机电一体化单元二ppt课件.ppt

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1、单元二机电一体化机械技术A.教学目标B.引言2.1概述2.2机械传动机构2.3机械导向结构2.4机械的支承结构2.5机械执行机构小结A.教学目标1.了解机电一体化系统的功能组成、构成要素、机械执行机构2.掌握机电一体化系统的机械传动机构、机械支承结构3.重点掌握机电一体化系统的机械运动要求、螺旋传动、机械导向结构和支承件的设计原则下一页返回B.引言本单元主要从机械传动机构、机械导向结构、机械支承结构、机械执行机构四个方面介绍机电一体化设备中常用的的机械传动系统，再通过项目工程“MPS模块化生产加工系

2、统”进行实训，让学生掌握四大机构工作原理，加深对知识的理解。上一页下一页返回2.1概述机械是由机械零件组成的，能够传递运动并完成某些有效工作的装置。机械由输入部分、转换部分、传动部分、输出部分及安装固定部分等组成。通用的传递运动的机械零件有齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、带、带轮、曲柄和凸轮等。两个零件互相接触并相对运动，就形成了运动副，由若干运动副组成的具有确定运动的装置称为机构。就传动而言，机构就是传动链，从系统动力学方面来考虑，传动链越短越好，这有利于实现系统整体最佳目标。在必须保留一定的传动件时，在

3、满足强度和刚度的前提下，应力求传动件“轻、薄、细、小巧”，这就要求采用特种材料和特种加工工艺。下一页返回2.1概述2.1.1机械运动与机构把某一物体看作一个质点时，其运动可以分为平面运动、螺旋运动、球面运动等。平面运动是指与某一平面平行移动的运动，包括旋转运动和线运动。旋转运动是指以平面为轴，并与该平面轴保持一定距离的平面运动;线运动是指在平面上沿直线或曲线移动的运动，前者称为直线运动，后者称为曲线运动。螺旋运动是指物体在围绕某一轴线做旋转运动的同时，还沿着该轴线做直线运动。上一页下一页返回2.1概

4、述球面运动是指物体在与圆心保持一定距离的球面上移动的运动。物体当其不受外力作用时，在平面上将处于静止状态或匀速运动;在外力作用下，物体将会产生加速度。根据所施外力的不同，物体的运动可分为等速运动、不等速运动和间歇运动等。等速运动可分为单方向运动和往复运动，而加速运动就是一种不等速运动，间歇运动则是指每隔一定时间自行停止的运动。机电一体化产品的运动包括沿特定轴旋转的旋转运动、沿规定直线的直线运动以及平面运动等，比如机器人和数控机床等。一台机械要由若干零件组成，在构成机械的各种部件中使用了各种通用的零件

5、，就是所谓的机械零件。上一页下一页返回2.1概述具有代表性的主要机械零件可分为紧固零件、传动零件和支撑零件。多种机械零件的有机组合就构成了机构。当机构中的一个零件产生运动时，机构中的其他零件将对应产生一定的运动。连杆机构、凸轮机构、间歇机构是机械中最常用的三种机构。牛头刨床就是利用连杆机构原理把作旋转运动的摆杆曲柄机构变换成做往复直线运动的滑块曲柄机构来进行刨削的。汽车发动机则是利用凸轮机构的不同形状来改变直线运动的行程，从而来提高燃烧效率的控制。装配生产线的间歇运动以及旋转平台的分度则靠的是利用间

6、歇机构把原轴的连续旋转运动断续地传递到从轴，使从轴实现间歇性的往复运动。上一页下一页返回2.1概述2.1.2机电一体化中的机械系统及其基本要求机电一体化系统的机械结构主要包括执行机构、传动机构和支承部件。在机械系统设计时，除考虑一般机械设计要求外，还必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的性能参数、电气参数的匹配，以获得良好的伺服性能。概括地讲，机电一体化机械系统应主要包括如下三大部分机构。上一页下一页返回2.1概述1.传动机构机电一体化机械系统中的传动机构不仅仅是转速和转矩的变换器，而且已成为伺服系统

7、的一部分，它要根据伺服控制的要求进行选择设计，以满足整个机械系统良好的伺服性能。因此传动机构除了要满足传动精度的要求，而且还要满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性的要求。2.导向及支承机构导向及支承机构的作用是对机械结构保证一个良好导向和支承性能，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，一般指导轨、轴承等。上一页下一页返回2.1概述3.执行机构执行机构是用以完成操作任务的直接装置。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。一般要求它具有较高的灵敏度、精确

8、度，良好的重复性和可靠性由于计算机的强大功能，使传统作为动力源的电动机发展为具有动力、变速与执行等多重功能的伺服电动机，从而大大地简化了传动和执行机构。除以上三部分外，机电一体化系统的机械部分通常还包括机座、支架、壳体等。上一页下一页返回2.1概述传统机械系统一般是由动力件、传动件、执行件三部分加上电气、液压和机械控制等部分组成，而机电一体化中的机械系统是由计算机协调和控制的，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。其核心