最新机电装备设计教学讲义ppt课件.ppt

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1、机电装备设计对于闭环系统，由驱动电动机的最高转速或转矩与机电装备要求的最大进给速度或负载转矩决定传动速比i。设计机电装备伺服传动系统时，通过选用最佳传动速比i实现负载特性的更好匹配或降低转动惯量。2、最佳总传动速比伺服动力驱动要克服的负载力矩有两种典型情况。□峰值力矩：电动机最严重的工作情况；□方均根力矩：电动机长期连续地在变载荷下工况的统计量。包括：负载加速度最大的总速比等效峰值综合负载转矩最小的总速比等效方均根综合负载转矩最小的总速比2）最佳总速比定义：使传动系统等效负载力矩最小或负载加速度最大的总速比。（i＞1)◆负载加速度最大的总速比TL和Tf换算到电动机轴上分别为T

2、L/i和Tf/i，JL换算到电动机轴上为JL/i。动力学方程为若令齿轮系的传动效率η＝1，忽略负载转矩TL和摩擦转矩Tf，同时令Jg＝0，则上式说明，负载加速度最大的总速比与负载转动惯量有关。◆等效峰值综合负载转矩最小的总速比上式说明，在最佳总速比上，电动机的输出转矩Tm有一半用于克服负载TL，一半用于电动机的转子和传动装置。◆等效方均根综合负载转矩最小的总速比☆当伺服电机与负载通过“折算峰值力矩最小”的总速比进行匹配时，电动机克服负载峰值力矩所消耗的能量就最少；☆当伺服电机与负载通过“折算方均根力矩最小”的总速比进行匹配时，电动机克服负载方均根力矩所消耗的能量就最少；☆当通

3、过“角加速度最大”的总速比进行匹配时，电动机的输出转矩有一半用于加速负载，一半用于加速电机转子。最佳总速比实现了功率的最佳传递。3、总速比的分配伺服系统的总速比较大时，可采用谐波齿轮实现同轴传动；也可采用多级齿轮传动。圆柱齿轮机构具有一系列优点，应用普遍，针对这种机构组成的多级传动链，介绍各级传动速比确定的原则和方法。1）最小等效转动惯量原则（小功率传动系统）在小功率伺服系统中，一般负载较小，特别是总传动速比较大时,负载转化到电动机轴上的转动惯量可忽略不计，则对于n级齿轮系作同类分析可得例：有i＝80、n=4的小功率传动系统，按等效转动惯量最小原则分配传动比。按最小等效转动惯

4、量原则分配小功率传动系统的总速比时，可采用列线图确定各级传动比。按“等效转动惯量最小原则”确定级数和各级传动速比时，由高速级到低速级，各级传动速比是逐级增加的，即传动速比的分配次序是“前小后大”原则。而且级数越多，总等效惯量越小。2）重量最轻原则（小功率传动系统）按重量最轻原则，小功率传动的各级传动速比相等。3）输出轴转角误差最小原则▲为提高齿轮系的传动精度，由输入端到输出端的各级传动速比应按“前小后大”次序分配；▲使最末一级速比尽可能大，同时提高最末一级齿轮副的精度；即可减小各齿轮副的加工误差、安装误差、回转误差，提高齿轮系统的传动精度。设计伺服传动系统，确定总传动速比时，

5、在满足系统的工作条件和功能要求的同时，综合考虑上述三个原则及其经济性，合理分配传动速比。注意！2.3.5齿轮传动间隙的消除进给系统中的减速齿轮本身有很高的运动精度和工作平稳性，但还需尽可能消除传动齿轮副间的传动间隙。问题：齿侧间隙会造成进给系统每次反向运动滞后于指令信号，丢失指令脉冲并产生反向死区，对传动精度影响很大。必须采用各种方法去减小或消除齿轮传动间隙。1、直齿圆柱齿轮传动间隙的消除1）偏心套调整通过转动偏心套就能够方便地调整两齿轮的中心距，从而消除齿侧间隙。2）垫片调整将分度圆柱面制成带有小锥度的圆锥面，使齿轮齿厚在轴向稍有变化，装配时只需改变垫片3的厚度，使齿轮2作

6、轴向移动，调整两齿轮在轴向的相对位置即可达到消除齿侧间隙的目的。3）双齿轮错齿调整由于弹簧6的作用使齿轮1、2错位，分别与宽齿轮的齿槽左右侧贴紧，消除了齿侧间隙。正向或反向旋转，分别只有一个齿轮承受转矩，承载能力受到限制，设计时须计算弹簧6的拉力，使它能克服最大转矩。2、斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除1）垫片调整斜齿轮1和2间加厚度为t的垫片。用螺母拧紧，使两齿轮1和2的螺旋线产生错位，其后两齿面分别与宽齿轮4的齿面紧贴消除间隙，垫片3的厚度和齿侧间隙⊿的关系可由下式出。斜齿轮1和2用键滑套在轴上，相互间无相对转动。斜齿轮1和2同时与宽齿轮5啮合，螺母3调节蝶形弹簧4，使齿轮1和

7、2的齿侧分别贴紧宽齿轮5的齿槽左右两侧，消除了间隙。弹簧压力的调整大小应适当，压力过小则起不到消隙的作用，压力过大会使齿轮磨损加快，缩短使用寿命。齿轮内孔有较长的导向长度，轴向尺寸较大，结构不紧凑，优点是可以自动补偿间隙。2）轴向压簧调整3、锥齿轮传动间隙的消除1）周向压簧调整将大锥齿轮加工成1和2两部分，齿轮的外圈1开有三个圆弧槽8，内圈2的端面带有三个凸爪4，套装在圆弧槽内。弹簧6的两瑞分别顶在凸爪4和镶块7上，使内外齿圈1、2的锥齿错位与小锥齿轮啮合达到消除间隙的作用。螺钉5将内外齿圈相对固定是为