理论与设计考虑：摩擦与离心力

几乎所有的机械，都有运动约束的机械要素。自由度是由运动约束所决定的，并限制机械部件做相互运动。如间隙为零原理所叙述的那样，在制作高精度机械时，运动约束的元件（移动侧和固定侧）之间不得有间隙。决定高精度机械性能的还有一个重要的因素是摩擦。摩擦是本章的研究重点之一。如使用不能良好控制摩擦的运动约束时不能实现圆滑的运动。因此，也不能实现高精度的机械。

决定高精度机械的性能还有一个重要的因素是运动的方向性质，包括直线运动和曲线运动的方向性质。而离心力不仅和运动精密圆滑化有关，还和更为复杂的物理现象有关，是本章的第二个重点内容。

运动约束产生的摩擦值要小。但是太小了，在进给方向有振动的机械场合一旦发生振动则难以衰减，即抗振动的衰减性能恶化。此时，为了提高衰减能力，可以使用阻尼器，或将摩擦留下少许以尽可能提高衰减能力。但是，必须设计存在振动问题的机械，怎样才能设计这样的机械将在本章的后面叙述。

进一步关于摩擦的重要之处是，无论在怎样的条件下摩擦力要保持一定。除掉空气轴承和磁力轴承等特别运动约束，一般不可能把摩擦力控制在零或者接近于零的值。这样，在承认有一定摩擦力时，对于载荷和速度的变化，摩擦力保持不变这一点很重要。如果摩擦力存在变化则无法维持圆滑的运动。(www.xing528.com)

摩擦力由于运动条件而变化，则难以实现一定的动作，或者由此会产生振动。对于高精度机械来说振动是绝对必须避免的。

由以上可有下述设计原理。

【设计原理7】为了使运动约束的运动圆滑，其摩擦力必须尽量小，而且必须设计成即使使用条件变化了，摩擦力也不变的运动约束。