传动机构设计

2．导向机构 支承和导向的作用，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。
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3．执行机构 用于完成操作任务。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。 要求：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。
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该方法结构简单，但在使用时往往需要反复测试齿轮 的啮合情况，反复调节垫片的厚度才能达到要求，而且齿 侧间隙不能自动补偿。
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2．轴向压簧调整法
方法是用弹簧3的轴向力 来获得薄片斜齿轮1、2 之间的错位，使其齿侧 面分别紧贴宽齿轮7的齿 槽的两侧面。 特点：是齿侧间隙可以 自动补偿，但轴向尺寸 较大，结构不紧凑。
具有较大的刚度、良好的可靠性和重量轻、体积小、 寿命长。
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二、机械系统的组成 机电一体化机械系统一般由如下三大部分组成：
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。 要求：除传动精度的要求外，还要满足小型、轻量、高速 、低噪声和高可靠性的要求。
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无侧隙啮合
无侧隙啮合时，齿轮油起不到充分的保 护、润滑、降温作用，很容易造成研死。 除非齿轮加工精度极高，安装精度极高 的情况下能正常使用。
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(一)直齿圆柱齿轮传动机构
1．偏心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ套调整法 转动偏心轴套1可以调整 两啮合齿轮的中心距，从 而消除直齿圆柱齿轮传动 的齿侧间隙及其造成的换 向死区。 这种方法结构简单，但侧 隙调整后不能自动补偿。
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(三) 锥齿轮传动机构 1．轴向压簧调整法
方法：在锥齿轮4的传 动轴7上装有压簧5，其 轴向力大小由螺母6调 节。 锥齿轮4在压簧5的作用 下可轴向移动，从而消 除了其余啮合的锥齿轮 1之间的齿侧间隙。
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2．周向弹簧调整法
方法： 大小片锥齿轮1、2 在弹簧力的作用下 错齿，从而达到消 除间隙的目的。
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三、滚珠丝杠副传动机构 (一)工作原理及结构
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(一)滚珠丝杠副的特点 1．传动效率高 效率高达90％～95％，能耗为滑动丝杠 的1／3。 2．运动具有可逆性 既可将回转运动变为直线运动，又 可将直线运动变为回转运动，逆传动效率几乎与正传动效 率相同。
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3．阻尼合适 机械系统产生振动时，系统的阻尼越大，其最大振幅就越 小且衰减也越快，但大阻尼也会使系统的稳态误差增大、 精度降低。所以设计时，传动机构的阻尼要选择适当。
除以上3点外，还要求摩擦小(提高机构的灵敏度)、抗 振性好(提高机构的稳定性)、间隙小(保证机构的传动精度 )，特别是其动态特性应与伺服电动机等其它环节的动态 特性相匹配。
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(四)齿轮齿条传动机构 -----用于大行程传动机构 当传动负载小时，可采用双片薄齿轮错齿调整法，使
两片薄齿轮的齿侧分别紧贴齿条的齿槽两相应侧面，以消 除齿侧间隙。
当传动负载大时，可采用双齿轮调整法。
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双齿轮调整；
小齿轮1、6分别与齿条7啮合，与小齿轮1、6同轴的大齿轮2、 5分别与齿轮3啮合，通过预载装置4向齿轮3上预加负载，使大 齿轮2、5同时向两个相反的方向转动，同时带动小齿轮1、6转 动，其齿便分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右两侧，消除了齿侧 间隙。
第一节 概 述
一、机电一体化对机械系统的基本要求： 1．高精度 首要的要求。因为精度直接影响产品的质 量。 2．快速响应 要求机械系统从接到指令到开始执行指令 指定的任务之间的时间间隔短。这样控制系统才能及时根 据机械系统的运行情况得到信息，下达指令，使其准确地 完成任务。 3．良好的稳定性 即要求机械系统的工作性能受外界环 境的影响很小或不受影响，要求系统抗干扰能力很强。
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几种常用的传动机构及其设计计算方法： 一、无侧隙齿轮传动机构
由于齿轮传动的瞬时传动比为常数，传动精确度高， 可做到零侧隙无回差，强度大能承受重载，结构紧凑，摩 擦力小和效率高等原因，齿轮传动副成为在机电一体化机 械系统中目前使用最多的传动机构。
机电一体化产品往往要求传动机构具有自动变向功能 ，这就要求齿轮传动机构必须采取措施消除齿侧间隙，以 保证机构的双向传动精度。
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第二节 传动机构设计
机电一体化机械系统要求精度高、运动平稳、工作可 靠，这不仅仅是机械传动和结构所能解决的问题，而是要 通过控制装置，使机械传动部分与伺服电动机的动态特性 相匹配，所以在设计过程中要综合考虑传动机构与控制装 置、伺服电动机的相互影响。 一、传动机构性能要求 机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能(即精度高、 快速响应性和稳定性好)，从而要求传动机构满足以下几 个方面：
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无侧隙啮合：
侧隙：一对齿轮传动时，一个齿轮节圆上的齿槽宽与 另一个齿轮节圆上的齿槽厚之差称为齿间侧隙，简称 侧隙。
齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜， 避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，齿廓之间必须留有 间隙。但是，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，影响 齿轮传动的平稳性。因此，这个间隙只能很小，通常 由齿轮公差来保证。对于齿轮运动设计仍按无齿侧间 隙（侧隙为零）进行设计。
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2．双片薄齿轮错齿调整法
通过两薄片 齿轮的错齿 ，消除齿侧 间隙，反向 时不会出现 死区，可以 自动补偿， 但是结构复 杂
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(二) 斜齿轮传动机构
1．垫片调整法 采用两薄片齿轮与宽齿轮 啮合，只是两薄片与斜齿 轮之间的错位由两者之间 的轴向距离获得。
调2的厚度，使3和4在轴 向分开一段距离，螺旋线 错开，消除齿间侧隙。垫 片的厚度H与齿侧间隙Δ 的关系为：
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1．转动惯量小 在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动 惯量应尽量减小。 (1)转动惯量大会对系统造成不良影响，机械负载增大； (2)系统响应速度降低，灵敏度下降； (3)系统固有频率减小，容易产生谐振。 2．刚度大 刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。 保持刚度足够大，其原因为： ①伺服系统动力损失随之减小。 ②机构固有频率高，超出机构的频带宽度，使之不易产生 共振。 ③增加闭环伺服系统的稳定性。