機(jī)械技術(shù)的資料第1頁/共313頁第2頁/共313頁一、模糊全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制軟件在模糊洗衣機(jī)中，渾濁度、布質(zhì)、布量等都是通過對(duì)現(xiàn)行狀態(tài)的檢測(cè)，再通過模糊推理得出的。另外，水位、洗滌時(shí)間、水流漂洗方式和脫水時(shí)間也是通過模糊推理得出的，如圖所示。第3頁/共313頁第4頁/共313頁二、洗衣物理量的檢測(cè)1、渾濁度的檢測(cè)渾濁度的檢測(cè)：采用紅外光電傳感器來檢測(cè)，利用紅外線在水中的透光和渾濁度關(guān)系，通過模糊推理得出檢測(cè)結(jié)果，而這個(gè)

結(jié)果就可以用于控制推理。渾濁度檢測(cè)的結(jié)構(gòu)與安裝如圖所示。第5頁/共313頁紅外發(fā)射管和紅外接收管分別安裝在排水管的兩側(cè)，在紅外發(fā)射管中以恒定電流使紅外線以一定的強(qiáng)度發(fā)射，紅外接收管中接收到的紅外線強(qiáng)度反映了水的渾濁程度。第6頁/共313頁2、布量和布質(zhì)的檢測(cè)布量和布質(zhì)的檢測(cè)是在洗滌之前進(jìn)行的，在水位一定的時(shí)候，布量和布質(zhì)的不同就會(huì)產(chǎn)生不同的布阻抗。通過給定的水位，使主電動(dòng)機(jī)進(jìn)行間斷旋轉(zhuǎn)，則不同布阻抗就會(huì)使主電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的性能不同，利用主電動(dòng)機(jī)在不同布阻抗時(shí)的制動(dòng)特性，就可推斷出布質(zhì)和布量。如圖所示。第7頁/共313頁3、水溫檢測(cè)防止水溫太高損壞衣服。第8頁/共313頁

第六章

機(jī)械技術(shù)

Mechanicaltechnology第9頁/共313頁本章重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)中傳動(dòng)部件和支承部件的總體布局、機(jī)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；難點(diǎn)：傳動(dòng)部件和支承部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。第10頁/共313頁

機(jī)電一體化技術(shù)

第

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章

第一節(jié)

概述

第11頁/共313頁

機(jī)電一體化（mechatronics）系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的。

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與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比，除要求具有較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，就是說響應(yīng)要快、穩(wěn)定性要好。第12頁/共313頁—般由減速裝置、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動(dòng)部件以及連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等非線性傳動(dòng)部件、導(dǎo)向支承部件、旋轉(zhuǎn)支承部件、軸系及架體等機(jī)構(gòu)組成。

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機(jī)械系統(tǒng)：（mechanicsystem)第13頁/共313頁(1)高精度(highaccuracy):

精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機(jī)電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機(jī)械產(chǎn)品都有很大的提高，因此機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。

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為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，通常對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)提出以下要求：第14頁/共313頁(2)快速響應(yīng)(highresponse)

即要求機(jī)械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時(shí)間間隔短，這樣控制系統(tǒng)才能及時(shí)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，下達(dá)指令，使其準(zhǔn)確地完成任務(wù)。

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第15頁/共313頁

(3)良好的穩(wěn)定性(stability)

要求機(jī)械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強(qiáng)。

要求機(jī)械系統(tǒng)具有較大的剛度，良好的耐磨、減摩性和可靠性，消震和低噪音，重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)。

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第16頁/共313頁

本章將機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)分成機(jī)械傳動(dòng)和支承部件兩大部分，分別介紹較典型的傳動(dòng)部件、旋轉(zhuǎn)和導(dǎo)向支承部件等的總體布局、機(jī)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化等基本問題。

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第17頁/共313頁

第二節(jié)

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機(jī)械傳動(dòng)(mechanicaltransmission)第18頁/共313頁一、同步帶傳動(dòng)(synchronousbelttransmission)

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第19頁/共313頁（一）分類：1．按用途分2.按規(guī)格制度分

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第20頁/共313頁(1)一般工業(yè)用同步帶傳動(dòng)：圖6-1同步帶傳動(dòng)

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即梯形齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于中、小功率的同步帶傳動(dòng)，如各種儀器、計(jì)算機(jī)、輕工機(jī)械中均采用這種同步帶傳動(dòng)。第21頁/共313頁(2)高轉(zhuǎn)矩(high-torque)

同步帶傳動(dòng)：

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又稱HTD帶(HighTorqueDrive)或STPD帶傳動(dòng)(SuperTorquePositiveDrive)。圖6-2同步帶截面形狀Pb—節(jié)距ht—齒厚hs—帶厚第22頁/共313頁

由于其齒形呈圓弧狀。在我國(guó)通稱為圓弧齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于重型機(jī)械的傳動(dòng)中，如運(yùn)輸機(jī)械(飛機(jī)、汽車)、石油機(jī)械和機(jī)床、發(fā)電機(jī)等的傳動(dòng)。

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(2)高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動(dòng)：圖6-2同步帶截面形狀Pb—節(jié)距ht—齒厚hs—帶厚第23頁/共313頁(3)特種規(guī)格的同步帶傳動(dòng):(4)特殊用途的同步帶傳動(dòng):

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這是根據(jù)某種機(jī)器特殊需要而采用的特種規(guī)格同步帶傳動(dòng)，如工業(yè)縫紉機(jī)用的、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用的同步帶傳動(dòng)。即為適應(yīng)特殊工作環(huán)境制造的同步帶。第24頁/共313頁(1)模數(shù)制

(module):

同步帶主要參數(shù)是模數(shù)m(與齒輪相同)，根據(jù)不同的模數(shù)數(shù)值來確定帶的型號(hào)及結(jié)構(gòu)參數(shù)。

目前東歐各國(guó)仍采用模數(shù)制。

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第25頁/共313頁(2)節(jié)距制

即同步帶的主要參數(shù)是帶齒節(jié)距，按節(jié)距大小不同，相應(yīng)帶、輪有不同的結(jié)構(gòu)尺寸。該種規(guī)格制度目前被列為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

節(jié)距制來源于英、美，其計(jì)量單位為英制或經(jīng)換算的公制單位。

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第26頁/共313頁(3)DIN米制節(jié)距DIN米制節(jié)距是德國(guó)同步帶傳動(dòng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的規(guī)格制度。其主要參數(shù)為齒節(jié)距，但標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距數(shù)值不同于ISO節(jié)距制，計(jì)量單位為公制。

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第27頁/共313頁

隨著人們對(duì)齒形應(yīng)力分布的解析，開發(fā)出了傳遞功率更大的圓弧齒（圖6-3b）

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圖6-3同步帶齒形的變遷a—梯形齒b—圓弧齒c—近似漸開線齒第28頁/共313頁

緊接著人們根據(jù)漸開線的展成運(yùn)動(dòng)，又開發(fā)出了與漸開線相近似的多圓弧齒形，使帶齒和帶輪能更好的嚙合（圖6-3c）

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圖6-3同步帶齒形的變遷a—梯形齒b—圓弧齒c—近似漸開線齒第29頁/共313頁

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使得同步帶傳動(dòng)嚙合性能和傳動(dòng)性能得到進(jìn)一步優(yōu)化，且傳動(dòng)變得更平穩(wěn)、精確、噪音更小。圖6-3同步帶齒形的變遷a—梯形齒b—圓弧齒c—近似漸開線齒第30頁/共313頁(二)同步帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1．工作時(shí)無滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比

同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，雖然同步帶是彈性體，但由于其中承受負(fù)載的承載繩具有在拉力作用下不伸長(zhǎng)的特性，故能保持帶節(jié)距不變，使帶與輪齒槽能正確嚙合，實(shí)現(xiàn)無滑差的同步傳動(dòng)，獲得精確的傳動(dòng)比。

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第31頁/共313頁優(yōu)點(diǎn)：2．傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好

由于同步帶作無滑動(dòng)的同步傳動(dòng)，故有較高的傳動(dòng)效率，一般可達(dá)0.98。它與三角帶傳動(dòng)相比，有明顯的節(jié)能效果。

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第32頁/共313頁優(yōu)點(diǎn)：3．傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊

同步帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般可達(dá)到l0左右，而且在大傳動(dòng)比情況下，其結(jié)構(gòu)比三角帶傳動(dòng)緊湊。因?yàn)橥綆鲃?dòng)是嚙合傳動(dòng)，其帶輪直徑比依靠摩擦力來傳遞動(dòng)力的三角帶帶輪要小得多。

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第33頁/共313頁優(yōu)點(diǎn)：3．傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊

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此外由于同步帶不需要大的張緊力，使帶輪軸和軸承的尺寸都可減小。所以與三角帶傳動(dòng)相比，在同樣的傳動(dòng)比下，同步帶傳動(dòng)具有較緊湊的結(jié)構(gòu)。第34頁/共313頁優(yōu)點(diǎn)：4．維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低

由于同步帶中承載繩采用伸長(zhǎng)率很小的玻璃纖維、鋼絲等材料制成，故在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中帶伸長(zhǎng)很小，不需要像三角帶、鏈傳動(dòng)等需經(jīng)常調(diào)整張緊力。

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此外，同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不需要任何潤(rùn)滑，所以維護(hù)保養(yǎng)很方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比三角帶、鏈、齒輪要低得多。第35頁/共313頁優(yōu)點(diǎn)：5．惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作

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第36頁/共313頁缺點(diǎn)：

對(duì)安裝時(shí)的中心距要求等方面極其嚴(yán)格，同時(shí)制造工藝復(fù)雜、制造成本高。

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第37頁/共313頁(三)同步帶的結(jié)構(gòu)和尺寸規(guī)格

1．同步帶結(jié)構(gòu):

如圖所示，同步帶一般由承載繩、帶齒、帶背和包布層組成。

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圖6-5同步帶結(jié)構(gòu)1—帶背2—承載繩3—帶齒4—包布帶第38頁/共313頁

工業(yè)用同步帶帶輪及截面形狀如圖6-6、圖6-7所示。圖6-6常用同步帶輪結(jié)構(gòu)

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1．同步帶結(jié)構(gòu)：第39頁/共313頁a)RPP同步帶b)梯形齒同步帶c)圓弧齒同步帶d)梯形齒雙面同步帶e)圓弧齒雙面同步帶f)交錯(cuò)雙面齒同步帶圖6-7常用同步帶結(jié)構(gòu)

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第40頁/共313頁2．同步帶規(guī)格型號(hào)

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T11616-1989、GB/T11362-1989。

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第41頁/共313頁

(四)同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算

1．失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則同步帶傳動(dòng)主要失效形式有：(1)承載繩斷裂：原因是帶型號(hào)過小和小帶輪直徑過小等。(2)爬齒和跳齒：原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初拉力過小等。

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第42頁/共313頁(3)帶齒的磨損原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。(4)其他失效方式

帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪棱邊磨損、帶與帶輪的節(jié)距差值太大和嚙合齒數(shù)過少引起的帶齒剪切破壞、同步帶背的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。

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第43頁/共313頁

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在正常的工作條件下，同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在不打滑的條件下，保證同步帶的抗拉強(qiáng)度。在灰塵雜質(zhì)較多的條件下，則應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。第44頁/共313頁2．同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)的已知條件為：Pm需要傳遞的名義功率；n1、n2主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比；傳動(dòng)部件的用途、工作環(huán)境和安裝位置等

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第45頁/共313頁設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟：(1)確定帶的設(shè)計(jì)功率；(2)選擇帶型和節(jié)距；(3)確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑；

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第46頁/共313頁設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟：

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(4)確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度、齒數(shù)及傳動(dòng)中心距；(5)校驗(yàn)同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù)；(6)確定實(shí)際所需同步帶寬度；(7)帶的工作能力驗(yàn)算第47頁/共313頁二、齒輪傳動(dòng)(geartransmission)

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第48頁/共313頁在下列情況下，在進(jìn)給軸上常用齒輪傳動(dòng)：

使伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與低速的滾珠絲杠裝置、齒輪齒條傳動(dòng)裝置、蝸輪傳動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)速相匹配；減少外部轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到電機(jī)軸上的值；增大主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩；把電動(dòng)機(jī)的實(shí)際位置與機(jī)床所需要的位置聯(lián)成一體等。

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第49頁/共313頁（一）齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比及其分配

首先把傳動(dòng)系統(tǒng)中的工作負(fù)載、慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載綜合為系統(tǒng)的總負(fù)載。

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1．最佳總傳動(dòng)比(optimaltotal

transmissionratio)第50頁/共313頁方法有：

(1)峰值綜合（peakvaluesynthesis)：

若各種負(fù)載為非隨機(jī)性負(fù)載，將各負(fù)載的峰值取代數(shù)和。

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第51頁/共313頁

(2)均方根綜合(meansquare-rootsynthesis)：

若各種負(fù)載為隨機(jī)性負(fù)載，取各負(fù)載的均方根。

負(fù)載綜合時(shí)，要轉(zhuǎn)化到電機(jī)軸上，成為等效峰值綜合負(fù)載轉(zhuǎn)矩或等效均方根綜合負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

使等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩最小或負(fù)載加速度最大的總傳動(dòng)比，即為最佳總傳動(dòng)比。

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第52頁/共313頁2．總傳動(dòng)比分配(totaltransmissionratiodistribution)

齒輪系統(tǒng)的總傳動(dòng)比確定后，根據(jù)對(duì)傳動(dòng)鏈的技術(shù)要求，選擇傳動(dòng)方案，使驅(qū)動(dòng)部件和負(fù)載之間的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速達(dá)到合理匹配。

若總傳動(dòng)比較大，需要確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)，并在各級(jí)之間分配傳動(dòng)比。

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第53頁/共313頁

單級(jí)傳動(dòng)比增大使傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，但大齒輪的尺寸增大會(huì)使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的輪廓尺寸變大。

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第54頁/共313頁(1)

最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則(2)

重量最輕原則(3)

輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則

可按下述三種原則適當(dāng)分級(jí)，并在各級(jí)之間分配傳動(dòng)比：

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第55頁/共313頁

利用該原則所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，換算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為最小。

設(shè)有一小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)的二級(jí)齒輪減速系統(tǒng)，如圖所示。圖6-9二級(jí)減速傳動(dòng)

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(1)最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（minimalequivalentmomentofinertiaprinciple)第56頁/共313頁

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圖6-9二級(jí)減速傳動(dòng)

設(shè)其總傳動(dòng)比為。

若先假設(shè)各主動(dòng)小齒輪具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，各齒輪均近似看成實(shí)心圓柱體。第57頁/共313頁(6-1)

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齒寬B、比重，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，如不計(jì)軸和軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)能不變的原則。等效到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：第58頁/共313頁等效到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：

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第59頁/共313頁因?yàn)椋?/p>

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第60頁/共313頁

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所以：第61頁/共313頁即：（6-2）

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第62頁/共313頁令

，則得到：當(dāng)時(shí)，

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第63頁/共313頁對(duì)于n級(jí)齒輪傳動(dòng)系作同類分析可得：其中，

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第64頁/共313頁(2)重量最輕原則(minimumweightprinciple)

對(duì)于小功率傳動(dòng)系統(tǒng)使各級(jí)傳動(dòng)比：

即可使傳動(dòng)裝置的重量最輕。

由于這個(gè)結(jié)論是在假定各主動(dòng)小齒輪模數(shù)、齒數(shù)均相同的條件下導(dǎo)出的，故所有大齒輪的齒數(shù)、模數(shù)也相同，每級(jí)齒輪副的中心距離也相同。

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章

第65頁/共313頁

上述結(jié)論對(duì)于大功率傳動(dòng)系統(tǒng)是不適用的，因其傳遞扭矩大，故要考慮齒輪模數(shù)、齒輪齒寬等參數(shù)要逐級(jí)增加的情況，此時(shí)應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、類比方法以及結(jié)構(gòu)緊湊之要求進(jìn)行綜合考慮。各級(jí)傳動(dòng)比一般應(yīng)以“先大后小”原則處理。

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第

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章

第66頁/共313頁

為了提高機(jī)電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)的精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按“先小后大”原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。

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(3)輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則

(minimumerrorofoutputaxiscornerprinciple)第67頁/共313頁

設(shè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到末級(jí)輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為，則：式中：——第k個(gè)齒輪所具有的轉(zhuǎn)角誤差；——第k個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)軸至第n級(jí)輸出軸的傳動(dòng)比。（6-3）

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第68頁/共313頁

比如對(duì)于一個(gè)四級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)各齒輪的傳動(dòng)誤差分別，則換算到末級(jí)輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為：（6-4）

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第69頁/共313頁

綜上所述，設(shè)計(jì)定軸齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，在確定總傳動(dòng)比、確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)和分配傳動(dòng)比時(shí)，要根據(jù)系統(tǒng)的工作條件和功能要求，在考慮上述三個(gè)原則的同時(shí)，考慮其可行性和經(jīng)濟(jì)性，合理分配傳動(dòng)比。

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第70頁/共313頁(二)齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法

常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法有以下幾種。

1．圓柱齒輪傳動(dòng)(columngeartransmission)

2．斜齒輪傳動(dòng)(bevelwheeltransmission)3．錐齒輪傳動(dòng)(spiralwimblegeartransmission)4．齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

(gearandracktransmissionmechanism)

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第71頁/共313頁1．圓柱齒輪傳動(dòng)(1)偏心套(軸)調(diào)整法(2)軸向墊片調(diào)整法(3)雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法

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(eccentricsleeve(axis)adjustmethod)(axiallygasketadjustmethod)(twopiecethingearstaggeringtoothadjustmethod)第72頁/共313頁(1)偏心套(軸)調(diào)整法如左圖轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套1來調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪4，5的中心距。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其側(cè)隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。方法：特色：

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1—偏心套2—電動(dòng)機(jī)3—減速箱4、5—減速齒輪圖6-10偏心套式間隙消除機(jī)構(gòu)第73頁/共313頁(2)軸向墊片調(diào)整法如左圖圖6-11圓柱齒輪軸向墊片間隙消除機(jī)構(gòu)二嚙合齒輪沿軸向方向略有錐度，從而消除兩嚙合齒輪側(cè)間隙。方法：同偏心套(軸)調(diào)整法特點(diǎn)：

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第74頁/共313頁(3)雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法方法：

將其中一個(gè)做成寬齒輪，另一個(gè)用兩片薄齒輪組成。用彈簧使一個(gè)薄齒輪的左齒側(cè)和另一個(gè)薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè)，以消除齒側(cè)間隙，反向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)。

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特點(diǎn)：齒側(cè)隙能夠自動(dòng)補(bǔ)償，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。第75頁/共313頁彈簧調(diào)整的方法有：周向彈簧(hoopspring)式

僅適用于讀數(shù)裝置或傳動(dòng)力矩很小的機(jī)械裝置而不適用于驅(qū)動(dòng)裝置。

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圖6-12薄片齒輪周向拉簧錯(cuò)齒調(diào)隙機(jī)構(gòu)第76頁/共313頁彈簧調(diào)整的方法有：

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可調(diào)拉簧(adjustablespring)式圖6-13可調(diào)拉簧式調(diào)隙機(jī)構(gòu)

在簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)中，步進(jìn)電機(jī)和長(zhǎng)絲杠之間的齒輪傳動(dòng)常采用。第77頁/共313頁2．斜齒輪傳動(dòng)

用兩個(gè)薄片齒輪與一個(gè)寬齒輪嚙合，只是在兩個(gè)薄片斜齒輪的中間隔開了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯(cuò)開了。方法：

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第78頁/共313頁具體調(diào)整方法有：

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軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整機(jī)構(gòu)

(axiallypressingspringstaggeringtoothadjustmechanism)薄片錯(cuò)齒調(diào)整機(jī)構(gòu)(flakystaggeringtoothadjustmechanism)2．斜齒輪傳動(dòng)第79頁/共313頁薄片錯(cuò)齒調(diào)整機(jī)構(gòu)：

是用兩個(gè)薄片齒輪與一個(gè)寬齒輪嚙合，只是在兩個(gè)薄片斜齒輪的中間隔開了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯(cuò)開了。

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(a)薄片錯(cuò)齒調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、2—薄片齒輪3—寬齒輪4—調(diào)整螺母第80頁/共313頁薄片錯(cuò)齒調(diào)整機(jī)構(gòu)：

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特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但調(diào)整較費(fèi)時(shí)，且齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。(a)薄片錯(cuò)齒調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、2—薄片齒輪3—寬齒輪4—調(diào)整螺母第81頁/共313頁

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軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整機(jī)構(gòu)：特點(diǎn)：

齒側(cè)隙可以自動(dòng)補(bǔ)償，但軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)欠緊湊。(b)軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、2—薄片齒輪3—寬齒輪5—彈簧6—墊片第82頁/共313頁3．錐齒輪傳動(dòng):

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(1)軸向壓簧調(diào)整法

(axiallypressingspringadjustmethod)(2)周向彈簧調(diào)整法

(hoopspringadjustmethod)第83頁/共313頁(1)軸向壓簧調(diào)整法

用軸向壓簧調(diào)整兩齒輪嚙合部分的直徑，從而消除兩齒輪的齒側(cè)間隙，如左圖。方法：圖6-15錐齒輪軸向壓簧調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、4—錐齒輪2、3—鍵5—壓簧6—螺母7—軸

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第84頁/共313頁(2)周向彈簧調(diào)整法方法：

用周向彈簧調(diào)整大小兩片錐齒，是其錯(cuò)齒來達(dá)到消除齒側(cè)間隙。圖6-16錐齒輪周向彈簧調(diào)隙機(jī)構(gòu)1—大片錐齒輪2—小片錐齒輪3—錐齒輪4—鑲塊5—彈簧6—止動(dòng)螺釘7—凸爪8—槽

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第85頁/共313頁4．齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方法：（1）當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載小時(shí)，可采用雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法，使兩片薄齒輪的齒側(cè)分別緊貼齒條的齒槽兩相應(yīng)側(cè)面，以消除齒側(cè)間隙。（2）當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙齒輪調(diào)整法。

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第86頁/共313頁雙齒輪調(diào)整法(twogearsadjustmethod)：

如左圖，小齒輪1、6分別與齒條7嚙合，與小齒輪1、6同軸的大齒輪2、5分別與齒輪3嚙合，圖6-17齒輪齒條的雙齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、6—小齒輪2、5—大齒輪3—齒條4—預(yù)載裝置7—齒條

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第87頁/共313頁雙齒輪調(diào)整法：圖6-17齒輪齒條的雙齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、6—小齒輪2、5—大齒輪3—齒條4—預(yù)載裝置7—齒條

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通過預(yù)載裝置4向齒輪3上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪2、5同時(shí)向兩個(gè)相反方何轉(zhuǎn)動(dòng)。第88頁/共313頁

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從而帶動(dòng)小齒輪1、6轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒面便分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。雙齒輪調(diào)整法：圖6-17齒輪齒條的雙齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu)1、6—小齒輪2、5—大齒輪3—齒條4—預(yù)載裝置7—齒條第89頁/共313頁

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三、諧波齒輪傳動(dòng)(harmonicsgeartransmission)第90頁/共313頁

諧波傳動(dòng)是建立在彈性變形理論基礎(chǔ)上的一種新型傳動(dòng)，它的出現(xiàn)為機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)帶來了重大突破。

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第91頁/共313頁

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特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單傳動(dòng)比大(幾十~幾百)傳動(dòng)精度高回程誤差小噪聲低傳動(dòng)平穩(wěn)承載能力強(qiáng)效率高第92頁/共313頁（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

結(jié)構(gòu)，如左圖：1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器

由三個(gè)主要構(gòu)件所組成，即具有內(nèi)齒的剛輪l、具有外齒的柔輪2和波發(fā)生器3。

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圖6-18諧波齒輪嚙合原理第93頁/共313頁

這三個(gè)構(gòu)件和少齒差行星傳動(dòng)中的中心內(nèi)齒輪、行星輪和系桿相當(dāng)。

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（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

結(jié)構(gòu)，如左圖：1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第94頁/共313頁

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通常波發(fā)生器為主動(dòng)件，而剛輪和柔輪之一為從動(dòng)件，另一個(gè)為固定件。（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

結(jié)構(gòu)，如左圖：1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第95頁/共313頁過程：

當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)孔時(shí)，由于前者的總長(zhǎng)度略大于后者的內(nèi)孔直徑；

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章

（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第96頁/共313頁

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故柔輪變?yōu)闄E圓形，于是在橢圓的長(zhǎng)軸兩端產(chǎn)生了柔輪與剛輪輪齒的兩個(gè)局部嚙合區(qū)；過程：（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第97頁/共313頁

同時(shí)在橢圓短軸兩端，兩輪輪齒則完全脫開。

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過程：（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第98頁/共313頁

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至于其余各處，則視柔輪回轉(zhuǎn)方向的不同，或處于嚙合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。過程：（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第99頁/共313頁

當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪長(zhǎng)短軸的位置不斷交化，從而使輪齒的嚙合處和脫開處也隨之不斷變化。

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過程：（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第100頁/共313頁

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于是在柔輪與剛輪之間就產(chǎn)生了相對(duì)位移，從而傳遞運(yùn)動(dòng)。過程：（一）諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理

1—?jiǎng)傒?—柔輪3—波發(fā)生器圖6-18諧波齒輪嚙合原理第101頁/共313頁

在波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)一周期間，柔輪上一點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)與波發(fā)生器上的凸起部位數(shù)是一致的，稱為波數(shù)。波數(shù)：常用的有兩波和三波兩種。

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第102頁/共313頁

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為了有利于柔輪的力平衡和防止輪齒干涉，剛輪和柔輪的齒數(shù)差應(yīng)等于波發(fā)生器波數(shù)(即波發(fā)生器上的滾輪數(shù))的整倍數(shù)，通常取為等于波數(shù)。第103頁/共313頁（二）諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算

由于在諧波齒輪傳動(dòng)過程中，柔輪與剛輪的嚙合過程與行星齒輪傳動(dòng)類似，故其傳動(dòng)比可按周轉(zhuǎn)輪系的計(jì)算方法求得。與行星齒輪輪系傳動(dòng)比的計(jì)算相似。

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第104頁/共313頁由于（6-5）

式中：、、分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度；

、分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。

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第105頁/共313頁1.當(dāng)柔輪固定時(shí)，

，則：

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章

第106頁/共313頁(6-6)設(shè)、時(shí)，

則。

結(jié)果為正值，說明剛輪與波形發(fā)生器轉(zhuǎn)向相同。

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第107頁/共313頁2.當(dāng)剛輪固定時(shí)，，

則：

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第108頁/共313頁（6－7）設(shè)、時(shí)，

則。

結(jié)果為負(fù)值，說明剛輪與波形發(fā)生器轉(zhuǎn)向相同。

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第109頁/共313頁四、滾珠螺旋傳動(dòng)(ballbearingscrewtransmission)

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第110頁/共313頁

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概念：

滾珠螺旋傳動(dòng)是在絲杠和螺母滾道之間放入適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。第111頁/共313頁

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螺母上設(shè)有返向器，與螺紋滾道構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無間隙甚至有過盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。為延長(zhǎng)工作壽命，可設(shè)置潤(rùn)滑件和密封件。概念：第112頁/共313頁特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)效率高

一般滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率達(dá)90％~95％，耗費(fèi)能量?jī)H為滑動(dòng)絲桿的1/3。

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第113頁/共313頁特點(diǎn)：（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)

滾動(dòng)摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動(dòng)與工作摩擦力矩差別很小。啟動(dòng)時(shí)無沖擊，預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生過盈，提高接觸剛度和傳動(dòng)精度。

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第114頁/共313頁（3）工作壽命長(zhǎng)

滾珠絲杠螺母副的摩擦表面為高硬度(HRC58—62)、高精度，具有較長(zhǎng)的工作壽命和精度保持性。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的4~10倍以上。

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特點(diǎn)：第115頁/共313頁

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（4）定位精度和重復(fù)定位精度高

由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升小、無爬行、無間隙，通過預(yù)緊進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱膨脹。因此可達(dá)到較高的定位精度和重復(fù)定位精度。特點(diǎn)：第116頁/共313頁（5）同步性好

用幾套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件，可得到較好的同步運(yùn)動(dòng)。（6）可靠性高潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。

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特點(diǎn)：第117頁/共313頁（7）不能自鎖

用于垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。（8）制造工藝復(fù)雜

滾珠絲桿和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，故制造成本較高。

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特點(diǎn)：第118頁/共313頁（一）工作原理與結(jié)構(gòu)

如左圖所示，絲杠和螺母的螺紋滾道間裝有承載滾珠，當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，則絲杠與螺母之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。圖6-22滾珠絲桿副結(jié)構(gòu)

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第119頁/共313頁

為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán)。

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（一）工作原理與結(jié)構(gòu)圖6-22滾珠絲桿副結(jié)構(gòu)第120頁/共313頁

滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)二種。

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第121頁/共313頁內(nèi)循環(huán)(innercirculation)：

內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲桿表面保持接觸，在螺母的側(cè)面孔內(nèi)裝有接通相鄰滾道的反向器。

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第122頁/共313頁

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內(nèi)循環(huán)：

利用反向器引導(dǎo)滾珠越過絲桿的螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成一個(gè)循環(huán)回路。一般在同一螺母上裝有2~4個(gè)滾珠用反向器，并沿螺母圓周均勻分布。第123頁/共313頁特點(diǎn)：

滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小。其不足之處是反向器加工困難、裝配調(diào)整也不方便。

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內(nèi)循環(huán)：第124頁/共313頁外循環(huán)(outsidecirculation):外循環(huán)(outsidecirculation):外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時(shí)，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

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第125頁/共313頁外循環(huán)結(jié)構(gòu)：螺旋模式：在螺母上開槽插管式：外接插管端蓋式：在端蓋處返回

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第126頁/共313頁（二）滾珠絲杠副軸向間隙(ballbearingguidescrewaxiallyclearance)的調(diào)整和施加預(yù)緊力(pre-tighteningforce)

的方法:

滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格要求，以保證其反向傳動(dòng)精度。

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第127頁/共313頁1.雙螺母預(yù)緊原理2.單螺母預(yù)緊原理

(增大滾珠直徑法)3.單螺母預(yù)緊原理（偏置導(dǎo)程法）

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(doublenutpre-tighteningprinciple)(increaseballbearingdiametermethod)(biascoursemethod)第128頁/共313頁

雙螺母預(yù)緊原理如圖所示，是在兩個(gè)螺母之間加墊片來消除絲杠和螺母之間的間隙。圖6-25雙螺母預(yù)緊原理

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第129頁/共313頁

單螺母預(yù)緊原理如圖所示，為了補(bǔ)償滾道的間隙，設(shè)計(jì)時(shí)將滾珠的尺寸適當(dāng)增大，使其4點(diǎn)接觸，產(chǎn)生預(yù)緊力，為了提高工作性能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。圖6-26單螺母預(yù)緊原理（增大滾珠直徑法）

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第130頁/共313頁

偏置導(dǎo)程法原理如圖6-27所示，僅僅是在螺母中部將其導(dǎo)程增加一個(gè)預(yù)壓量Δ，以達(dá)到預(yù)緊的目的。圖6-27單螺母預(yù)緊原理（偏置導(dǎo)程法）

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第131頁/共313頁（三）滾珠絲杠副的安裝

絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其它零件的連接剛性，對(duì)滾珠絲杠副傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度和精度都有很大影響，需在設(shè)計(jì)、安裝時(shí)認(rèn)真考慮。

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第132頁/共313頁（三）滾珠絲杠副的安裝

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為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合，僅當(dāng)軸向載荷很小時(shí)，才用向心推力軸承。第133頁/共313頁以下列出了四種典型支承方式及其特點(diǎn)。(1)支承方式單推—單推J—J

簡(jiǎn)圖

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第134頁/共313頁特點(diǎn)：1．軸向剛度較高；2．預(yù)拉伸安裝時(shí)，須加載荷較大，軸承壽命比方案2低；3．適宜中速、精度高，并可用雙推—單推組合。支承系數(shù):壓桿穩(wěn)定＝1臨界轉(zhuǎn)速＝3.142

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第135頁/共313頁(2)支承方式雙推—雙推F—F簡(jiǎn)圖

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第136頁/共313頁特點(diǎn)：

1．軸向剛度最高；2．預(yù)拉伸安裝時(shí)，須加載荷較小，軸承壽命較高；3．適宜高速、高剛度、高精度。支承系數(shù):壓桿穩(wěn)定＝4臨界轉(zhuǎn)速＝4.730

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第137頁/共313頁(3)支承方式雙推—簡(jiǎn)支F—S簡(jiǎn)圖

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第138頁/共313頁特點(diǎn)：1．軸向剛度不高，與螺母位置有關(guān)；2．雙推端可預(yù)拉伸安裝；3．適宜中速、精度較高的長(zhǎng)絲杠。支承系數(shù):壓桿穩(wěn)定＝2臨界轉(zhuǎn)速＝3.927

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第139頁/共313頁(4)支承方式雙推—自由F—O簡(jiǎn)圖

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第140頁/共313頁特點(diǎn)：1．軸向剛度低，與螺母位置有關(guān)；2．雙推端可預(yù)拉伸安裝；3．適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。軸向剛度不高，與螺母位置有關(guān)；支承系數(shù):壓桿穩(wěn)定＝0.25臨界轉(zhuǎn)速＝1.875

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第141頁/共313頁

除以上所列特點(diǎn)外，當(dāng)滾珠絲杠副工作時(shí)，因受熱（摩擦及其它熱源）而伸長(zhǎng)，它對(duì)第一種支承方式的預(yù)緊軸承將會(huì)引起卸載，甚至產(chǎn)生軸向間隙。

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此時(shí)與第三、四種支承方式類似，但對(duì)第二種支承方式，其卸載結(jié)果可能在兩端支承中造成預(yù)緊力的不對(duì)稱，且只能允許在某個(gè)伸長(zhǎng)范圍內(nèi)，即要嚴(yán)格限制其溫升。第142頁/共313頁

故這種高剛度、高精度的支承方式更適宜于精密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。普通機(jī)械常用第三、四種方案，其費(fèi)用比較低廉，前者用于長(zhǎng)絲杠，后者用于短絲杠。

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第143頁/共313頁

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第三節(jié)

支承部件(supportingcomponent)第144頁/共313頁一、軸系的支承部件(shaftingsupportingcomponent)

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第145頁/共313頁

軸系由軸及安裝在軸上的齒輪、帶輪等傳動(dòng)部件組成，有主軸軸系和中間傳動(dòng)軸軸系。

軸系的主要作用是傳遞扭矩及傳動(dòng)精確的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它直接承受外力(力矩)。

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第146頁/共313頁

對(duì)于中間傳動(dòng)軸軸系一般要求不高。而對(duì)于完成主要作用的主軸軸系的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形及抗振性等的要求較高。

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第147頁/共313頁通常在設(shè)計(jì)軸系時(shí)要求：（1）旋轉(zhuǎn)精度(rotativeaccuracy)

旋轉(zhuǎn)精度是指在裝配之后，在無負(fù)載、低速旋轉(zhuǎn)的條件下，軸前端的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)量。其大小取決于軸系各組成零件及支承部件的制造精度與裝配調(diào)整精度。

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第148頁/共313頁

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如高精密金剛石車刀切削加工機(jī)床主軸的軸端徑向跳動(dòng)量為0.025時(shí)，才能達(dá)到零件加工表面粗糙度Ra<0.05的要求。第149頁/共313頁通常在設(shè)計(jì)軸系時(shí)要求：

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（1）旋轉(zhuǎn)精度

在工作轉(zhuǎn)速下，其旋轉(zhuǎn)精度即它的運(yùn)動(dòng)精度取決于其轉(zhuǎn)速、軸承性能以及軸系的動(dòng)平衡狀態(tài)。第150頁/共313頁（2）剛度(stiffness)

軸系的剛度反映了軸系組件抵抗靜、動(dòng)載荷變形的能力。載荷為彎矩、轉(zhuǎn)矩時(shí)，相應(yīng)的變形量為撓度、扭轉(zhuǎn)角，其剛度為抗彎剛度和抗扭剛度。

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第151頁/共313頁（2）剛度

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軸系受載荷為徑向力(如帶輪、齒輪上承受的徑向力)時(shí)會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。所以除強(qiáng)度驗(yàn)算之外，還必須進(jìn)行剛度驗(yàn)算。第152頁/共313頁（3）抗振性(shockresistance)

軸系的振動(dòng)表現(xiàn)為強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩種形式。其振動(dòng)原因有軸系配件質(zhì)量不勻引起的動(dòng)不平衡、軸的剛度及單向受力等，它們直接影響旋轉(zhuǎn)精度和軸系壽命。

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第153頁/共313頁

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對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的軸系必須以提高其靜剛度、動(dòng)剛度、增大軸系阻尼比等措施來提高軸系的動(dòng)態(tài)性能、特別是抗振性。第154頁/共313頁（4）熱變形(hotdeformation)

軸系的受熱會(huì)使軸伸長(zhǎng)或使軸系零件間隙發(fā)生變化，影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度、旋轉(zhuǎn)精度及位置精度。

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第155頁/共313頁（4）熱變形

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又由于溫度的上升會(huì)使?jié)櫥偷恼扯劝l(fā)生變化，使滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承的承載能力降低。因此應(yīng)采取措施將軸系部件的溫升限制在一定范圍之內(nèi)。第156頁/共313頁（5）軸上零件的布置

軸上傳動(dòng)件的布置是否合理對(duì)軸的受力變形、熱變形及振動(dòng)影響較大。因此在通過帶輪將運(yùn)動(dòng)傳入軸系尾部時(shí)，

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第157頁/共313頁（5）軸上零件的布置

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應(yīng)該采用卸荷式結(jié)構(gòu)，使帶的拉力不直接作用在軸端；另外傳動(dòng)齒輪應(yīng)盡可能安置在靠近支承處，以減少軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。第158頁/共313頁（一）軸系用軸承的類型與選擇

滾動(dòng)軸承是廣泛應(yīng)用的機(jī)械支承。滾動(dòng)軸承它主要由滾動(dòng)體支承軸上的負(fù)荷，并與機(jī)座作相對(duì)旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，以求在較小的摩擦力矩下，達(dá)到傳遞功率的目的。

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第159頁/共313頁在設(shè)計(jì)軸系選擇軸承時(shí)，應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)：（1）滿足使用性能要求，包括承載能力、旋轉(zhuǎn)精度、剛度及轉(zhuǎn)速等；（2）滿足安裝空間要求；

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第160頁/共313頁在設(shè)計(jì)軸系選擇軸承時(shí)，應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)：

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（3）維護(hù)保養(yǎng)方便；

（4）使用環(huán)境，如溫度、環(huán)境氣氛對(duì)軸承的影響；（5）性價(jià)比。第161頁/共313頁軸承選用流程如下圖：圖6-33軸承選用流程

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第162頁/共313頁

滾動(dòng)軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇滾動(dòng)軸承類型的主要依據(jù)。一般情況下，滾子軸承比球軸承負(fù)荷能力大。

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第163頁/共313頁

當(dāng)滾動(dòng)軸承承受純軸向載荷時(shí)，一般選用推力軸承，當(dāng)滾動(dòng)軸承承受純徑向載荷時(shí)，一般選用，深溝球軸承和短圓柱滾子軸承。

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第164頁/共313頁

當(dāng)滾動(dòng)軸承承受徑向載荷的同時(shí)，還有不太大的軸向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承及調(diào)心球或調(diào)心滾子軸承。

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第165頁/共313頁

當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選擇接觸角較大的角接觸球軸承及圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起，這在極高軸向負(fù)荷或特別要求有較大軸向剛性時(shí)尤為適宜。

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第166頁/共313頁

當(dāng)采用角接觸球軸承及圓錐滾子軸承時(shí)，由于軸承的接觸角。因此，在工作時(shí)作用的徑向載荷會(huì)派生出一軸向負(fù)荷，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，建議成對(duì)地使用這類軸承。短圓柱滾子軸承主要用于承受徑向負(fù)荷。

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第167頁/共313頁（二）其它軸承1．非標(biāo)滾動(dòng)軸承2．靜壓軸承3．磁懸浮軸承

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第168頁/共313頁

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二、導(dǎo)軌(slidingguides)第169頁/共313頁（一）導(dǎo)軌副的種類及基本要求

各種機(jī)械運(yùn)行時(shí)，由導(dǎo)軌副保證執(zhí)行件的正確運(yùn)動(dòng)軌跡，并影響執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)特性。導(dǎo)軌副包括運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌兩部分。

支承導(dǎo)軌用以支承和約束運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，使之按功能要求作正確的運(yùn)動(dòng)。

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第170頁/共313頁第171頁/共313頁第172頁/共313頁1．按導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的軌跡分類

（1）直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副(linearmovementguide)

支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的五個(gè)自由度，僅保留沿給定方向的直線移動(dòng)自由度。（2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副(whirligigguide)支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的五個(gè)自由度，僅保留繞給定軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度。

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第173頁/共313頁2．按導(dǎo)軌副導(dǎo)軌面間的摩擦性質(zhì)分類（1）滑動(dòng)摩擦(slidingfriction)導(dǎo)軌副（2）滾動(dòng)摩擦(rollingfriction)導(dǎo)軌副（3）流體摩擦(liquidfriction)導(dǎo)軌副

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第174頁/共313頁3．按導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)分類（1）開式導(dǎo)軌(openslidingguide)

必須借助運(yùn)動(dòng)件的自重或外載荷，才能保證在一定的空間位置和受力狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面保持可靠的接觸，從而保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。開式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。

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第175頁/共313頁（2）閉式導(dǎo)軌(closedslidingguide)

借助導(dǎo)軌副本身的封閉式結(jié)構(gòu)，保證在變化的空間位置和受力狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面都能保持可靠的接觸，從而保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。閉式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。

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第176頁/共313頁4．按直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副的基本截面形狀分類（1）矩形導(dǎo)軌(rectangleslidingguide)

導(dǎo)軌面上的支反力與外載荷相等，承裁能力較大。承載面(頂面)和導(dǎo)向面(側(cè)面)分開，精度保持性較好。加工維修較方便。凸形凹形

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第177頁/共313頁（1）矩形導(dǎo)軌

矩形導(dǎo)軌分為凸矩形和凹矩形。凹矩形易存潤(rùn)滑油，但也易積灰塵污物，必須進(jìn)行防護(hù)。凸形凹形

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第178頁/共313頁（2）三角形導(dǎo)軌(triangleslidingguide)

導(dǎo)軌面上的支反力大于載荷，使摩擦力增大，承載面與導(dǎo)向面重合，磨損量能自動(dòng)補(bǔ)償，導(dǎo)向精度較高。頂角在90±30°范圍內(nèi)變化。對(duì)稱三角形凸形凹形

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第179頁/共313頁（2）三角形導(dǎo)軌

頂角越小，導(dǎo)向精度越高，但摩擦力也越大。故小頂角用于輕載精密機(jī)械，大頂角用于大型機(jī)械。凹形與凸形的作用同前，凹形也稱V形導(dǎo)軌。凸形凹形不對(duì)稱三角形

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第180頁/共313頁（3）燕尾型導(dǎo)軌(coattailslidingguide)

在承受顛覆力矩的條件下高度較小，用于多坐標(biāo)多層工作臺(tái)，使總高度減小，加工維修較困難。凹形與凸形的作用同前。以上三種導(dǎo)軌形狀均由直線組成，稱為棱柱面導(dǎo)軌

凸形凹形

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第181頁/共313頁（4）圓形導(dǎo)軌(roundslidingguide)

制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過珩磨，可達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，圓柱形導(dǎo)軌有兩個(gè)自由度，適用于同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方。凸形凹形

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第182頁/共313頁（4）圓形導(dǎo)軌

若要限制轉(zhuǎn)動(dòng)，可在圓柱表面開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用雙圓柱導(dǎo)軌。圓柱導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。凸形凹形

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第183頁/共313頁5．導(dǎo)軌副的組合形式（1）雙矩形組合(doublerectanglescompounding)

兩條矩形導(dǎo)軌的組合突出了矩形導(dǎo)軌的優(yōu)缺點(diǎn)。側(cè)面導(dǎo)向有以下兩種組合：寬式組合窄式組合

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第184頁/共313頁側(cè)面導(dǎo)向兩種組合：寬式組合：

兩導(dǎo)向側(cè)面間的距離大，承受力矩時(shí)產(chǎn)生的摩擦力矩較小，為考慮熱變形，導(dǎo)向面間隙較大，影響導(dǎo)向精度。寬式組合

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第185頁/共313頁窄式組合：

兩導(dǎo)向側(cè)面間的距離小，導(dǎo)向面間隙較小。承受力矩時(shí)產(chǎn)生的摩擦力矩較大，可能產(chǎn)生自鎖。窄式組合

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第186頁/共313頁（2）雙三角形組合:

兩條三角形導(dǎo)軌的組合突出了三角形導(dǎo)軌的優(yōu)缺點(diǎn)，但工藝性差。用于高精度機(jī)械。雙三角形組合

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(doubletrianglecompounding)第187頁/共313頁（3）矩形—三角形組合

導(dǎo)向性優(yōu)于雙矩形組合，承載能力優(yōu)于雙三角組合，工藝性介于二者之間，應(yīng)用廣泛。矩形—三角形組合

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(Rectangle-trianglecompounding)第188頁/共313頁（3）矩形—三角形組合矩形—三角形組合

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注意：

若兩條導(dǎo)軌上的載荷相等，則摩擦力不等使磨損量不同，破壞了兩導(dǎo)軌的等高性。第189頁/共313頁（3）矩形—三角形組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意: