机电一体化技术讲稿(1)

的回路短、流畅
性好、效率高、
螺母的径向尺寸 •工作原理：在螺母2的侧面孔内装有接
也较小。
通相邻滚道的反向器4，利用反向器引 导滚珠3越过丝杆1的螺纹顶部进入相邻
•缺点：反向器加 滚道，形成一个循环回路。一般在同一
工 困 难 、 装 配 调 螺母上装有2～4个滚珠用反向器，并沿
整也不方便。 螺母圆周均匀分布。
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③端盖式
•构造：在螺母1上钻出纵向 孔作为滚子回程滚道，螺母 两端装有两块扇形盖板或套 筒2，滚珠的回程道口就在盖 板上。滚道半径为滚珠直径 的1.4～1.6倍。
•特点：结构简单、工艺性好， 但滚道吻接和弯曲处圆角不 易做准确而影响其性能，故 应用较少。常以单螺母形式 用作升降传动机构。
• (1)螺纹滚道型面(法向)的形状及主要尺寸
• 滚道型面与滚珠接触点之法线与丝杠轴向之垂线 间的夹角被称为接触角，一般为45° 。
• 单圆弧型：图(a)有： R／rb有1.04和1.1l两种。 • 双圆弧型： 图(b)
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(2)滚珠的循环方式
•有内循环和外循 环二种
•内循环 ：如图
•优点：滚珠循环
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2.1.3 滚珠丝杠传动部件
• 1．组成及特点
• 组成：由丝杆3、螺母 2、滚珠4和反向器(滚 珠循环反向装置)1等四 部分组成。
• 优点 ：轴向刚度高、 运动平稳、传动精度 高；不易磨损，使用 寿命长等优点。
• 缺点：不能自锁，具 有传动的可逆性。 可编辑ppt 结构
运行轨迹 9
2．滚珠丝杠副的典型结构类型：
•优点：在高频浮动中达到回珠圆弧槽进出口的自动对接，通道流畅、
摩擦特性较好，更适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系统。
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外循环
• 从结构上看，外循环有三 种形式：
• ①螺旋槽式 ：在螺母2的 外圆表面上铣出螺纹凹槽，
槽的两端钻出二个与螺纹
滚道相切的通孔，螺纹滚 道内装入二个挡珠器4引导 滚珠3通过这二个孔，应用 套筒1盖住凹槽，构成滚珠
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3．滚珠丝杠副的主要尺寸参数
• 公称直径d0 ： • 基本导程l0(或螺距t) ： • 行程l：
• 还有丝杆螺纹大径d、丝杆螺纹小径d1、滚珠直径db、螺 母螺纹大径D、螺母螺纹小径D1、丝杆螺纹全长ls等。
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基本导程的大小的确定
•根据机电一体化系统的精度要求确定：
的循环回路。
• 结构的特点：工艺简单、
径向尺寸小、易于制造。
但是挡珠器刚性差、易磨
损。
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②插管式
•用一弯管1代替螺纹凹槽，弯管的两端插入与螺纹滚道5相 切的两个内孔，用弯管的端部引导滚珠4进入弯管，构成滚 珠的循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。
•结构简单、容易制造。但是径向尺寸较大，弯管端部用作 挡珠器比较容易磨损。
复习
• 1、提出了机电一体化系统的概念。 • 2、分析了它的五大构成要素和五大功能。 • 3、各要素之间通过接口进行联结，不同的分类有
不同的接口。 • 4、讲述了机电一体化系统的设计流程。 • 5、机电一体化系统的评价。 • 6、考虑的方法（3种）和设计的类型（3种) • 7、机电一体化工程与系统工程的异同 • 8、设计的程序、准则、规律 • 9、机电一体化设计与现代设计方法（6种）
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浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副
•结构特点:反向器1上的安装孔有0.01～0.015mm的配合间隙，反向器
弧面上加工有圆弧槽，槽内安装拱形片簧4，外有弹簧套2，籍助拱形片 簧的弹力，始终给反向器一个径向推力，使位于回珠圆弧槽内的滚珠与 丝杆3表面保持一定的压力，从而使槽内滚珠代替了定位键而对反向器 起到自定位作用。
• (2)缩短传动链，提高传动与支承刚度，
• (3)选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减 少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽 可能提高加速能力。
• (4)缩小反向死区误差。
• (5)改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少 振动、降低噪声。
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2.1 传动部件的选择与设计
• 2.1.1 机械传动部件及其功能要求 •①精密化——
–精度要求高时应选取较小的基本导程。滚珠的 工作圈(或列)数和工作滚珠的数量N由试验可 知：第一、第二和第三圈(或列)分别承受轴向 载荷的50%、30%和20%左右。因此，工作圈 (或列)数一般取2.5～3.5。
–滚珠总数N一般不超过150个。
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5．滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧
•常用的几种调整预紧方法
•②高速化——
•③小型化、轻量化——
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常见的机械传动机构
• 螺旋传动 • 齿轮传动 • 同步带传动 • 高速带传动 • 非线性传动 • ……
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2.1.2 丝杆螺母机构基本传动形式
丝杠
螺母
转 动
移 动
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（5）其它传动方式（例差动传动方式）
• 原1动导02程理螺)两的：母段大丝1螺的小杆纹移相上，动差有其距较基旋离少本向为，导相s则＝程同可n(或(。获10螺当得l—距丝较l02)杆小)不，的2同如转位的果动移(两时如s。基，l01、本可 • 应用场合：多用于各种微动机构中。
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本节重点
• 1.丝杠螺母传动机构的基本传动形式；丝杠 螺母副的的组成及特点；
• 2.滚珠丝杠副的典型结构；循环方式；预紧 方式；
• 3.滚珠丝杠副的选择方法
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实例：X-Y工作台的结构
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第二章 机械系统的部件选择与设计
• 概述
• 采取措施
• (1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。
–(1)双螺母螺纹预紧调整式 –(2)双螺母齿差预紧调整式 –(3)双螺母垫片调整预紧式 –(4)弹簧式自动调整预紧式 –(5)单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过盈 预紧式
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(1)双螺母螺纹预紧调整
• 如图所示，螺母3的外端有凸缘，而螺母4的外端虽无凸缘， 但制有螺纹，并通过二个圆螺母固定。调整时旋转圆螺母 2消除轴向间隙并产生一定的预紧力，然后用锁紧螺母1锁 紧。预紧后两个螺母中的滚珠相向受力(如图b)，从而消 除轴向间隙。其特点是结构简单、刚性好、预紧可靠，使 用中调整方便，但不能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ确定量地调整。