第二章机电一体化.ppt

第二章机械系统部件选择与设计第一节机械系统部件的设计要求第二节机械传动部件的选择与设计第三节导向支承部件的选择与设计第四节旋转支承部件的类型与选择第五节轴系部件的选择与设计第六节机电一体化系统的机座或机架习题与思考题与一般的机械系统相比,机电一体化系统的机械系统除要求具有较高的定位精度之外,还应具有良好的动态响应特性,就是说响应要快、稳定性要好。一个典型的机电一体化系统,通常由控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件、导向支承部件,以及检测传感部件等部分组成。第一节机械系统部件的设计要求为确保机械系统的传动精度和工作稳定性,在设计中,常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。为达到上述要求,主要从以下几方面采取措施:1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件;2) 缩短传动链,提高传动与支承刚度;3) 选用最佳传动比,以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量,尽可能提高加速能力;4) 缩小反向死区误差,如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施;5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。????????????????????常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等。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,其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。第二节机械传动部件的选择与设计机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很大影响,特别是其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。因此,应设计和选择传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件。传动机构及其功能(▲:为选择)随着机电一体化技术的发展,要求传动机构不断适应新的技术要求。具体讲有三个方面:1) 精密化—对某种特定的机电一体化系统(或产品)来说,应根据其性能的需要提出适当的精密度要求。虽然不是越精密越好,但由于要适应产品的高定位精度等性能的要求,对机械传动机构的精密度要求也越来越高。2) 高速化—产品工作效率的高低,直接与机械传动部件的运动速度相关。因此,机械传动机构应能适应高速运动的要求。3) 小型化、轻量化—随着机电一体化系统(或产品)精密化、高速化的发展,必然要求其传动机构的小型、轻量化,以提高运动灵敏度(快速响应性)、减小冲击、降低能耗。为与微电子部件的微型化相适应,也要尽可能做到使机械传动部件短小轻薄化。??????????????????????????????a)螺母固定、丝杠转动并移动b)丝杠转动、螺母移动c)螺母转动、丝杠移动d)丝杠固定、螺母转动并移动差动传动原理1. 滚珠丝杠副的组成及特点??????????????????????