机电一体化4(du).ppt

文档介绍：第二章机械系统设计理论
概述
传动机构设计
支承导向部分设计
机械系统的组成
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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。
线性传动部件、非线性传动部件
P33表2-1
备注:
万向联轴器、软轴、间歇机构
万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大,
不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同,
一般≤5°-45°之间。万向联轴器利用其机构的特点,使两轴不在同一轴线,存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转,
并可靠地传递转矩和运动。万向联轴器最大的特点是具有较大的角向补偿能力,
结构紧凑,传动效率高。
“软轴”:能够将动力通过柔性轴传递到执行机构的传动轴称软轴,在考虑材料性能上,要能同时承受扭矩和弯矩的影响。
像自行车线闸用的拉线那样有钢丝芯的螺旋管,管壁和内芯之间有润滑油,外管固定而内芯可以转动。
汽车发动机的轴把动力传给变速箱,从变速箱的输出轴到车轮的传动比是不变的。在变速箱的输出轴上装有一根“软轴”,一直通到驾驶员面前的里程表里去。这个内芯的转速与车轮的转速有着恒定的比例关系。软轴通到车速表,使得指针能把车的行驶速度指示出来
间歇运动机构是将主动件的均匀转动转换为时动时停的周期性运动的机构。
例如牛头刨床工作台的横向进给运动,电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。
棘轮机构和槽轮机构。
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支承和导向,它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。
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用来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。
传统电机
(动力源)
伺服电机
(动力+变速+执行)


较高的定位精度+ 良好的动态相应特性
无间隙、低摩擦、低惯量、稿刚度、高谐振频率、适当阻尼比
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1. 静态设计
依据系统的功能要求,通过研究制定出机械系统的初步设计方案。
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研究系统在频率域的特性,借助静态设计的系统结构,通过建立系统各组成环节的数学模型,推导出系统整体的传递函数,并利用自动控制理论的方法求得该系统的频率特性(幅频特性和相频特性)。

惯量
刚度
摩擦
谐振频率
传动误差
减小传动误差的措施?
机械传动设计
机电一体化系统对机械传动的要求:
机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置,是一种扭矩和转速的变换器,其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配,并可通过机构变换实现对输出的速度调节。
在机电一体化系统中,伺服电动机的伺服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变速机构,只有当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时,才通过传动装置变速。
齿轮传动
蜗杆蜗轮传动
行星齿轮传动
谐波齿轮传动
同步带轮
丝杠螺母

优缺点
应用场合