机电一体化 课件 2.0 机械技术概述

2机电一体化机械技术机电一体化机械技术概述

1机械技术概述2机械传动机构3机械导向结构4机械支承结构5

机械执行机构机电一体化机械技术概述

【导读1】机电一体化产品的机械系统通常是伺服系统的有机组成部分，它的主要功能是完成一系列机械运动。包括：系统的框架、支撑结构、机械连接、传动系统；现代机械系统除应具有较强的定位精度外，还要有良好的动态响应特性。机电一体化机械技术概述

【导读2】本单元主要从机械传动机构、机械导向结构、机械支承结构、机械执行机构四个方面介绍机电一体化设备中常用的的机械传动系统，再通过实训，让读者掌握四大机构工作原理，加深对知识的理解。机电一体化机械技术概述

【学习目标】机电一体化机械技术概述

课程内容知识目标能力目标学习建议2.0机械技术概述

1.了解机械运动形式及机构特征;2.了解机电一体化中的机械系统及其基本要求。1.会分析典型机电产品的机构及其运动形式;2.能认知典型机电产品在机械系统设计中的特点。理论教学建议1课时。2.1机械传动机构的应用1.拿握消除齿轮传动中侧隙的措施;2.掌握带传动张紧装置的设置方法;3.掌握滑动螺旋传动的类型,以及提高螺旋传动精度的措施;4.了解滚动螺旋传动的螺纹滚道法向截形，掌握滚珠循环方式和消除轴向间隙的调整方法。1.会调整机电产品齿轮侧隙;2.会机电产品带传动张紧装置的设置;3.会典型机电产品滑动螺旋传动的归类，并能有效提高其传动精度;4.会典型机电产品滚动螺旋传动循环方式的归类,并能调整其轴向间隙。理论教学建议4课时。2.2机械导向机构的应用1.莩握滑动摩擦导轨的类型、特点、导轨间隙的调整方法和提高导轨耐磨性的措施;2.了解滑动摩擦导轨的类型、特点。1.会典型机电产品滑动摩擦导轨类型的归类，并能调整其间隙。理论教学建议1课时。2.3机械支撑机构的应用1.了解机械支承结构的特点、材料选择方法;2.掌握支承件的设计则。1.能认知机电产品的机械支承结构及特点。理论教学建议1课时。2.4机械执行机构的应用1.了解机械执行机构的特点、工作方式和结构形式。1.能认知机电产品的执行机构及特点。理论教学建议1课时。实践活动1.了解输送单元功能及其组件。1.能识别输送单元的机械传动系统及其组成;2.能规范拆卸和装调输送站的机械结构。实践教学4课时。

机械是由机械零件组成的、能够传递运动并完成某些有效工作的装置。

通用的传递运动的机械零件有齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、带、带轮、曲柄和凸轮等等。两个零件互相接触并相对运动，就形成了运动副，由若干运动副组成的具有确定运动的装置称为机构。

就传动而言，机构就是传动链，从系统动力学方面来考虑，传动链越短越好，这有利于实现系统整体最佳目标。在必须保留一定的传动件时，在满足强度和刚度的前提下，应力求传动件“轻、薄、细、小、巧”，这就要求采用特种材料和特种加工工艺。机电一体化机械技术概述

1.机械运动与机构物体当其不受外力作用时，在平面上将处于静止状态；在外力作用下，物体将会产生运动。根据所施外力的不同，物体的运动可分为等速运动、不等速运动和间歇运动等.旋转运动是指以平面为轴，并与该平面轴保持一定距离的平面运动线运动是指在平面上沿直线或曲线移动的运动，前者称为直线运动，后者称为曲线运动螺旋运动是指物体在围绕某一轴线做旋转运动的同时，还沿着该轴线做直线运动球面运动是指物体在与圆心保持一定距离的球面上移动的运动运动平面运动螺旋运动球面运动旋转运动线运动机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求机电一体化系统的机械结构:

执行机构、

传动机构、支承部件在机械系统设计时，除考虑一般机械设计要求外，还必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的性能参数、电气参数的匹配，以获得良好的伺服性能。机电一体化机械技术概述

1.传动机构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，而是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。因此传动机构除了要满足传动精度的要求，而且还要满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性的要求。2.导向及支承机构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。机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求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，使传统的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。电动机（n）--------传动机构（i）--------负载（nl机械机构）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。机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求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。高精度小惯量大刚度机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求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。机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求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。机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求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。

机电一体化机械技术概述

2.机电一体化中的机械系统及其基本要求根据机电有机结合的原则，机电一体化系统中采用了调速范围大、可无级调速的控制电机，从而节省了大量用于进行变速和换向的齿轮、轴承和轴类零件，减少了产生误差的环节，提高了传动效率，因此使机械传动设计也得到了简化；（1）机械传动设计的特点机械传动设计的任务是把动力机产生的机械能传递给执行机构机电一体化系统中机械传动系统的设计就是面向机电伺服系统的伺服机械传动系统设计。

每一个机械传动都由单独的控制电机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，各个运动之间的传动关系则由计算机来统一协调和控制。

因此机电一体化机械传动系统具有传动链接短，传动惯量小，线性传递，无间隙传递等设计特点。机电一体化机械技术概述

3.机电一体化中的机械系统设计特点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）机械结构设计的特点机电一体化的机械结构属于传统机械技术的范畴，在满足伺服系统对其稳、准、快要求的