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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。 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、精确度,良好的重复性和可靠性由于计算机的强大功能,使付 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。 除以上二部分外,机申一体化系续的机械部分桶常还句括机馆、支架、壳体等 机电一体化中的机械系统除了满足一般机械设计的要求外,还必须满足以下几种特殊要求。 1高精度 结度是机电一体化产品的重要性能指标,对其机械系统设计主要是执行机构的位胃精度,其中包括结 构变形、轴系误差和传动误差,另外还要考虑温度变化的影响。 2小惯量 传动件本身的转动惯量会影响系统的响应速度及系统的稳定性。大惯量会使机械负载增大、系统响应 速度变慢、灵敏度降低,使系统固有频率下降,容易产生诺振,使电气累动部分的谐振颜率变低,阻尼增大。 反之,小惯量则可使控制系统的带宽做得比较宽,快速性比较好、精度比较高,同时还有利于减小用于克 服惯性载荷的伺服电机的功率,提高整个系统的稳定性、动态响应和精度。 3.大刚度 机电一体化机械系统要有足够的刚度,弹性变形要限制在一定范围之内。弹性变形不仅影响系统精度 而且影响系统结构的周有频率、控制系统的带宽和动态性能。 机电一体化机械系统设计一样有传动设计和结构设计部分,只是由于机电一体化的特征决定了在机械 系统设计过程中有它自身的特点。 2,2机械传动机构 机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能,从而要求传动机构满足以下几个方面转动惯量小、刚度大、 阻尼合适,此外还要求摩擦小、抗振性好 间隙小, 特别是其动态特性与同服电动机等其他环节的动态特 性相匹配。 2.2.1齿轮传动 在数控机床伺服进给系统中采用齿轮传动装置的目的有两个:一是将高转速低转矩的伺服电机(如步进电 机、直流或交流伺服电机等)的输出,改变为低转速大转矩的执行件的输出:二是使滚珠丝杠和工作台的转 动惯量在系统中占有较小的比重。 此外,对开环系统还可以保证所要求的精度。 提高传动精度的结构措施有以下几 ①适当提高零部件本身的精度。 ②合理设计传动链,减少零部件制造、装配误差对传动精度的影响。首先,合理选择传动形式其次,合理 确定级数和分配各级传动比:最后,合理布置传动链。 ③采用消隙机构,以减少或消除空程 消除齿轮 侧隙的措施 1.圆柱齿轮 (1)偏心轴套调整法。(2)锥度齿轮调整法。(3)双向薄齿轮错齿调整法 )))带传动 】普通带传动 带传动是利用张紧在带轮上的带, 靠它们之间的 摩擦或啮合,在两轴或多轴)间传递运动或动力。根 据传动原理不同,带传动可分为摩擦型和啮合型两大类,常见的是摩擦带传动。摩擦带传动根据带的截面 形状分为平带、V带、多楔带和圆带等。 靠摩擦工作的带传动,其优点是:①因带是弹性体,能缓和载荷冲击,运行平稳无噪声:②过载时将引 起带在带轮上打滑,因而可防止其他零件损坏:③制造和安装精度不像啮合传动那样严格;④可增加带长以3 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。 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。 机电一体化中的机械系统除了满足一般机械设计的要求外,还必须满足以下几种特殊要求。 1.高精度 精度是机电一体化产品的重要性能指标,对其机械系统设计主要是执行机构的位置精度,其中包括结 构变形、轴系误差和传动误差,另外还要考虑温度变化的影响。 2.小惯量 传动件本身的转动惯量会影响系统的响应速度及系统的稳定性。大惯量会使机械负载增大、系统响应 速度变慢、灵敏度降低,使系统固有频率下降,容易产生谐振;使电气驱动部分的谐振频率变低,阻尼增大。 反之,小惯量则可使控制系统的带宽做得比较宽,快速性比较好、精度比较高,同时还有利于减小用于克 服惯性载荷的伺服电机的功率,提高整个系统的稳定性、动态响应和精度。 3.大刚度 机电一体化机械系统要有足够的刚度,弹性变形要限制在一定范围之内。弹性变形不仅影响系统精度, 而且影响系统结构的固有频率、控制系统的带宽和动态性能。 机电一体化机械系统设计一样有传动设计和结构设计部分,只是由于机电一体化的特征决定了在机械 系统设计过程中有它自身的特点。 2. 2 机械传动机构 机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能,从而要求传动机构满足以下几个方面:转动惯量小、刚度大、 阻尼合适,此外还要求摩擦小、抗振性好、间隙小,特别是其动态特性与伺服电动机等其他环节的动态特 性相匹配。 2. 2. 1 齿轮传动 在数控机床伺服进给系统中采用齿轮传动装置的目的有两个:一是将高转速低转矩的伺服电机(如步进电 机、直流或交流伺服电机等)的输出,改变为低转速大转矩的执行件的输出;二是使滚珠丝杠和工作台的转 动惯量在系统中占有较小的比重。此外,对开环系统还可以保证所要求的精度。 提高传动精度的结构措施有以下几种。 ①适当提高零部件本身的精度。 ②合理设计传动链,减少零部件制造、装配误差对传动精度的影响。首先,合理选择传动形式;其次,合理 确定级数和分配各级传动比;最后,合理布置传动链。 ③采用消隙机构,以减少或消除空程 消除齿轮传动中侧隙的措施。 1.圆柱齿轮传动 (1)偏心轴套调整法。(2)锥度齿轮调整法。(3)双向薄齿轮错齿调整法。 2. 2. 2 带传动 1.普通带传动 带传动是利用张紧在带轮上的带,靠它们之间的摩擦或啮合,在两轴(或多轴)间传递运动或动力。根 据传动原理不同,带传动可分为摩擦型和啮合型两大类,常见的是摩擦带传动。摩擦带传动根据带的截面 形状分为平带、V 带、多楔带和圆带等。 靠摩擦工作的带传动,其优点是:①因带是弹性体,能缓和载荷冲击,运行平稳无噪声;②过载时将引 起带在带轮上打滑,因而可防止其他零件损坏;③制造和安装精度不像啮合传动那样严格;④可增加带长以
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