《机械系统》PPT课件.ppt
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1、第二章机械系统机械系统 概述概述 传动机构传动机构 导向机构导向机构 执行机构执行机构 等效转动惯量与等效力矩等效转动惯量与等效力矩对机械系统的基本要求:对机械系统的基本要求:高精度高精度快速响应快速响应良好的稳定性良好的稳定性较大刚度较大刚度良好的可靠性良好的可靠性重量轻重量轻寿命长寿命长体积小体积小机械系统的组成机械系统的组成n传动机构:机构:传递转矩和转速n导向机构:向机构:支承和限制n执行机构:行机构:用来完成操作任务对传动机构的性能要求对传动机构的性能要求n1、转动惯量及质量都要小。n2、刚度大n3、阻尼合适n4、摩擦小n5、抗振性好、稳定性高n6、间隙小传动机构的种类传动机构的种类
2、传动机构种类:齿轮传动副、滚珠丝杠副传动系统、同步齿形带、谐波齿轮减速器、软轴传动、联轴器、滚珠花键等机构。学习要点:各类传动工作原理、特点(优点及缺点)、典型结构、设计选用方法。图a偏心套式间隙消除机构1偏心套2电动机3减速箱45减速齿轮n图b圆柱齿轮轴向垫片间隙消除机构1、2齿轮3垫片n图c锥齿轮轴向压簧调隙机构n1、4锥齿轮2、3键5压簧6螺母7轴 图图2-16 滚珠丝杠副滚珠丝杠副1螺母螺母 2滚珠滚珠 3回程引导装置回程引导装置 4丝杠丝杠工作过程动态演示滚动丝杠副滚动丝杠副按螺纹滚道的截面形状分单圆弧型和双圆弧型按滚珠的循环方式分内循环和外循环按消除轴向间隙的调整方法分双螺母螺纹预
3、紧调隙式、双螺母齿差预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式结构类型结构类型外循环式滚珠丝杠(插管式)外循环式滚珠丝杠(插管式)内循环式滚珠丝杠内循环式滚珠丝杠端盖循环方式的滚珠丝杠端盖循环方式的滚珠丝杠不同螺纹滚道的截面形状浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副1.反向器2.弹簧套3.插管式外循环滚珠丝杠副1.销钉2.压板3.端盖式外循环滚珠丝杠副1.螺母2.套筒(有滚珠的回程道口)双螺母螺纹预紧调隙式双螺母齿差预紧调隙式双螺母垫片预紧调隙式弹簧式自动调整预紧式滚动丝杠副滚动丝杠副 特点传动效率高。传动效率高。90%-95%运动具有可逆性。正逆运动具有可逆性。正逆 效率基本一样效率基本
4、一样系统刚度好。系统刚度好。因能预紧因能预紧 故无爬行故无爬行传动精度高。传动精度高。制造精度高制造精度高工艺复杂。工艺复杂。成本高成本高不能自锁。不能自锁。因重力而下滑因重力而下滑使用寿命长。使用寿命长。比滑动高比滑动高5-6倍倍双推自由式(P17)单端拉伸,轴向刚度低,适合中小载荷,低速,短行程场合。双推简支式单端拉伸,轴向刚度不高,适合中速精度较高场合双推双推式两端预拉紧,轴向刚度高,适合高速、高刚度、高精度。n超越离合器n1外圈2星轮3滚柱4活销5弹簧n特点:单方向传递运动电磁摩擦制动装置示意图特点:便于实现自动控制(图示滚珠丝杠用于垂直轴时的自锁方式。)滚珠丝杠副的主要尺寸参数同步带
5、传动同步带传动特点能方便地实现较远中心距的传动;能方便地实现较远中心距的传动;工作平稳,能吸收振动;工作平稳,能吸收振动;不需要润滑,耐油、水、耐高温,耐腐不需要润滑,耐油、水、耐高温,耐腐蚀,维护保养方便;蚀,维护保养方便;强度高,厚度小,重量轻;强度高,厚度小,重量轻;中心距要求严格,安装精度要求高;中心距要求严格,安装精度要求高;制造工艺复杂,成本高。制造工艺复杂,成本高。同步带传动梯形齿同步带结构1-带背2-承载绳3-包布层4-带齿同步带主要参数谐波齿轮传动谐波齿轮传动谐波齿轮传动优点优点传动比大。传动比大。单级单级50-5000,最高可达最高可达30000以上以上承载能力大。承载能力
6、大。同时啮合齿数有同时啮合齿数有30%-40%传动精度高。传动精度高。啮合齿数多,误差均化啮合齿数多,误差均化可以向密封空间传递运动或动力。可以向密封空间传递运动或动力。传动平稳传动平稳。无冲击振动无冲击振动传动效率高传动效率高。单级在单级在69%-96%结构简单、体积小、重量轻。结构简单、体积小、重量轻。谐波齿轮传动谐波齿轮传动n用于机器人、雷达、射电望远镜、电子仪器、仪表等的大传动比传动机构中缺点缺点柔轮和波发生器制造复杂。传动比下限值较高。不能做成交叉轴和相交轴的结构。软轴传动滚珠花键机构2、机械系统 导向机构导向机构n导轨的组成和分类导轨的组成和分类n导轨按其接触面的摩擦性质可分为滑动
7、导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。n按结构特点可分为开式导轨和闭式导轨。n根据导轨之间的摩擦情况,常用导轨有滑动导轨和滚动导轨。对导轨的基本要求对导轨的基本要求(1)导向精度)导向精度(2)刚度)刚度(3)耐磨性)耐磨性(4)运动的灵活性和)运动的灵活性和低速运动的平稳性低速运动的平稳性直线运动导轨的几何精度塑料导轨塑料导轨n塑料导轨软带(贴塑导轨)n金属塑料复合导轨板n塑料涂层软带粘贴形式金属塑料复合导轨滚动导轨滚动导轨 摩擦系数小(摩擦系数小(0.003-0.005),运动灵活),运动灵活动、静摩擦系数基本相同,启动阻力小,动、静摩擦系数基本相同,启动阻力小,不易产生爬行现象不易产生爬行
8、现象可以预紧,刚度高可以预紧,刚度高寿命长寿命长精度高精度高润滑方便润滑方便 一次装填润滑脂,长期使用。一次装填润滑脂,长期使用。工作过程动态演示优点滚动导轨结构形式滚动体循环式导轨副滚动导轨副导轨用滚动轴承2、机械系统 执行机构执行机构n执行机构的分类执行机构的分类n热变形式热变形式n磁致伸缩式磁致伸缩式n工业机器人末端执行器工业机器人末端执行器图图2-42 热变形式微动机构原理热变形式微动机构原理2、机械系统 执行机构执行机构热变形式热变形式传动杆受热伸长,伸长量L(mm)为:nnL=L(t1-t0)=Ltnn式中:传动杆1材料的线性膨涨系数(um/.m);nL传动杆长度(m);nt1加热
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