机械系统部件的选择与设计ppt课件.ppt

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1、第二章机电一体化系统的机械系统部件选择与设计第一节机械传动部件的选择与设计第二节导向支撑件的选择与设计第五节工业机器人机械构件简介第三节轴系部件的选择和设计第四节机电一体化系统（产品）的机座或机架第六节机械系统特性攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计一、机电一体化系统的机械结构及功能德国的排爆机器人攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计（一）机械系统组成1、传动结构：主要功能是传递能量和运动，是一种力、速度变换器。2、导向机构：支撑和限制运动部件按给

2、定的运动要求和给定的运动方向运动，为机械系统中各运动装置安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障。3、支承件：机座或机架是支承其他零部件的基础部件。它既承受其它零部件的重量和工作载荷，又起保证零件相对位置的基准作用。三者功能总结：实现传递运动和动力，支撑和导向，联系机电一体化系统各部件并实现其构造功能。攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计（二）传统机械系统与机电一体化系统的简单对比传统机械系统一般是有动力件、传动件、执行件三部分加上电器、液压和机械控制等部分组成；机电一体化系统是有计算机协调

3、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）机电部件相互联系的系统组成。核心是由计算机控制的，包括机、电、液、光、磁等技术的伺服系统。攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计二、机电一体化系统对机械系统的基本要求（1）低摩擦；（2）无间隙；（3）低惯量；（4）高刚度；k=F/δ（5）（部分提出）高谐振频率、适当的阻尼比等要求。（一）基本要求攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计①采用低摩擦阻尼的传动件和导向件；②减小反向死区误差（消除传动间隙、减少支承变形）；③选用最佳

4、传动比；④缩短传动链；⑤提高传动和支承刚度、减少结构的塑性变形，提高刚性和谐振频率，提高抗振性。（二）应采取的措施攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计1、机械传动部件的主要功能是传递转矩和转速；2、它的实质是一种转矩、转速变换器；3、它的目的是使执行部件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。4、对传动件的要求：间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递扭矩大。第一节机械传动部件的选择与设计一、常见的机械传动装置及功能攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计基本功能传动机构运动的变换动力

5、的变换形式行程方向速度大小形式丝杠螺母√√√齿轮√√√齿轮齿条√√链轮链条带、带轮√√缆绳、绳轮√√√√√杠杆机构√√√连杆机构√√√凸轮机构√√√√摩擦轮√√√万向节软轴√蜗轮蜗杆√√√间歇机构√表传动机构及功能5、常见传动机构及功能攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计二、丝杠螺母机构基本传动形式1、含义2、分类3、特点（优点、缺点）攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计图丝杠螺母机构基本传动形式1)螺母固定、丝杆转动并移动如图a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能

6、产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不易太长，刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。4、传动的基本形式攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计2)丝杆转动、螺母移动如图b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好。适用于工作行程较大的场合。攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计3)螺母转动、丝杆移动如图c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。攀枝花学院机电学院——机电一体化

7、系统设计图丝杠螺母机构基本传动形式4)丝杆固定、螺母转动并移动如图d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，故很少应用。攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计图差动传动原理该方式的丝杆上有基本导程(或螺距)不同的(如l01、l02)两段螺纹，其旋向相同。当丝杆2转动时，可动螺母1的移动距离为S=n×(l01－l02)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移S。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。（5）差动传动方式攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计三、滚

8、动螺旋传动（一）滚珠丝杠副的组成及特点1、滚珠丝杠副是一种新型螺旋传动机构，其螺杆和螺母的螺纹滚道间置滚珠，当螺杆或螺母传动时，滚动沿螺纹滚道滚动，使螺杆和螺母作相对运动时为滚动摩擦，提高了传动效率和传动精度。攀枝花学院机电学院——机电一体化系统设计图滚珠丝杠副的构成原理1-反向器2-螺母3-丝杠4-滚珠2、滚珠丝杠结构组成工作说明：滚珠丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚道回程装置，构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通道。攀枝花学院