三坐标测量机的传动方式

 　　三坐标测量机是近几十年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它具有通用性强，可实现空间坐标点位的测量，测量精度可靠，使用方便等优点，使其具有了广泛的发展前景。驱动机构是指一种在距离间传递能量并兼实现某些其他作用(如：能量的分配、转速的改变、运动形式的改变等)的机构。三坐标测量机中，驱动系统是指X、Y、Z三向的驱动系统。驱动系统是测量机的重要运动机构，因此在三坐标测量机的设计过程中占有极其重要的地位。驱动系统在设计过程中始终要秉承传动平稳、爬行小、刚度高、振动和噪声较小、安装机动灵活、往复运动无间隙等特点。在三坐标测量机中广泛使用的驱动系统有齿轮齿条传动、齿形带传动、摩擦轮传动、丝杠传动等。

　　01齿轮齿条传动

　　齿轮是重要的基础件，其应用广泛，历史悠久。这种传动装置具有瞬时传动比恒定、工作平稳可靠、结构紧凑、传动比范围大、速度和传递功率的范围大等优点。特别是此种传动形式适用于近距离传动，齿轮齿条传动中齿条可以接长，从而可以使它具有很大的行程。由于大型测量机行程较大，采用该种传动形式作为最后一级减速的输出级更为适合。齿轮齿条传动时会产生噪音、振动和冲击，因此必须提高齿轮和齿条的制造精度，故制造工艺复杂，成本较高;且不宜用于轴间距离大的传动。根据实际的安装位置所限，齿轮传动形式不适宜作为大型测量机的初级减速。

　　02齿形带传动

　　齿形带传动是机床传动的主要形式-带传动的一种。齿形带传动综合了钢带传动与齿轮传动的优点。齿形带是以钢丝绳等为强力层，外面用橡胶或聚氨脂包覆，带的工作面制作出齿形，与齿形带轮作啮合传动。由于钢丝绳的作用，齿形带在承载前后周节不变，故带与带轮之间无相对滑动，因此主动轮与从动轮能够同步传动，传动比准确;由于胶带有弹性，可缓和载荷冲击和隔离振动，使传动平稳，噪声小，适用于高速传动;它不依靠摩擦力传动，因此张紧力小，轴和轴承上所受的力小，可相对延长使用寿命;在过载时齿形带可以脱啮打滑，起过载保护作用;且带轮的直径可以做得较小，传动范围大，占用空间小。这种传动形式结构简单，传动平稳，由于两个带轮问需要一定的中心距，外廓尺寸不紧凑。

　　03摩擦轮传动

　　摩擦轮传动机构通常将摩擦杆以直角(或某一角度)与驱动轴接触，利用预压机构的压紧轮产生压紧力P。在驱动轮旋转时，利用接触部位产生的摩擦力驱动摩擦杆沿长度方向做直线运动。由于摩擦力的施加，使该机构往复运动容易实现无间隙运动。摩擦轮轮面没有轮齿，所以制造简单，而且工作时不会发生类似齿轮节距误差所引起的周期性冲击，因而运转平稳，传动噪音小;过载时会发生打滑，能防止机器中重要零件的损坏;可实现无级变速;但这种传动方式传动效率较低、负载能力小(不能产生太大的驱动力)、不能保持准确的传动比、干摩擦时磨损快、寿命低，且一般的摩擦条和摩擦轮传动结构不易实现微动进给。光轴斜累式摩擦传动(即摩擦螺旋副传动)除具有摩擦传动的一系列优点外，还不需要另外增加一套减速机构。通常的摩擦条和摩擦轮传动装置中主动轮轴线与摩擦条是空间垂直的，因此主动轮在摩擦条上以nπd的速度滚动，电机必须通过减速器去带动主动轮。光轴斜轮式传动机构是将从动轮的轴线由与主动轴轴线成空间垂直的状态转为空间夹角为a。因此从动轮的旋转平面和主动轴的旋转平面问也有一个夹角a，根据摩擦轮传动的基本原理，当主动轴和从动轮之间具有一定的正压力限制运动副间的相对滑动后，主动轴将通过从动轮轮缘处的接触点N传递一个力F给从动轮，推动从动轮绕自身轴线的自转和沿主动轴轴线方向的直线移动，实现了从转动到直线移动的转换。通常的光轴斜轮式传动机构都是一根主动轴带动三个从动轮，这样可以实现传动机构系统的内力平衡。

　　04螺旋传动

　　螺旋传动是一种传统的传动形式，该装置由丝杠和螺母组成，一般有滑动螺旋传动、滚珠丝杠螺旋传动和静压丝杠螺旋传动。在三坐标测量机中，利用丝杠与螺母之间的运动将丝杠的回转运动变换为螺母的直线运动，带动测量机滑架往复移动。一般的滑动螺旋传动装置结构简单，传动平稳，容易自锁，摩擦阻力大，磨损快，传动效率低，螺纹有侧向同隙，反向时有空行程，使用中要有消隙结构。滚珠丝杠螺旋传动克服了滑动螺旋的缺点但是结构复杂，不易加工制造，安装调整也较困难。

　　05气压传动

　　如采用磁性无活塞杆汽缸传动，是以压缩空气作为工作介质，活塞杆两侧受压面积相等，故左右两侧达到静力平衡，使活塞可以在任意位置平衡，因而容易进行定位控制。而当活塞的一侧通大气，另一侧通压缩空气时，活塞在气压差的作用下产生移动，通过活塞上的永久磁铁和移动滑架组件上的永久磁铁所形成的磁场，使滑架组件能够随活塞移动，这种传动不需要电机及减速器，结构比较简单，成本较低，容易实现大尺寸的往复移动，但是由于不容易进行微动，定位精度低，目前在测量机中未推广使用，如果克服上述缺点，可望在测量机中推广使用。

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