安装方式不同（支撑形式不同），将影 安装方式不同（支撑形式不同），将影 ）， 响到丝杠的轴向刚度和传动精度， 响到丝杠的轴向刚度和传动精度，各有 优缺点，应视不同需要而定： 优缺点，应视不同需要而定：

　　• • • • 误差的主要来源 直齿圆柱齿轮的消隙 斜齿轮的消隙 锥齿轮的消隙

　　• 偏心轴套调整法：结构简单，无自动补偿能力。 偏心轴套调整法：结构简单，无自动补偿能力。

　　• 内循环式：反向器 内循环式： • 外循环式：插管式、端 外循环式：插管式、 盖式、 盖式、螺旋槽式

　　内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副 内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副 垫片预紧螺母式

　　齿轮啮合传动时， 齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间形成润 滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死， 滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，齿廓之 间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙 简称侧隙 齿侧间隙， 侧隙。 间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙第2章 精密机械技术。 但是，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，影响齿轮 但是，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击， 传动的平稳性。因此，这个间隙只能很小。 传动的平稳性。因此，这个间隙只能很小。

　　• 不能自锁（垂直配置需制动装置） 不能自锁（垂直配置需制动装置） • 制造工艺复杂，成本高 制造工艺复杂，

　　• 滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其广泛的运用 于各种工业设备 精密仪器、精密数控机床、 工业设备、 于各种工业设备、精密仪器、精密数控机床、 加工中心等 尤其是近年来， 加工中心等。尤其是近年来，滚珠丝杠副作为 数控机床直线驱动执行单元， 数控机床直线驱动执行单元，在机床行业得到 广泛运用， 广泛运用，极大的推动了机床行业的数控化发 展。

　　软轴传动：适用于两个传动机构不在同一条 软轴传动：适用于两个传动机构不在同一条 直线上或两个部件之间有相对位置 或两个部件之间有相对位置。 直线上或两个部件之间有相对位置。

　　• • • • • 传动机构的性能要求 滚珠丝杠传动 精密齿轮传动 挠性传动 间歇传动

　　• • • • 误差的主要来源 直齿圆柱齿轮的消隙 斜齿轮的消隙 锥齿轮的消隙

　　• 优点：精度高，效率高，传动平稳、无冲击、 优点：精度高，效率高，传动平稳、无冲击、 无振动、 无振动、传动比恒定 • 缺点：制造、安装精度复杂，橡胶有蠕变性 缺点：制造、安装精度复杂，

　　• 钢带传动、绳轮传动应用在：起重机、电梯、 钢带传动、绳轮传动应用在：起重机、电梯、 索道等

　　• • • • • 传动机构的性能要求 滚珠丝杠传动 精密齿轮传动 挠性传动 间歇传动

　　为满足机械装置有良好的伺服性能，传动系统应具有： 为满足机械装置有良好的伺服性能，传动系统应具有：

　　• 传动机构：主要完成转速、转矩的匹配，并且要 传动机构：主要完成转速、转矩的匹配， 求有良好的伺服性能。 求有良好的伺服性能。 • 导向机构：主要起支承和导向作用，为机械装置 导向机构：主要起支承和导向作用， 中各运动部件安全、准确地完成特定运动作保障。 中各运动部件安全、准确地完成特定运动作保障。 • 执行机构：完成具体的动作，要求有高的灵敏度、 执行机构：完成具体的动作，要求有高的灵敏度、 精确度和良好的重复性、可靠性。 精确度和良好的重复性、可靠性。

　　• • • • 棘轮传动机构 槽轮传动机构 蜗形凸轮传动机构 不完全齿轮机构

　　齿式棘轮机构（内啮合） 齿式棘轮机构（内啮合） 摩擦式棘轮机构（外啮合） 摩擦式棘轮机构（外啮合） 双动式棘轮机构 圆柱凸轮间歇机构 齿式棘轮机构（外啮合） 齿式棘轮机构（外啮合） 内啮合槽轮机构 蜗杆凸轮间歇运动机 外啮合槽轮 构

　　• • • • 误差的主要来源 直齿圆柱齿轮的消隙 斜齿轮的消隙 锥齿轮的消隙

　　内循环螺纹预紧螺母式滚珠丝杠副 内循环螺纹预紧螺母式滚珠丝杠副 螺纹预紧螺母式

　　• 传动效率高：滚动摩擦、传动效率90%以上，驱 传动效率高：滚动摩擦、传动效率 以上， 以上 动力矩为滑动丝杠的1/3左右 发热率低。 左右， 动力矩为滑动丝杠的 左右，发热率低。 • 定位精度高：发热率低，温升小，采取预拉伸并 定位精度高：发热率低，温升小， 预紧消除轴向间隙等措施。 预紧消除轴向间隙等措施。 • 传动可逆性：旋转运动 传动可逆性：旋转运动——直线运动。 直线运动。 直线运动 • 使用寿命长：寿命远高于滑动丝杠。 使用寿命长：寿命远高于滑动丝杠。 • 同步性能好：采用多套滚珠丝杠副方案驱动同一 同步性能好： 装置或多个相同部件时，可获得很好的同步性。 装置或多个相同部件时，可获得很好的同步性。

　　大的转动惯量会带来： 大的转动惯量会带来： ⑴ 机械负载增大 ⑵ 响应速度慢 ⑶ 灵敏度下降

　　大的刚度会： 大的刚度会： ⑴ 能量损失小 机械装置固有频率高， ⑵ 机械装置固有频率高，不易共振 ⑶ 能增加闭环伺服系统的稳定性

　　相互矛盾， 相互矛盾，寻找 最优或最佳平衡 点，这就是设计 的主要任务！ 的主要任务！

　　• 导轨一方面为机构装置的运动部件起支承作用， 导轨一方面为机构装置的运动部件起支承作用， 一方面保证运动部件按特定的方向运动。 一方面保证运动部件按特定的方向运动。简单 地说：支承与导向。 地说：支承与导向。

　　• 支承导轨：固定不动，又称为轨道 支承导轨：固定不动， • 动导轨：相对于支承导轨作直线或回转运动， 动导轨：相对于支承导轨作直线或回转运动， 又称为滑台

　　大的阻尼会： 大的阻尼会： 振幅小， ⑴ 振幅小，衰减快 稳态误差增大， ⑵ 稳态误差增大，精度降低

　　• • • • • 传动机构的性能要求 滚珠丝杠传动 精密齿轮传动 挠性传动 间歇传动

　　滚珠丝杠的结构及工作原理 将旋转运动转变为直线 旋转运动转变为直线 转变为 运动或将直线运动转变 或将直线运动 运动或将直线运动转变 旋转运动， 为旋转运动，它是传统 滑动丝杠的进一步延伸 发展。 发展。 丝杠、螺母、滚动体、 由丝杠、螺母、滚动体、 滚珠循环装置组成 组成。 滚珠循环装置组成。 根据滚珠的循环方式： 根据滚珠的循环方式：

　　• 一般情况下，机械系统是机电一体化产品（系统） 一般情况下，机械系统是机电一体化产品（系统） 中的支撑、传动、执行机构， 中的支撑、传动、执行机构，与一般的机械系统 不同： 不同：

　　双片薄齿轮错齿法：能自动补偿， 双片薄齿轮错齿法：能自动补偿，但无法传递 大的动力，且结构复杂， 大的动力，且结构复杂，适用于一些传动精度 力矩小的场合，如计数器。 高、力矩小的场合，如计数器。

　　• • • • 误差的主要来源 直齿圆柱齿轮的消隙 斜齿轮的消隙 锥齿轮的消隙

　　• • • • • • 导轨的结构及作用 导轨的分类和特点 导轨的基本要求 低速运动的平稳性分析 滑动导轨副的结构及选型 滚动导轨副的结构及选型

　　高精度 快速响应（高速的计算机单元慢速的机械单元 慢速的机械单元） 快速响应（高速的计算机单元 慢速的机械单元） 良好的稳定性

　　• 简单而言，就是“稳、准、快”，此外，还要求 简单而言，就是“ 此外， 有较大的刚度、良好的可靠性、重量轻、体积小、 有较大的刚度、良好的可靠性、重量轻、体积小、 寿命长等等 • 措施：考虑到以上要求，在设计和制造机械装置 措施：考虑到以上要求， 通常采用精密机械技术 精密机械技术。 时，通常采用精密机械技术。

　　尺寸、强度、预紧力、效率计算、刚度、 尺寸、强度、预紧力、效率计算、刚度、 稳定性校核（请参考相关工具书）。 稳定性校核（请参考相关工具书）。

　　• • • • • 传动机构的性能要求 滚珠丝杠传动 精密齿轮传动 挠性传动 间歇传动

　　• 有轴向弹簧调整法（有自补偿能力）和周向弹 有轴向弹簧调整法（有自补偿能力） 簧调整法。 簧调整法。

　　• • • • • 传动机构的性能要求 滚珠丝杠传动 精密齿轮传动 挠性传动 间歇传动

　　同步带传动：综合了带传动及链传动的特点， 同步带传动：综合了带传动及链传动的特点， 带传动 的特点 属于啮合传动方式 属于啮合传动方式

　　第一章 机电一体化概论 第二章 精密机械技术 第三章 工业控制计算机 第四章 基于单片机的控制器 第五章 可编程序控制器 第六章 传感器与计算机接口 第七章 动力驱动及其计算机控制 第八章 机电一体化系统设计方法与实例

　　• • • • 单推—单推式 单推 单推式 双推—双推式 双推 双推式 双推—简支式 双推 简支式 双推—自由式 双推 自由式

　　使用制动电机、 使用制动电机、超越离合器或其他方式 的制动装置，例如电磁—摩擦制动装置 摩擦制动装置。 的制动装置，例如电磁 摩擦制动装置。

　　• • • • • • 导轨的结构及作用 导轨的分类和特点 导轨的基本要求 低速运动的平稳性分析 滑动导轨副的结构及选型 滚动导轨副的结构及选型

　　滚动导轨（滚动体为滚珠） 滚动导轨（滚Leabharlann Baidu体为滚珠）

　　• 轴向间隙＝原有预留间隙＋弹性变形引起的间隙 轴向间隙＝原有预留间隙＋

　　• 双螺母螺纹预紧调整式 • 双螺母齿差预紧调整式 • 双螺母垫片预紧调整式