机电一体化系统设计-第2章--机械系统规划.ppt

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1、§2-1机械系统部件的设计要求机电一体化系统与一般的机械系统相比，机电一体化系统的机械系统除要求具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，就是说响应要快、稳定性要好。§2-1机械系统部件的设计要求为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中，常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。为达到上述要求，主要从以下几方面采取措施：采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；缩短传动链，提高传动与支承刚度；选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率，减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力；缩小反向死区误差，如消除传动间隙、减少支承变形；改进支承及架

2、体的结构设计以提高刚性、减振、降噪。§2-2机械系统传动部件的选择与设计机械传动部件及其功能要求常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等。主要功能是传递转矩和转速。因此，它实质上是一种转矩、转速变换器，其目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。因此，应设计和选择传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件。§2-2机械系统传动部件的选择与设计传动机构及其功能§2-

3、2机械系统传动部件的选择与设计传动机构及其功能随着机电一体化技术的发展，要求传动机构不断适应新的技术要求。具体讲有三个方面：精密化高速化3)小型化、轻量化§2-2机械系统传动部件的选择与设计丝杠螺母机构的基本传动形式§2-2机械系统传动部件的选择与设计丝杠螺母机构的基本传动形式-差动丝杠有两段有不同导程两个螺母相对运动微动机构滚珠丝杠副的组成及特点三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计由反向器，螺母，丝杠，滚珠组成。与滑动丝杠副相比，具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动措施。

4、滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计滚珠丝杠副的结构类型可以从螺纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴向间隙的调整方法进行区别。截面形状滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计——滚珠的循环方式内循环1-丝杠；2-螺母；3-丝杠；4-反向器优点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小。其不足是反向器加工困难、装配调整也不方便。滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计——滚珠的循环方式1-反向器；2-弹簧套；3-丝杠；4-碟簧片浮动反向器的

5、内循环12外循环---外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。从结构上看，外循环有三种形式：1）螺旋槽式：2）插管式：3）端盖式：滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计——外循环方式螺旋槽式滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计——外循环方式滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计——外循环方式插管式端盖式滚珠丝杠副的典型的结构类型三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计——外循环方式滚珠丝杠副的主要尺

6、寸参数三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计公称直径（d0）:基本导程(Ph)(或螺距t)行程此外还有丝杠螺纹大径d1、丝杠螺纹底径d2、滚珠直径DW、螺母螺纹底径D2、螺母螺纹内径D3、丝杠螺纹全长等。滚珠丝杠副的精度等级精度等级：根据GB/T17587.3-1998（与ISO3408-3：1992同）标准，将滚珠丝杠副的精度分成为1、2、3、4、5、7、10共七个等级，最高级为1级，最低级为10级。标注方法：GB/T17587.1-1998规定滚珠丝杠的标识符号应按下图给定顺序排列的内容标注。三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计双螺母螺纹预紧调整

7、式:调整时旋转圆螺母2消除轴向间隙并产生一定的预紧力，然后用锁紧螺母1锁紧。预紧后两个螺母中的滚珠相向受力(如图b所示)，从而消除轴向间隙。其特点是结构简单、刚性好、预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量地进行调整。1-锁紧螺母；2-调整螺母；3、4-滚珠螺母滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧三、滚珠丝杠副传动部件§2-2机械系统传动部件的选择与设计调整时先取下两端的内齿轮2，当两个滚珠螺母相对于套筒同一方向转