机电一体化技术-机械传动培训课程

机电一体化技术机械传动概述机电一体化设备进给传动方案双矩形导轨导向方式低速爬行现象进给传动“滚动化”的必要性直线滚动导轨圆形导轨滚动导轨块和直线轴承导轨滚珠丝杠螺母副滚珠花键支承部件滚珠丝杠与进给电机的连接直线电机转动惯量机械传动

传统的机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置，是一种转矩和转速的变换器，其目的是使驱动电动机与负载之间在转矩和转速上得到合理的匹配。 在机电一体化系统中，伺服电动机的伺服变速功能在很大程度上代替了机械传动中的变速机构，大大简化了传动链。机电一体化系统中的机械传动装置已成为伺服系统的组成部分。 机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能，要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性好、间隙小，并满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性等要求。机电一体化技术机械传动概述机电一体化设备进给传动方案机电一体化技术机械传动概述旋转编码器伺服电机联轴器 减速器旋转编码器联轴器旋转编码器丝杠螺母传动齿轮齿条传动蜗轮蜗杆传动光电编码器旋转变压器直线编码器 光栅磁栅感应同步器双矩形导轨导向方式

导向面 窄式导向窄式导向采用一根导轨的两侧进行导向

导向面 宽式导向宽式导向分别采用两根导轨的一个侧面机电一体化技术机械传动导轨

进行导向 为提高导轨的耐磨性，常采用镶钢导轨，经过处理后，耐磨性可比灰铸铁提高5~10倍。镶钢导轨一般采用螺栓或焊接的方式固定在基础件上。低速爬行现象

在低速进给运动时，速度有时为0.05mm/min，微小位移达0.001mm/次，这时，运动部件的速度如下图曲线所示。运动部件不是连续的匀速运动，而是时走时停，这种现象称为爬行。产生的爬行的原因主要是由摩擦系数随相对运动速度不同而造成的。为避免爬行现象的出现，可同时采取几项措施，包括：采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、塑料导轨等。机电一体化技术机械传动导轨压板塑料导轨移动部件床身垫片tv

常用的塑料导轨材料有： 塑料导轨软带、金属塑料复合导轨板和塑料涂层。

“滚动化”是滚珠丝杠和滚动导轨。 机电一体化设备为获得高的加工精度，要求进给运动有：高的传动精度、高的灵敏度、高的稳定性。 普通滑动导轨和丝杠存在着摩擦力大，低速爬行，高速振动，灵敏度低缺点，因此，不适宜应用在机电一体化设备的进给传动中。 滚动丝杠和滚动导轨具有：摩擦力小﹑传动灵活﹑无爬行、传动效率高。 预紧后可消除间隙，提高传动刚度。进给传动“滚动化”的必要性机电一体化技术机械传动导轨滑块（通过安装孔用螺栓固定在移动部件上） 安装孔机电一体化技术机械传动导轨

安装孔 滚珠 导轨（通过安装孔用 螺栓固定在床身上） 直线滚动导轨由专业生产厂家生产。一条导轨上有两个支承滑块，支承滑块固定在运动部件上，导轨整体安装在机床的基础件上。当滑块移动时，滑块内的滚珠在导轨上的圆弧沟槽滚动并形成循环。直线滚动导轨在制造时已消除了间隙，因而刚度和精度都较高。 滚动导轨由于滑动件与支承件之间是滚动摩擦，因此，摩擦系数小，且动、静摩擦系数差别小，低速运动平稳，无爬行，运动灵活，定位精度高。直线滚动导轨

结构组成机电一体化技术机械传动导轨安装方式

移动部件 滑块 导轨 床身机电一体化技术机械传动导轨直线滚动导轨形式机电一体化技术机械传动导轨直线滚动导轨形式机电一体化技术机械传动导轨直线滚动导轨形式机电一体化技术机械传动导轨弧形滚动导轨X-Y十字工作台机电一体化技术机械传动导轨线性球轴承座圆形导轨机电一体化技术机械传动导轨

圆形导轨又称直线运动球轴承，这种轴承只能在导轨轴上作直线往复运动，而不能旋转。滚珠与导轨轴外圆柱面为点接触，因而许用载荷较小，但运动轻便灵活、精度较高、价格低、维护方便，广泛应用于机床、测量装置、电子仪器、输送机械、医疗诊断仪器等轻载设备和装置。

在轴承外套筒和挡圈上开有轴向切口，能任意调整轴承与导轨间的间隙可调式线性球轴承

开放式线性球轴承 在轴承外套筒和挡圈上开有轴向扇形切口，轴承与导轨间的间隙可调封闭式线性球轴承 轴承与导轨间的间隙不可调直线轴承导轨滚动导轨块和直线轴承导轨机电一体化技术机械传动导轨滚动导轨块

直线轴承导轨安装

滚动导轨块安装丝杠发兰螺母滚珠

丝杠螺母副将旋转运动转变成直线运动，用较小的驱动力矩就可获得较大的轴向牵引力。数控机床进给系统采用滚珠丝杠螺母副的目的在于：由于丝杠和螺母之间有滚珠，因此摩擦系数小，且动静摩擦系数相差小，低速无爬行。在施加预紧后，轴向刚度好，定位精度高。 进给电机驱动丝杠旋转时，和运动部件固定在一起的螺母作直线运动，螺母内的滚珠在丝杠带圆弧的螺旋滚道内滚动，并在螺母内不断循环。按照滚珠的循环方式，滚珠丝杠螺母副分成内循环和外循环两大类。机电一体化技术机械传动丝杠滚珠丝杠螺母副

组成

带圆弧的 螺旋滚道螺母内循覆环：滚珠键在循片环过宋程中织，滚珠始抱终保降持和找丝杠路接触车，这粉种方外循随环：滚珠误在循屈环过析程中垄，滚超珠在换坏向时忧与丝没杠脱电离接各触。机电兴一体运化技潜术机误械粉传伸动丝杠外循耕环式结偶构紧夏凑。由于真丝杠胸与螺拉母之餐间存章在间兆隙，扛因此孙，当要丝杠练由正旅转变血为反来转的蒸瞬时洋，螺母银必须太先克产服该伯间隙份才能炭运动币，则佳该间晒隙称朝反向乔间隙乏。反董向间敬隙的运存在奖降低了尖运动包精度圆和丝赠杠螺染母副练的刚辉度，蛮间隙洞消除箱的方鉴法采戒用双团螺母乖，通园过调补整两个层螺母悟之间环的微灶量轴递向位伪移，刻消除钉间隙搅。通央常采规用垫开法调稀隙式课、螺稼纹调斯隙式和车齿差图调隙豆式。滚珠植循环皮方式内循壳环反向乖器插管滚珠盏丝杠沟螺母没副类耍型单螺止母内兵循环均式双螺杏母消企隙内抚循环电式单螺魔母外押循环量式双螺涛母外左循环攻垫片笋消隙稠式机电来一体舟化技海术机慈械闪传怨动丝杠滚珠袍丝杠贪支承一端躲固定葵一端显自由机电当一体畜化技割术机俩械舌传谁动丝杠机电趁一体呈化技圆术机罚械声传蛾动丝杠一端刺固定帮一端烛移动机电逮一体旺化技沾术机絮械青传还动丝杠两端顿固定δ=AE丝杠感预紧机电喷一体箱化技忧术机抹械哨传增动丝杠预紧据垫片F预紧磨螺母千分购表δ丝杠坚弹性判模量变形浅量昆预紧夺力F预紧篇力的历大小辩是通梯过测量丝句杠的径变形眠量来挽获得葛的。丝杠蒙截面需积预紧心就是取传动部带件在萝承载燥前，在装量配或床调试猴阶段预先岭施加阻载荷谢使之产生关微量滥变形距。预紧能煤消除蓬传动霉间隙，抹减小钢承载薄传动时的饼变形检，提正高传动刚禁度；学预紧拐还能抵消捐传动浅时的出热变形，奶提高溉传动占精度栗。预紧舌的外扰施力爱要适当，婆过大扇的话般会增加附墙加摩慕擦力郑矩，不利近于快夸速性裕的提高。机友械济传票动机电依一体万化技怒术花键要轴的情外圆存上均择布3条凸唤起的轨道忘，在笋外筒响内有愚循环券的滚存珠。塌外筒和护花键规轴之滋间既主可以袍轴带皮筒，胸也可以慨筒带层轴作征回转兄移动袄，又玩可以馅作灵活劝、轻靠便的皇相对电的直天线运信动，依所以滚令珠花白键即享是一箱种传创动装迅置，录又是一材种直满线运饥动支僵承。摊可用兽于机裁器人、谨机床片、机司电一眨体化园设备忆和自昌动搬运呈车等由各种差机械烂。花键窄轴外筒支承姜部件滚珠坦花键花键搞轴机电牺一体抢化技垄术机用械搜传展动支承窃部件密珠将轴承密珠团轴承号是一秩种新型泛的滚稼动摩耀擦支承，纹由内瞒、外则圈和密集乞的滚至珠组穿成。滚珠暮在尼撞龙保静持架的空疏隙中秘以近上似与多头绸螺旋住线的换形式径向厅轴承推力榴轴承滚珠咐排列明方式密珠匙轴承排列由，滚眼珠的亩密集具有躺误差基平均沉效应，汁有利坦于提礼高回转轴由的精作度。精密罪分度另头主督轴系惠统保持困架机电着一体阵化技萌术机载械祝传邪动支承逃部件空气扇静压绣轴承圆柱驼径向值和端盆面推律力空瓜气静截压轴承径向肚轴承散的轴元套为沾外鼓与形，可自礼动调训整定芦心。舍方法屑是先熊通气使轴摊套自蜜动将篇位置逝调好耐后再捐固定队。这样坦可提耐高前英后轴眼套的促同轴弱度，从而忙保证熄转轴繁的回显转精致度。双半风球空粪气轴砖承主坟轴转轴厕前后轴候承均营为半卡球状待，既真是径偿向轴承又饺是止桥推力殖轴承浆，由悦于轴舌承的球形法气浮锅面具表有自沿动调均心作锅用，因此众可以卖提高绪前后薪轴承鞭的同傻轴度，你以提多高转撑轴的迟回转反精度风。机删械疲传饶动传动筑部件同步坝齿形妹带同步取齿形即带传着动是斑综合应了带申传动浮、齿轮所传动祸和链娃传动棕特点益的一暴种新苍型传馆动。带的驶工作目表面劫制有沿带齿燥，它兼与有哨相应沸齿形的甚带轮棉相啮价合，塑用来苗传递悄运动晕和动推力。与一蛛般带五传动艺相比兆较，轮同步详齿形和带传放动具有挥如下扇特点像：传毯动比巩准确底，传两动效霸率高；兆工作笋平稳随，能家吸收觉振动徐；不果需润滑，壤维护翻保养灰方便鼻；中宇心距元要求辅严格猴，安装构精度便要求构高。同步藏带的轧齿形市一般累为梯肢形，露材料知为聚氨挪酯橡偿胶和妹氯丁驴橡胶代，带移轮材展料一陶般采用佩钢、锄塑料辆或轻汪合金允。机电益一体看化技雨术同步回齿形晶带的怨主要扭参数骄是带沈齿的其节距pbpb机吉械召传摔动传动捐部件谐波辫齿轮家变速渐器组成覆及工放作原挪理谐波据齿轮劈燕传动裂是一勤种新熟型传守动装优置，顽主要有宾波形油发生膀器、抵柔轮今和刚伙轮组胁成。捆柔轮抗具有外齿离，刚禁轮具蹦有内翼齿，晃刚轮建的齿现数zg比柔秒轮的齿数zr略多圾。柔娱轮的攀轮缘孕极簿乔，刚己度很凑小，络在未装思配前近，柔虚轮是夸圆形泄的，气由于显波形倾发生猫器的直径估比柔裂轮内阿圆的蜓直径嘱略大镰，所庆以当难波形惕发生器装身入柔陡轮的戏内圆寻时，铅就迫援使柔沫轮变赤形，装呈椭圆形乡丰。波慌发生业器有内滚轮股式、膊凸轮害式和摘偏心芒盘式昼。当波馒发生配器转王动时敲，柔茎轮和肤刚轮质上的惧齿依饱次进入啮奏合，鲁柔轮题的旋爆转方窗向与成波发验生器那的旋黎转方向相区反。导谐波峰齿轮写传动碍既可土以做促成减察速器锹，也可以讯做成竿增速戏器。吨波形亭发生具器、植柔轮浙和刚魔轮三者任荐意一鼠个固趣定，税其余妖二个阔一个造为主兔动，挥另一个为谱从动适，应队用广朋泛的井是刚杂轮固逃定，枝波发维生器主动袜，柔碑轮从腥动的悼形式喜。单武级减往速的课减速煤比i＝75～50宗0（i＝zr/zg－zr）。机电刘一体拣化技娃术与一歼般齿搭轮传启动相能比，知谐波齿轮秧传动医具有偏：传盆动比珠大、膨承载能力喂大、剩传动听精度显高、粮传动牲平稳无冲抓击的匹特点稠。波发都生器柔轮刚轮柔性捐轴承机电柜一体剧化技盖术机党械卫传塔动传动巴部件波发宜生器休﹕它与貌输入婶轴相遵联，因对柔惰轮的齿挖圈的凯变形肯起产贝生和也控制漫的作纺用。它由待一个视椭圆肥形凸冒轮和日一个歼薄壁奔的柔性轴跌承组闻成。朝柔性痰轴承碌不同刘于普士通轴承﹐鸣它的指外环捉很薄译﹐容删易产呈生径筐向变形﹐讯在未拥装入断凸轮吹之前声环是摇圆形赚的，装饺上五之哈后净为摩椭侧圆维形余。柔轮挣﹕有薄半壁杯序形﹑严薄壁却圆筒粗形或栏平嵌式锈等多闯种。末薄壁迅圆筒配形柔抛轮的帝开口端部反外面谈有齿舌圈﹐转它随觉波发养生器灰的转动而派变形竖﹐筒抚底部粮分与贴输出坐轴联登接。刚轮监﹕它是条一个包刚性盾的内锄齿轮倡。双路波谐波冈传动台的刚鸣轮通耍常比血柔轮券多2敌齿。蛋谐波齿英轮减内速器沃多以翻刚轮杆固定凝，外另部与箱体舱联接爱。波发幸生器输入呼轴刚轮轴承柔轮输出祸轴柔轮外齿以圈波发肆生器内齿阿圈刚轮机电沟一体忆化技邀术机移械困传辨动传动衬部件谐波朝齿轮逆变速弦器在垫机器想人中另的应妥用伺服泪电机滚珠倡丝杠伺服蒸电机联轴叛器联轴爹器座机电争一体触化技羡术机松械缴传尽动传动窜方式滚珠狂丝杠颤与进执给电脸机的目连接伺服业电机同步春齿形云带机伶械淹传种动机电管一体洽化技腰术直线较永磁前同步盆电动泰机是些在定子侧患，沿谨全行屋程方烟向的址一条瓣直线，耍一块射接一廊块交获替地浩安装N、S永磁足体，闷而动策子下本方的绕全长扒上，对应概地安浩装含丙铁心污的通碍电绕殊组，动子饭必须漂带电剪缆一起运仅动。泼当动子的略三相蜜绕组猛中通绑入三步相对比称正弦电数流后理，产喜生气词隙磁钟场。颗当三相电弓流随挖时间殖变化慕时，宗气隙挣磁场将按A、B、C相序豪沿直饥线运贸动，该磁严场称库为行膜波磁车场。辨永磁置体的励磁瓜磁场韵与行脖波磁没场相将互作窃用便会产候生电叠磁推捞力。抛在电畏磁推蚕力的作用悬下，舍由于浮定子飞固定第不动梢，那么动被子就染会沿听行波枣磁场糖运动赵的相反方应向作侨直线友运动锹。传动盗方式直线邮电机机电葬一体肠化技乌术机纪械筒传税动传动教方式直线店电机捷在进揉给运着动中欧的应佣用1—直线标电机光磁铁侦组件2—直线俩电机傍滑块柏组件3—工作宽台4—滑座5—直线夕光栅蒸扫描缠头6—直线争滚动伞导轨7—直线叶光栅进给驱抛动采狱用直背线电翼机与纤旋转鞋电机往传动稳方式问的最惨大区蚀别是盾取消澡了电详动机们到工作负台之坏间的仙一切芹中间肤环节甜，减辆少了志传动臣链。衔其优病点是凑，响嫩应快乐（加慌速度姜一般可达5~检10g）、歼传动删刚度窗高、滑定位膜精度吨高。转动迷惯量1.圆柱含体转桌动惯去量mdJ214md