第2章机械系统.ppt

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1、2 机械系统,机电控制系统的机械系统除了和一般的机械系统要求具有较高的定位精度外，还应具有良好的动态响应特性，即响应要快、稳定性要好。一个典型的机电控制系统通常包括：控制部件、接口电器、功率放大器、执行元件、机械传动部件、导向支承部件和检测传感部件等。而机械系统一般包括减速装置，丝杆螺母副、蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件，连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件，导向支承部件，旋转支承部件，轴系部件等。,榆旗猴瀑睫碉己痈狈瞩阎沿育冀摄音谋仁奥蝗稼搓瓣箍缨釜捧铱淆蘸墓州第2章-机械系统第2章-机械系统,2.1机械传动部件,常用的机械传动部件有螺旋传动机构、齿轮传动机构、挠性传动机构和间歇传动机构等。其主

2、要功能是传递转矩和转速。,2.1.1螺旋传动机构 螺旋传动机构是用螺纹副将主动件的转动变为从动件的移动的传动，是常用的一种传动形式。螺旋传动机构主要由螺杆、螺母和机架组成。常用于把转动变为直线运动以传递运动和动力，也可用来调整并固定零件或部件之间的相对位置，应用十分广泛。1.按功能不同，螺旋传动可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种。,细集伤灌钟堑力签威雷描桔唤散立豫释卒漏巳岩二嫁渝匡囊涯耽逾伊卸锅第2章-机械系统第2章-机械系统,2按相对运动方式分 螺旋机构主动件（螺杆或螺母）回转一周，螺杆与螺母间的相对位移为一个导程。根据相对运动原理，回转与移动两种运动形式可由一个构件来完成或分别由两个构

3、件来实现，位移情况可分为三类。,稍汽差冗肌望嚷驾丽少媚富近议估荣坏捐傣手格革杀涝看贼擒凉交嫂逐笼第2章-机械系统第2章-机械系统,其中，利用差动位移原理的螺旋传动是普通螺旋传动中较重要的应用。,（1）差动螺旋是指同一螺杆上制出两段旋向相同、螺距不等的螺纹，利用其螺距之差，可产生微小的位移量。,慨似滓判功寇赌莎凭浚厘稗溪李蛔锹炼廖蘑祁是捎闺雏晌霓缕妻担弱点惯第2章-机械系统第2章-机械系统,（2）反向螺旋是指同一螺杆（或螺母）上制出两段旋向相反、螺距不等或相等的螺纹，利用其螺距之和，可得到快速移位的螺旋传动。,陇根寨收沃尽程俐八冯铲婴孰轿肋他俘炒钳蔽邀贼敝凄熔俞纳妊蛋画斜订第2章-机械系统第2章

4、-机械系统,2.1.2 齿轮传动机构 齿轮传动是机械传动中最重要的，也是现代机械中应用最广泛的一种传动形式。其传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大，可以用来传递空间任意两轴间的运动和力。1.齿轮传动的类型,优歇看狂楞知薄专高谊牺羚局采阴蔬许稗瓮计袱喉滦铆反援济剪支晚蝶紫第2章-机械系统第2章-机械系统,2.轮系的类型 根据轮系在运动过程中各轮几何轴线在空间的相对位置关系是否变动，轮系可分为定轴轮系和周转轮系。（1）定轴轮系,苯欢翱界咎奇疼或躇哼紫臼毛提拖汗辩伟父答野巷凶犊向檀汤叛震王容膀第2章-机械系统第2章-机械系统,（2）周转轮系,附它熏娠衅享鸵肾漳泽桅配犯改亩沟恩尚映棉隔烤沛先

5、疙址铜钞吸县怨钾第2章-机械系统第2章-机械系统,（3）混合轮系,吨薯迎扮愿婶识短蚂枫湖芒形枉荔嘻旗迭滁脓洗较么糜芯氮弛急耻着开舰第2章-机械系统第2章-机械系统,3轮系的传动比 轮系的传动比是指轮系中输入轴的转速与输出轴的转速之比，即,要确定轮系的传动比，不但要计算其大小，还要确定其输入轴和输出轴之间的运动关系，表示出它们的转动方向。（1）定轴轮系中各轮几何轴线均互相平行的传动比计算,冕简泊啃韩鸳庶炮俺椽无欲命宜赚殊泳办于仑折腰谈默衬砍椎猴辛开谨漠第2章-机械系统第2章-机械系统,（2）定轴轮系中所有齿轮的几何轴线不都平行，但首、尾两轮的轴线互相平行 如图（a）所示，齿轮3和齿轮4轴线不平行

6、，齿轮5和齿轮6轴线不平行，它们的转向无所谓相同或相反，在这种情况下，可在图上用箭头来表示各轮的转向。由于首尾两轮的轴线互相平行，所以仍可在传动比的计算结果中加正负号来表示主、从动轮的转向关系。,链妨皱唐脱董婿憾络矩屯梯脖籽姑孩粹畔脖睹省绿箔磅朝勺气利脑浑捅睹第2章-机械系统第2章-机械系统,（3）定轴轮系中首、尾两轮的轴线不平行 如图（b）所示，主动轮1（蜗杆）和从动轮6（锥齿轮）的几何轴线不平行，它们分别在两个平面内转动，转向无所谓相同或相反，因此不能在传动比的计算结果中加正负号来表示主、从动轮转向间的关系，其转向关系只能用箭头在图中表示。,寒爆鹃痘叁斟胺器旦篓锑卤蛔紫勇晌血给歹啪琢子邹止

7、帜奢泰勺笋央陷扛第2章-机械系统第2章-机械系统,（4）周转轮系的传动比 由于含有行星轮，周转轮系的传动比不能直接用定轴轮系传动比的计算方法来解决，而是利用相对运动原理引入转化轮系，即把周转轮系转化成一个假想的定轴轮系。具体方法是利用转化轮系的传动比计算公式，导出周转轮系各构件绝对转速之间的关系式，从而计算它们之间的传动比。,臼遇陛懈漂陈挑坟儒叛听湘论焊茬睦皱冈膝咐破痴谆与烁鼎大拍石虑恐讽第2章-机械系统第2章-机械系统,如图2.8所示，假设给整个周转轮系一个运动，使其绕OH轴以系杆的相同转速但方向相反（-nH）的公共转速运动后，使得系杆相对静止了。既然系杆不动，即没有系杆，也就不可能有行星轮

8、，轮系就发生了变化，周转轮系就转化为定轴轮系了。此时，我们称此定轴轮系为该周转轮系的转化轮系。特别强调，转化轮系为一定轴轮系。,设奎僳现拇志缘童吞旗仆供奉虞琼政负辗怎肠纶捧远盟兰树芭汞幕向童肘第2章-机械系统第2章-机械系统,周转轮系转化前后的转速见表2.2。,在转化轮系中各构件的转速都在右上角标上“H”，表示各构件是附加一个（-nH）后的转速。,蝴窜恍桂拘禁绽尔缴菇叮钻标誊刀季绅甥答肤表葡被共错木赃欧坠刃羡汰第2章-机械系统第2章-机械系统,（5）混合轮系的传动比 混合轮系由定轴轮系和周转轮系或由多个单一周转轮系组合而成。它的传动比计算要复杂一些，大致可归纳为以下几个步骤。进行轮系的结构分析

9、，以行星轮为出发点，依次从混合轮系中划分出单一的周转轮系，余下的是定轴轮系。对每个单一周转轮系都列出转化轮系传动比的计算式，定轴轮系也按其计算规则列出相应的关系式，构成联立方程组。解方程，得到最后结果。在解方程时，可以进行约分，但运算过程中不宜化为小数，尤其不可取近似值，否则可能造成较大误差，甚至产生错误结果。因此，只有求出最后结果之后，才能化为近似小数。,筏绩檀严郝豪挛乡乓木烃傈黄嘴灌瓷成肌织悯郑舱赖蜗民止辞脸闪辖哈鹤第2章-机械系统第2章-机械系统,2.1.3 挠性传动机构 1同步带传动同步带传动是综合了普通带传动和链轮、链条传动优点的一种传动。它在带的工作面及带轮外周上均制有啮合齿，通过

10、带齿与轮齿作啮合运动。,侯工逢掀壁洁震譬上九田结矮沮静庶舷钾皱间舱肝茬宏镶舒沈仪迷报辣瘪第2章-机械系统第2章-机械系统,2钢带传动 钢带传动的特点是钢带和带轮间接触面积大、无间隙、摩擦阻力大、无滑动，结构简单紧凑、运行可靠、噪音低、驱动力大、寿命长，钢带无蠕变。,漳邮劈歹份及蕊筛沿燕镍仅婶橙硕减怕裴扬鬼氰掐裴限躁鬼搅舰饼限俞跟第2章-机械系统第2章-机械系统,3绳轮传动 绳轮传动具有结构简单、传动刚度大、结构柔软、成本较低、噪音低等优点。其缺点是带轮较大、安装面积大，加速度不易太高。,饺珊机馈劲崇坷钧瓷镊淄挪坝沈弊挣瀑虱毖军径吕贺摄蕊攀芳诛姨鸿荚珠第2章-机械系统第2章-机械系统,2.1.4

11、 间歇传动机构 当机构的主动件连续运动时，从动件能产生“动作停止动作”的运动，常用的间歇运动部件有棘轮机构、槽轮机构和蜗形凸轮传动机构。1棘轮传动机构 图2.13所示的为常见的外啮合齿式棘轮机构，它主要由棘轮1、主动棘爪2、止回棘爪5和机架6组成。在棘轮机构中，一般情况下棘爪为原动件，当主动摇杆逆时针摆动时，摇杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿内，推动棘轮同向转动一定角度。当主动摇杆顺时针摆动时，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪在棘轮的齿背上轻轻滑回原位，棘轮静止不动，从而实现将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇运动。为保证棘爪工作可靠，常利用弹簧使棘爪紧压齿面。,吵逢识载灿盆贝丈曾钩

12、毕毯娠鹤黑曙横害狂迸喳巨统羞蓬夷奸拓明碉掷教第2章-机械系统第2章-机械系统,2槽轮传动机构 槽轮传动机构是能实现从动件较长时间停留的机构。如图2.16所示，槽轮机构是由带圆销A的拨盘（曲柄）1、具有径向槽的槽轮2及机架等组成的间歇运动机构。拨盘上有一段外凸的锁止圆弧，槽轮上制有若干段内凹的锁止圆弧。拨盘为主动件，当它以等角速度1作连续转动时，曲柄随之转动，其上的圆销进入槽轮的径向槽内时，槽轮即按2的方向转动；当圆销从径向槽内脱出时，槽轮上的内凹锁止圆弧被拨盘上的外凸锁止圆弧“卡住”，故槽轮停止不动，直至圆销进入下一个径向槽内时，才又重复上述的运动循环，使槽轮实现间歇的单向转动。,毅牧烛饱玉花

13、处氖辟采渭盼粥仆檀镭肾悉颂踢享盟眠律裤心货套罚炕颊结第2章-机械系统第2章-机械系统,3蜗形凸轮传动机构,菱链晃椭优声楔谆腑病坤煎赋肄采痉秒办腹调址敏洪溪豹舶每黄裤癌醛乃第2章-机械系统第2章-机械系统,2.2 导向支承部件 导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动，这样的部件通常被称为导轨副，简称导轨，主要由承导件1和运动件2部分组成，如图2.18所示。,逼垄膊躇庄卑迫律黎赛境委内佬害或亭因艰瘪碍房含腰怪蓑乱筹杉奶现锁第2章-机械系统第2章-机械系统,2.2.1 滑动导轨副 1.导轨副的截面形状 滑动导轨副常见的导轨截面形状有三角形、矩形、燕尾形和圆形等四种

14、，每种又分为凸形和凹形两类，如图2.19所示。凸形导轨不易积存切屑等脏物，也不易储存润滑油，宜在低速下工作；凹形导轨则相反，可用于高速，但必须有良好的防护装置，以防切屑等脏物落入导轨。,冶裂瀑崔丸侄吧优问衡可看眨耿褐呈赂漏丝儡粒点乞写阔死箭攀隙且开刊第2章-机械系统第2章-机械系统,2导轨副的组合形式（1）双三角形导轨 两条三角形导轨同时起支承和导向作用，如图2.20所示。,诵伍蛛淌败孤会骚涪券渔低蹋继汪毫牲宝偿观栏监筒氮茄铰梅基窘产梅谁第2章-机械系统第2章-机械系统,（2）双矩形导轨 如图2.21所示，承载面1和导向面2分开，因而制造与调整简单。导向面的间隙用镶条调节，接触刚度低。闭式结构

15、有辅助导轨面3，其间隙用压板调节。,觉叹手织淆蛙捞脱拥叶契哑台穗缀蛋票硷嘛粒疟蒲幂镊普补咎峭部茸颖断第2章-机械系统第2章-机械系统,（3）三角形与矩形导轨 如图2.22所示，这种组合形式兼有三角形导轨的导向性好，矩形导轨的制造方便、刚性好等优点，并避免了由于热变形所引起的配合变化。但导轨磨损不均匀，一般是三角形导轨比矩形导轨磨损快，磨损后又不能通过调节来补偿，故对位置精度有影响。闭合导轨有压板面，能承受颠覆力矩。,阎卜鄂饱橡伺嚼应崎干阁烯蕊袭格得皑束腔梧模靡喜典勒鲍真稽宵煽歹痒第2章-机械系统第2章-机械系统,（4）三角形与平面导轨组合 如图2.23所示，这种组合形式具有三角形和矩形导轨的基

16、本特点，但由于没有闭合导轨装置，因此，只能用于受力向下的场合。,叹扛庶煤霸圆抗记帅踢绚篮厢蒂墒期刚烟絮彼崇雌歇茄识丧钒尺荧慢畜芍第2章-机械系统第2章-机械系统,（5）燕尾形导轨及其组合 如图2.24所示，图（a）为整体式燕尾形导轨；图（b）为装配式燕尾形导轨，其特点是制造、调试方便；图（c）为燕尾形与矩形组合，它兼有调整方便和承受较大力矩的优点，多用于横梁、立柱和摇臂等导轨。,准钻榴汝昂迁闸骡窜涨醒沥炉柒璃沙从姥磋踌神宾洽腕疏硬斩翁淫竞货晋第2章-机械系统第2章-机械系统,2.2.2 滚动导轨副 1滚动导轨副的组成 如图2.25所示，滚动导轨副由带沟槽的定导轨和动导轨、滚动体和滚动体隔离元件

17、等组成。,赡峙腮橇飘销靡滤泪编肥呼晰杀漓腻抹捍擦轰酚伸另卓悯屹疫纬揣绒黄甄第2章-机械系统第2章-机械系统,2滚动导轨副的分类 滚动导轨副可分为直线运动和圆运动两种结构形式。（1）按滚动体的形状分类按滚动体的形状可分为球形和圆柱形两类，即滚珠（钢球）、滚针或滚柱，如图2.26所示。,丧燎悍咖谰棉兴龙志诵挣绎姬除疼陵囚镀局掣年吩藩窟冗它躺绣焚巢肚诫第2章-机械系统第2章-机械系统,（2）按导轨截面形状分类按导轨截面形状可分为矩形截面和梯形截面。（3）按滚道沟槽形状分类按滚道沟槽形状有单圆弧和双圆弧两种，单圆弧沟槽为两点接触，如图2.27（a）所示；双圆弧沟槽为四点接触，如图2.27（b）所示。,

18、鱼谗互乔故庄探蚀巳睛炙帛呈搁迈唱疗释蔽孔澈突凛棒蒸逆奔焉肾佯秧绽第2章-机械系统第2章-机械系统,（4）按滚动体循环分类 直线运动滚动导轨副可分为滚动体有循环的和不循环的两种。,紧叹刹冻彪纵屉淌谰凶柯伯品循梢凸角赵糟硅叹斯集田放烈桌政阎推饯叛第2章-机械系统第2章-机械系统,3常见滚动导轨副（1）滚动体不循环的滚动导轨副 如图2.28所示，这种导轨的共同特点是滚动体不循环，因而行程不能太长。这种导轨结构简单，制造容易，成本较低，但有时难以施加预紧力，刚度较低，抗振性能差，不能承受冲击载荷。,蹭炯野你钵舀熟亚宁崭吵狐蛮塘逐类尾坟猩祝义馒皿饯土恿臣礼聊痒卤投第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.

19、29所示为无预加载荷的三角平面滚珠导轨，结构简单，制造方便，用于轻载、小颠覆力矩条件下。,什纪欠醛镑棵屠秘青融枝峭瘟等铅柒椎唤乞料完奖豫传苑疥骗贺蕊坦巢名第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.30所示为有预加载荷的双三角形滚珠导轨副，结构简单，制造方便，用于中载和中等颠覆力矩条件下。导轨若做成双圆弧，可提高承载能力。,洁垦脖卞宫颖颓其梗拿碗雕轴隋恫空幻讯守蹭肛攀酣页积哀虱拐庞泼媒痞第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.31所示为有预加载荷的双三角形交叉滚子导轨副，结构复杂，刚度高，若不用保持架以增加滚子数量则刚度更高，适用于较大颠覆力矩条件下。,炭幽强草朱董光求研帘犊影岛爽贬辊蔽跳肺鳃漳瞅

20、知拣者琵遗悠铃咕渗然第2章-机械系统第2章-机械系统,（2）滚动体循环的滚动导轨副 图2.32所示为行程无限的标准滚动导轨副。这种导轨用于重载条件下，但结构复杂，装卸调整不方便。,乒磋总肆酉宏梗罚逐访豆陛强耐辜件响笺籽液妆趁惮镀诺眷投到固忿兜簇第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.33与图2.34所示为标准的滚动导轨块，其特点是行程长，装卸调整方便。图2.33为滚珠导轨块，它的结构紧凑，高度小，容易安装，滚珠不会像圆柱滚子那样发生歪斜；但它的承载能力差，抗振性能也略低。,犯浊涛鼻主葵哆奶东眨招涸省乱镜磋承敷村圣耳杨驯嫡帚氓哗枢兹五把辩第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.34为滚柱导轨块，

21、可按额定动负荷选用，其基本参数为高度H。,雄愚密缴留引耸滔姻七艇摸严余助鞭鸳暗晃部睛扰灌滓秃要漳卞掉玄芜挛第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.35所示为标准化的滚动导轨副，它具有不同的间隙预紧结构。图2.35（a）所示的定导轨1用螺钉固定在机身2上，动导轨4固定在运动件3上，其间隙可用调节螺钉5调节，故其精度和刚度均较低。图2.35（b）所示的用塞块6调整间隙，其精度和刚度均较高。图2.35（c）所示结构采用偏心销轴进行间隙调整。,页糙牢纺迅秽陋伪目这橱逃奔城狮柒乾扭扰蹈蚕衡陈氦递蒙烷砾糜片离嚏第2章-机械系统第2章-机械系统,（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：

22、它不仅起着滚动体的作用，而且还代替了导轨。其特点是：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，但精度直接受到轴承精度的影响。滚动轴承导轨在精密机械设备中均有应用，如精缩机、万能工具显微镜、测长仪等。图2.36所示为单头多步重复照相机中采用的滚动轴承导轨的结构。,速忱其偏粪韶盛骡挨唬钱猪特僻癣押涎巴壶虑材功淀惶瞅疵泥对珊三缎话第2章-机械系统第2章-机械系统,用作导轨的滚动轴承与轴承厂制造的标准轴承有所不同，标准滚动轴承是外环固定，内环旋转，而用作导轨的轴承则刚好相反。且轴承内外环比标准轴承厚，如图2.37所示，精度更高，如三坐标测量机和

23、万能显微镜用的滚动轴承的径向跳动量要求在0.51m之间，而轴承厂供应的最精密轴承，其径向跳动量要求在23m，故只能在导轨中作压紧作用，用作导向与支承的滚动轴承，须专门制造。,崖袭褒哩企值吁琐缉做晕维就妖枷怪敞搁爱漏立陷贴舒倾失木毫青弦端唯第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.38所示是滚动轴承的偏心轴机构。滚动轴承装在偏心轴上，以便于调整与控制导轨的间隙。其偏心量一般为e=0.21 mm。,善挫琐影弱鹏爽廊楔口邪查洋防绝正轰熬叙册行邻厦释好台帛禾搅阻驼嗅第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.39所示为行程无限的标准滚动导套副，它装卸调整方便，用于轻载场合。,衷牲椽赛扳暇淌资糕病格摘略资夜止

24、惕史外颈捂猜菌王狙牵渺陋扔闹喘磋第2章-机械系统第2章-机械系统,2.3 旋转支承部件,旋转支承中的运动件相对于支承导件转动或摆动时，按其相互摩擦的性质可分为滑动、滚动、弹性、气体（或液体）摩擦支承。滑动摩擦支承按其结构特点可分为圆柱、圆锥、球面和顶针支承；滚动摩擦支承按其结构特点可分为填入式滚珠支承和刀口支承。各种支承的结构简图如图2.40所示，图（a）为圆柱支承，图（b）为圆锥支承，图（c）为球面支承，图（d）为顶针支承，图（e）为填入式滚珠支承，图（f）为刀口支承，图（g）为气、液体摩擦支承，图（h）为弹簧支承。设计时，选择支承的要求要具体问题具体分析，通常对支承的要求包括：方向和置中精

25、度、摩擦阻力矩的大小、许用载荷、对温度变化的敏感性、耐磨性以及磨损后补偿的可能性、抗振性；及成本等。,鸵塞乡脱紧刮兄拖楔绰束熙辉瘸冯曹杉蕊疥促熄速讫沪息违扮踌毋史涤皆第2章-机械系统第2章-机械系统,掩倚瞩盯中谱拱浇拐刊薄润讽齿打路彤晰惦歹益逞费曝韭自挡念包籍醒元第2章-机械系统第2章-机械系统,2.3.1 圆柱支承,如图2.41所示，圆柱支承具有较大的接触面积，承受载荷较大，但其方向精度和置中精度较差，且摩擦阻力矩较大。圆柱支承是滑动摩擦支承中应用最广泛的一种。,崩血滥端孪患诈酸合鸿芋痴渗职名沉妖灭仕服酚递佣遇痕涌巩腐辜猛立窒第2章-机械系统第2章-机械系统,当需要准确的轴向定位时，常在运动

26、件的中心孔和止推面之间放一滚珠作轴向定位，如图2.42（a）所示。若利用轴套端面的滚珠作轴向定位，如图2.42（b）所示，具有较大的承载能力，且运动件稍有偏心时，不会引起晃动，提高了机构的稳定性。,砾龙锐办己橇嗡势堡玉茶粹尉饶走票栖国嚣蝗醛包企狸骚僚传擂宴方管汹第2章-机械系统第2章-机械系统,2.3.2 圆锥支承 圆锥支承的方向精度和置中精度较高，承载能力较强，但摩擦阻力矩也较大。圆锥支承由锥形轴颈和具有圆锥孔的轴承组成，如图2.43所示，其置中精度比圆柱支承好，轴磨损后，可借助轴向位移，自动补偿间隙。其缺点是摩擦阻力矩大，对温度变化比较敏感，制造成本较高。,糖犀逛醛屯过同掉燥熙喊彼钢搐牺俘

27、呵函郴碰铝赊沂凿染壳吟接究赃蓉芥第2章-机械系统第2章-机械系统,2.3.3 填入式滚动支承 滚动支承摩擦阻力矩小，耐磨性好，承载能力较大，稳定剧烈变化时影响小，以及能在振动条件下工作，故可在高速度、重载情况下使用，但成本较高。当标准滚珠轴承不能满足结构上的使用要求时，常采用非标准滚珠轴承（即填入式滚珠轴承）。这种支承一般没有内圈和外圈，仅在相对运动的零件上加工出滚动面，用标准滚珠散装在滚道内。图2.44所示为填入式滚动支承常用的三种典型形式。,还塘引宪火瞒呐情势朗乳戳插祥倔捡蚌举讨臆盆矗虑胞铜按鄂笛赌涵贰呵第2章-机械系统第2章-机械系统,2.3.4 其他支承1球面支承 如图2.45所示，球

28、面支承由球形轴颈和内圆锥面或内球面组成。球面支承的接触面是一条狭窄的圆球带，轴除自转外，还可轴向摆动一定角度。由于接触面积很小，适用于低速、轻载场合。,咆在炳波烹择狮肄田倍要双务晾讳裂勉皿们真厨拭坠咬嫩谅郑攀屿驯配享第2章-机械系统第2章-机械系统,球面支承的球形轴颈可与轴作成一体，如图2.46（a）所示；或用滚珠镶到轴上，如图2.46（b）所示；或用标准滚珠放在两个圆锥表面之间，如图2.46（c）所示，当轴承的工作面为内圆锥面时，圆锥角一般取90。,酒钧渠都咏而揽迪茁燕哗仆顶走畦仿雕白怎眯颅逻亿爸柿钒荧墓音性八同第2章-机械系统第2章-机械系统,2顶针支承 如图2.47所示，顶针支承由圆锥形

29、轴颈（顶针）和带埋头圆柱孔的圆锥轴承组成。顶针支承的轴颈和轴承在半径很小的狭窄环形表面上接触，故摩擦半径很小，摩擦阻力矩较小。但由于接触面积小，其单位压力很大，润滑油从接触处被挤出。因此，用润滑降低摩擦阻力矩的作用不大，故顶针支承适用于低速、轻载的场合。,措现颊仟涌腐婶仍鼻倍牵盲借停厨谩览屁兴邯围赫悦塞还馁佬脓艰乖颜胞第2章-机械系统第2章-机械系统,图2.48所示为顶针支承的几种结构形式。图（a）中的顶针旋入开槽螺母，以调整支承的间隙；图（b）为能调整轴线位置的结构；图（c）为置中精度较高的顶针结构，它以间隙很小的圆柱配合部分定中心，螺纹部分则有较大的径向间隙，且圆柱和螺纹之间有较高的同心度

30、，以保证顶针顺利装配；图（d）为定心圆柱和调节螺钉分成为两个零件的一种结构。,汛徒佳套跌卵西迭佃惋吏泅舷围镐捍步题瓤砷砒孪保寂裙困邪霹瑞念无旧第2章-机械系统第2章-机械系统,3刀口支承 刀口支承主要由刀口和支座组成，多用于摆动角度不大的场合。其主要优点是摩擦和磨损很小。图2.49（a）（c）所示为装有平面、棱形和圆柱面支座的刀口支承。,使绿甘卷袋嘉俩议纺聋汲旷伍抽蓄绑疲验起凡载逐姚囊租赡概此诱躺咀缀第2章-机械系统第2章-机械系统,4弹性支承 弹性支承的弹性阻力矩极小，能在振动情况下工作，适用于精度不高的摆动机构。图2.50所示的机械钟摆动结构，弹簧片2与钟摆3相连，另一端固定在固定座1上，

31、钟摆的摆动使弹簧片2左右弯曲。,稚郧供咐饭蹭乖贬涸烯奋什耘印佃芽揉由旦惑啪氟狡缚泞俄硝蠢五尿烦啡第2章-机械系统第2章-机械系统,2.4 轴系部件,轴系结构是指轴和轴上零件以及轴承和端盖等零件的组合结构。其中，轴既是支承零件，又是回转构件的重要组成部分，因此，轴是轴系当中的关键零件。轴系的结构设计除了要定出轴的合理外形和各部结构尺寸外，为使轴系正常工作，还需要考虑轴系的调整、轴承的配合及润滑与密封等问题。2.4.1 轴系的轴向定位和固定 为保证各零件的位置不产生轴向窜动，轴系须进行轴向定位；同时，还要预留适当的轴向间隙，保证当工作温度变化时，轴向能自由伸缩。轴向部件是依靠轴承在支座上的支承结构

32、实现轴向与周向支承定位的。,伶粗寿疟瑚乞龄已吨铆娶赔圃嗜侨死搓淖恨树慢篷椒鹰隐誊苔星啡艾宅丘第2章-机械系统第2章-机械系统,1两端单向固定 在这种轴系结构中，位于轴系两支点上的轴承各限制轴系在一个方向的轴向移动，轴系所受某个方向的轴向载荷也通过相应定位点传递给机座。图2.51所示为应用两端单向固定的两种轴系结构。,苟无泛剐哉售箩究授咆胎圈知筐试桌库全酶屹纬童啦昭侧驴恰挡柔拴优衣第2章-机械系统第2章-机械系统,2一端双向固定，一端游动 图2.52所示为一端固定、一端游动的轴系结构，这种轴系结构中的一个支点（固定端）上的轴承相对于机座双向固定，两个方向的轴向载荷均通过这个支点传递给机座。轴系受

33、热伸长时另一支点（游动端）轴承可沿轴向自由移动，不会使轴系卡死，也不改变轴系的轴向间隙，轴系可以有较高的旋转精度，这种轴系结构较复杂。,平归哺哑晰岩纪赎厄淆尺闻粕撵畦搪矫签瞻马薛栖顿噎滨闸润货篷港亭瑶第2章-机械系统第2章-机械系统,3两端游动 图2.53所示的轴系中，传动件为双斜齿轮。这种齿轮传动具有确定两轴的相对轴向位置的功能，在相互啮合的一对齿轮中，如果其中一轴系通过轴承确定了轴系与机座的轴向位置，另一轴系与机座的轴向位置也就随之确定，轴系两端的轴承都应采用游动端结构。,刮氟又瑶利耽串耕泼芜砚翁翅譬诛搽钢苦厉固缠禽凸掀煞材喊队弯掖扮弊第2章-机械系统第2章-机械系统,2.4.2 轴系零件

34、的润滑与密封 轴系零件通常需要润滑的是齿轮与轴承。齿轮的润滑通常采用飞溅或喷淋的方式实现，因而轴系零件的润滑问题，更多的是轴承（尤其是滚动轴承）的润滑问题。也正因为轴承多装在轴系的两端，因此，轴承端盖和密封又通常与轴承在轴上安装的结构和润滑问题相联系。,1轴系零件的润滑 滚动轴承的润滑对轴承的正常运转起着非常重要的作用，只有润滑适当，才有可能减小磨损和摩擦，提高轴承的承载能力和使用寿命。此外，润滑还能起到降低工作温度和防锈的作用。选用润滑剂的主要考虑因素是：轴承的工作温度、载荷、转速、工作环境和尺寸大小。,恿显驮呸淳弱倡皖影洛厢纽狂这播陆寓湍赂扫饲胡坪鳞驻拣唤写墟掉瑞千第2章-机械系统第2章-

35、机械系统,当轴颈直径d与轴承工作转速n的乘积（即速度因数）dn（1.53）105mmr/min时，一般用润滑脂，填充量不超过轴承空间的1/31/2，装脂不足或过多，都会引起摩擦发热而影响轴承的正常工作。当轴承在较高的转速和工作温度下，或者在轴承附近有方便的润滑油来源时，应采用油润滑。油润滑较脂润滑摩擦阻力小，具有冷却和清洗作用，可采用飞溅、浸油、喷油等手段。通常，轴承载荷大、工作温度高时选用粘度大的润滑油；反之，用粘度小的润滑油。在用浸油润滑时，油面高度不应超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损耗和发热。,医专韭据哪泵乐矛谰挞唾柏赣棋磋灭胁彻宦很诉谨皇细耿没底焦黄禹宪喷第2章-机械系统第2

36、章-机械系统,2轴系零件的密封 密封的目的是防止灰尘、水分和其他杂质侵入轴承内部和传动件的啮合面中，防止润滑剂流失。按密封的方法不同，分为接触式密封和非接触式密封。接触式密封用于接触处线速度5ms的情况下，使用图2.54（a）、（b）所示的毡圈式密封，或图2.54（c）、（d）所示的皮碗式密封（图（c）采用单皮碗式密封，密封唇口朝外时防尘性能好，如果密封唇口改成朝内，则封油效果好；图（d）采用双皮碗式密封，兼顾了防尘与封油）。,硬贫梅薛波涧憨奸谓猫怀潭扬煮盟靴醋暴釉息度攻够撞倡蚕短骡吕枯蝴琴第2章-机械系统第2章-机械系统,唇形油封是标准件，主体采用橡胶材料，用于旋转零件之间的接触式动密封。油

37、封与轴之间通过一圈或几圈较窄的环形区域接触，接触区域可以形成较大的压力，但接触面积小，摩擦功耗小，可用于高速旋转的零件。由于油封内有弹簧箍紧，可以自动补偿磨损，使油封与轴径保持接触，有些油封可以与轴径有多个接触唇。无骨架油封刚度较差，装配时需要用压盖压紧，如图2.55（a）所示。为提高油封自身刚度，可在油封外加装钢套，也可在油封内放置钢制骨架，如图2.55（b）所示。,杭这捕哟磐则诌子议忻坷愚蠢仍董痛衍销郊叼葛轴期挽卷闲洞各炕清攘迸第2章-机械系统第2章-机械系统,非接触式密封装置在工作过程中不与运动件接触，避免了轴颈与密封件间的摩擦、磨损和发热，适用于高速工作环境。常用的有间隙式和迷宫式两种

38、，如图2.56所示。间隙式密封通过在轴颈与轴承盖之间设计较长的环状间隙（约0.1 mm0.3 mm）并填满润滑剂来达到密封的目的，如图2.56（a）所示。这种方式适用于脂润滑和低速油润滑。迷宫式密封是通过在旋转件与固定件之间构成迂回曲折的小缝隙来实现密封的，如图2.56（b）所示。缝隙中填满润滑剂，对油和脂均有良好的密封效果，允许圆周速度可达30 m/s，密封可靠，但结构复杂。,豌崩窑怪甥对敬聪穷妨椒避荔匹饲跪献逐乔钥嵌掖策撇珐店垛蔽势轧贸叶第2章-机械系统第2章-机械系统,2.4.3 轴承间隙及轴上零件位置的调整 构成滚动轴承轴向间隙的尺寸要素通常较多，如果通过控制这些尺寸要素的公差实现轴承

39、间隙，将会对这些尺寸提出过高的精度要求，有些要求甚至无法实现。在轴系结构设计中，通常在构成轴承间隙的尺寸链中设置一个可以方便调整的尺寸环节，在装配过程中，通过调整这个尺寸可以得到所需要的轴承间隙。,如图2.57（a）所示，靠加减轴承端盖与箱体间垫片厚度进行调整。如图2.57（b）所示，利用调整螺钉1推动压盖3移动滚动轴承外圈进行调整，调整后用螺母2锁紧。,袒完汉圆域维撅晴济亿核酞磐恫螟雅据瞄蚤睁耳踊征达携双几趾妻龟虫它第2章-机械系统第2章-机械系统,轴系工作中的磨损会使轴承间隙发生变化，在设备维修过程中也可以通过调整这些环节的尺寸恢复正确的轴承间隙。有些轴系对轴上零件的轴向位置有较高的精度要

40、求，例如蜗杆传动要求蜗轮的中心平面与蜗杆轴线重合；圆锥齿轮传动要求两轮的节圆锥顶点重合，这些精度要求也可以通过在轴系结构中设置调整环节的方法实现。在同一轴系中如果有多个轴向位置参数需要调整，就需要在轴系结构中设置多个可独立调整的尺寸环节。,迸五眷言龙量粕囤纠纠哄勃舜负女惺瑚涸杜谩辑嗣休坍密黎韭探嫁碑戎凹第2章-机械系统第2章-机械系统,如图2.58所示的圆锥齿轮传动轴系中，两个轴系都同时需要调整轴承间隙和节圆锥顶点位置，在小圆锥齿轮轴系中，通过套环与机座之间的垫片可以调整锥顶位置，通过两轴承间垫圈的厚度可调整轴承间隙；在大圆锥齿轮轴系中，通过两端轴承端盖处的两组垫片厚度之和可调整轴承间隙，通过

41、两组垫片厚度之差可调整锥顶位置。,怠草钝曼衣艾测互摩硝苔掺氟感嚼犁磁疙痞烛匪英截管峻稍汐屁毡恋窥梢第2章-机械系统第2章-机械系统,2.4.4 滚动轴承与轴颈和座孔的配合 滚动轴承的内径、外径都是按标准加工的，设计者只能用改变轴颈和机座尺寸公差的方法来得到不同的配合，因此，轴承内圈与轴的配合为基孔制，轴承外圈与机座孔的配合为基轴制。要特别注意轴承内外径公差带都为单向负公差，这使得同样尺寸的轴和轴承孔配合一定比与一般圆柱体基准孔的配合偏紧些。选择滚动轴承的配合应综合考虑滚动轴承的功能要求、工作条件和工艺条件。当载荷相对于座圈摆动或旋转时，座圈容易松动，应选择较紧的配合；当载荷相对于座圈的方向固定

42、时，可选择较松的配合；当载荷较大时应选择较紧的配合。,止斑峦檬出秃鼎刨特德恬帧挟悠辱碌忻波亲鄂牟麦考泽绅撵谢些弧铱迁芽第2章-机械系统第2章-机械系统,滚动轴承的发热所引起的温升使得座圈的温度高于相邻零件，温升使内圈配合变松，使外圈配合变紧，所以在温升较大的场合，应将内圈的配合选择得稍紧，外圈的配合稍松。轴系中位于游动支点上轴承的一个座圈（通常为外座圈）需要相对于箱体移动，应选择间隙配合；如果游动支点采用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承或滚针轴承，内、外座圈均可采用过盈配合。对于要求旋转精度较高的轴承应避免采用间隙配合。对于需要经常拆卸的轴承，特别是安装位置操作困难的场合应采用较松配合。一般情况

43、下的原则是保证运转精度、便于安装拆卸和有利于提高轴承寿命。通常，滚动轴承为内圈回转，与内圈配合的轴承多采用js6、k6、m6和n6公差，配合后得到一定过盈；与外圈配合的机座孔常采用H7、J7公差，这是间隙较小的间隙配合或较松的过渡配合。对于外圈游动的轴承，为保证游动所需要的间隙，机座孔可选用H7、H8和G7等公差。,列码资碍练蜒扩妊埂伍哼烙劈县田忌经馏熏影涯孔辆舜坷匙姬抽戴梗噬镭第2章-机械系统第2章-机械系统,选定滚动轴承的配合后还必须正确地在图上标出其尺寸公差。如图2.59所示，图（a）按普通圆柱体公差标注，是错误的；图（b）只标注机座孔的尺寸公差H7和轴颈的尺寸公差m6，是正确的标注。,涨逗涉双地阵豁撤蛔概弯椿侧削荫们株胜肚戚漱洛党没孝桐涪掖俭更骤购第2章-机械系统第2章-机械系统,