机电一体化系统中的机械结构

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1、第2章机电一体化系统中的机械结构2.1机械精度概述2.2机械系统中的问题2.3机械传动系统的结构特点2.4滚珠丝杠与滚动导轨2.1机械精度为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，通常对机电一体化系统提出以下要求：(1)高精度精度直接影响产品的质量，尤其是机电一体化产品，其技术性能、工艺水平和功能比普通的机械产品都有很大的提高，因此机电一体化机械系统的高精度是其首要的要求。如果机械系统的精度不能满足要求，则无论机电一体化产品其它系统工作怎样精确，也无法完成其预定的机械操作。(2)快速响应性即要求机械系统从接到指令到

2、开始执行指令指定的任务之间的时间间隔短，这样控制系统才能及时根据机械系统的运行状态信息，下达指令，使其准确地完成任务。(3)良好的稳定性即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。2.1机械精度精度与误差是一对互相相反的概念。2.1机械精度误差：对某一特点的物理量进行度量时，所测得数值与真值的差值。精度的高低是以误差的大小来衡量的，误差越大精度越低。包括准确度、精密度、精确度。准确度：反映系统误差精密度：反映随机误差精确度：综合反映2.1机械精度系统误差：仪器结构不万征或未经很好校准产生的误差。按

3、规律变化随机误差：因为偶然因素产生的误差。时大时小，不超过一定范围2.1.1反映整体设备的精度概念2.1机械精度（1）机床精度：机床在未受外载作用下的原始精度。以允差形式来描述。（2）几何精度：机床或仪器在不运动或运动速度较低时的精度。规定了相对位置允差。（4）机床定位精度：机床或仪器主要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度。分手动定位、自动间歇定位和连续定位。（3）传动精度：机械传动链单项传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。通常以传动误差来衡量。（5）机床加工精度：机床在加工工件时所能达

4、到的精确度。加工时体现出的精度。2.1机械精度（6）动态精度：系统的动态参数误差。常用典型零件的加工或测试，间接做出评价。（8）装配精度：不同零件或部件按照特定要求组装成具有一定功能的综合精度。包括相对位置精度、运动精度、接触精度。（7）重复精度：在同一测量方法及测试条件下，在不太长的时间间隔内，连续多次测量同一个物理参数，所得数据的分散程度。（9）运动精度：设备主要零部件在以工作速度运动时的精度。常用运动误差来表示。2.1机械精度（10）测量精度：计量仪器或测量系统的使用精度。常用测得值与被测值的偏差程度来衡

5、量。注意：重复精度和再现精度的区别。（11）再现精度：在不同的测量方法和测试条件下，以较长的时间间隔对同一物理参数作多次测量所得数据的接近程度。2.1.2涉及零件的精度概念2.1机械精度1、加工精度：零件经机械加工后，它的实际几何参数与理想零件的几何参数相符合的程度。2、定位精度：加工零件放置在机床上的实际加工位置与所要求的加工位置之间的接近程度。3、设计精度：设计者根据零件在产品中的地位和作用提出的满足使用要求的精度。零件精度与产品精度不同，零件精度依据零件在产品中的作用确定，产品精度从该产品的用途要求来确定

6、。2.2机械系统中的基本问题2.2.1材料选择1、铸铁：耐磨性和减振性好，热稳定性好，易于铸造和切削加工，成本低。常用铸铁:（1）灰铸铁（2）高磷铸铁（3）低合金铸铁（4）稀土铸铁（5）孕育铸铁（2）~（5）属于耐磨铸铁2.2机械系统中的基本问题2、钢一些零件如齿轮，可采用钢并淬火。3、有色金属常用有色金属材料有黄铜、锡青铜、铝青铜、锌合金等。4、塑料抗震性能好，工作温度适应范围广，抗撕伤能力强，动、静摩擦系数低，动、静摩擦系数差别小，可降低低速运动的临界速度，加工型和化学稳定性好，工艺简单，成本低。2.2机械

7、系统中的基本问题2.2.2机械传动1、机械传动的作用某种传动既可以实现运动形式的变换，也可以实现运动速度的变化，同时还可以实现动力的传动。2、传动比分配（传动比=输入速度/输出速度）（1）重量最轻原则对于小功率传动系统，使i1=i2=……=对于大功率传动系统，各级传动比一般符合“先大后小”的原则。2.2机械系统中的基本问题（2）输出轴转角误差最小原则为提高齿轮传动系统的传动精度，一般按“先小后大”原则分配。△φmax:各级齿轮的转角误差换算到末级输出轴上的总转角误差；△φK：第K个齿轮所具有的转角误差i(kn)

8、：第K个齿轮的转轴至N级输出轴的传动比2.2机械系统中的基本问题（3）等效转动惯量最小原则换算到电机轴上的等效转动惯量应最小机械传动设计中，对转动惯量、结构尺寸和传动精度提出如下要求：（1）对于要求体积小、重量轻的齿轮传动系统，可用重量最轻原则；（2）对于要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的伺服系统的减速齿轮系，可按最小等效转动惯量和总转角误差最小原则处理。（3）对于传动精度要求较高的