机电一体化技术课本重点总结整理.doc

机电一体化技术：微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的新兴的综合性高新技术，是机械技术与微电子技术的有机结合。 机电一体化产品：是新型机械与微电子器件，特别是微处理器、微型机相结合而开发出来的新一代电子化机械产品。 机电一体化系统包括：机械本体、能源部分、测试传感部分、执行机构、、驱动装置、控制及信息处理单元 产品分类：发展水平：功能附加型初级系统，功能代替型中级系统，机电融合性高级系 统； 应用范围：民用机电产品，产业机电产品，办公机电产品 常见的伺服驱动元件：电液马达，油缸，步进电动机，交、直流伺服电动机，伺服阀 传统机械：由动力件、传动件、执行件和电气控制部分组成 机械传动系统要求：满足伺服控制要求：精度、稳定度、快速响应性（影响参数：系统的阻尼比、固有频率） 动力学特性：1）负载变化：工作负载、惯性负载、摩擦负载 2）传动系统惯性：转动惯量（取决于质量和尺寸参数） 3）传动系统固有频率：远离控制系统工作频率 4）传动系统摩擦：静摩擦力尽可能小，动摩擦力尽可能小的正斜率。若为负斜率易产生爬行，降低精度，减小寿命 5）传动间隙：产生回程误差和传动误差，影响系统的传动精度和运行平稳性 8、转动惯量大的影响：使机械负载增大，使系统响应速度变慢，降低灵敏度，固有频率下降，容易产生谐波 9、圆柱体转动惯量：J=1/8md2 直线运动物体L。丝杠驱动m工作台，折算到丝杠上J=m(L。/2π)2 齿条驱动工作台折算到r。齿轮上J=mr。2 传动齿轮 J电=（1/i2）J丝 （i 减速比） GD2=4Gj 10、静摩擦力f，动摩擦力（库仑摩擦力fc、粘性摩擦力B.V） 滑动摩擦导轨：低速运动稳定性差，易产生爬行现象； 滚动摩擦导轨：与静压摩擦导轨不产生爬行，但有微小超程 摩擦力与机械传动部件的弹性变形产生位置误差，反向时，位置误差形成反转误差 11、黏性摩擦阻尼：一方面使系统功耗增大，磨损增加，使系统响应速度下降；另一方面，可改善系统的响应特性，减小振幅 12、系统刚度越大，固有频率越高，超出系统频带越宽，不易产生共振 提高刚度，增加闭环系统的稳定性，对开环系统无影响 13、频率Wn= Wn 传动死区：也称失动量（齿侧间隙越小，系统刚度越大，失动量越小） 14、误差：传动误差和回程误差 齿隙滞迟回线 传动误差：输入轴单向回转时，输出轴转角的实际值相对与理论值的变动量（各组成部件不可能制造装配绝对准确，有温度变形和弹性变形） 回程误差：输入轴由正向回转变反方向回转时，输出轴在转角上的滞后量 注： 1）传动误差和回程误差对转角而言 2）回程误差不一定只在反向时才有意义—超前量 减小传动误差措施：1）适当提高零部件本身的精度，2）合理设计传动链，减小零部件制造装配误差对传动精度影响 3）采用消隙机构，以减少或消除回程误差 减小传动误差：高精度齿轮 减小回程误差：较小侧隙或零侧隙，“负侧隙”—传动效率下降； 较小中心距误差（提高末级精度 2）合理选择传动形式 直齿轮，斜齿轮，蜗轮蜗杆，锥齿轮 合理确定传动级数和分配各级传动比 传动比从高速级开始逐级递增，增加末级传动比 合理布置传动 精度低的传动机构布置在高速轴上 3）螺旋传动间隙消除 齿轮齿侧间隙消除： 刚性消除法（调整后，齿侧间隙不能自动补偿） 丝杠螺母间隙调整 柔性消除法（调整后，齿侧间隙可以自动补偿） 15、齿轮传动优点：瞬时传动比为常数，传动精确，可做到零侧隙、无回差、强度大，能承受重载，结构紧凑，摩擦率小，效率高 16、传动分配原则 1）最小等效转动惯量原则：小功率传动 前大后小 大功率传动 前小后大 2）质量最小原则：小功率传动 ，主动小齿轮模数、齿数、齿宽均相等 大功率传动 ，前大后小 3）输出轴转角误差最小原则 ：前小后大 三项原则选择时：a、提高传动精度和减小回程误差为主的减速齿轮传动链选3）设计 b、运行平稳，启停频繁伺服减速传动链选1）和3）设计 c、要求质量小的减速传动链选2） 同步带按尺寸分：模数制，节距制 17、谐波齿轮传动特点：传动比大，承载能力大，传动精度高，齿侧间隙小，传动平稳，传动效率高，结构简单，质量轻 滚珠丝杠特点：很高的传动效率，运行的可逆性，系统高刚度，传动精度高，寿命长，