机电一体化技术第2章精密机械技术在线免费阅读

传统械系统化械系统功完系列互协调械运。二组,导致各运式。传统械系统般件、传件执件、液压械控制组。化系统械系统则计算协调控制,完包括械、运、量流务件息流互联系系统。化械系统足求:精;响;稳。简言,足“稳、准、”求。,足刚、惯量求。

足求,设计制造化械系统采精密械技术。概括讲,化械系统般五组。

)传构:功完转速转矩匹配,传递量运。传构伺服系统伺服影响。

)导构:支承导。导构限制运件,按照运求运。

)执构:功根据操指令完预。执构需具灵敏、精确良复、靠。

)轴系:传递转矩转运。轴系轴、轴承件组。

)座架:支承零件量载荷,保证各零件置。

.传构

..传构求

传构产运传递执构装置,转矩转速换器,驱负载转矩转速合匹配。化系统,伺服伺服速功程替传构速构,简化传链。化系统械传装置伺服系统组,,化械系统具良伺服,求械传件转惯量、摩擦、阻尼合、刚、抗振、隙,足型、量、速、低噪靠求。

达求,化系统传构采取措施:

)采低摩擦阻传件导支承件,采滚珠丝杠、滚导轨、静压导轨。

)减反区误差,采取措施消除传隙、减支承形。

)选佳传,减效执元件输轴效转惯量,提系统速。

)缩短传链,提传支承刚,减构弹形,预紧提滚珠丝杠副滚导轨副传支承刚。

)采适阻尼,系统产共振,系统阻尼越则振幅越,且衰减较。,阻尼系统稳态误差较,精低。,设计传构合选择阻尼。

另,随化技术展,传构提求,:

)精密化。虽越精密越,适产品精及求,化系统传构精密求越越。

)速化。提化系统效率,传构足速运求。

)型化、量化。精密化速化求,化系统传构必型化、量化展,提速响、减冲击,降低耗。

..丝杠螺传

丝杠螺副旋转运转化线运构。丝杠螺传按照螺丝杠配合式,滑丝杠螺传滚丝杠螺传。滑丝杠螺传构优构简单、、低、锁,缺摩擦阻、易磨损、传效率低,低速易爬。滚丝杠螺传滚球形称滚珠丝杠副,优摩擦、传效率、磨损、精保持,具优,滚珠丝杠副化系统广泛。滚珠丝杠副缺构复杂、制造,装调试较困,且锁。节介绍滚珠丝杠副。

图-滚珠丝杠螺副组

—丝杠—端盖—滚珠—螺

()滚珠丝杠副组

滚珠丝杠副螺旋槽丝杠螺及传元件滚珠组。图-滚珠丝杠螺副示图,丝杠、螺、滚珠滚珠循环装置组。丝杠转,滚珠沿螺纹滚滚,防止滚珠滚端掉,螺螺旋槽端设滚珠程引导装置构滚珠循环返,形滚珠流闭合。

滚珠丝杠副滑丝杠副,具优:

)运稳,灵敏,低速爬。

)精复精。

)寿,滑丝杠~倍。

)锁,逆传,即螺,丝杠,旋转运线运。

()滚珠丝杠副构类型

滚珠丝杠副滚珠循环式:循环循环。

循环式滚珠循环程始终丝杠保持触,图-示反器式循环构形式,螺装反器邻滚,滚珠若干单圈循环。形式构紧凑,刚,滚珠流,摩擦损,制造较困。适灵敏、精系统,宜载传系统。

循环式滚珠循环程束螺螺旋槽插管返丝杠螺循环。图-插管式循环构形式,螺圆装螺旋形插管,端插螺纹滚切孔,插管端引导滚珠插管构滚珠循环。压板固插管。形式构简单,艺,承载较,径尺寸较。循环式广泛,载传系统。

图-反器式循环滚珠丝杠螺副

—螺—滚珠—反器—丝杠

()滚珠丝杠副尺寸参

参图-,滚珠丝杠副尺寸参:

称径:指滚珠螺纹滚论触角状态包络滚珠球圆柱径,滚珠丝杠副征尺寸。

基导程:丝杠螺旋转π弧,螺基准轴移。滚珠丝杠导程越精越,承载。

程:指丝杠螺旋转弧,螺基准轴移量。

图-插管式循环滚珠丝杠螺副

—插管—压板—滚—滚珠

丝杠螺纹径、丝杠螺纹径、滚珠径、螺螺纹径、螺螺纹径、丝杠螺纹。

基导程根据化产品精求确。精求选取较基导程。滚珠圈(列)滚珠量试验:般、二圈承轴载荷%、%%左右。,圈(列)般取.()~.()。滚珠般超。

()滚珠丝杠副轴隙调整预紧

滚珠丝杠副除单传精求,轴隙严求,保证反传精。滚珠丝杠副轴隙承载滚珠滚型触弹形引螺移量螺隙。换,轴隙引空,影响传精。采双螺预紧,弹形控制限,减消除轴隙,提滚珠丝杠副刚。

)双螺螺纹预紧调整

图-示,螺端凸缘,螺端制螺纹,圆螺固。调整圆螺消除隙产预紧,圆螺锁紧。调整式构紧凑、调整、靠,广泛,预紧量容易精确控制,般刚求需随调整预紧传构。

图-滚珠丝杠副尺寸参

图-双螺螺纹预紧调整

—锁紧螺—调整螺、—滚珠丝杠螺

)双螺齿差预紧调整

图-示,螺端制齿,二差齿(齿,=+),齿轮螺齿轮啮合,固套筒。调整取端齿轮,螺转,转齿,调整轴移量/()。调整式够精确调整预紧,构尺寸较,般精密传构。

图-双螺齿差预紧调整

—套筒—齿轮—螺—丝杠—螺钉

)双螺垫片调整预紧

图-示,调整垫片厚,螺产移,消除隙,产预紧。式构简单,刚,预紧靠,调整。

图-双螺垫片调整预紧

—垫片—螺

()滚珠丝杠副选择设计计算

)滚珠丝杠副构选择

根据防尘防护件及调隙及预紧求,选择适构形式。,必须预紧程磨损需调整,采双螺螺纹预紧齿差预紧式构;具备良防尘件,且需装配调整隙及预紧,采构简单双螺垫片调整预紧式构。

)滚珠丝杠副构尺寸选择

选滚珠丝杠副选择丝杠称径基导程。称径根据轴载荷按滚珠丝杠副尺寸系列选择。螺纹允况尽量短,般取/<宜;基导程按承载、传精及传速选取,则承载,则传精较,求传速,选导程滚珠丝杠副。

)滚珠丝杠副构设计计算

滚珠丝杠副设计计算件:载荷(均载荷)()、寿()、丝杠(螺效程)();丝杠转速(均转速)(/)、滚硬()运转况。按步骤计算。

①承载选择

计算丝杠轴载荷,根据值选择丝杠副型号。

式——滚珠丝杠寿系(单×转,.则转),=/(寿,单,普械~、控床及化设备及仪器装置、航空械);

——载荷系(稳冲击.~.,冲击.~.,较冲击振.~.);

——硬系(≥.,.,..,.,.);

——载荷。

册滚珠丝杠副尺寸系列找额载荷滚珠丝杠螺副尺寸规构类型,选>。丝杠转速</,静载荷设计依据。

②压杆稳计算

=π/()≥(-)

式——际承载荷;

——压杆稳支承系(双推—双推,单推—单推,双推—简支,双推—式.);

——钢弹模量,.×;

——丝杠径截惯矩(=π/);

——压杆稳系,般取.~,垂装取值。

>,丝杠稳,易翘曲。端装推轴承轴承,丝杠般稳。

③刚验算

刚验算确丝杠形量。滚珠丝杠轴伸缩短,扭矩产扭转形,丝杠形量系统精求形量。滚珠丝杠轴扭矩引米导程形量:

式——钢弹模量,.×;

——丝杠截积,;

——扭矩,·;

——丝杠径截惯矩(=π/)。

该式计算Δ单,式“+”号伸,“-”号压缩。丝杠副精标准般仅单()弹形允基导程误差值规。

..齿轮传

齿轮传件转矩、转速转换器。齿轮传具构紧凑、传精确、强、承载、摩擦、效率优。随驱技术化系统广泛,齿轮传减趋势,节仅化系统设计遇题析。

()齿轮传佳匹配

化系统械传装置仅仅决伺服负载转速、转矩匹配题,提系统伺服。,化系统根据负载角速则选择传,提伺服系统响速。

图-示驱齿轮系统负载计算模型,图转转惯量,θ角移,负载转惯量,θ负载角移,负载转矩,齿轮传构传。

图-负载惯量计算模型

根据传系,

换算轴/,换算轴/,若转矩,则轴合转矩(即速转矩)

若=,则

际,提系统抗干扰矩,选较传。

计算传,根据传链技术求,选择传案,驱件负载转矩、转速达合匹配。各级传配则:

)效转惯量则

该则设计齿轮传系统,换算轴效转惯量。

图-示,驱二级齿轮减速系统,传=,假各齿轮转惯量,圆径,齿宽,密γ,轴轴承转惯量忽略计,则效轴效转惯量:

=,=(/)

图-二级齿轮减速系统

,

令/=,

--=

,级齿轮析:

按则计算各级传按“”序配,该计算式仅适功率传装置。功率传装置传递转矩,各级齿轮模、齿宽径参逐级增,计算式适,各级传配则仍“”。

)质量则

)输轴转角误差则

减速传链,输端输端各级传“”,且末端级传尽,齿轮精该提,减齿轮误差、装误差转误差输转角精影响。

则,该根据具况综合考虑。提传精减程误差降速齿轮传链,按输轴转角误差则设计;升速传链,则始级增速;求运稳、停频繁态伺服降速传链,按效转惯量输轴转角误差则设计;负载化齿轮传装置,各级传采约,避免啮合;求量尽降速传链,按量则设计。

()齿轮传隙调整

齿轮传程,轮突改,轮随反转,滞量,齿轮传产差,差产齿轮副隙装配误差。圆柱齿轮传隙调整。

)偏套(轴)调整

图-示,互啮合齿轮齿轮装输轴,装偏套,转偏套转角,调节啮合齿轮距,消除圆柱齿轮反转齿侧隙。调整构简单,侧隙补偿。

)轴垫片调整

图-示,齿轮设计锥,齿轮啮合,圆弧齿厚沿轴线略锥,轴垫片齿轮沿轴移,消除齿轮齿侧隙。装配轴垫片厚齿轮齿侧隙,且运转灵。该构简单,侧隙补偿。

图-偏套调整

—偏套—

)双片薄齿轮错齿调整

图-示,齿齿形参完薄片齿轮,弹簧薄片齿轮错,配传另普宽齿齿轮齿槽侧贴紧,消除齿侧隙,反区。薄片齿轮装凸耳,弹簧端钩凸耳,另端钩螺钉。弹簧螺调节螺钉伸,调整螺锁紧。

图-轴垫片调整

、—齿轮—垫片

图-双片薄齿轮错齿调整

、—薄片齿轮—凸耳—弹簧、—螺—螺钉

()谐波齿轮传

谐波齿轮传麦塞()传技术,械传技术突破。谐波齿轮传具构简单、传(百)、传精、程误差、噪低、传稳、承载强、效率优,器、床构、航空航设备、雷达化系统广泛。,射火星器—火星探测漫游,套谐波传装置。

)谐波齿轮

谐波齿轮传依靠柔齿轮产控制弹形波,引齿移传递运。

图-示,谐波齿轮传刚圆柱齿轮、柔圆柱齿轮、波器组,柔齿轮刚齿轮齿形线角齿形渐线齿形,较。柔齿轮、刚齿轮、波器,波器件,柔齿轮刚齿轮件。谐波齿轮传,刚齿轮齿略柔齿轮齿,波器未形柔齿轮圆径,波器装柔齿轮圆,迫柔齿轮产弹形呈椭圆状,轴柔齿轮轮齿插刚齿轮轮齿槽,完啮合状态;短轴轮轮齿完触,脱状态。啮合脱程则啮啮状态。波器连续转,迫柔齿轮断产形,轮轮齿啮、啮合、啮、脱程断改各状态,产谓错齿运,件波器柔齿轮运传递。

图-谐波齿轮减速器

)构图)图

—柔圆柱齿轮—刚圆柱齿轮—波器

)谐波齿轮传

谐波齿轮传波形器星轮系转臂,柔轮星轮,刚轮则轮。,谐波齿轮传传星轮系求传式计算。设、、刚齿轮、柔齿轮波器转速,、刚轮柔轮齿,则



②刚齿轮固,=,按照推导,

假设=、=,式(-)(-),=,=-,柔齿轮固,刚齿轮波器转;刚齿轮固,柔齿轮波器转反。

)谐波齿轮设计选择

尚谐波减速器标准,产厂标准号尽。设计根据需单独购买减速、输转矩谐波减速器构件,根据装尺寸系统械构件连。

..挠传

化系统采挠传件步传、钢传绳轮传。

()步传

步传及轮周均制啮合齿,齿轮齿互啮合传,图-示。步传兼链、齿轮、优型传。具传准确,传效率、吸振、噪、传稳、速传、维护保养优。缺装精求、距求严,且具蠕。步传件标准,专产厂产,供选。

()钢传绳轮传

钢传绳轮传均属摩擦传,、梯、索设备。钢传钢轮触积、隙、摩擦阻,滑,构简单紧凑、运靠、噪低、驱、寿,蠕。图-示钢传磁构。钢挂驱轮,磁固复运钢,传式构紧凑、磁移迅速、运靠。

图-步传

—轮—轮—步

绳轮传具构简单、传刚、构柔软、较低、噪低优。缺轮较、装积、速。图-绳轮传印送构。

()挠轴传

挠轴传称软轴传。图-挠轴构示图,挠轴层缠绕螺旋线钢丝制,邻层钢丝旋反。挠轴输端转轴层钢丝旋致,钢丝趋缠紧。挠轴层保护软套管,护套引导固挠轴置,置稳,,横弯曲,另防潮、防尘贮存润滑油。

挠轴具良挠,轴线弯曲状态灵旋转运转矩传递置。,挠轴传适传构线件置况。图-挠轴例。般况,挠轴传递功率超.,伸状态传递扭矩超,尺寸挠轴转速/,般转速~/。

图-钢传磁构

—导杆—轴承——导轨—磁—钢—步

图-绳轮传印送构

——绳轮(输轴)—伺服—钢丝绳

图-挠轴构示图

图-挠轴例

—源——钢丝软轴—驱装置

..歇传

化系统歇传件棘轮传、槽轮传蜗形凸轮传。歇传件构连续运转换歇运。

()棘轮传

棘轮传图-示。摆杆顺针摆,棘爪棘轮齿啮合,推棘轮朝顺针转,止爪棘轮齿滑。摆杆摆角反逆针摆,止爪棘轮卡,摆杆运,棘爪棘轮齿滑始置。摆杆复摆,棘轮断沿顺针歇转。棘轮传构简单,制造容易,传噪,易磨损。

()槽轮传

槽轮传构图-示,拨销盘槽轮组。:拨销盘匀速旋转运,拨销盘拨销槽轮转角,拨销槽轮离,槽轮静止,拨销槽,复循环。保证槽轮静止置准确,拨销盘槽轮锁紧弧弧锁槽轮。

()蜗形凸轮传

图-示蜗形凸轮传构。转盘装转盘滚蜗形凸轮组。蜗形凸轮连续旋转,凸轮转角θ,转盘转π/角(滚,π/邻滚夹角),凸轮转余角(π-θ),转盘停止,靠凸轮棱卡滚,转盘。,凸轮(件)连续运转盘(件)歇运。

图-棘轮传

—摆杆—棘爪—棘轮—止爪

图-槽轮传

—拨销盘—槽轮—拨销—锁紧弧—弧

图-蜗形凸轮传构

—转盘—滚—蜗形凸轮

.导构

化系统导构各运构提供靠支承,保证确运轨迹,完运。简言,导构支承导。化系统导构导轨,副导轨组,固,称支承导轨(导轨),另支承导轨线转运,称运导轨(滑块)。

..导构求类

()导轨求

化系统导轨基求导精、刚足够、运稳、耐磨及构艺。

)导精。指运导轨沿支承导轨运线。影响导精素导轨精、构形式、刚、热形。

)刚。导轨形影响导轨导精及件置,求导轨足够刚。

)低速运稳。指导轨低速运微量移爬。爬指导轨低速运,速匀速,慢,停。爬产静摩擦摩擦。

)耐磨。指导轨程否保持导精。导轨程免磨损,求减磨损量,磨损补偿调整。

)。导轨构简单、艺。且热形,免影响导轨运精,甚卡。

()导轨类及

导轨类,按导轨触摩擦质滑导轨、滚导轨、流介质摩擦导轨。按构式导轨(借助弹簧强保证运件支承导轨触)闭式导轨(靠导轨构形状保证运件支承导轨触)。导轨-。

-导轨

般滑导轨静摩擦系,且、静摩擦系差值,低速易爬,足化设备伺服系统速响、运稳求,,控床化设备较。

..滚线导轨

()滚线导轨

滚线导轨副滑块导轨适滚,滑块导轨滑摩擦滚摩擦,降低二运摩擦阻。滚导轨适件求移均匀、灵敏及精合,精密化产品广泛。各滚导轨基产标准化、系列化,户及设计需滚线导轨,掌握选即。

滚导轨:

)摩擦低,摩擦滑导轨/左右。静摩擦差,易爬,运稳。

)精,达.~.μ,运稳,微量移。

)刚。滚导轨预紧,提刚。

)寿。纯滚,摩擦滑导轨/左右,磨损,寿,功耗低,械型化。

)构复杂,精求,抗振较差,防护求,制造困,。

()滚线导轨类

)按滚形状

滚珠式、滚柱式滚针式,图-示。滚珠式:触、摩擦,承载,刚低;滚柱式:线触、摩擦,承载,刚,导轨敏;滚针式尺寸,构紧凑,承载。

)按滚否循环

滚循环式滚循环式。滚循环式导轨滚滚珠、滚针圆柱滚,该形式导轨滚循环,程限。滚循环式导轨构简单,制造容易,较低,施预紧,刚较低,抗振差,承冲击载荷。滚循环式导轨程限制,且滚循环式导轨承载,刚。

图-滚线导轨副按滚形状类

)滚珠式)滚柱式)滚针式

()滚线导轨副

类似滚珠丝杠,滚导轨产标准化、系列化,司产各途标准化导轨,规模化降低。设计化系统尽量采标准化导轨,足设计需求,产品降低产周缩短,提产品市竞争。图-司产型滚线导轨,滚珠导轨滑块精密研磨列滚沟槽滚,装滑块端盖板各列球循环运,滚珠保持板保持,即滑块轨抽,滚珠脱落;该系列导轨滑块各(径、反径、横)具额负荷,各球列设计°触角,论姿态,且施均预压,既维持较低摩擦,强刚,获稳精线运,途非广泛。

()滚线导轨选

设计选滚线导轨,件,包括载荷、精求、速、程、预寿计算,且考虑刚、摩擦及误差均、阻尼征素,达确合选,足设备技术求。

图-型滚线导轨

—油嘴—末端密封垫片—端盖板—滑块—保持板—导轨—滚珠—保持板—密封垫片—侧密封垫片

..塑料导轨

谓塑料导轨,指床仍属导轨,运导轨贴层、涂覆层耐磨塑料制品。塑料导轨称贴塑导轨。采塑料导轨:

)服属滑导轨摩擦、磨损、低速易爬缺。

)保护磨属导轨精,延寿。

塑料导轨般滑导轨副较短导轨。塑料导轨形式:

()塑料导轨软

塑料导轨软材料聚氟乙烯基,青铜粉、二硫化钼石墨填充剂混合烧,软状。采粘材料贴需导轨,图-示。

图-塑料导轨

—导轨软—粘材料

塑料导轨软:

)摩擦低且稳。摩擦铸铁导轨低量级。

)静摩擦近。低速运稳铸铁导轨。

)吸收振。材料具良阻尼,抗振优触刚较低滚导轨。

)耐磨。材料具润滑,润滑况。

)化稳。耐低温、耐强酸强碱、耐强氧化剂及各溶剂。

)维护修。导轨软,磨损换容易。

)济。构简单、低,约滚导轨/。

()属塑料复合导轨

图-示,属塑料复合导轨层,层钢背保证导轨板械强承载。钢背镀铜烧球状青铜粉铜丝网形孔层,提导轨板导热,空浸渍,塑料孔网。青铜配合摩擦热,塑料热胀系属,塑料孔层孔隙挤,摩擦转移补充,形厚约.~.润滑塑料层—层。属塑料导轨板:摩擦优良,耐磨损。

()塑料涂层

摩擦副配,若摩擦磨损严,则磨损切除,涂敷配制胶状塑料涂层,模具另摩擦涂层形,固化塑料涂层即摩擦副配,另属配组摩擦副,材料,达良状态。

图-属塑料复合导轨

—层—层—层

..流静压导轨

流静压导轨指借助输运件固件微隙流黏流支承载荷滑支承,包括液静压导轨静压导轨。流静压导轨专供油(供)装置,具压润滑油(压缩空)送导轨静压腔,形具压润滑油()层,静压腔压差,形流静压导轨承载,滑块浮,承载荷。流静压导轨具静压腔,支撑导轨运导轨具隙,且具够调节油腔压差零件,该零件称节流器。

静压导轨充液(),支撑导轨运导轨完隔,导轨触,静压导轨、静摩擦极,基磨损、热题,寿;低速件爬;速载荷化油膜膜刚影响,且油膜膜导轨制造误差均化;稳且抗震。构较复杂,需套供油(供)装置,调整较麻烦,较。

()液静压导轨

液静压导轨支撑导轨、运导轨、节流器供油装置组。液静压导轨式闭式,闭式液静压导轨图-示。

静压导轨各及导轨油腔,液压泵输压油六节流器压降流六油腔,设六油腔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ油压、、、、、。台竖载荷,油腔ⅠⅣ隙减,油腔ⅢⅥ隙增,节流器增,降低,油腔产合,台稳衡置。台载荷,油腔Ⅱ隙减,油腔Ⅴ隙增,节流器增,降低,油腔产左合,台稳衡置。台颠覆矩,油腔ⅣⅢ隙增,油腔ⅠⅥ隙减,各节流器,油腔ⅣⅢ压减,油腔ⅠⅥ压增,台,形颠覆矩反矩,台保持衡。闭式静压导轨具承各载荷颠覆矩。

()静压导轨

静压导轨液静压导轨,介质,液静压导轨介质润滑油,静压导轨介质空。具压缩、黏低,尺寸液静压导轨,静压导轨刚较低,阻尼较。

图-闭式液静压导轨

—运导轨—支撑导轨—节流器—滤油器—液压泵—溢流阀—滤油器—油箱

.执构

..执构基求

执构某驱源,控制号,提供线旋转运驱装置。执构化系统及产品功环节,速完预,具响速,态,灵敏。执构求:惯量、;积、质量;维修、装;易计算控制。

化系统执构磁执构、微执构、业械及液压执构。

..磁执构

随化技术速展,各类系统精提求。形,传统旋转套换构(滚珠丝杠螺副)组线运装置,具“”质,足系统精求。线输线运,需旋转运线运附装置,传具“”质。

图-示,构,线台旋转沿径剖,演。永磁刷旋转基件(线圈)转(永磁)。刷线,旋转转沿径剖,则线永磁轨(称线);旋转沿径剖,则线线圈(称线)。

图-线构图

——线圈—隙—永磁—转—底座—

刷线,永磁保持静止,线圈运,件线圈质量较,运静止件反布置完。况,基磁,且旋转完。类型线:铁芯铁芯,图-示,类型均具取决优征。铁芯绕硅钢片线圈,单侧磁,产推;铁芯铁芯缠绕线圈槽,,铁芯具零齿槽效、非质量及线圈永磁绝吸引。非适合需极低轴承摩擦、载荷速,及极恒速运(甚超低速)况。模块化永磁

图-线

)铁芯)铁芯

双排永磁组,产推,形磁返径。

旋转,线:

)构简单。线需旋转运线运传递装置,系统构简化,量积均降。

)极精。线传,消除环节各误差,精仅反馈辨率限制,达微米辨率。且,消除、触摩擦阻,提系统灵敏。

)刚。线系统,连负载。负载,存传隙,际存柔。

)速范围宽。线非触式件,存械传系统限制件,,容易达极极低速,超/低μ/速。,械传系统(滚珠丝杠副)速限制.~./。

)态。除速,驱线具极速。型~速,型容易超速。

..微执构

微执构范围精确、微量移置运构,化产品,般精确、微量调节某件置。微执构该足求:灵敏,移量达移求;传灵、稳,空程爬,制保持稳置;抗干扰强,响速;控制;良构艺。微执构按照运热形式、磁致伸缩式压陶瓷式。

()热形式

热形式微执构热元件源,热元件产热形微移,图-示。传杆端固座,另端固沿导轨移运件。阻丝热,传杆热伸,伸量Δ()

Δ=α··(-)=α··Δ(-)

式α——传杆材料线胀系,/℃;

——传杆,;

——热温,℃;

——热温,℃;

Δ——热温差,℃。

图-热形式微执构

—传杆—阻丝—运件

热形微构具刚隙优,控制热流需微量移;热惯及冷速精确控制,微系统适程较短且频率合。

()磁致伸缩式

磁致伸缩式微执构某材料磁具改尺寸磁致伸缩效,微量移。图-示,磁致伸缩棒左端固座,右端运件连;绕伸缩棒磁致线圈励磁,磁,磁致伸缩棒产伸缩形运件微量移。改线圈流改磁强,磁致伸缩棒产伸缩形,运件移量。磁,磁致伸缩棒形量Δ()

Δ=±λ·(-)

式λ——材料磁致伸缩系,;

——伸缩棒磁化,。

磁致伸缩式微构征复精、隙、刚、惯量、稳、构简单紧凑。程材料磁致伸缩量限,该类构提供移量,铁钴钒棒,磁致伸缩伸μ,该类构适精确移调整、切削刀具磨损补偿及调节系统。

图-磁致伸缩式微执构

—磁致伸缩棒—运件

()压陶瓷式

压陶瓷式微执构压材料逆压效产移。晶产流,反流产形,晶称压材料,称压效。压效械互换,压效逆压效。压材料沿施,产极化,负反荷,称压效;反,沿压材料施,压材料沿伸,称逆压效。程压材料压陶瓷,图-示。压陶瓷逆压效压微执器件。压器件求压灵敏、线、稳复。

压器件缺形量,获需驱量较压,般。压陶瓷形量

式——施压器件压;

——压陶瓷厚;

——压陶瓷;

——压系。

图-压陶瓷

式,增压陶瓷、减压陶瓷厚、增压、选压系材料均增压陶瓷形量。另,压陶瓷组压堆,采联,增伸量。

..业械末端执器

末端执器装械腕臂械,执业务装置。末端执器根据途类:械夹持器、吸附式末端执器灵巧。

()械夹持器

械夹持器具夹持松功。夹持件,约束形状约束,保证夹件移、停留装程,改姿态。松件,完松。械夹持器组包括指、传构驱装置。指件触件,夹持器松夹紧件指闭合。传构指传递运,夹紧松。驱装置传构提供装置,般液压、、械驱式。根据指夹持件运轨迹,械夹持器圆弧合型、圆弧合型线合型。

图-示圆弧合型液压连杆传夹持器。程:

)抓取。液压缸运,连杆指绕支架固销轴转,抓取件。

)夹紧。液压缸继续运,指较夹持件。

)。液压缸运,连杆指绕支架固销轴反转,件。

该夹持器夹持圆柱形件。

图-夹持形件圆弧合型夹持器。夹持器,指绕支圆弧运,件夹紧。类夹持器件夹持尺寸严求,否则造状态异。

图-圆弧合型夹持器。类夹持器指合运,指端运轨迹圆弧。图-示夹持器采形传构指合况。图-构夹持指端,图-构夹持指端退。

图-线合型夹持器。类夹持器指运轨迹线,且指夹持始终保持。图-示采齿轮齿构线合型夹持器,塞杆末端齿齿轮旋转,指齿线运,指合,夹持件。

()吸附式末端执器

吸附式末端执器吸式磁吸式类。吸式末端执器空吸负压吸吸持件,适抓取薄片及易碎件形,吸盘橡胶塑料制;磁吸式末端执器则磁铁永久磁铁磁吸取具磁五件。

图-圆柱形件圆弧合型液压连杆传夹持器

—指—传构(连杆)—驱装置(液压缸)—支架—件

图-形件圆弧合型夹持器

—杆——导轨—连杆—支—指

图-圆弧合型夹持器

—导轨——连杆—支—连杆—指

图-线合型夹持器

—塞杆齿—齿轮—指齿—指

图-示空吸附式末端执器(空吸附),抓取件,橡胶吸盘件触,橡胶吸盘密封缓冲,空泵抽达空状态,吸盘形负压,件抓取。松件,吸盘,空状态,件。该吸附式末端执器构简单、价低廉,件搬运,根据件形状、尺寸、量空吸附组合。

图-示磁吸附式末端执器,称磁吸附,线圈磁磁化材料件吸附。该执器具构简单,价低廉。磁吸附吸附线圈磁提供,搬运较磁化材料件。吸附形状根据吸附件形状设计,既吸附坦件吸附曲件。图-示磁吸附吸附曲件,吸附吸附装磁粉袋,线圈形磁粉袋贴件,线圈励磁,磁,磁粉袋端形固吸附件形状,达吸附形状件。

图-空吸附式末端执器

—橡胶吸盘—件

图-磁吸附式末端执器

—励磁线圈—磁粉袋—件

()灵巧

灵巧模仿制指节器末端执器。适形化,、夹持,足形状、材质操抓持求,控制、操系统技术。图-灵巧例。

图-灵巧

.轴系

..轴系求类

轴系轴、轴承及装轴传件组。轴系传递扭矩及传递精确转运。轴系轴轴系传轴轴系。传轴轴系般求,随化技术展,轴转速越越,完轴轴系旋转精、刚、抗振及热形求较。

()转精。转精指装配,负载、低速旋转件,轴端径轴圆跳量。转精取决轴系各组零件及支承件制造精装配调整精。轴转误差测量精影响。转速,转精取决转速、轴承及轴系衡状态。

()刚。轴系刚反映轴系组件抵抗静、载荷形。载荷弯矩、转矩,形量挠、扭转角,刚抗弯刚抗扭刚。设计轴系除强验算,必须刚验算。

()抗振。轴系振强迫振激振形式。振轴系组件质量匀引衡、轴单。振影响旋转精轴承寿。速运轴系必须提静刚、刚、增轴系阻尼措施提抗振。

()热形。轴系热轴伸轴系零件隙化,影响整传系统传精、转精及置精。另,温升润滑油黏降低,静压轴承滚轴承承载降。采取措施轴系件温升限制范围,措施热源轴组件离、减热源量、采冷散热装置。

根据轴轴颈轴套摩擦质,化系统轴系滚轴承轴系、流静压轴承轴系磁悬浮轴承轴系,-示。

-轴承及

..滚轴承

滚轴承指滚摩擦轴承。轴承圈圈滚球、滚柱滚介质。滚轴承按轴承、推轴承推轴承。

具形式图-示,轴承承径载荷,深沟球轴承;推轴承承轴载荷,推球轴承;推轴承承径轴载荷,圆锥滚轴承。滚轴承标准化、系列化,轴承厂批产。轴系设计,根据负荷、转速、精、刚及空即选需轴承。

图-滚轴承

)深沟球轴承)推球轴承)圆锥滚轴承

近二,陶瓷球轴承逐渐展兴,程。陶瓷球轴承构普滚轴承。陶瓷球轴承陶瓷轴承(套圈、滚均陶瓷)复合陶瓷轴承(仅滚陶瓷,套圈属),图-示。

陶瓷轴承具:陶瓷耐腐蚀,适宜腐蚀介质恶劣环境;陶瓷密钢,质量,减离产载荷,寿延;陶瓷硬,耐磨,减速旋转产沟损伤;陶瓷弹模量,弹,减载荷产形,提速,达较精。

图-陶瓷球轴承

)陶瓷轴承)复合陶瓷轴承

..流静压轴承

流静压轴承流静压导轨似。流静压轴承液静压轴承静压轴承。

()液静压轴承

图-广泛采液静压轴承轴套构。轴套圆,称矩形油腔油槽,油腔油槽圆弧称周封油,轴承端油腔圆弧称轴封油。轴装轴套,轴承封油轴适量隙。

液静压轴承系统图-示,液静压轴承系统包括;静压轴承、节流器、供油装置润滑油。油泵未,油腔油,轴压轴承。油泵,油泵输具压润滑油各节流器油腔,油腔称布,若计轴,轴轴承置,,轴轴承各隙(),各油腔压()。轴轴承润滑油完隔,轴承液摩擦状态。

图-液静压轴承轴套构

—轴封油—油腔—油槽—周封油

轴载荷,轴油腔产微移,油腔隙减,-,封油润滑油流阻增,油腔封油流流量减。根据流量连续律,供油系统流节流器油腔流量减,流节流器产压降减,油腔压,′。油腔隙,+,油腔封油流流量增。根据流量连续律,供油系统流节流器油腔流量增,流节流器产压降增,油腔压,′。设油腔效承载积,则油腔油腔压差形合×(′-′)即轴承承载,衡载荷。轴稳偏量置,选择合适轴承参节流器参,值,例微米产足够承载衡载荷。

()静压轴承

静压轴承液静压轴承。液静压轴承转速宜,否则润滑油热较严,轴承构产形,影响精,黏润滑油,静压轴承转速。且空具需收、污染环境。静压轴承超精密床、精密测量仪器、医疗器械合,例牙医牙钻,转速达×/。

图-液静压轴承

..磁悬浮轴承

磁悬浮轴承磁,支承件稳悬浮空,支承件支承件械触化轴承。图-示磁悬浮轴承图,磁悬浮轴承控制器、功率器、转、传器组,传器检测转偏差号,控制器调节号,采功率器控制线圈流,控制线圈产磁及转磁,保持确置。图-照片。

图-磁悬浮轴承

—控制器—功率器—转——传器

图-磁悬浮轴承

—(圈)—磁极—转(圈)

磁悬浮轴承具优:械触,磨损,论寿限;转速、精;功耗低,普轴承/~/;需润滑,污染环境,空殊环境。缺需较强。

.座架

化系统基座架支承连设备零件,零件保持规尺寸形差求。座架基尺寸较、构复杂、,精置精求较。般形,座采铸件,架型材装配焊。设计基座架考虑:

)刚。座架刚指抵抗载荷形。刚静刚刚,抵抗恒载荷形称静刚;抵抗态载荷形称刚。座架刚够,则件、夹紧、惯载荷,产形、振爬,影响产品精、精及。

座架静刚,指构刚触刚。化系统刚静刚、阻尼及固频率。化系统,影响态载荷,座架振源影响,整振,各件及互产弯曲扭转振,尤振源振频率座架固振频率近合,产共振,严影响化系统精。,该注化系统刚,系统刚越,抗振越。共振件刚ω式示

式——系统静刚(/);

ζ——系统阻尼;

——系统阻尼系(/(-));

ω——系统固频率(/)。

根据式,提架座抗振,采取措施:提系统静刚,即提系统固频率,避免产共振;增系统阻尼;降低架座静刚提,减质量提固频率;采取隔振措施。

)热形。化系统运转,热源散热量、零件运产摩擦热元器件热,传座架,引座架形,影响精。减座架热形,控制热源热,改善润滑,采热衡办,控制各温差,减形。

)。除,考虑械构及装配艺济。设计座架考虑程求,造型精、彩协调、观。

.构简图绘制

化系统械构设计步案设计,即首设计、析械案,设计阶段构运析,构具构、组式设计阶段影响构运。,构运构简图绘制。构简图指简单符号线运副构件,绘制示构简图形。构简图-示。

-构简图

图-图-构简图示业器运。

图-角坐标器,形式器互垂线伸缩运。形式器运均独,控制,占积较。

图-圆柱坐标器,形式器绕基座轴旋转运互垂线伸缩运。运范围圆柱,角坐标器,占积,范围广。

图-极坐标器,器运范围线运转运组。类似圆柱坐标器。

图-节器,该形式器旋转摆节组,构近似臂。节器灵、范围广,运观较差。

图-角坐标器

图-圆柱坐标器

图-极坐标器

图-节器

思考题

-化系统械装置哪组?

-化系统传构求?

-滚珠丝杠螺副?

-滚珠丝杠螺副尺寸参哪?

-滚珠丝杠副轴隙传影响?消除轴隙哪?

-齿轮传佳传配则哪?

-导构?导轨类及各?

-化系统执构基求?

-化系统执构包括哪类?各?

THE END
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