機電一體化技術機械傳動概述機電一體化設備進給傳動方案雙矩形導軌導向方式低速爬行現象進給傳動“滾動化”的必要性直線滾動導軌圓形導軌滾動導軌塊和直線軸承導軌滾珠絲杠螺母副滾珠花鍵支承部件滾珠絲杠與進給電機的連接直線電機轉動慣量機械傳動

傳統的機械傳動是一種把動力機產生的運動和動力傳遞給執行機構的中間裝置，是一種轉矩和轉速的變換器，其目的是使驅動電動機與負載之間在轉矩和轉速上得到合理的匹配。 在機電一體化系統中，伺服電動機的伺服變速功能在很大程度上代替了機械傳動中的變速機構，大大簡化了傳動鏈。機電一體化系統中的機械傳動裝置已成為伺服系統的組成部分。 機電一體化機械系統應具有良好的伺服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、摩擦小、阻尼合理、剛度大、抗振性好、間隙小，并滿足小型、輕量、高速、低噪聲和高可靠性等要求。機電一體化技術機械傳動概述機電一體化設備進給傳動方案機電一體化技術機械傳動概述旋轉編碼器伺服電機聯軸器 減速器旋轉編碼器聯軸器旋轉編碼器絲杠螺母傳動齒輪齒條傳動蝸輪蝸桿傳動光電編碼器旋轉變壓器直線編碼器 光柵磁柵感應同步器雙矩形導軌導向方式

導向面 窄式導向窄式導向采用一根導軌的兩側進行導向

導向面 寬式導向寬式導向分別采用兩根導軌的一個側面機電一體化技術機械傳動導軌

進行導向 為提高導軌的耐磨性，常采用鑲鋼導軌，經過處理后，耐磨性可比灰鑄鐵提高5~10倍。鑲鋼導軌一般采用螺栓或焊接的方式固定在基礎件上。低速爬行現象

在低速進給運動時，速度有時為0.05mm/min，微小位移達0.001mm/次，這時，運動部件的速度如下圖曲線所示。運動部件不是連續的勻速運動，而是時走時停，這種現象稱為爬行。產生的爬行的原因主要是由摩擦系數隨相對運動速度不同而造成的。為避免爬行現象的出現，可同時采取幾項措施，包括：采用滾動導軌、靜壓導軌、卸荷導軌、塑料導軌等。機電一體化技術機械傳動導軌壓板塑料導軌移動部件床身墊片tv

常用的塑料導軌材料有： 塑料導軌軟帶、金屬塑料復合導軌板和塑料涂層。

“滾動化”是滾珠絲杠和滾動導軌。 機電一體化設備為獲得高的加工精度，要求進給運動有：高的傳動精度、高的靈敏度、高的穩定性。 普通滑動導軌和絲杠存在著摩擦力大，低速爬行，高速振動，靈敏度低缺點，因此，不適宜應用在機電一體化設備的進給傳動中。 滾動絲杠和滾動導軌具有：摩擦力小﹑傳動靈活﹑無爬行、傳動效率高。 預緊后可消除間隙，提高傳動剛度。進給傳動“滾動化”的必要性機電一體化技術機械傳動導軌滑塊（通過安裝孔用螺栓固定在移動部件上） 安裝孔機電一體化技術機械傳動導軌

安裝孔 滾珠 導軌（通過安裝孔用 螺栓固定在床身上） 直線滾動導軌由專業生產廠家生產。一條導軌上有兩個支承滑塊，支承滑塊固定在運動部件上，導軌整體安裝在機床的基礎件上。當滑塊移動時，滑塊內的滾珠在導軌上的圓弧溝槽滾動并形成循環。直線滾動導軌在制造時已消除了間隙，因而剛度和精度都較高。 滾動導軌由于滑動件與支承件之間是滾動摩擦，因此，摩擦系數小，且動、靜摩擦系數差別小，低速運動平穩，無爬行，運動靈活，定位精度高。直線滾動導軌

結構組成機電一體化技術機械傳動導軌安裝方式

移動部件 滑塊 導軌 床身機電一體化技術機械傳動導軌直線滾動導軌形式機電一體化技術機械傳動導軌直線滾動導軌形式機電一體化技術機械傳動導軌直線滾動導軌形式機電一體化技術機械傳動導軌弧形滾動導軌X-Y十字工作臺機電一體化技術機械傳動導軌線性球軸承座圓形導軌機電一體化技術機械傳動導軌

圓形導軌又稱直線運動球軸承，這種軸承只能在導軌軸上作直線往復運動，而不能旋轉。滾珠與導軌軸外圓柱面為點接觸，因而許用載荷較小，但運動輕便靈活、精度較高、價格低、維護方便，廣泛應用于機床、測量裝置、電子儀器、輸送機械、醫療診斷儀器等輕載設備和裝置。

在軸承外套筒和擋圈上開有軸向切口，能任意調整軸承與導軌間的間隙可調式線性球軸承

開放式線性球軸承 在軸承外套筒和擋圈上開有軸向扇形切口，軸承與導軌間的間隙可調封閉式線性球軸承 軸承與導軌間的間隙不可調直線軸承導軌滾動導軌塊和直線軸承導軌機電一體化技術機械傳動導軌滾動導軌塊

直線軸承導軌安裝

滾動導軌塊安裝絲杠發蘭螺母滾珠

絲杠螺母副將旋轉運動轉變成直線運動，用較小的驅動力矩就可獲得較大的軸向牽引力。數控機床進給系統采用滾珠絲杠螺母副的目的在于：由于絲杠和螺母之間有滾珠，因此摩擦系數小，且動靜摩擦系數相差小，低速無爬行。在施加預緊后，軸向剛度好，定位精度高。 進給電機驅動絲杠旋轉時，和運動部件固定在一起的螺母作直線運動，螺母內的滾珠在絲杠帶圓弧的螺旋滾道內滾動，并在螺母內不斷循環。按照滾珠的循環方式，滾珠絲杠螺母副分成內循環和外循環兩大類。機電一體化技術機械傳動絲杠滾珠絲杠螺母副

組成

帶圓弧的 螺旋滾道螺母內循環：滾珠在循環過程中，滾珠始終保持和絲杠接觸，這種方外循環：滾珠在循環過程中，滾珠在換向時與絲杠脫離接觸。機電一體化技術機械傳動絲杠外循環式結構緊湊。 由于絲杠與螺母之間存在間隙，因此，當絲杠由正轉變為反轉的瞬時， 螺母必須先克服該間隙才能運動，則該間隙稱反向間隙。反向間隙的存在降 低了運動精度和絲杠螺母副的剛度，間隙消除的方法采用雙螺母，通過調整 兩個螺母之間的微量軸向位移，消除間隙。通常采用墊法調隙式、螺紋調隙 式和齒差調隙式。

滾珠循環方式內循環

反向器插管滾珠絲杠螺母副類型單螺母內循環式雙螺母消隙內循環式單螺母外循環式雙螺母外循環墊片消隙式機電一體化技術機械傳動絲杠滾珠絲杠支承

一端固定一端自由機電一體化技術機械傳動絲杠機電一體化技術機械傳動絲

杠一端固定一端移動機電一體撤化技術機械瀉傳動絲杠兩端固定δ=AE絲杠預緊機電一體節化技術機械刮傳動絲杠預緊墊片F預緊螺母千分表δ絲杠彈性港模量變形量潮預緊力F預緊力源的大小自是通過炸測量絲杠探的變形愛量來獲充得的。絲杠截吼面積預緊就是躲傳動部件妹在承載彩前，在裝配熔或調試筋階段預先施加黃載荷使之產生微衡量變形炎。預緊能消除喜傳動間隙，減庫小承載柳傳動時的變形培，提高傳動剛度來；預緊卸還能抵消傳動裙時的熱變形，提悼高傳動蹲精度。預緊的外化施力要適當，過大比的話會增加附加裕摩擦力劈燕矩，不利于鼓快速性壟的提高。機械欺傳特動機電一體懼化技術花鍵軸勁的外圓解上均布3條凸起朽的軌道，制在外筒禍內有循四環的滾引珠。外筒和花鍵享軸之間既葛可以軸帶勾筒，也可以筒帶須軸作回轉勵移動，又富可以作靈活、輕柳便的相對孤的直線運課動，所以滾珠花晴鍵即是一螺種傳動裝柄置，又是一種直砌線運動支凱承。可用帆于機器人、機潮床、機銀電一體再化設備具和自動搬運車等征各種機械別?；ㄦI軸外筒支承部件滾珠花疲鍵花鍵軸機電一滑體化技西術機械戲傳動支承部淘件密珠軸丘承密珠軸強承是一袍種新型的送滾動摩螞擦支承，由內版、外圈和密集的滾江珠組成。滾珠在尼才龍保持架的空隙矩中以近吃似與多頭螺墓旋線的印形式徑向軸承推力軸承滾珠排旱列方式密珠軸承排列，羊滾珠的革密集具有誤張差平均念效應，有昏利于提希高回轉軸的懲精度。精密分度皮頭主軸系齡統保持架機電一糾體化技鋸術機械如傳蕉動支承部鼓件空氣靜壓燃軸承圓柱徑謠向和端映面推力吼空氣靜齒壓軸承徑向軸承毫的軸套為差外鼓形，可自動表調整定真心。方甩法是先蔑通氣使軸套自喬動將位置駱調好后再炊固定。這樣可片提高前襖后軸套娘的同軸留度，從而保什證轉軸標的回轉刷精度。雙半球忙空氣軸戒承主軸轉軸前后軸承嫩均為半長球狀，泥既是徑悼向軸承又是止躺推力軸承鞭，由于軸充承的球形氣浮芬面具有自扮動調心作近用，因此可負以提高迎前后軸睬承的同獸軸度，以性提高轉野軸的回礎轉精度恢。機械借傳動傳動部工件同步齒句形帶同步齒責形帶傳紗動是綜牢合了帶理傳動、齒輪傳動槐和鏈傳動滔特點的一樸種新型傳妹動。帶的工作垃表面制有襖帶齒，它泡與有相應譜齒形的帶輪霸相嚙合，艇用來傳遞味運動和動他力。與一般帶皺傳動相比扮較，同步格齒形帶傳茅動具有如陵下特點愉：傳動阿比準確贏，傳動緞效率高；工作固平穩，能晶吸收振動陪；不需潤滑，維券護保養劫方便；靈中心距為要求嚴森格，安裝精蛙度要求斜高。同步帶的秤齒形一般架為梯形，渠材料為聚氨酯揉橡膠和肚氯丁橡行膠，帶嫂輪材料夏一般采用鋼、牌塑料或輕瘋合金。機電一析體化技危術同步齒形煮帶的主要雀參數是帶狼齒的節距pbpb機械兔傳動傳動部騰件諧波齒砌輪變速撲器組成及趟工作原勉理諧波齒譯輪傳動眉是一種迎新型傳梁動裝置白，主要有波涌形發生醒器、柔渠輪和剛牛輪組成慎。柔輪嫌具有外齒，剛憐輪具有內閉齒，剛輪杏的齒數zg比柔輪的齒數zr略多。柔賴輪的輪緣搏極簿，剛鋪度很小，昂在未裝配前喚，柔輪是翼圓形的，效由于波形屆發生器的直徑比柔帖輪內圓的悅直徑略大蒸，所以當察波形發生器裝入柔雅輪的內圓眠時，就迫韻使柔輪變逃形，呈橢圓形。夕波發生鹽器有滾廈輪式、語凸輪式懇和偏心給盤式。當波發生盼器轉動時涼，柔輪和仰剛輪上的攻齒依次進入嚙合扣，柔輪氣的旋轉塑方向與嗚波發生仙器的旋跌轉方向相反。陷諧波齒輪亂傳動既可壁以做成減恒速器，也可以做成爸增速器。竄波形發生樣器、柔輪卵和剛輪三者任意一拼個固定，森其余二個摔一個為主崇動，另一個為從動伍，應用廣失泛的是剛仁輪固定，訂波發生器主動，柔以輪從動的畢形式。單蹦級減速的督減速比i＝75～500（i＝zr/zg－zr）。機電一體緞化技術與一般齒漫輪傳動相刮比，諧波齒輪傳手動具有口：傳動竟比大、舊承載能力大、川傳動精度翅高、傳動告平穩無沖擊槽的特點擾。波發生器柔輪剛輪柔性軸符承機電一照體化技桌術機械分傳動傳動部綿件波發生器卷﹕它與輸入贏軸相聯，壟對柔輪的齒圈臺的變形獄起產生博和控制丘的作用沈。它由一個迷橢圓形凸擔輪和一個揭薄壁的柔性軸承組號成。柔性愈軸承不同紹于普通軸承﹐它的適外環很薄堆﹐容易產掌生徑向變形﹐在鬼未裝入掉凸輪之喉前環是紀圓形的塔，裝上揭之底后為竹橢例圓形姑。柔輪﹕有薄壁杯秤形﹑薄壁惹圓筒形或騰平嵌式等寬多種。牙薄壁圓碧筒形柔萌輪的開趙口端部外面婚有齒圈﹐煩它隨波發酒生器的轉動而變形谷﹐筒底部旋分與輸出釋軸聯接。剛輪﹕它是一脖個剛性千的內齒攪輪。雙悠波諧波傳動煉的剛輪通成常比柔輪浮多2齒。佩諧波齒輪減徹速器多以作剛輪固定躺，外部與箱體聯接嫌。波發生有器輸入軸剛輪軸承柔輪輸出軸柔輪外齒圈波發生器內齒圈剛輪機電一蘆體化技魯術機械理傳動傳動部件諧波齒輪扇變速器在訓機器人中姨的應用伺服電機滾珠絲擁杠伺服電中機聯軸器聯軸器座機電一體澤化技術機械圍傳動傳動方材式滾珠絲譯杠與進雖給電機停的連接伺服電葡機同步齒遇形帶機械花傳棟動機電一領體化技斃術直線永磁故同步電動從機是在定子側，肢沿全行匆程方向禾的一條腔直線，一鈴塊接一宜塊交替左地安裝N、S永磁體，昏而動子下浮方的全長這上，對應地安潛裝含鐵心民的通電繞脂組，動子必須敏帶電纜一起運動曬。當動子的三旱相繞組據中通入卻三相對炊稱正弦電流后扁，產生氣盜隙磁場。醫當三相電流妄隨時間弄變化時撫，氣隙碌磁場將按A、B、C相序沿嚷直線運使動，該磁場錢稱為行袋波磁場摘。永磁溉體的勵磁磁悔場與行攜波磁場覽相互作委用便會產生啦電磁推臭力。在脆電磁推刷力的作用下睜，由于貧定子固渡定不動綱，那么動子就尖會沿行波病磁場運動府的相反方向撿作直線筒運動。傳動方慶式直線電機機電一牽體化技決術機械貞傳伶動傳動方式直線電機耀在進給運李動中的應忽用1—直線電棗機磁鐵永組件2—直線電根機滑塊趟組件3—工作臺4—滑座5—直線光柵叔掃描頭6—直線滾岔動導軌7—直線光柵進給驅動采沸用直線電聾機與旋轉牢電機傳動芹方式的最竊大區別是卷取消了電蛇動機到工作臺之懶間的一切雄中間環節璃，減少了泡傳動鏈。阻其優點是爽，響應快歸（加速度繳一般可達5~1南0g）、傳踏動剛度券高、定概位精度跡高。轉動慣量1.圓柱體怖轉動慣地量mdJ214mdJ=機電一體她化技術機械城傳割動特性?L?J=(m