机电装备设计(9)ppt课件
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机电专业介绍PPT课件
，并能与时俱进 培养业余兴趣爱好，提高幸福感
全面提高学生自身素质
给学生的几点建议 学会与人相处 学会宽容，“海纳百川，有容乃大”，
宽容与否是一个社会能否走向进步、走 向成熟的标志。同样宽容是一个人走向 进步、走向成熟的标志。 掌握好说话与办事的尺度 学会换位思考
全面学习，提升自身涵养，培养高雅情 操
基础课：公共基础课和人文素质类课程 具体有思修、体育、高数、英语、计算
机文化等
专业课：机械技术类课程，电技术类课 程、计算机应用技术类课程组成。
实践类课程
1 、机械技术类课程主要有： 《机械制图与测绘》、《工程力学》、 《机械设计基础》、《材料工艺学》、 《机械制造基础》、《机械加工设备》、 《机械产品精度检测》等。
钻床
铣削过程
1．铸件 2．锻件 3．型材 4．焊接件 5．冲压件 6．粉末冶金件
木模砂型手工造型
金属模砂型机器造型
金属型浇铸法
离心浇铸法 熔模铸造
压力铸造
锻件 模锻
型材 组合毛坯 冲压挤压件
机电专业概况
机电一体化专业人才被国家列为二 十一世纪社会发展最急需的十大专业人 才之一，是就业领域最宽的专业。机电 一体化技术是在机、电、自动控制和检 测、计算机应用等学科相结合的基础上 建立起来的一门综合性应用技术，该主 专业主要培养能进行机电一体化技术应 用，并具有初步设计开发能力的中级工 程技术人才。
由于职业教育有很强的岗位针对性，因 此对高职毕业生来说，以下岗位是目前 我国比较热门的：
（二）机电专业的就业岗位
1、数控机床操作及维修人员：负责数 控机床的操作，编程工艺与组织管理以 及维修。
2、机械产品一线的生产人员：主要是指 产品的在线检测与新产品性能实验，仪
全面提高学生自身素质
给学生的几点建议 学会与人相处 学会宽容，“海纳百川，有容乃大”，
宽容与否是一个社会能否走向进步、走 向成熟的标志。同样宽容是一个人走向 进步、走向成熟的标志。 掌握好说话与办事的尺度 学会换位思考
全面学习，提升自身涵养，培养高雅情 操
基础课：公共基础课和人文素质类课程 具体有思修、体育、高数、英语、计算
机文化等
专业课：机械技术类课程，电技术类课 程、计算机应用技术类课程组成。
实践类课程
1 、机械技术类课程主要有： 《机械制图与测绘》、《工程力学》、 《机械设计基础》、《材料工艺学》、 《机械制造基础》、《机械加工设备》、 《机械产品精度检测》等。
钻床
铣削过程
1．铸件 2．锻件 3．型材 4．焊接件 5．冲压件 6．粉末冶金件
木模砂型手工造型
金属模砂型机器造型
金属型浇铸法
离心浇铸法 熔模铸造
压力铸造
锻件 模锻
型材 组合毛坯 冲压挤压件
机电专业概况
机电一体化专业人才被国家列为二 十一世纪社会发展最急需的十大专业人 才之一，是就业领域最宽的专业。机电 一体化技术是在机、电、自动控制和检 测、计算机应用等学科相结合的基础上 建立起来的一门综合性应用技术，该主 专业主要培养能进行机电一体化技术应 用，并具有初步设计开发能力的中级工 程技术人才。
由于职业教育有很强的岗位针对性，因 此对高职毕业生来说，以下岗位是目前 我国比较热门的：
（二）机电专业的就业岗位
1、数控机床操作及维修人员：负责数 控机床的操作，编程工艺与组织管理以 及维修。
2、机械产品一线的生产人员：主要是指 产品的在线检测与新产品性能实验，仪
机电系统设计PPT课件
酒店客房部分采用集中计量 冷却塔补水、泳池补水、洗衣房用水、绿化用水、冷冻机房补水皆单独计 量。
第43页/共95页
台湾饭店项目方案简介—给排水/燃气系统
从控制冲洗水量和选用节水配件方面达到节水目的，并 减少跑、冒、滴、漏等现象。 ➢ 尽量选用节水型配件、卫生洁具、淋浴器。如冲水量 ≤6升的大便器
项目概况
➢台湾饭店项目位于北京市东城区王府井，酒店品牌 为Waldorf=Astoria，总建筑面积32002m2。
➢本项目B4-B3为停车库；B2为酒店后勤区，包括员工 餐厅、洗衣房、房管部等；B1-L3为酒店公共区，包 括大堂、餐厅、宴会厅、会议室、游泳池、健身中 心、Spa等；L4-L12为酒店客房层，包括标准客房、 行政套房、总统套房，共计174间。
第四部分 强电系统
第46页/共95页
台湾饭店项目方案简介—强电系统
强电系统包括：
• 10kV变配电系统 • 低压配电系统 • 照明系统 • 接地和防雷系统 • 应急电源系统 • 电气火灾报警系统 • 电站自动化系统 • 客房控制系统
+可靠的供配电系统 +优质的照明系统 +完善的防雷接地系统 +备用的发电系统 +不间断UPS系统 =高质量的电源解决方案
第22页/共95页
台湾饭店项目方案简介—消防系统
消防系统说明： 室内消火栓系统 ❖ 用水量为30升/秒 ❖ 火灾延续期为3小时 ❖ 消火栓安装于各楼层及 其消防电梯前室、地下室和明显便于取用的地 方。
第23页/共95页
消 火 栓 给 水 系 统 示 意 图
第24页/共95页
台湾饭店项目方案简介—消防系统
台湾饭店项目方案简介—消防系统
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台湾饭店项目方案简介—给排水/燃气系统
从控制冲洗水量和选用节水配件方面达到节水目的，并 减少跑、冒、滴、漏等现象。 ➢ 尽量选用节水型配件、卫生洁具、淋浴器。如冲水量 ≤6升的大便器
项目概况
➢台湾饭店项目位于北京市东城区王府井，酒店品牌 为Waldorf=Astoria，总建筑面积32002m2。
➢本项目B4-B3为停车库；B2为酒店后勤区，包括员工 餐厅、洗衣房、房管部等；B1-L3为酒店公共区，包 括大堂、餐厅、宴会厅、会议室、游泳池、健身中 心、Spa等；L4-L12为酒店客房层，包括标准客房、 行政套房、总统套房，共计174间。
第四部分 强电系统
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台湾饭店项目方案简介—强电系统
强电系统包括：
• 10kV变配电系统 • 低压配电系统 • 照明系统 • 接地和防雷系统 • 应急电源系统 • 电气火灾报警系统 • 电站自动化系统 • 客房控制系统
+可靠的供配电系统 +优质的照明系统 +完善的防雷接地系统 +备用的发电系统 +不间断UPS系统 =高质量的电源解决方案
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台湾饭店项目方案简介—消防系统
消防系统说明： 室内消火栓系统 ❖ 用水量为30升/秒 ❖ 火灾延续期为3小时 ❖ 消火栓安装于各楼层及 其消防电梯前室、地下室和明显便于取用的地 方。
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消 火 栓 给 水 系 统 示 意 图
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台湾饭店项目方案简介—消防系统
台湾饭店项目方案简介—消防系统
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机电装备第九章ppt课件
问题： 1〕主电机M0、伺服电机M1、M2、M3的作用 2〕两对锥型无级调速器的作用 3〕如何满足包装不同尺寸规格的包装品〔包装资料长度不一〕 4〕大无极调速器的作用
§9.2 卷筒资料供送安装
§9.2 卷筒资料供送安装
现代裹包机采用卷筒包装资料日趋增多，由于与预先裁好的平张资料相 比，卷筒资料更适宜包装机的延续化、高速化和自动化。
按裹包方式的不同，裹包机可分为：
半裹包式裹包机〔图9.1〔a〕〕 折叠式裹包机〔图9.1〔b〕〕
全裹包式裹包机
扭结式裹包机〔图9.1〔c〕〕
裹
接缝式裹包机〔图9.1〔d〕〕
包 机
缠绕式裹包机〔图9.1〔f〕〕
覆盖式裹包机〔图9.1〔e〕〕
拉伸裹包机〔图9.1〔g〕〕 贴体包装机〔图9.1〔h〕〕
收缩包装机〔图9.1〔i〕〕
点有两个。
2. 参数选取
卷带供送驱动机构
实践设计中的关键问题，是如何根据工艺要求，如供送速率、动停时间比
和供送长度等确定有关参数。
为使从动齿轮有停留〔实际上为有反向转动〕，应使ad＞rc，ω3min＜0。 令与从动齿轮两次转速为零的相应主从动齿轮的转角分别为α01、α02和φ01、 φ02。由式〔9.5〕知，与ω3=0对应的α0值为
3．随机补偿式
补偿原理：间歇供送随机补偿原理与延续供送随机补偿原理一样，能自动 检测牵引长度偏长〔色标超前〕或偏短〔色标滞后〕，随机地完成后退或前进
补偿。图9.11为随机补偿式典型实例。
4. 直接补偿式
§9.3 典型机构
图9.12为直接补偿式运用实例。牵引辊１每次牵引的能够到达的包装资料的
长度大于色标间距的长度〔要求这两者差值足以消除卷带在牵引时的拉伸、打滑
§9.2 卷筒资料供送安装
§9.2 卷筒资料供送安装
现代裹包机采用卷筒包装资料日趋增多，由于与预先裁好的平张资料相 比，卷筒资料更适宜包装机的延续化、高速化和自动化。
按裹包方式的不同，裹包机可分为：
半裹包式裹包机〔图9.1〔a〕〕 折叠式裹包机〔图9.1〔b〕〕
全裹包式裹包机
扭结式裹包机〔图9.1〔c〕〕
裹
接缝式裹包机〔图9.1〔d〕〕
包 机
缠绕式裹包机〔图9.1〔f〕〕
覆盖式裹包机〔图9.1〔e〕〕
拉伸裹包机〔图9.1〔g〕〕 贴体包装机〔图9.1〔h〕〕
收缩包装机〔图9.1〔i〕〕
点有两个。
2. 参数选取
卷带供送驱动机构
实践设计中的关键问题，是如何根据工艺要求，如供送速率、动停时间比
和供送长度等确定有关参数。
为使从动齿轮有停留〔实际上为有反向转动〕，应使ad＞rc，ω3min＜0。 令与从动齿轮两次转速为零的相应主从动齿轮的转角分别为α01、α02和φ01、 φ02。由式〔9.5〕知，与ω3=0对应的α0值为
3．随机补偿式
补偿原理：间歇供送随机补偿原理与延续供送随机补偿原理一样，能自动 检测牵引长度偏长〔色标超前〕或偏短〔色标滞后〕，随机地完成后退或前进
补偿。图9.11为随机补偿式典型实例。
4. 直接补偿式
§9.3 典型机构
图9.12为直接补偿式运用实例。牵引辊１每次牵引的能够到达的包装资料的
长度大于色标间距的长度〔要求这两者差值足以消除卷带在牵引时的拉伸、打滑
机电系统详细设计PPT课件
左X2
0
0 1 1 1 1
左X1
右Y2
右Y1
0
0
0
*
1
1
0
1
1
1
0
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1
1
1
1
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控制算法-避障
• 选型：HC-SR04超声波模块。 • 参数：测距范围为2~450cm，测距精度可达到 2ｍｍ • 传感器的排布
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控制算法-避障
• 超声波测距模块的处理流程图 • 超声波模块的时序图
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传感器
• 漫反射式红外光电管 • 功能：用于避障，利用红外线可被白色地面漫反射，而会被
黑色轨迹吸收的原理来探测黑线轨迹，将光信号转变为电信 号，传给主控板，从而控制直流电机运动状态（转弯过程） • 引脚： ➢ VCC 外接3.3V-5V电压（可以直接与3.3v单片机相连） ➢ GND 外接GND ➢ OUT 小板数字量输出接口（0和1），可以单片机IO接口直 接相连 • 基本参数：有效距离范围2～30cm，工作电压为3.3V-5V • 尺寸：
平5V，低电平0V，感应角度不大于15度，探测距离 2cm-450cm，高精度可达0.2cm，盲区只有2cm
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供电系统
• 电源需求：系统需要5V作为工作电压给各个传 感器，驱动板，电机供电；也需要3.3V给主控 板供电
• 电源选择：综合考虑容量，电压需求，电压电 流稳定性等众多因素，决定选用7.4V 18650 锂电池（2块）作为电源
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控制算法-避障
超声波测距模块程序框图
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控制算法-避障
机电装备设计--机电装备创新设计方法 ppt课件
大量生从产单可以件降小低批成到本大、提量高生质产量
PPT课件
9
20世纪初的制造车间
拥挤、昏暗、嘈杂
由集中动力源驱
动的架空天轴
带传动
工人劳动强度大
变速用的 多级带轮
工作环境不安全
PPT课件
工人操作车床
10
“奔驰”汽车博物馆的车间模型
将动力分配 到不同设备
架空天轴
铣床
带传动
锯床
砂轮机
车床
PPT课件
直流发电机 --电动1机1 组
械工业出版社,1999.
PPT课件
2
课程的目的与任务
本课程是机械设计制造及其自动化专业与机械电子工程专 业的一门重要且实践性较强的专业课，是研究如何利用系 统设计原理和综合集成技巧，将机械系统、驱动装置、传 感检测部件、自控和信息处理系统等机电一体化要素组成 各种性能优良、可靠的机电装备。
内容以机为主，机电结合。学习相关的设计理
PPT课件
32
1.2 设计类型
机电装备设计可分为：创新设计、变型设计和组合
设计等类型。
创新设计：依据市场需求发展预测，在无样机可供
参考的条件下，根据对新产品预期的功能要求和性能指
标，发挥设计者的创造力，利用已有技术成果进行创新
构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机电装备
的一种实践活动。
包含两部分：
◆ 高性能直线电动机的研制。
PPT课件
28
3 传感与检测部件
装置在机械的各敏感部位，实时采集温度、速度、
力、振动、声学与光学信号，及时反馈给控制系统，实
现对机械工作的实时控制以及对工作状态的监控。
研究的问题有：
★ 提高各种敏感材料和元件的灵敏度和可靠性；
PPT课件
9
20世纪初的制造车间
拥挤、昏暗、嘈杂
由集中动力源驱
动的架空天轴
带传动
工人劳动强度大
变速用的 多级带轮
工作环境不安全
PPT课件
工人操作车床
10
“奔驰”汽车博物馆的车间模型
将动力分配 到不同设备
架空天轴
铣床
带传动
锯床
砂轮机
车床
PPT课件
直流发电机 --电动1机1 组
械工业出版社,1999.
PPT课件
2
课程的目的与任务
本课程是机械设计制造及其自动化专业与机械电子工程专 业的一门重要且实践性较强的专业课，是研究如何利用系 统设计原理和综合集成技巧，将机械系统、驱动装置、传 感检测部件、自控和信息处理系统等机电一体化要素组成 各种性能优良、可靠的机电装备。
内容以机为主，机电结合。学习相关的设计理
PPT课件
32
1.2 设计类型
机电装备设计可分为：创新设计、变型设计和组合
设计等类型。
创新设计：依据市场需求发展预测，在无样机可供
参考的条件下，根据对新产品预期的功能要求和性能指
标，发挥设计者的创造力，利用已有技术成果进行创新
构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机电装备
的一种实践活动。
包含两部分：
◆ 高性能直线电动机的研制。
PPT课件
28
3 传感与检测部件
装置在机械的各敏感部位，实时采集温度、速度、
力、振动、声学与光学信号，及时反馈给控制系统，实
现对机械工作的实时控制以及对工作状态的监控。
研究的问题有：
★ 提高各种敏感材料和元件的灵敏度和可靠性；
机电装备设计ppt课件
2
2
满足，C＞0.7(d1+d2)=0.7×2×161.78＝226.49(mm),同时， C＜2(d1+d2)=2×2×161.78＝647.12(mm)中心距合格。 所选同步带轮及带型为： 40-H-200-AF
宁波伏龙同步带
3.2 高速带传动
特点： 高速带传动又称高速平型带传动，指带速v＞30 m/s，高
同步带轮普通与同步带一同购买，可选用厂家提供的规 范带轮，也可单独定购。
3.1.5 设计计算
1、失效方式 同步带的传动主要失效方式：同步带疲劳断裂，带齿的
剪切和挤压破坏及带两侧边和带齿磨损等。
在正常的任务条件下，带传动设计准那么主要是在不打滑 的条件下限制其单位宽度拉力，以保证同步带的抗拉强度， 保证同步带具有一定的疲劳强度和运用寿命。
常用的资料有聚氯酯橡胶和氯丁橡胶。
2、型号、主要参数和标注方法
1〕型号
同步带型号如表所
示。
齿型 代号
型号
名称
MXL(minimal extra light) 最轻型
XXL（ extra extra light ） 超轻型
英制 梯型
齿
XL （ extra light ） L （ light ）
H （ heavy ）
(2) 玻璃纤维 与基体资料的粘结性好，柔韧性和 耐腐蚀性较好。多用于以氯丁橡胶为基体的同步 带中。
(3) 芳香族聚酸胺纤维 韧性远高于钢丝和玻璃纤 维，抗拉强度与钢丝一样，耐腐蚀和高温稳定性 好，价钱较高。
2〕基体
同步带的基体包括带齿和带背，在氯丁橡胶为 基体的同步带中增设用尼龙或锦纶丝织成布层， 以添加耐磨性。基体资料应具有良好的柔韧性、 耐磨性、耐热性、抗弯强度高、抗老化以及与 强力层的粘合性好。
机电装备设计
第三章 机电装备传动部件设计
Transmission Part Design for Electro-
mechanical Equipment
此次课讲授内容
3.5 轴系 3.5.1 概述 3.5.2 主轴轴系旳基本要求 3.5.3 主轴轴承选择 3.5.4 主轴滑动轴承 3.5.5 主轴组件布局 3.5.6 轴系组件初步计算 3.5.7 主轴滚动轴承旳预紧 3.5.8 主轴组件旳润滑和密封
主轴旳温升梯度不要大，要温度场对称.
8
2）热位移 定义：使主轴工作端截面形心相对固定坐标产生旳位移。
热线位移可在笛卡尔坐标中产生三个坐标轴方向旳分量。 3）轴系主要热特征参数 主要特征参数：热源强度、温升和工作部分旳热位移。 热源强度： 轴系旳热源有轴承、传动件、密封件等单位时间 内发烧量旳总和。
1
3.5.9 提升主轴组件性能旳措施
3.5.1 轴系概述
定义：轴系由轴、轴承和安装于轴上旳传动体、密 封件及定位件构成。 功能：支承旋转零件、传递转矩和运动。 构成：轴系按其在传动链中所处旳地位不同可分为 传动轴轴系和主轴轴系，一般对传动轴旳要求不 高，对主轴有较高旳要求。
2
3.5.2 对主轴（spindle)轴系旳要求
整体要求：确保在一定旳载荷与转速下，主轴组件 精确而稳定地绕其轴心旋转，并长久地保持这种性 能。从下列五方面分析： 1 回转精度 2 静刚度 3 动态特征 4 热特征与热变形 5 精度保持性
3
1 回转精度 定义：指主轴装配后，在无载荷、低转速条件下，主轴前端 旳径向和轴向跳动量。 回转中心线：轴件作回转运动时线速度为零旳点旳连线。
置形式和预紧、滑动轴承旳油膜刚度、支承距离，主轴前端悬伸
量，组件旳装配等。
Transmission Part Design for Electro-
mechanical Equipment
此次课讲授内容
3.5 轴系 3.5.1 概述 3.5.2 主轴轴系旳基本要求 3.5.3 主轴轴承选择 3.5.4 主轴滑动轴承 3.5.5 主轴组件布局 3.5.6 轴系组件初步计算 3.5.7 主轴滚动轴承旳预紧 3.5.8 主轴组件旳润滑和密封
主轴旳温升梯度不要大，要温度场对称.
8
2）热位移 定义：使主轴工作端截面形心相对固定坐标产生旳位移。
热线位移可在笛卡尔坐标中产生三个坐标轴方向旳分量。 3）轴系主要热特征参数 主要特征参数：热源强度、温升和工作部分旳热位移。 热源强度： 轴系旳热源有轴承、传动件、密封件等单位时间 内发烧量旳总和。
1
3.5.9 提升主轴组件性能旳措施
3.5.1 轴系概述
定义：轴系由轴、轴承和安装于轴上旳传动体、密 封件及定位件构成。 功能：支承旋转零件、传递转矩和运动。 构成：轴系按其在传动链中所处旳地位不同可分为 传动轴轴系和主轴轴系，一般对传动轴旳要求不 高，对主轴有较高旳要求。
2
3.5.2 对主轴（spindle)轴系旳要求
整体要求：确保在一定旳载荷与转速下，主轴组件 精确而稳定地绕其轴心旋转，并长久地保持这种性 能。从下列五方面分析： 1 回转精度 2 静刚度 3 动态特征 4 热特征与热变形 5 精度保持性
3
1 回转精度 定义：指主轴装配后，在无载荷、低转速条件下，主轴前端 旳径向和轴向跳动量。 回转中心线：轴件作回转运动时线速度为零旳点旳连线。
置形式和预紧、滑动轴承旳油膜刚度、支承距离，主轴前端悬伸
量，组件旳装配等。
机电一体化系统设计(最终版)ppt课件
2020/4/11
电力拖动
22
第三节 机电一体化的相关技术
机械技术（精密机械技术）
是机电一体化的基础。机电一体化的机械产 品与传统的机械产品的区别在于：机械结构 更简单、机械功能更强、性能更优越。
机械技术的出发点在于如何与机电一体化技 术相适应，利用其他高新技术来更新概念， 实现结构、材料、性能以及功能上的变更。
现代机械：以力学、电子学、计算机学、控制 论、信息论等为理论基础，以经验、机、电、 计算机、传感与测试等技术为实践基础。
机械：强度高、输出功率大、承载大载荷；实 现微小复杂运动难。
电子：可实现复杂的检测和控制；但无法实现 重载运动。
202的定义
机电一体化是在以机械、电子技术和计算 机科学为主的多门学科相互渗透、相互结 合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴 边缘技术学科。
2020/4/11
电力拖动
39
第四节 机电一体化系统的 基本功能要素
接口
将各要素或子系统连接成为一个有机整体， 使各个功能环节有目的地协调一致运动， 从而形成机电一体化的系统工程。
其基本功能主要有三个：变换、放大、传 递
2020/4/11
电力拖动
40
第五节 本课程的目的和要求
本课程的目的和要求
第三节 机电一体化的相关技术
自动控制技术
自动控制技术的目的在于实现机电一体化 系统的目标最佳化。 机电一体化系统中的自动控制技术主要包 括位置控制、速度控制、最优控制、自适 应控制、模糊控制、神经网络控制等。
2020/4/11
电力拖动
26
第三节 机电一体化的相关技术
伺服驱动技术
伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下， 控制驱动元件，使机械的运动部件按照指 令要求运动，并具有良好的动态性能。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液 压伺服。
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⑤ 氮化钢，牌号为38CrMoALA以，氮化处理，表面硬度
≥850HV（相当于64～65HRC精选)p。pt
12
• 有色金属
• 用于镶装导轨的有色金属板的材料，主要有：锡青铜
ZCuSn6Pb6Zn3、铝青铜ZCuAl9Mn2和锌合金ZZuAl-10-5
等。
多用于重型机床的动导轨上，与铸铁的支撑导轨相配偶，
较大的提高，但淬火后的变形较大，增加了磨削加工
量。
精选ppt
10
电极间的短路电流控制在400～600A，工作时滚轮在 20N的压力下与HT导轨保持接触。导轨与滚轮接触产生电
热效应 Q0.24I2Rt,自行冷却。淬硬深度0.15mm左右，
硬度达55HRC。
精选ppt
11
• 钢：
• 采用淬火钢和氮化钢的镶钢导轨，可大幅度地提高 导轨的耐磨性。
• 镶钢导轨材料有几类： ① 合金工具钢或轴承钢，牌号为9Mn2V、GrWMn、GGr l5
等。整体淬硬，硬度≥60 HRC；
② 高碳工具钢，牌号为T8A、T10A等，整体淬硬，硬度 ≥58HRC； ③ 中碳钢。牌号为45或40C r ，整体淬硬，硬≥48HRC； ④ 低碳钢，牌号为20 C r，渗碳淬硬，硬度≥61HRC ；
精选ppt
13
• 高分子材料
• 镶装高分子材料导轨具有摩擦因数低、耐磨性好、 抗损伤能力强、低速时不易出现爬行、加工性和化学 稳定性好、工艺简单和成本低等优点，在各类机床的 动导轨上都有应用，在精密、数控和重型机床动导轨 上的应用在逐渐增多。塑料导轨可与不淬硬的铸铁导 轨组成对偶摩擦副，也可与镶钢导轨组成对偶摩擦 副。
第四章 机电装备支承件和导轨设计 Bearing Part And Guideway Design for Electro-mechanical Equipment
4.6 导轨的类型及基本要求 4.7 滑动导轨设计 4.8 卸荷导轨设计 4.9 滚动导轨设计 4.10 润滑与防护、提高耐磨性的措施
本节 主要 内容
和运动速度低的导轨。
孕育铸铁： 在铁水中加入少量孕育剂硅和铝而构成的孕育铸铁，可
使铸件获得到均匀的强度和硬度。
耐磨铸铁： 高磷铸铁、磷铜钛铸铁和钒钛铸铁。高磷铸铁是指磷的
质量分数高于0.3％的铸铁、耐磨性比孕育铸铁提高1倍多。磷铜钛
铸铁和钒钛铸铁是提高机床导轨耐磨性的好材料。具有力学性能
ห้องสมุดไป่ตู้
好、耐磨性比孕育铸铁高1.5～2.0倍、铸铁质量容易控制等优点，但
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4.6 导轨的类型及基本要求
4.61 功用和分类
功用：使运动部件沿一定的轨迹(直线或圆周)运
动，并承受运动部件上的载荷即起导向和承载作
用。
在导轨副中，运动的一方称作运动导轨，不
动的一方称作支承导轨。支承导轨用以支承和约
束运动导轨，使之按功能要求作正确运动。
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分类
按运动导轨的轨迹分：
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4.6.2 导轨副应满足的要求
1、导向精度
定义：运动导轨的实际运动方向与给定运动方向之间的偏差。
影响导向精度的主要因素：导轨的几何精度、导轨的结构形式、装
配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形等。
2、接触精度
定义：导轨副摩擦表面的实际接触面积占理论接触面积的百分比。
3、精度保持性
主要由导轨的耐磨件决定。影响因素有磨损性质、载荷状况、
相对 寿命
4~5 3~4
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注：导轨材料前边为动导轨，后面为定导轨
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导轨材料与热处理
• 铸铁（灰铸铁、孕育铸铁、耐磨铸铁）
铸铁是一种成本低、有良好的减振性和耐磨性、易于铸造和切削加
工的金属材料。
灰铸铁： 应用最多的灰铸铁是HT200，铸铁—铸铁的导轨摩擦副适
用于需要手工刮研的导轨；对加工精度保持性要求不高的中等精度
好及成本低等性能；
● 导轨副应尽量由不同材料组成，如果选用相同材料，
应采用不同的热处理或不同的硬度；
● 通常动导轨用较软、耐磨性低的材料，固定导轨用较
硬和耐磨材料制造。
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导软材料匹配及其相对寿命
导轨材料及热处理
铸铁/铸铁 铸铁/淬火铸铁 铸铁/淬火钢
相对 导轨材料及热处理 寿命
1 淬火铸铁/淬火铸铁 2~3 铸铁/镀鉻或喷涂钼铸铁 ＞2 塑料/铸铁
用于防止撕伤、保证运动的平稳性和提高移动精度。
• 从摩擦状态和耐磨性来看，铝青铜ZCnAl9Mn2与锡青铜
ZCuSn6Pb6Zn3相仿，抗磨料磨损的耐磨性比锌合金ZZnAl-
10-5高，但锌合金的抗撕伤能力比较强。从成本来看，铝青
铜ZCnAl9Mn2比锡青铜ZCuSn6Pb6Zn3低，但比锌合金
ZZnAl-10-5高。
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成本较高。目前多用于精密机床。
铸铁导轨的淬火
○ 接触电阻淬火淬硬深度很浅，对导轨耐磨性提高的
幅度不大。
○感应淬火有高频与中频感应加热淬火两种，硬度可达
45～55HRC，耐磨性可提高近两倍。中频加热淬硬层
较深，可达2～3mm。高频与中频淬火后的导轨面要进
行磨削加工。
火焰表面淬火的导轨因淬硬层深而使导轨耐磨性有
直线运动导轨副：一个直线运动自由度
圆周运动导轨副：一个旋转自由度
按导轨面间的摩擦特性分：
滑动摩擦导轨副：是基础
滚动摩擦导轨副：导向精度高
液体摩擦导轨副：吸振性好，摩擦系数小
导轨面间有一层油膜，实现液体摩擦，导轨间不相互接
触，摩擦因数为0.0005～0.0010，不会磨损，有利于保持 导轨的导向精度，在低速下不宜产生爬行，在机床上得到
广泛应用。
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按结构形式分 ：开式导轨和闭式导轨
开式导轨：
● 必须借助于运动件的 自重或外载荷，保证在一 定的空间位置和受力状态 下，运动导轨和支承导轨 的工作面保持可靠的接触， 从而保证运动导轨的规定 运动。
●结构简单，但不能承受
较大颠覆力矩的作用。 精选ppt
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闭式导轨： 借助导轨副本身的封 闭式结构，保证在变 化的空间位置和受力 状态下，运动导轨和 支承导轨的工作面都 能始终保持可靠的接 触，从而保证运动导 轨的规定运动。
导轨材料、工艺方法和润滑防护条件等。
4、低速运动平稳性
低速运动速度可达0.05mm/min 。
5、刚度
6、结构简单、工艺性好等。 精选ppt
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4.7 滑动导轨
4.7.1 材料与热处理
对导轨材料的要求和匹配
●材料应具有良好的耐磨件、摩擦因数小和动静摩擦因
数差小；
● 加工和使用时产生的内应力小，工艺性和尺寸稳定性