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05机电一体化技术(讲稿)


复习
挠性传动部件的特点—1.同步带:传动比准确、效率高、 噪音低、平稳、吸震、方便。2.钢带:3.绳轮: 挠性传动部件的结构 挠性传动部件的工作原理;

间歇传动部件的特点—棘轮、槽论、蜗形凸轮。 间歇传动部件的结构; 间歇传动部件的工作原理; 导向支承部件的设计与选择 ? 导轨副的组成、种类及其应满足的要求—爬行现象。
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br />导轨副的设计内容

本次课的任务
滑动导轨副的结构及其类型选择
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导轨副的截面形状及其特点 导轨副的组合形式 导轨副间隙的调整 导轨副材料的选择 提高导轨副耐磨性的措施

静压导轨副工作原理 滚动导轨副的类型与选择 ? 直线运动滚动导轨副的特点及要求
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滚动导轨副的分类

2.2.2滑动导轨副的结构及其类型选择
1.导轨副的截面形状及其特点

1.导轨副的截面形状及其特点
(1)三角形导轨 :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)矩形导轨 :磨损后不能自动补偿,水平和垂直
方向上的位置各不相关,即一方向上的调整不会影响到 另一方向的位移,因此安装调整均较方便。

(3)燕尾形导轨 :磨损后不能自动补偿间隙,高度
小,结构紧凑,可以承受颠覆力矩。但刚度较差,摩擦 力较大,制造、检验和维修都不方便。

(4)圆形导轨 :磨损后很难调整和补偿间隙。不能
承受大的扭矩 。

2.导轨副的组合形式
(1)双三角形导轨

特点:导向性和精度保持性高,接触刚度好。但工艺性差。 用于精度要求较高的机床设备

(2)矩形和矩形组合

承载能力大导向精度低

高的平行度,加工 测量方便

导向精度高

制造调整简单

(3)三角形和矩形组合

导向性好,制造方便,刚性好,但是磨损不均匀

(4)三角形和平面导轨组合

摩擦阻力不一致,容易产生力矩,造成三角形导 轨对角接触,影响运动的导向精度,不能克服颠 覆力矩。

(5)燕尾形导轨及其组合

A、整体式燕尾导轨: B、装配式燕尾导轨:制造调试方便

C、燕尾与矩形组合式导轨:调整方便、承受力矩大。

3.导轨副间隙的调整
常用的调整方法有压板和镶条法两种方法。 压板调整的方法:

平镶条与斜镶条调整导轨侧面间隙的结构。

平镶条调整导轨侧面 间隙,受力不均匀

斜镶条调整导轨侧面间 隙,刚性好,加工困难

4.导轨副材料的选择
导轨常用材料有铸铁、钢、有色金属和塑料等。常使用 铸铁—铸铁、铸铁—钢的导轨。 (1)铸铁 :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 。
?

常用的铸铁有:灰铸铁、耐磨铸铁。
?常用的耐磨铸铁有:高磷铸铁 、低合金铸铁 、稀土铸铁 、孕育铸铁 。

(2)钢 :常用的钢有45号、40Cr、T8A、T10A、GCrl5、 GCrl5SiMn等 。 (3)有色金属 :常用的有色金属有黄铜HPb59—1,锡青铜
ZQSn6—6—3,铝青铜ZQAl9—2和锌合金ZZn—A110—5,超硬铝 Lc4、铸铝Z16等,其中以铝青铜较好。

(4)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,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 工性和化学稳定性好,工艺简单,成本低等优点。

(5)导轨材料的搭配
为了提高导轨的耐磨性,动导轨和支承导轨应 具有不同的硬度。

5.提高导轨副耐磨性的措施
(1)采用镶装导轨 :镶钢导轨如图 ;塑料、喷涂、有色金 属。 (2)提高导轨的精度与改善表面粗糙度 :减少摩擦和磨损。 (3)减小导轨单位面积上的压力(即比压) :减少重量、增 大接触面积、采用卸荷装置。

三、静压导轨副工作原理

静压卸荷导轨工作原理

四、滚动导轨副的类型与选择
1.直线运动滚动导轨副的特点及要求 :
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特点:

①摩擦系数小,运动灵活。 ?②动、静摩擦系数基本相同,因而启动阻力小,不易产生爬行。 ?③可以预紧,刚度高。 ?④寿命长。 ?⑤精度高。 ?⑥润滑方便, ?⑦由专业厂生产,可以外购选用。
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缺点是:导轨面与滚动体是点接触或线接触,抗振性差,接触

应力大;对导轨的表面硬度、表面形状、精度和滚动体的尺寸精 度要求高,若滚动体的直径不一致,导轨表面有高低,会使运动 部件倾斜,产生振动,影响运动精度;结构复杂,制造困难,成 本较高;对脏物比较敏感,必须有良好的防护装置。

对滚动导轨副的基本要求是:
(1)导向精度。导向精度是导轨副最基本的性能指标。
移动件在沿导轨运动时,不论有无载荷,都应保证移动轨 迹的直线性及其位置的精确性。这是保证机床运行工作质 量的关键。

(2)耐磨性。导轨副应在预定的使用期内,保持其导向
精度。精密滚动导轨副的主要失效形式是磨损。因此耐磨 性是衡量滚动导轨副性能的主要指标之一。

(3)刚度。为了保证足够的刚度,应选用最合适的导轨
类型,尺寸及其组合。选用可调间隙和预紧的导轨副可以 提高刚度。

(4)工艺性。导轨副要便于装配、调整、测量、防尘、 润滑和维修保养。

2.滚动导轨副的分类
直线运动滚动导轨副的滚动体有循环的和不循 环的两种类型。根据直线运动导轨,这两种类 型又将导轨副分成多种型式,如表所示。

(1)滚动体不循环的滚动导轨副

摩擦阻力小承载能力差,刚度低

(2)滚动体循环的滚动导轨副 行程无限的标准滚动导轨副

结构组成

工作过程动态演示

(3)滚动轴承导轨
滚动轴承导轨与滚珠、 滚柱导轨的主要区别 是:它不仅起着滚动 体的作用,而且还代 替了导轨。 主要特点是: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。 但其精度直接受到轴 承精度的影响。

复习
滑动导轨副的结构及其类型选择
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导轨副的截面形状及其特点 导轨副的组合形式 导轨副间隙的调整 导轨副材料的选择 提高导轨副耐磨性的措施

静压导轨副工作原理 滚动导轨副的类型与选择 ? 直线运动滚动导轨副的特点及要求
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滚动导轨副的分类

课后习题
1.如图2所示的闭式液体静压导轨中,当工作台受集中力P的作用而下降时,下列 说法正确的是( )。 ? A.油腔P1、P2、P3、P4压力增大。 B.油腔P3、P4压力增大。 ? C.油腔P1、P2、P3、P4压力减小。 D.油腔P3、P4压力减小。 2.机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、 刚性好、运动轻便平稳、耐磨性能好、温度变化影响 小以及结构工艺性能好等。导向精度主要取决于导轨 的结构类型、导轨的几何精度和接触精度、导轨的配 合间隙、油膜的厚度和油膜的刚度、导轨基础件的刚 度和热变形等。检验直线导轨的几何精度主要是检测 导轨在 的直线度、导轨在水平平面的直线 度和两个导轨的 。 3. 对滚动导轨副的基本要求有四个,分别是什么?简 要说明 4.滑动导轨副的间隙调整常用的方法有两种,分别是 什么?举例说明


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