第二章机械系统设计PPT课件
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57
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
58
第二章 机械系统设计
1
第一节 基本概念
一.机械系统构成 1.传动机构 常用传动机构及功能 2.导向机构
3.执行机构
2
二.对机械系统的要求 1.精密化 2.高速化 3.小型化
3
三.机械参数与系统性能 （一）.惯量 1.影响 2.计算方法：P22
4
5
J z1 J z3 1 .2 10 4 kg m 3 J z2 1 .9 10 3 kg m 3 J z4 4 10 3 kg m 3 J s 7 .5 10 3 kg m 3 J w 9 .7 10 4 kg m 3
44
刚度计算
45
机械系统动态特性
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
比 合理布置传动链： 采用消隙机构：
15
第二节 传动机构
一.联轴器 1.作用 2.种类 (1).弹性膜片式联轴器
16
17
18
(2).弹性胀紧联接套
JB/T9734-1999
19
二.减速器 1.作用 2.种类 (1).谐波齿轮减速器 应用：传动比大、传动精度高、传动效率高、
体积小、回差小、工作噪声小。适用于减速比 大、体积要求紧凑的场合。
f 2 mK 0
7
8
（二）.刚度 1.影响
9
（三）.摩擦对系统性能的影响 1.摩擦力的分类： 粘性摩擦力 静摩擦力 库伦摩擦力
10
11
（四）.谐振频率对系统性能的影响
12
四.机械系统误差对系统的影响 1.传动误差
13
2.回程误差
14
3.减少传递误差的措施 提高零部件的制造精度 合理设计传动链：传动形式和传动级数与传动
承的组合轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承
36
（三）.传动方式的选择 1.传动方式选择
37
38
2.传动比的分配 1).使伺服电机驱动负源自文库的加速度最大的总传动
比选择方法
39
2).齿轮传动链的级数和各级传动比的分配 （1）最小等效转动惯量原则 ① 小功率传动装置
40
② 大功率传动装置 分配结果为“前小后大” （2）质量最小原则 小功率传动装置 i1= i2 i1= i2 =… in 大功率传动装置
计算负载的总等效转惯动量：
Je
Jz1
Jz2 Jz3 i12
Jz4
Js Jw i12i22
1.17103k gm3
电机总等效惯量：
J Jm Je 3.2103 1.17103 4.37103
6
J z1 J z 3 1 . 2 10 4 kg m 3 固有频率：
n
K0 m
纵向阻尼比：
传动滚珠丝杠（T型)。共7个等级。 1，2，3，4，5，7，10
35
5.滚珠丝杠副的支撑方式及轴承的选择 轴向刚度高、摩擦力矩小，运转精度高的轴承，并
选择合适的支撑方式，保证支撑座有足够的刚度。 (1).支撑方式
(2).轴承 径向有约束，而轴向无约束：深沟球轴承、圆柱滚
子轴承 径向与轴向都有约束：双向推力球轴承与深沟球轴
20
21
22
23
24
25
(2).RV摆线针轮减速器 应用：传动刚度大、传动精度高，适用于重载、
高速、高精度的工作场合及机器人、高要求的 工程机械。
26
27
28
三.同步带传动
29
特点： 1）无滑动，传动比准确 2）传动效率高，可达0.98 3）传动平稳，能吸振，噪音小 4）使用范围广，功率几瓦到几百千瓦，速度达
50m/s，速比可达10 5）维护保养方便，不需要润滑。 缺点： 安装要求高，中心距要求严格 带与带轮制造工艺较复杂，制造成本高。
30
四.丝杠螺母传动
（一）.传动形式
31
（二）.滚珠丝杠 1.特点 (1)传动效率高 (2)运动具有可逆性 (3)高刚度 (4)传动精度高（5um/300mm或1-2um） (5)使用广泛
41
（2）输出轴的转角误差最小原则 传动比“前小后大”，且末端两级传动比应尽
可能大，齿轮副精度应提高。减少齿轮的固 有误差、安装误差、回转误差对输出轴运动 精度的影响。
42
四.动力计算
动力计算步骤： ① 折算负载力矩 ② 折算转动惯量 ③ 电动机转速计算 ④ 电动机功率计算 ⑤ 电动机选择
43
32
2.滚珠的循环方式 (1).内循环 (2).外循环
33
3.滚珠丝杠副的主要尺寸 公称直径d0 基本导程l0 行程l 丝杠螺纹大径d 丝杠螺纹小径d1 滚珠直径db 螺母螺纹大径D 螺母螺纹小径D1 螺纹全长
34
4.滚珠丝杠的精度等级 GB/T 17587.3-1998分为定位滚珠丝杠（P型）与
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第二章 机械系统设计
1
第一节 基本概念
一.机械系统构成 1.传动机构 常用传动机构及功能 2.导向机构
3.执行机构
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二.对机械系统的要求 1.精密化 2.高速化 3.小型化
3
三.机械参数与系统性能 （一）.惯量 1.影响 2.计算方法：P22
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J z1 J z3 1 .2 10 4 kg m 3 J z2 1 .9 10 3 kg m 3 J z4 4 10 3 kg m 3 J s 7 .5 10 3 kg m 3 J w 9 .7 10 4 kg m 3
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刚度计算
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机械系统动态特性
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
比 合理布置传动链： 采用消隙机构：
15
第二节 传动机构
一.联轴器 1.作用 2.种类 (1).弹性膜片式联轴器
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(2).弹性胀紧联接套
JB/T9734-1999
19
二.减速器 1.作用 2.种类 (1).谐波齿轮减速器 应用：传动比大、传动精度高、传动效率高、
体积小、回差小、工作噪声小。适用于减速比 大、体积要求紧凑的场合。
f 2 mK 0
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（二）.刚度 1.影响
9
（三）.摩擦对系统性能的影响 1.摩擦力的分类： 粘性摩擦力 静摩擦力 库伦摩擦力
10
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（四）.谐振频率对系统性能的影响
12
四.机械系统误差对系统的影响 1.传动误差
13
2.回程误差
14
3.减少传递误差的措施 提高零部件的制造精度 合理设计传动链：传动形式和传动级数与传动
承的组合轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承
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（三）.传动方式的选择 1.传动方式选择
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2.传动比的分配 1).使伺服电机驱动负源自文库的加速度最大的总传动
比选择方法
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2).齿轮传动链的级数和各级传动比的分配 （1）最小等效转动惯量原则 ① 小功率传动装置
40
② 大功率传动装置 分配结果为“前小后大” （2）质量最小原则 小功率传动装置 i1= i2 i1= i2 =… in 大功率传动装置
计算负载的总等效转惯动量：
Je
Jz1
Jz2 Jz3 i12
Jz4
Js Jw i12i22
1.17103k gm3
电机总等效惯量：
J Jm Je 3.2103 1.17103 4.37103
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J z1 J z 3 1 . 2 10 4 kg m 3 固有频率：
n
K0 m
纵向阻尼比：
传动滚珠丝杠（T型)。共7个等级。 1，2，3，4，5，7，10
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5.滚珠丝杠副的支撑方式及轴承的选择 轴向刚度高、摩擦力矩小，运转精度高的轴承，并
选择合适的支撑方式，保证支撑座有足够的刚度。 (1).支撑方式
(2).轴承 径向有约束，而轴向无约束：深沟球轴承、圆柱滚
子轴承 径向与轴向都有约束：双向推力球轴承与深沟球轴
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(2).RV摆线针轮减速器 应用：传动刚度大、传动精度高，适用于重载、
高速、高精度的工作场合及机器人、高要求的 工程机械。
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三.同步带传动
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特点： 1）无滑动，传动比准确 2）传动效率高，可达0.98 3）传动平稳，能吸振，噪音小 4）使用范围广，功率几瓦到几百千瓦，速度达
50m/s，速比可达10 5）维护保养方便，不需要润滑。 缺点： 安装要求高，中心距要求严格 带与带轮制造工艺较复杂，制造成本高。
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四.丝杠螺母传动
（一）.传动形式
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（二）.滚珠丝杠 1.特点 (1)传动效率高 (2)运动具有可逆性 (3)高刚度 (4)传动精度高（5um/300mm或1-2um） (5)使用广泛
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（2）输出轴的转角误差最小原则 传动比“前小后大”，且末端两级传动比应尽
可能大，齿轮副精度应提高。减少齿轮的固 有误差、安装误差、回转误差对输出轴运动 精度的影响。
42
四.动力计算
动力计算步骤： ① 折算负载力矩 ② 折算转动惯量 ③ 电动机转速计算 ④ 电动机功率计算 ⑤ 电动机选择
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2.滚珠的循环方式 (1).内循环 (2).外循环
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3.滚珠丝杠副的主要尺寸 公称直径d0 基本导程l0 行程l 丝杠螺纹大径d 丝杠螺纹小径d1 滚珠直径db 螺母螺纹大径D 螺母螺纹小径D1 螺纹全长
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4.滚珠丝杠的精度等级 GB/T 17587.3-1998分为定位滚珠丝杠（P型）与