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机械结构系统简介

时间:2022-11-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:机械结构是机电设备的基础。机械系统主要包括:机体、传动机构、润滑和密封装置。机体是指机器或机电设备的驱体,如机壳、机架、机床的床身、立柱、变速箱体等。机体结构的合理性和材料的使用直接影响机电设备的性能,现代机电设备对机体有质量轻、体积小、刚度大、精度高、外观美、操作方便等要求。传动机构的作用是把动力源的动力和运动传递给执行机构,以完成预定的工作。

机械结构是机电设备的基础。一个机电一体化系统一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素等五大组成要素有机结合而成,机械结构(结构组成要素)是系统所有功能要素的机械支持结构。机械系统主要包括:机体、传动机构、润滑和密封装置。

一、机体

机体是指机器或机电设备的驱体,如机壳、机架、机床的床身、立柱、变速箱体等。其功能是用于固定各种传动装置、驱动装置、控制装置以及执行机构等。机体结构的合理性和材料的使用直接影响机电设备的性能,现代机电设备对机体有质量轻、体积小、刚度大、精度高、外观美、操作方便等要求。

二、传动机构

传动机构的作用是把动力源的动力和运动传递给执行机构,以完成预定的工作。在传递过程中有时需完成变速、变向和改变转矩的任务。

常用的机械传动机构有:带传动机构、链传动机构、齿轮传动机构以及滚珠丝杠传动机构等。

1.带传动

(1)带传动可分为平带传动、V带传动、圆带传动和同步带传动等类型,如图1-2-1-1所示。

(2)通过带与带轮间的摩擦力进行传动,但同步带是啮合运动。

(3)生产上应用的带传动以平带和V带使用最多;圆带主要用于功率很小的简单传动;同步带广泛用于输送自动线上。

图1-2-1-1 带传动的类型
(a)平带传动;(b)V带传动;(c)圆带传动;(d)同步带传动1—带;2—带轮

2.链传动

(1)链传动类型主要是齿形链和套筒滚子链,如图1-2-1-2所示。

(2)依靠链节与链轮齿间的啮合传动。

(3)适合于两轴相距较远、工作现场温度高、不允许打滑的场合。

3.齿轮传动

(1)根据齿轮轴线的相对位置,分为平行轴的直齿轮传动、斜齿轮传动和齿轮齿条传动;相交轴的锥齿轮传动;交错轴的弧齿圆柱齿轮和蜗轮蜗杆传动,如图1-2-1-3所示。

(2)依靠轮齿的啮合传动。

(3)齿轮传动是最常用的传动型式。

图1-2-1-2 链传动的类型
(a)齿形链;(b)套筒滚子链

4.滚珠丝杠传动

(1)滚动摩擦,机械效率高、运动稳定、动作灵敏。

(2)一般用于高速度和高位置精度的机械传动中。

三、润滑方法和装置

机械系统中做相对运动的零部件,在工作时会产生摩擦。为了减少摩擦阻力,降低磨损程度,控制机械系统的温升,提高机械效率和使用寿命,必须对机械的摩擦部位进行润滑。

图1-2-1-3 齿轮传动的类型
(a)直齿轮传动;(b)斜齿轮传动;(c)齿轮齿条传动;(d)锥齿轮传动;(e)弧齿圆柱齿轮传动;(f)蜗轮蜗杆传动

1.滑动轴承的润滑

常用的润滑方式有间歇润滑和连续润滑两种。

(1)低速轻载的滑动轴承常采用间隙润滑,使用的装置有压注油杯和旋盖式油杯,如图1-2-1-4所示。

图1-2-1-4 间隙润滑的常用装置
(a)压注油杯;(b)旋盖式油杯

(2)承受速度较高、载荷大的滑动轴承,常采用连续润滑,如图1-2-1-5所示。

2.滚动轴承润滑

当轴颈的圆周速度小于5 m/s时,可采用润滑脂或黏度较高的润滑油润滑;当轴颈圆周速度大于5 m/s时,可以采用浸油、滴油、飞溅和喷油润滑。

3.传动零件的润滑

一般开式传动采用人工定期润滑;而对于闭式传动,当传动件运动速度较低时,一般采用油浸式润滑或定期滴油润滑;当传动件运动速度较高时,采用润滑液压泵加压喷油润滑。

图1-2-1-5 连续润滑的方法和装置
(a)针阀油杯;(b)油环润滑;(c)飞溅润滑

四、密封装置

对机器的接合面应采用适当的密封装置,以防润滑油流失、灰尘水分侵入。根据密封处的各零件之间是否有相对运动,可以将密封装置分为静密封装置和动密封装置。

(1)常用的静密封装置有研合面密封装置、垫圈密封装置、O形圈密封装置和密封胶密封装置等,如图1-2-1-6所示。

图1-2-1-6 常用的静密封装置
(a)研合面密封;(b)垫圈密封;(c)O形圈密封

(2)旋转动密封装置的类型很多,常用的密封装置及特性见表1-2-1-1。

表1-2-1-1 常用的旋转动密封装置

续表

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