机电一体化机械设计.ppt

第3章 机电一体化机械设计 3.1 无侧隙齿轮传动机构 3.2 滑动螺旋传动 3.3 滚珠螺旋传动 3.4 滑动摩擦导轨 3.5 滚动摩擦导轨 3.6 静压螺旋传动与静压导轨简介 思考题 3.1无侧隙齿轮传动机构 1.偏心轴套调整法  图3-1所示为最简单的偏心轴套式消隙结构。电动机2通过偏心轴套1装在壳体上。1.偏心轴套调整法 转动偏心轴套1可以调整两啮合齿轮的中心距,从而消除直齿圆柱齿轮传动的齿侧间隙及其造成的换向死区。这种方法结构简单,但侧隙调整后不能自动补偿。 如图3-2所示,两薄片齿轮1、2上各装入有螺纹的凸耳3、4,螺钉5装在凸耳3上,螺母6、7可调节螺钉5的伸出长度。弹簧8一端勾在凸耳9上,另一端勾在螺钉5上。转动螺母7（螺母6用于锁紧）可改变弹簧8的张力大小,调节齿轮1、2的相对位置,达到错齿。这种错齿调整法的齿侧间隙可自动补偿，但结构复杂。 3.1.2 斜齿轮传动机构  1.垫片调整法  图3-3中两薄片斜齿轮3、4中间加一垫片2,使薄片斜齿轮3、4的螺旋线错位,齿侧面相应地与宽齿轮1的左、右侧面贴紧。垫片的厚度H与齿侧间隙Δ的关系为 H=Δ cosβ (3-1) 式中,β为螺旋角。 2.轴向压簧调整法 轴向压簧调整法如图3-4所示。 3.1.3 锥齿轮传动机构 1. 轴向压簧调整法 如图3-5所示,在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5,其轴向力大小由螺母6调节。锥齿轮4在压簧5的作用下可轴向移动,从而消除了其与啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙。 2. 周向弹簧调整法 如图3-6所示,将与锥齿轮3啮合的齿轮作成大小两片（1、2）,在大片锥齿轮1上制有三个周向圆弧槽8,小片锥齿轮2的端面制有三个可伸入槽8的凸爪7。弹簧5装在槽8中,一端顶在凸爪7上,另一端顶在镶在槽8中的镶块4上。止动螺钉6装配时用,安装完毕将其卸下,则大小片锥齿轮1、2在弹簧力作用下错齿,从而达到消除间隙的目的。 ? 3.1.4 齿轮齿条传动机构 如图3-7所示,小齿轮1、6分别与齿条7啮合,与小齿轮1、6同轴的大齿轮2、5分别与齿轮3啮合,通过预载装置4向齿轮3上预加负载,使大齿轮2、5同时向两个相反方向转动,从而带动小齿轮1、6转动,其齿便分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右两侧,消除了齿侧间隙。 3.2 滑动螺旋传动 螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动形式。它利用螺杆与螺母的相对运动， 将旋转运动变为直线运动,其运动关系为 （3-2） 式中: ; L——螺杆（或螺母）的位移；  Ph——导程；  φ ——螺杆和螺母间的相对转角。 3.2.1 滑动螺旋传动的特点 1. 降速传动比大 2. 具有增力作用 3. 能自锁 4. 效率低、磨损快  3.2.2 滑动螺旋传动的形式及应用 1. 螺母固定,螺杆转动并移动 如图3-8(a)所示,这种传动型式的螺母本身就起着支承作用,从而简化了结构,消除了螺杆与轴承之间可能产生的轴向窜动,容易获得较高的传动精度。缺点是所占轴向尺寸较大（螺杆行程的两倍加上螺母高度）,刚性较差。因此该形式仅适用于行程短的情况。 2.螺杆转动,螺母移动 如图3-8(b)所示,这种传动形式的特点是结构紧凑（所占轴向尺寸取决于螺母高度及行程大小）,刚度较大,因此适用于工作行程较长的情况。 除上述两种基本传动形式外,还有一种螺旋传动——差动螺旋传动,其原理如图3-9所示。 设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同,且导程分别为Ph1和Ph2 。当螺杆转动φ角时,可动螺母2的移动距离为 如果Ph1 与Ph2相差很小,则 L很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。 若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反,则当螺杆转动φ角时,可动螺母2的移动距离为  （3-4） 可见,此时差动螺旋变成快速移动螺旋,即螺母2相对螺母1快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。  3.2.3 螺旋副零件与滑板连接结构的确定 1. 刚性连接结构 ; 图3-10所示为刚性连接结构,这种连接结构的特点是牢固可靠。 2. 弹性连接结构 ; 图3-11所示的装置中,螺旋传动采用了弹性连接结构。 3.活动连接结构 ; 图3-12所示为活动连接结构的原理图。恢复力F（一般为弹簧力）使连接部分保持经常接触。当滑板1的运动方向与螺杆2的轴线不平行时,通过螺杆端部的球面与滑板在接触处自由滑动（