丝杠螺母机构的基本传动形式知识分享
(完整版)丝杠螺母传动机构
丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。
它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。
有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。
丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。
滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％～40％)。
滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％～98％)，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛应用。
本节主要介绍滚珠丝杠螺母机构。
1．工作原理如图2—1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道间置有滚珠2，当丝杠或螺母转动时，滚珠2沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置3，如图2一la所示的反向器和图2—1b所示的挡珠器，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。
2．传动形式根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，其基本传动形式有如图2—2所示的四种类型。
(1)螺母固定、丝杠转动并移动如图2—2a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。
但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。
因此只适用于行程较小的场合。
(2)丝杠转动、螺母移动如图2-2b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。
其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。
适用于工作行程较大的场合。
(3)螺母转动、丝杠移动如图2_2c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。
(4)丝杠固定、螺母转动并移动如图2—2d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。
此外，还有差动传动方式，其传动原理如图2_3所示。
机电一体化考试资料(完整答案版)
1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。
2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。
（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。
（2）适应性设计：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械机构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
（3）变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系，这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
丝杠传动原理
丝杠传动原理丝杠传动是一种常见的机械传动方式，它通过螺纹副的转动来实现转动运动和直线运动的转换。
在工业生产中，丝杠传动被广泛应用于各种机械设备和工具中，如机床、升降机、搅拌设备等。
其原理简单而有效，具有较高的传动效率和精度，因此备受青睐。
丝杠传动的原理可以简单地概括为利用螺纹副的螺旋运动来实现转动运动和直线运动之间的转换。
在丝杠传动中，通常会使用螺纹杆和螺母两个部件，其中螺纹杆上刻有螺纹，而螺母内部也具有相应的螺纹结构。
当螺纹杆旋转时，螺母会沿着螺纹杆的轴向移动，从而实现直线运动。
反之，当螺母在轴向上移动时，螺纹杆会实现旋转运动。
这种通过螺纹副实现运动转换的原理，使得丝杠传动成为一种非常灵活和高效的传动方式。
丝杠传动具有许多优点，其中最突出的就是其高传动效率和较高的精度。
由于螺纹副的结构特点，丝杠传动能够有效地减小传动间隙，从而提高传动效率。
同时，螺纹副的螺距和导程也可以根据实际需要进行设计，以满足不同工况下的精度要求。
因此，丝杠传动在需要精准定位和传动的场合中具有明显的优势。
除此之外，丝杠传动还具有结构简单、使用方便、维护成本低等优点。
由于其传动原理简单明了，丝杠传动的结构也相对简单，因此制造成本较低，维护和保养也相对容易。
这使得丝杠传动成为了众多机械设备中不可或缺的一部分。
然而，丝杠传动也存在一些局限性，其中最主要的就是其传动速度较低。
由于螺纹副的结构特点，丝杠传动的传动速度受到一定限制，因此在一些高速传动场合中可能无法满足要求。
此外，螺纹副在长时间工作后还会出现磨损和松动现象，需要定期维护和更换，因此在一些高要求的工况下可能不太适用。
综上所述，丝杠传动作为一种常见的机械传动方式，其原理简单而有效，具有高传动效率和较高的精度，因此在各种机械设备和工具中得到了广泛应用。
然而，也需要注意到其传动速度较低和定期维护更换的局限性，以便在实际应用中做出合理的选择和设计。
《丝杆螺母传动》课件
精密加工技术
通过提高加工精度和表面光洁度， 可以减小摩擦和磨损，提高传动精 度和稳定性。
智能控制技术
结合传感器和控制系统，实现对丝 杆螺母传动的实时监测和调控，提 高系统的自适应能力和智能化水平 。
对未来发展的影响与展望
工业4.0的推动
随着工业4.0的推进，丝杆螺母传动作为基础传动件将发 挥更加重要的作用，其高效、智能的发展趋势将进一步凸 显。
绿色环保需求
随着环保意识的提高，对传动系统的能耗和排放提出了更 高的要求，低能耗、低噪音、低污染的丝杆螺母传动系统 将成为未来的发展方向。
市场需求的多样化
随着各种新技术的涌现和应用领域的拓展，丝杆螺母传动 的应用场景将更加广泛，对多样化、定制化产品的需求将 不断增加。
THANK YOU
通过合理的维护保养，可以有效地延长丝杆螺母 传动设备的使用寿命，降低更换和维修成本。
3
保障生产安全
丝杆螺母传动设备是生产过程中的重要组成部分 ，其稳定性和可靠性直接关系到生产安全，因此 维护保养工作至关重要。
维护保养的方法与步骤
定期检查
按照规定的时间间隔对丝杆螺母传动设备进行检 查，包括外观、润滑、螺栓等紧固件等。
润滑
根据需要定期对丝杆螺母传动设备进行润滑，保 证传动部件的正常运转。
AB物进入传动部件。
紧固
检查并紧固所有螺栓等紧固件，确保其牢固可靠 。
常见故障与排除方法
丝杆螺母磨损
定期检查丝杆螺母的磨 损情况，如磨损严重应
及时更换。
螺栓松动
定期检查螺栓等紧固件 是否松动，如有松动应
高刚度
由于丝杆和螺母之间的接触面积较大 ，因此具有较强的刚度，能够承受较 大的负载。
丝杠传动简述
普通丝杠：最大0.5m/sec
滚珠丝杠：最大1m/sec
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递任意两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
<2>半开式齿轮传动齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。
<3>闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，
齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。
链传动包括 ①主动链 ②从动链 ③环形链条。
链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。
齿轮传动的类型很多。
（1）根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：
<1>圆柱<3>；
<2>锥齿轮传动；
<3>交错轴斜齿轮传动。
（2）根据齿轮的工作条件，可分为：
<1>开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。
丝杠的应用是将旋转运动通过丝母转变为直线运动,由普通丝杠或滚珠丝杠传动，可获得很高的精度和平稳的运动。
适合定位长度：按要求最长3000㎜
滑块安装：T形条板,螺纹孔
单元安装：通过安装面上的T 型槽或螺纹孔安装
重复定位精度：
丝杠螺母原理
丝杠螺母原理丝杠螺母是一种常见的传动装置，广泛应用于机械设备中，其原理和结构对于机械设备的性能和运行效率起着至关重要的作用。
本文将从丝杠螺母的原理入手，对其工作原理和应用进行详细介绍。
丝杠螺母是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，其主要由螺杆和螺母两部分组成。
螺杆上螺纹的旋转运动，通过螺母上的螺纹，将旋转运动转化为螺母的直线运动。
这种装置能够有效地实现力的传递和运动的转换，因此在机械设备中得到了广泛的应用。
在丝杠螺母的工作过程中，螺杆上的旋转运动会带动螺母上的螺纹产生相对运动，从而实现螺母的直线运动。
螺杆和螺母之间的螺纹配合非常精密，可以有效地减小摩擦阻力，提高传动效率。
同时，螺杆和螺母的螺距和螺纹角度的设计也会影响到丝杠螺母的传动比和速度比，进而影响到机械设备的运行性能。
丝杠螺母的工作原理可以简单地理解为螺杆上的旋转运动转化为螺母的直线运动，但其实际的工作过程涉及到许多复杂的力学和动力学原理。
在实际应用中，为了提高传动效率和精度，通常会在螺杆和螺母上采用特殊的表面处理工艺，以减小摩擦阻力和磨损，提高传动精度和寿命。
丝杠螺母在机械设备中有着广泛的应用，例如数控机床、自动化设备、精密仪器等领域。
在这些设备中，丝杠螺母可以实现精密的运动控制和定位，提高设备的加工精度和稳定性。
同时，丝杠螺母还可以承受较大的轴向负载，广泛应用于需要进行大力传递和定位的场合。
总的来说，丝杠螺母作为一种重要的传动装置，在机械设备中发挥着重要的作用。
其工作原理简单清晰，但在实际应用中需要考虑到许多复杂的因素，包括螺杆和螺母的设计、材料、表面处理、润滑等方面。
只有充分理解其原理和特性，才能更好地应用于机械设备中，发挥其最大的作用。
通过本文的介绍，相信读者对丝杠螺母的原理和应用有了更深入的了解。
在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的丝杠螺母类型和规格，以确保机械设备的正常运行和性能表现。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
机电一体化知识点
一、机电一体化起源与定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。
机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。
典型的机电一体化产品(系统)有：数控机床、机器人、工程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD／CAM系统等。
P26间隙的影响三、机电一体化的目的（功能）使系统（产品）高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料化、省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活和生产的多样化需要和生产的省力化、自动化需要。
四、 机电一体化发展概况“萌芽阶段”“蓬勃发展阶段”“智能化阶段”1 智能化、2 模块化、3 网络化、4 微型化、5、绿色化、6、人格化五、机电一体化系统的构成1、执行元件（主功能）实现机电一体化系统主功能。
主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。
主功能包括三个目的功能：（1）变换（加工、处理）功能；（2）传递（移动、输送）功能；（3）储存（保存、存储、记录）功能2、机械本体（构造功能）机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。
3、动力源(动力功能)是机电一体化产品的能量供应部分，其作用是按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，使系统正常运行。
4、传感检测单元（计测功能）对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测。
要求：体积小、精度高、抗干扰5、控制与信息处理单元（控制功能）将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。
要求：高可靠性、处理速度快、智能化6、接口将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。
各要素或子系统之间能顺利进行物质、能量和信息的传递和交换。
丝杆传动原理
丝杆传动原理丝杆传动是一种常见的机械运动传动方式，在机械制造中应用广泛。
它以丝杆为主转动件，通过丝杆的旋转来带动螺母等副转动件产生直线运动，从而实现机械元件的运动传递。
丝杆传动原理基于稳定的滑动摩擦或滚动摩擦，并以转动转换为直线运动。
丝杆是一种带有螺纹的长杆，螺纹可以是三角形、圆弧形或矩形等不同形状。
螺纹的尺寸和形状决定了丝杆传动的效率和精度。
丝杆的直径和螺距是丝杆传动的两个重要参数。
螺母是丝杆传动中的副转动件，其内部有与丝杆相匹配的螺纹结构，当丝杆转动时，螺母沿着丝杆的轴线移动或旋转，从而实现直线或旋转运动。
丝杆传动的两种常见结构形式为螺母滑动结构和滚珠螺丝杆结构。
在螺母滑动结构中，螺母表面与丝杆表面之间通过润滑剂实现滑动摩擦。
在这种结构中，当丝杆转动时，螺母沿着轴线移动，其运动过程中滑动摩擦会产生一定的摩擦力和热量，这些可能成为该传动形式的缺点。
滚珠螺丝杆结构则采用滚动摩擦代替滑动摩擦，从而减少了丝杆传动中的摩擦损失，提高了传动效率和精度。
滚珠螺丝杆结构的螺旋槽不再直接与螺母接触，而是安装在螺母内部，滚珠在其槽中滚动，从而实现直线或旋转运动。
丝杆传动的优点在于结构简单，便于维护，成本较低，适用于各种环境和应用场合。
在某些应用场合，如机床加工、自动控制等领域中，丝杆传动还具有极高的精度和可靠性，并建立了丰富的标准和规范。
丝杆传动的缺点在于传动效率相对较低，其精度和承载能力受直径和螺距的限制，而且经常需要润滑和维护。
此外，在高速运动或大负载情况下，丝杆传动可能产生撞击或失效。
总的来说，丝杆传动是一种非常实用的机械传动方式，应用广泛，有较低成本、简单维护、高精度、可靠性高等优点。
但因结构影响传动效率，在设计中需要考虑应用环境和条件。
机电一体化技术讲稿(PPT42张)
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。
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。
原理：丝杆上有基本导程 ( 或螺距 ) 不同的 ( 如 l01 、
102) 两段螺纹，其旋向相同。当丝杆 2 转动时， 可动螺母 1 的移动距离为 s ＝ n(10l—l02) ，如果两 基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位 移s。 应用场合：多用于各种微动机构中。
2.1.3 滚珠丝杠传动部件
紧方式；
3.滚珠丝杠副的选择方法
实例：X-Y工作台的结构
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。 (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。
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，但不能精确定量地调整。
工作原理
(2)双螺母齿差预紧调整式
结构如图，二个螺母
丝杆传动原理
丝杆传动原理
丝杆传动是一种常见的机械传动方式，其原理是利用丝杆和螺母之间的螺纹配合，通过旋转丝杆实现线性运动的传动方式。
在丝杆传动中，丝杆是一种具有螺纹的轴，螺纹可分为螺旋线和螺纹带等几种类型。
而螺母则是与丝杆相配合的零件，通常是具有螺纹孔的金属构件。
当丝杆旋转时，螺母会随之沿着丝杆的轴向滑动，实现直线运动的传动效果。
丝杆传动具有以下特点：
1. 传动效率高：丝杆传动的摩擦系数小，因此能够实现较高的传动效率。
2. 传动精度高：丝杆传动通过螺纹的配合，能够实现精准的线性运动。
3. 转矩传递能力强：丝杆传动可以通过增加丝杆的直径来提高其转矩传递能力，适用于承受大力矩的场合。
4. 反向自锁：由于丝杆传动的螺母与丝杆之间具有滑动摩擦，因此在停止旋转时，螺母会受到自锁力的作用，保持在当前位置不会发生滑动。
丝杆传动广泛应用于各种机械装置中，如升降机、门窗开关、机床进给装置等。
它不仅在工业领域有着重要作用，而且也在
日常生活中发挥着重要的作用，给我们的生活带来了极大的便利性。
课题1--丝杠螺母传动概述ppt课件
例1：如图6-1-12所示，普通螺旋传动中，已知左旋 双线螺杆的螺距为8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺 母移动多少距离？方向如何？
解：普通螺旋传动螺母移动距离为： L=NPh=NPZ=2×8×2=32 mm
螺母移动方向按表6-1-5进行判定，螺母移动的方向 向右。
图 6-1-12 普通螺旋传动示例图
图6-1-15 滚动螺旋传动
滚珠螺旋传动具有滚动摩擦阻力小、摩擦损失小、 传动效率高、传动时运动平稳、动作灵敏等优点。但其 结构复杂，外形尺寸较大，制造技术要求高，因此成本 也较高。目前主要应用于精密传动的数控机床（滚珠丝 杠传动），以及自动控制装置、升降机构、精密测量仪 器、车辆转向机构等传动精度要求较高的场合。
四、技能训练——滚珠丝杠副的安装
滚珠丝杠副是滚珠螺旋传动，有较高的传动精度。为了保 证其传动精度，提高传动效率，滚珠丝杠副在安装过程中需按 如下步骤进行：
1．首先将工作台倒置放置，丝杠安装螺母座孔中套入长 400mm的精密试棒，测量其轴心线对工作台滑动导轨面在垂直面 内的平行度，要求为0.005mm/1000 mm，如图 6-1-16所示。
表 6-1-4 普通螺旋传动的应用形式
（2）普通螺旋传动直线移动方向的判定 判定方法见表6-1-5。 （3）普通螺旋传动直线移动距离的计算
L=NPh=NPZ 式中 L——螺杆（螺母）移动距离，mm；
N——回转周数，r； Ph——螺纹导程，mm； P——螺距，mm； Z——螺纹线数。
表 6-1-5 普通螺旋传动螺杆（螺母）移动方向的判定
2．按螺旋线方向分类及其应用
根据螺旋线的方向不同，螺纹分为左旋螺纹和右旋螺 纹，如图 6-1-2所示。
（1）右旋螺纹：顺时针旋入的螺纹，应用广泛。 （2）左旋螺纹：逆时针旋入的螺纹。
机电一体化技术考试题(有答案)
填空题1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。
2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。
3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。
4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。
5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。
6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。
8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。
9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。
10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。
12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。
13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。
14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。
15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。
16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。
17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。
机电一体化系统设计试题答案汇总(完整版)
机电一体化系统设计考试资料1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。
2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。
（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。
（2）适应性设计：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械机构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
（3）变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
机电一体化分析论述题
三、分析论述题1. 简述如图2所示死杠螺母传动机构的特点。
P24A ：结构简单，传动精度高。
螺母支撑丝杆可消除轴向蹿动，刚性较差。
B ：结构紧凑，丝杆刚性较高，要限制螺母移动，需导向装置。
C ：结构复杂，占用空间较大，传动时间需限制螺母移动和丝杆转动。
D ：结构简单，紧凑，丝杆刚性较高，但使用不方便，使用较少。
2. 试分析单圆弧轨道和双圆弧轨道的结构特点（设计、制造、使用与维护） P25单圆弧滚道：结构简单，传递精度由加工质量保证，轴向间隙小，无轴向间隙调整和预紧能力，加工困难，加工精度要求高，成本高，一般在轻载条件下工作。
双圆弧滚道：结构简单，存在轴向间隙，加工质量易于保证，在使用双螺母结构的条件下，具有轴向间隙调整和预紧能力，传递精度高。
3. 试分析图示消除滚珠丝杠轴向间隙调整与预紧的工作原理与结构特点。
P31 双螺母垫片调整预紧的工作原理：在丝杆固定不动的条件下，增加垫片的厚度，可使两螺母产生相对位移，以达到消除间隙、产生预紧拉力之目的。
结构特点：结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整不方便。
4. 试分析图示消除滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的工作原理与结构特点 P30双螺母螺纹预紧调整的工作原理：右边螺母的外端有凸缘，而左边螺母螺母的外端虽无凸缘，但制有螺纹，并通过两个圆螺母固定。
调整时旋转右侧调整圆螺母消除轴向间隙并产生一定的预紧力，然后用左侧锁紧螺母锁紧。
预紧后两个螺母中的滚珠相向受力，从而消除轴向间隙。
结构特点：结构简单、刚性好、预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定位地进行调整。
5. 简述燕尾形导轨组合的特点和间隙调整 P53 特点：制造、调试方便。
间隙调整：镶条（垫片）方法同时调整垂直和水平两个方向的间隙。
a) 螺母固定、丝杆转动并移动c) 螺母转动、丝杆移动d) 丝杆固定，螺母转动并移动b) 丝杆转动，螺母移动图1 丝杠螺母传动机构的基本传动形式6、简述双三角形组合导轨组合的特点和间隙调整 P52 特点：同时起支撑和导向作用。
滚珠丝杠的工作原理和机械结构解析(两篇)2024
引言：滚珠丝杠作为一种常见的传动装置，广泛应用于机械系统中。
本文将深入探讨滚珠丝杠的工作原理和机械结构，以增进读者对其的了解。
通过对滚珠丝杠的工作原理进行解析，有助于我们更好地理解其工作机制，并在实际应用中选择合适的滚珠丝杠。
概述：滚珠丝杠是一种具有高效、高精度和长寿命的传动装置，其特点在于利用滚珠滚动来传递力量和运动。
滚珠丝杠由丝杠和轴承组成，通过丝杠和滚珠的相互作用，将旋转运动转换为直线运动。
滚珠丝杠的机械结构由丝杠、螺帽、滚珠和导向装置组成，各部件的合理设计对其性能和使用寿命至关重要。
正文内容：1.滚珠丝杠的工作原理解析1.1丝杠作为传动机构的基础1.1.1丝杠的结构和工作原理1.1.2丝杠的传动特性和优势1.2滚珠滚动轴承的运动原理1.2.1滚珠滚动轴承的结构组成1.2.2滚珠滚动轴承的工作原理1.2.3滚珠滚动轴承的摩擦和损耗1.3滚珠丝杠的工作过程1.3.1动力传递的实现1.3.2运动的平稳性和精度1.3.3装配和使用注意事项2.滚珠丝杠的机械结构解析2.1丝杠的材料与加工工艺2.1.1丝杠的材料选择和特性2.1.2丝杠的加工工艺和检测方法2.2螺帽的设计与制造2.2.1螺帽的结构和功能2.2.2螺帽的制造工艺和材料选择2.3滚珠的选型和布置2.3.1滚珠的材料和尺寸选择2.3.2滚珠的布置和装配要求2.4导向装置的设计和调整2.4.1导向装置的结构和作用2.4.2导向装置的调整方法和注意事项2.5丝杠预紧力的控制2.5.1丝杠预紧力的重要性2.5.2丝杠预紧力的控制方法和调整步骤总结：滚珠丝杠作为一种重要的传动装置，其工作原理和机械结构的解析对于我们更好地了解其工作机制具有重要意义。
通过本文的介绍，我们了解到滚珠丝杠的工作原理是基于滚珠滚动实现动力传递和旋转转换为直线运动；滚珠丝杠的机械结构则由丝杠、螺帽、滚珠和导向装置等要素组成，各部件的合理设计对其性能和使用寿命至关重要。
在实际应用中，我们应根据具体情况选择合适的滚珠丝杠，并注意其设计和使用的要点，以确保其性能和可靠性。
4第四章直线运动机构
直线运动机构
一、丝杠螺母机构 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变 换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递力为 主的（千斤顶），有以传递运动为主的（进给丝杠），还有 调整零件之间相对位置的（螺旋测微器）。
传力螺旋 （传递动力 ）
分 类
传导螺旋 （传递运动 ） 调整螺旋 （调整位置 ）
带螺纹槽的丝杠 带螺纹槽的螺母
滚珠
反向器
（2）特点
优点：
1）传动效率高（>0.9)
2）轴向刚度高 3）运动平稳，传动精度高 4）磨损小，寿命长
缺点：
不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造 工艺要求高，成本较高。
应用:汽车转向机构、数控机床等要求高效率、高
精度的机械传动中。
丝杠
螺母
滚珠
反向器
这种结构是在螺母体上轴 向相隔2．5圈或3．5圈螺纹 处钻两个孔与螺旋槽相切， 作为滚珠的进口与出口。再 用弧形铜管插入进口和出口 内，形成滚珠返回通道，由 弯管的端部来引导滚珠；这 种弯管由两半合成，采用冲 压件，工艺性好。外循环方 式制造工艺简单、应用广泛， 但螺母径向尺寸较大，因用 弯管端部作挡珠器，故刚性 差、易磨损，噪音较大。
特点：
结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中 调整方便，但不能精确定量调整
（2）双螺母齿差预紧调整法
套筒 内齿轮
丝杠
外齿轮
两端丝杠螺母3上分别有齿数为Z1、Z2的圆柱齿轮，并分别与 相应的内齿圈2相啮合，一般Z1与Z2相差一个齿,s=P*|Z1Z2|/Z1*Z2,其中P为丝杠导程，可实现定量精密微调，工作可靠， 使用中调整方便，但结构复杂，加工和装配工艺性能较差。
（2）基本导程Ph 定义： 丝杠相对螺母旋转2π弧度 时，螺母上基准点的轴向位移; 导程小→精度高→承载能力小
滚珠丝杠基础知识培训
滚珠丝杠基础知识培训滚珠丝杠是一种常用的机械传动元件，广泛应用于各个行业中。
它具有传动效率高、精度高、速度快等优点，在工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍滚珠丝杠的基础知识，帮助读者深入了解滚珠丝杠的原理和应用。
一、滚珠丝杠的基本构造滚珠丝杠由外套、螺纹套、球徽、滚珠等部件组成。
外套是滚珠丝杠的外部管状零件，通常由金属材料制成。
螺纹套是滚珠丝杠的内部管状零件，与外套配合使用。
球徽是滚珠丝杠的一种重要零件，它可以减少螺母和螺杆之间的摩擦阻力，提高滚珠丝杠的传动效率。
滚珠则是滚珠丝杠的核心部件，通过滚珠的滚动来实现螺母的前后移动。
二、滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠通过螺纹套和滚珠的配合，实现了转动运动转化为线性运动的功能。
当螺杆转动时，滚珠也会随之旋转，通过与螺纹套的配合来实现前后移动。
滚珠丝杠可以根据不同的设计要求，实现不同的传动方式，如外滚珠丝杠、内滚珠丝杠等。
三、滚珠丝杠的优点与应用领域1. 传动效率高：滚珠丝杠由于采用滚动摩擦而不是滑动摩擦，使得传动效率大大提高，通常可达到90%以上。
2. 精度高：滚珠丝杠由于运动平稳，滑动摩擦小，具有较高的传动精度，适用于对位精度要求高的场合。
3. 速度快：由于滚动摩擦小的特点，滚珠丝杠的速度可以达到较高的数千转/分钟。
4. 应用广泛：滚珠丝杠可以广泛应用于机床、自动化设备、精密仪器、纺织机械、机器人等领域。
四、滚珠丝杠的选择与维护1. 选择适当的规格：根据使用环境和传动要求，选择合适的滚珠丝杠规格，包括螺距、直径、承载能力等参数。
2. 定期维护：滚珠丝杠需要定期检查润滑油的状态和添加量，保持良好的润滑效果，防止磨损和故障。
3. 防止过载：滚珠丝杠在使用过程中要避免超过其承载能力的负载，以免造成滚珠丝杠的损坏。
五、滚珠丝杠的市场前景与发展趋势随着工业自动化和智能化的发展，对于传动装置的需求越来越高。
滚珠丝杠作为一种高效、精度高的传动元件，将在各个行业中得到广泛的应用。