机电一体化作业(3)

作业3

1.按接触面摩擦性质，导轨副有哪些。

按接触面摩擦性质分：滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨、弹性摩擦导轨等。

2.导轨副应满足的基本要求是什么。

机电一体化系统对导轨的基本要求：

a)导向精度高

b)刚性好

c)运动轻便平稳

d)耐磨性好

e)温度变化影响小

f)结构工艺性好等。

对精度要求高的直线运动导轨，还要求：

g)导轨的承载面与导向面严格分开；

h)当运动件较重时．必须设有卸荷装置；

i)运动件的支承，必须符合三点定位原理。

3.导轨副截面形状有哪些，其各自特点。

三角形(分对称、不对称两类)

①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。

②压板面仍需有间隙调整装置。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90。

③如果导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的

作用方向尽可能垂直于导轨面。

④导轨水平与垂直方向误差相互影响，给制造、检验和修理带来困难。

燕尾形

①此类导轨磨损后不能自动补偿间隙，需设调整间隙装置。

②两燕尾面起压板面作用，用一根攘条就可调节水平与垂直方向的间隙。

③高度小，结构紧凑，可以承受颠精力矩。

④但刚度较差，摩擦力较大，制造、检验和维修都不方便。

⑤用于运动速度不高，受力不大，高度尺寸受到限制的场合。

矩形

①矩形导轨的特点是结构简单，制造、检验和修理方便，导轨面较宽，承载能力大，刚度高，故应用广泛。

②矩形导轨的导向精度没有三角形导轨高，磨损后不能自动补偿，须有调整间隙装置。

③水平和垂直方向上的位置各不相关，安装调整均较方便。

④在导轨的材料、裁荷、宽度相同情况下，矩形导轨的摩擦阻力和接触变形都比三角形导

轨小。

圆形导轨

①制造方便，可达到精密配合。

②但磨损后很难调整和补偿间隙。

③圆柱形导轨有两个自由度，适用于同时作直线运动相转动的地方。若要限制转动。可在

圆柱表面开键槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用双圆柱导轨。回转导轨用于承受轴向载荷的场合。

4.简述导轨副的调间隙法。

常用的调整方法有压板和镶条法两种方法。

对燕尾形导轨可采用镶条(垫片)方法同时调整垂直和水平两个方向的间隙。对矩形导轨可采

用修刮压板、修刮调整垫片的厚度或调整螺钉的方法进行间隙的调整。

5. 导轨副的材料如何选择。

导轨常用材料有铸铁、钢、非铁金属和塑料等。常使用铸铁—铸铁、铸铁—钢的导轨等。 铸铁：铸铁具有耐磨性和减振性好，热稳定性高，易于铸造和切削加工，成本低等特点。 钢：高耐磨性，淬硬钢导轨的耐磨性比不淬硬铸铁导轨高5一l0倍。

非铁金属：铝青铜较好。

塑料：镶装塑料导轨具有耐磨性好(但略低于铝青铜)，抗振性能好，工作温度适应范围广(-200—+260℃)，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，加工性和化学稳定件好，工艺简单，成本低等优点。

6. 提高导轨副的耐磨性有哪些措施。

(1)采用镶装导轨(2)提高导轨的精度与改善表面粗糙度(3)减小导轨单位面积上的压力(比压)

7. 简述滚动导轨副的类型及特点。

（1）滚动体不循环的滚动导轨副：滚动体不循环，因而行程不能太长；导轨结构简单，制

造容易，成本较低；但有时难以施加预紧力，刚度较低，抗振性能差；不能承受冲击载荷。

（2）滚动体循环的滚动导轨副：滚动体循环，因而行程无限制；导轨结构复杂，装卸调整

不方便；有标准化的滚动导轨块。

（3） 滚动轴承导轨 ：摩擦力矩小，运动平稳、灵活。承载能力大。调节方便。导轨面积

小，加工工艺性好，能长久地保持较高的精度。精度直接受到轴承精度的影响。

8. 简述旋转支撑的类型及特点。

按其相互摩擦的性质可分为:

滑动支撑：圆柱支撑、圆锥支撑、球面支撑、顶针支承。

滚动支撑：填入式滚珠支承、刀口支承。

弹性支撑：

气体(或液体)摩擦支承。

9. 图示圆柱支撑三种受力方式，给出摩擦阻力矩公式。

式中 P —径向载荷(N)； 式中: Q —轴向载荷(N)； 式中 a —轴端球面与止推面 d —轴颈直径(cm)； d1—轴肩直径(cm)： 的接触半径，其值按 f ’—诱导摩擦系数。 d2—轴颈直径(cm) 赫兹公式确定： 10. 轴系设计的基本要求是什么。 轴系设计的基本要求：①旋转精度、②刚度、③抗振性、④热变形、

⑤轴上零件的布置。

)

(2/'0Ncm Pd f T =)(31222132310Ncm d d d d fQ T --=)(1630Ncm fQa T π=)()11(81.8cm r E E Q a 推颈+⨯=

11.提高轴性能的措施是什么。

1．提高轴系的旋转精度：

主要措施有：（1）提高轴颈与架体(或箱体)支承的加工精度；

（2）用选配法提高轴承装配与预紧精度；

（3）轴系组件装配后对输出端轴的外径、端面及内孔通过互为基准进行精加工。

2. 提高轴系组件的抗振性：

主要措施有：（1）提高轴系组件的固有振动频率、刚度和阻尼

（2）消除或减少强迫振动振源的干扰作用。

（3）采用吸振、隔振和消振装置。

12.简述铸造机座保证刚度措施。

①合理选择截面形状和尺寸。②合理布置筋板和加强筋。③合理的开孔和加盖。

13.铸造机座的材料有哪些，比较优缺点。

铸铁优点：工艺性能好，易获得结构复杂的零件。内摩擦力大，阻尼作用大，动态刚性好，有良好的抗振性，价格便宜。

缺点：需做木模，制造周期长，单件生产成本高，铸造易出废品，有时会生产缩孔、气泡、沙眼，铸件的加工余量大，机加工费用大。

钢优点：造型简单，对改型和单件生产适应性较高，生产周期短，所需制造设备简单，成本低，固有振动频率高。

缺点：钢的抗振性能比铸铁差，在结构上，需采取防振措施。钳工工作量大，成批生产时，成本较高。

其他材料天然岩石及陶瓷的优点：性能稳定，精度保持性好，经过长期的自然时效，残余应力极小，内部组织稳定，抗振性好，阻尼系数比钢大15倍，而耐磨性比铸铁高5~10倍，膨胀系数小，热稳定性好。缺点：抗冲击性能差，脆性较大，油、水易渗入晶体中，使岩石产生变形。