机电一体化系统设计机械系统设计

《机电一体化系统设计机械系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机电一体化系统设计机械系统设计第一节概述第二节常用传动支承系统设计第三节机械系统载荷的类型及确定第四节机械系统的参数设计*机械系统设计3传统机械系统组成：动力件、传动件、执行件、电气、机械控制现代机械：由计算机信息网络协调与控制的、用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件一体化的机械系统，是机电一体化机械系统。核心是由计算机控制的、包括机、电、液、光等技术的伺服系统。第一节概述一、机械系统的定义机械系统设计41.高精度：精度直接影响产品的质量，机电一体化产品的技术性能、工艺水平和功能比普通的机械产品有很大的提高，因此

2、机电一体化机械系统的高精度是其首要的要求。二、机电一体化对机械系统的基本要求2.快速响应：要求机械系统从接到指令到开始执行指令指定的任务之间的时间间隔短。3.良好的稳定性：要求机械系统的工作性能不受外界环境的影响，抗干扰能力强。此外，还要求机械系统具有较大的刚度、良好的可靠性和重量轻、体积小、寿命长。机械系统设计51.传动机构：如，齿轮传动机构、蜗杆蜗轮传动机构、丝杠传动机构、链传动、带传动等。要求：满足整个机械系统良好的伺服性能；要满足传动精度的要求；满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性的要求。三、机械系统的组成2.导向机构：作用是支承和

3、导向，为机械系统中各运动装置能安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障。如，滚动导轨、滑动导轨等。3.执行机构：根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。如，电动机、液压缸、气缸、液压马达、以及各种电磁铁、或机械手等等。要求：具有较高的灵敏度、精确度，良好的重复性和可靠性。机械系统设计6进给系统的机械传动结构1、进给系统的功用协助完成加工表面的成形运动，传递所需的运动及动力。2、进给系统机械部分的组成传动机构+运动变换机构+导向机构+执行件（工作台）传动机构:齿轮传动、同步带传动运动变换：丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等导向机构

4、：导轨（滑动导轨、滚动导轨、静压导轨）机械系统设计7工作台导轨副机械系统设计83、主要要求(1)减小摩擦力采用摩擦力及动静摩擦力差值较小的传动件及导轨.(2)提高传动精度和刚度消除传动间隙,增加传动系统刚度.(3)减小运动惯量快速响应.减小运动部件质量.机械系统设计9即：精度高、快速响应性和稳定性好。第二节常用传动支承系统设计传动机构性能要求1)具有良好的伺服性能；2)传动部分与伺服电机的动态特性相匹配。机械系统设计10对传动机构要求1.转动惯量小1)转动惯量大会对系统造成不良影响，机械负载增大；2)转动惯量大系统响应速度降低，灵敏度下降；3

5、)转动惯量大系统固有频率减小，容易产生谐振。在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小。机械系统设计112.刚度大①伺服系统动力损失随之减小；②机构固有频率高，超出机构的频带宽度，使之不易产生共振；③增加闭环伺服系统的稳定性。刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。3.阻尼合适阻尼越大，其最大振幅就越小且衰减也越快；阻尼大使系统的稳态误差增大、精度降低。机械系统设计12一、无侧隙齿轮传动机构齿轮传动机构的特点：1)瞬时传动比为常数；2)传动精确度高；3)可做到零侧隙无回差；4)强度大能承受重载；5)结构紧凑；6)摩擦力

6、小和效率高功用：转矩匹配；惯量匹配；脉冲当量匹配；降速机械系统设计131.偏心轴套调整法结构如图2.1所示。转动偏心轴套2调整两啮合齿轮的中心距，消除齿侧间隙及其造成的换向死区。特点：结构简单，侧隙调整后不能自动补偿。(一)直齿圆柱齿轮传动机构消除传动间隙作用：消除反向间隙，提高传动精度方法：使啮合状态轮齿的两侧均处于接触状实现：偏心轴调整、轴向垫片调整（刚性）轴向压簧调整、周向压簧调整（柔性）径向（中心矩）调隙法；轴向调隙法；周向(切向）调隙法机械系统设计14图2.1偏心轴套式消隙结构1.电动机2.偏心轴套机械系统设计15以上两种方法的特点

7、是结构简单，能传递较大扭矩，传动刚度较好，但齿侧隙调整后不能自动补偿，又称为刚性调整法。2.锥度齿轮调整法结构如图2.2所示。改变垫片3的厚度就能调整两个齿轮的轴向相对位置，从而消除齿侧间隙。机械系统设计16图2.2锥度齿轮消隙结构1、2.齿轮3.垫片机械系统设计17特点：齿侧间隙可自动补偿，但结构复杂。3.双片薄齿轮错齿调整法结构如图2.3所示。调节两薄片齿轮l、2的相对位置，达到错齿以消除齿侧间隙，反向时也不会出现死区。机械系统设计18图2.3双圆柱薄片齿轮错齿调整1、2.薄片齿轮3、4、9.凸耳5.螺钉6、7.螺母8.弹簧机械系统设计1

8、9结构原理示意图如图2.9所示，当丝杠旋转时，滚珠在封闭滚道内既自转又沿滚道循环转动。因而迫使螺母(或丝杆)轴向移动。二、滚珠丝杠副传动机构滚珠丝杠副:是在丝杆和螺