机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术aaF3/2aaF)(sin2 . 131mDQaa机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术aDQsin/10ZFQaZ机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术aoFaF3/2aoaokF3/2AAkF3/2BBkFBaoaoA机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术aFaBAFFFaFbF0B3/23/23/2aoaoAkFkFkF3/23/22aoAFFaoaoAFFF38aoaoAA

17、ao21机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术1轴向刚度较高；轴向刚度较高；2预拉伸安装时，须加载荷较大，轴承寿命比方案预拉伸安装时，须加载荷较大，轴承寿命比方案 2低；低；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。 机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术1轴向刚度最高

18、；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。机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术1轴向刚度低，与螺母位置有关；轴向刚度低，与螺母位置有关；2双推端可预拉伸安装；双推端可预拉伸安装；3适宜中小载荷与低速，更适宜垂直安装，短适宜中小载荷与低速，更适宜垂直安装，短丝杠。丝杠。 机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术hLmAHFCFKKKF 机电一体

19、化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术FKHKAKmFFKHKAK精度系数C、DE、FGH1.01.11.251.43机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术 41067. 1hmCaLnFCmnhLCF 机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术aaCC min/10rn 机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术03. 0NFKKKFmAHFC456038000 . 10 . 12 . 1机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术NL

20、nFChmCa204221067. 11500010045601067. 144aC0D机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术crF22) (lEIFacrGPaE206aI4744am1018. 2640459. 064dI3/2机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术52792221093. 6)2 . 13/2(1018. 210206)(lEIFacr45 . 22 65SFFmcrScf机电一体化机电一体化机电一体

21、化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术crncrnnmax10960)2 . 132(0459. 0927. 39910) (991022212ldfnccr10000max nncr机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术0LcGJTpEApFL220214dA4132dJccJ8 . 3)408112tan(102503800)tan(230DFTm机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术mGdTpEdpFGJTpEApFLc2492232934122212010752. 60459. 0103 .83)14. 3

22、(8 . 3)106(160459. 01020614. 338001064 1642mpLlL5 .1310610752. 62 . 1320mmm1503. 02121L机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术939. 0)408112tan()112tan()tan(tan机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六

23、章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术矩形对称三角形不对称三角形燕尾槽圆形凸形凹形机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术231a)c)b)机电一体化

24、机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术a)b)c)1 234机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化第六章机械技术机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化机