《机电一体化系统设计》复习资料解析ppt课件.ppt

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1、《机电一体化系统设计》2011复习参考7/30/2021一、绪论目的：对什么是“机电一体化”有初步的感性认识，了解机电一体化系统的概念，基本组成及相关技术。重点：掌握组成机电一体化系统的五大组成部分即机械系统、控制系统、能源动力系统、执行单元、检测传感器等的功能。物质、能量和信息(即工业三大要素)机电一体化系统须具有以下三大“目的功能”：变换(加工、处理)功能、传递(移动、输送)功能和储存(保持、积累、记录)功能。机电一体化机电一体化的外文名词是Mechatronics，来源于日本（70年代）。取英语

2、Mechanics（机械学）的前半部和Electronics（电子学）的后半部拼合而成。我国通常称为机电一体化或机械电子学；思考题：1.机电一体化的涵义、目的、特征、基本组成要素以及分别实现哪些功能?2.工业三大要素指的是什么？机电一体化设计的目标是哪些？3.机电一体化的接口功能有哪些？根据不同的接口功能试说明接口的种类。4.说明机电一体化系统设计的设计思想、方法。5.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？二、机械系统部件的选择与设计目的：通过本章的学习，把已学过的一些机械设计的初步知识运用到系

3、统中，并进一步学习一些典型的机械结构设计方法。重点：突出在机电一体化系统中常用的机械传动装置的设计和选用，以及主要机械结构如主轴组件、导轨、支承件在设计时应注意的问题。难点：常用的传动装置如滚珠丝杠副、同步齿轮带等的选择及设计计算。技巧注意事项：因为该部分内容与所学过的机械设计课程联系紧密，学生必要时应该复习以前内容。2.2传动部件的选择与设计常用传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步齿形传动、高速带传动，及各种凸轮、连杆其它非线性传动元件。其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

4、。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。（2）滚珠的循环方式滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。内循环：滚珠在循环过程中始终与螺杆保持接触的循环叫内循环。外循环：滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环称为外循环。按结构的不同,外循环可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种。五、轴向间隙的调整轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间的最大轴向窜动。除了结构本身的游隙之外，在施加轴向载荷之后，轴向间隙还包括弹性变形所造成的窜动。滚珠与螺母原有的间隙承载时滚珠与滚道弹性变形引

5、起的间隙当丝杠改变转动方向时，间隙会使运动产生空程，从而影响机构的传动精度。通常采用双螺母预紧的方法消除间隙，提高刚度。常用调整结构形式：★垫片调隙式★螺纹调隙式★齿差调隙式★变位螺距调隙式（不常用）当螺旋机构中存在间隙，若螺杆的转动方向改变，螺母不能立即产生反向运动，只有螺杆转动某一角度后才能使螺母开始反向运动，这种现象称为空回。轴向间隙包括两部分“齿轮传动部件是转矩、转速和转向的变换器”一、齿轮传动系统的总传动比及其分配设计机电一体化齿轮传动系统，主要是研究它的动力学特性。2.2.4齿轮传动1.最

6、佳总传动比由于负载特性和工作条件的不同，最佳传动比有各种各样的选择方法。在伺服电动机驱动负载的传动系统中常采用使负载加速度最大的方法。二、齿轮传动间隙的调整方法(1)圆柱齿轮传动(a)偏心套(轴)调整法如右图所示，将相互啮合的一对齿轮中的一个齿轮4装在电机输出轴上，并将电机2安装在偏心套1(或偏心轴)上，通过转动偏心套(偏心轴)的转角，就可调节两啮合齿轮的中心距，从而消除圆柱齿轮正、反转时的齿侧间隙。特点是结构简单，但其侧隙不能自动补偿。2.2.4齿轮传动1偏心套2电动机3减速箱4和5减速齿轮齿轮啮合

7、间隙会造成传动死区，若死区在闭环系统中，则可能造成系统不稳定，常会使得系统产生以1～5倍的间隙而进行的低频振荡。为此尽量采用齿侧隙较小、精度较高的齿轮传动副。但为了降低制造成本，则多采用各种调整齿侧隙的方法来消除或减小啮合间隙，以提高传动精度和系统的稳定性。(b)轴向垫片调整法如右图所示，齿轮1和2相啮合，其分度圆弧齿厚沿轴线方向略有锥度，这样就可以用轴向垫片3使齿轮2沿轴向移动，从而消除两齿轮的齿侧间隙。装配时轴向垫片3的厚度应使得齿轮1和2之间既齿侧间隙小，运转又灵活。特点同偏心套(轴)调整法。2

8、.2.4齿轮传动1、2---齿轮3--垫片(c)双片薄齿轮错齿调整法这种消除齿侧间隙的方法是将其中一个做成宽齿轮，另一个用两片可相对转动的薄齿轮组成。采取措施使一个薄齿轮的左齿侧和另一个薄齿轮的右齿侧分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右两侧，以消除齿侧间隙，反向时不会出现死区。具体措施有：（1）周向弹簧式（2）可调拉簧式2.2.4齿轮传动小结：齿轮传动传动链的级数和级比的选择总原则：尽量采用较大传动比的单级传动配置传动比的目的：满足驱动元件与负载之间的位移、速度