机电一体化系统设计 第一章 机械系统设计
147页1、机电一体化系统设计机电一体化系统设计1第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计机电一体化系统设计主要参考书 曾励主编,机电一体化系统设计,高等教育出 版社2第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计教学内容第第0 0章章 总总 论论 第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计 第第2 2章章 检测系统设计检测系统设计 第第3 3章章 控制系统设计控制系统设计 第第4 4章章 伺服系统设计伺服系统设计 第第5 5章章 计算机控制机电系统设计计算机控制机电系统设计3第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计第1章 机械系统设计第一节第一节 概述概述 第二节第二节 常用传动支承系统设计常用传动支承系统设计 第三节第三节 机械系统载荷的类型及确定机械系统载荷的类型及确定 第四节第四节 机械系统的参数设计机械系统的参数设计4第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计传统机械系统组成: 动力件、传动件、执行件、 电气、机械控制现代机械:由计算机信息网络协调与控制的、用于完 成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和 (或)机电部件一体化的机械系统 ,是机电一体化机械 系统。核心是由计算机控制的、包括机
2、、电、液、光 等技术的伺服系统。第一节第一节 概概 述述一、机械系统的定义52018/8/101. 1.高精度高精度 :精度直接影响产品的质量,机电一体化产品的技术性能、精度直接影响产品的质量,机电一体化产品的技术性能、 工艺水平和功能比普通的机械产品有很大的提高,因此机电一体化机械工艺水平和功能比普通的机械产品有很大的提高,因此机电一体化机械 系统的高精度是其首要的要求。系统的高精度是其首要的要求。二、机电一体化对机械系统的基本要求二、机电一体化对机械系统的基本要求 2.2.快速响应快速响应 :要求机械系统从接到指令到开始执行指令指定的任务要求机械系统从接到指令到开始执行指令指定的任务 之间的时间间隔短。之间的时间间隔短。3.3.良好的稳定性:良好的稳定性:要求机械系统的工作性能不受外界环境的影响,抗要求机械系统的工作性能不受外界环境的影响,抗 干扰能力强。干扰能力强。此外,还要求机械系统具有较大的刚度、良好的可靠性和重量轻、此外,还要求机械系统具有较大的刚度、良好的可靠性和重量轻、 体积小、寿命长。体积小、寿命长。 6第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计1. 1.传动机构传动机
3、构 :如,齿轮传动机构、蜗杆蜗轮传动机构、丝杠传动机如,齿轮传动机构、蜗杆蜗轮传动机构、丝杠传动机 构、链传动、带传动等。构、链传动、带传动等。要求:要求:满足整个机械系统良好的伺服性能;要满足传动精度的要求满足整个机械系统良好的伺服性能;要满足传动精度的要求 ;满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性的要求。;满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性的要求。 三、机械系统的组成 2.2.导向机构导向机构 :作用是支承和导向,为机械系统中各运动装置能安全作用是支承和导向,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。如,滚动导轨、滑动导、准确地完成其特定方向的运动提供保障。如,滚动导轨、滑动导 轨等。轨等。3.3.执行机构执行机构 :根据操作指令的要求在动力源的带动下,完成预定的根据操作指令的要求在动力源的带动下,完成预定的 操作。如,电动机、液压缸、气缸、液压马达、以及各种电磁铁操作。如,电动机、液压缸、气缸、液压马达、以及各种电磁铁 、或机械手等等。、或机械手等等。 要求:具有较高的灵敏度、精确度,良好的重复性和可靠性。要求:具有较高的灵敏度、精确度,良好的重复性
4、和可靠性。7第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计进给系统的机械传动结构1 1、进给系统的功用进给系统的功用协助完成加工表面的成形运动,传递所需的运动及动力协助完成加工表面的成形运动,传递所需的运动及动力 。2 2、进给系统机械部分的组成进给系统机械部分的组成传动机构传动机构+ +运动变换机构运动变换机构+ +导向机构导向机构+ +执行件(工作台)执行件(工作台)传动机构传动机构: : 齿轮传动、同步带传动齿轮传动、同步带传动运动变换:丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等运动变换:丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等导向机构:导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨导向机构:导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨)8第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计工作 台 导轨 副9第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计3、主要要求(1) 减小摩擦力采用摩擦力及动静摩擦力差值较小的传动件及导轨. (2) 提高传动精度和刚度消除传动间隙,增加传动系统刚度.(3) 减小运动惯量快速响应.减小运动部件质量.10第第1 1章章 机械系统设计机械系统设计即:精度高、快速响应性和稳定性好。即:精度高、快速响应性
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