第二章 机电一体化系统的机械传动系统
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3、执行机构 执行机构是用来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。
2.1.2 机电一体化机械系统的特殊要求
机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有 一定的特殊要求：
（1）较高的定位精度 精度直接影响产品的质量，尤其是机电一体化产品，
其技术性能、工艺水平和功能比普通的机械产品都有很 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。
在伺服系统中,通常采用负载角加速度最大原则选择总
传动比,以提高伺服系统的响应速度。传动模型如图2-1所
示。
图中：
M
Jm ——电动机M转子的转动
惯量；
Jm
G L
i JL
θm ——电动机M的角位移；
m
L
JL ——负载L
TLF
θL ——负载L TLF ——
图2-1 电机、传动装置和负载的传动模型
i —— 齿轮系G的总传动比。
J
J1
J2(
z1 z2
)2
J3(
z1 z2
z3 )2 m( z1
z4
z2
z3 )2 ( L )2
z4 2
2、粘性阻尼系数的折算 P16
考虑到其他各环节的摩擦损失比工作台导轨的 摩擦损失小得多,故只计工作台导轨的粘性阻尼系 数C。
工作台导轨折算到轴Ⅰ上的粘性阻力系数， 其值为
C ( z2 z4 )2( L )2C
（2）良好的动态响应特性
— 响应快、稳定性好。
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 的运行状态信息，下达指令，使其准确地完成任务。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。
（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。 （4）高的谐振频率、合理的阻尼比。
最小原则设计。
总之，减速传动装置传动比的分配原则是 设计减速器的指导思想和基本方法。在实际 减速器设计中，应结合减速器的具体要求， 认真分析、论证方案实现的可行性、经济性、 可靠性等指标，并对减速器的转动惯量、结 构尺寸、精度要求等进行合理协调，尽可能 达到合理的匹配，达到减速器具有体积小、 重量轻、运转平稳、可频繁启动和动态特性 好、传动精度高、误差最小等基本要求。
10 i1
7
5 4
3
2
i
2
i2 i1
i
k
1
10
20 30 40 50 70 100
1
2 3 4 5 7 10
i
图2-7 大功率传动装置两级传动比曲线 （i<10时,使用图中的虚线）
30 20
i
k
i1 10
9 8
7 6
5
i2
i3 3
i1
i2
i3
2
10
20 30 4050
10 0
100 200 300 500 1000
Δ4 5 i3i4
Δ6
7 i4
8
(2 7)
由式(2-7)可以看出,如果从输入端到输出端的各级传 动比按“前小后大”原则排列, 则总转角误差较小, 而且 低速级的误差在总误差中占的比重很大。因此,要提高传 动精度, 就应减少传动级数, 并使末级齿轮的传动比尽可 能大,制造精度尽可能高。
4、三种原则的选择
通过该点作水平线与B曲
101
8
线相交得第二点i3＝4.24。由
6
第二点作垂线与A曲线相交得
4
i
k
第三点i4＝4.95。
2
3 4 6 8 10
8
6
4
验算i1 i2 i3 i 4＝256.26。 满足设计要求。
2 B
2
A
1
1
2 3 4 6 8 10
ik－1
2、质量最小原则 （1）小功率传动装置
对于小功率传动系统，使各级传动比满足：
2、常用机械传动装置 齿轮传动、同步带传动、谐波齿轮传动、滚珠 丝杠传动，其它传动元件。 3、基本要求 传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运 动平稳、传动转矩大。 4、机电一体化机械传动装置的发展方向
精来自百度文库化，高速化，小型化，轻量化。
2.2.2 常用齿轮传动装置
机电一体化系统中，常用的齿轮传动部件： 定轴传动轮系、行星齿轮传动轮系、谐波齿轮传 动轮等。
图2-4、图2-5及图2-6的用法参见例2-2。
图2-4 大功率传动装置确定传动级数曲线（P32）
图2-5 大功率传动装置确定第一级传动比曲线
101
2 3 4 6 8 10
8
8
6
6
4
4
i k
2
2
B
A
1
1
2 3 4 6 8 10
ik－1
图2-6 大功率传动装置确定各级传动比曲线
例2-2 设有i=256的大功率传动装置, 试按等效转动惯量最
2.2 机械传动系统的设计
2.2.1 概述
1、 机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给
执行机构的中间装置,是一种扭矩和转速的变换器,其目 的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配,并可 通过机构变换实现对输出的速度调节。
在机电一体化系统中,伺服电动机的伺服变速功能 在很大程度上代替了传统机械传动中的变速机构,只有 当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时,才通过传 动装置变速。
1、等效转动惯量最小原则 P31 利用该原则所设计的齿轮传动系统，换算 到电机轴上的等效转动惯量为最小。 齿轮系传递的功率不同, 其传动比的分配 也有所不同。
（1）小功率传动装置
对于n级齿轮系,有（P31）
2n n1 1
i 2 i 2(2n 1) 2n1
1
ik
2( k1)
2
i 2n / 2
i1 i2 i3 n i
即可使传动装置的重量最轻。 上述结论对于大功率传动系统是不适用的，
因其传递扭矩大，故要考虑齿轮模数、齿轮齿宽 等参数要逐级增加的情况。
（2）大功率传动装置
大功率减速传动装置按质量最小原则确定的 各级传动比表现为“前大后小”的传动比分配方 式。
减速齿轮传动的后级齿轮比前级齿轮的转矩 要大得多,同样传动比的情况下齿厚、质量也大 得多,因此减小后级传动比就相应减少了大齿轮 的齿数和质量。大功率减速传动装置的各级传动 比可以按图2-7和图2-8选择。
配。
2.2.4 传动链的级数和各级传动比的分配
齿轮系统的总传动比确定后，根据对传动链的技术要 求，选择传动方案，使驱动部件和负载之间的转矩、转速 达到合理匹配。
若总传动比较大，又不准备采用谐波、少齿差等传动， 需要确定传动级数，并在各级之间分配传动比。
单级传动比增大使传动系统简化，但大齿轮的尺寸增 大会使整个传动系统的轮廓尺寸变大。可按下述三种原则 适当分级，并在各级之间分配传动比。
根据传动关系有
式中:
i
m L
mL
mL
m、m、m—— 电动机的角位移、角速度、
角加速度；
L、L、L —— 负载的角位移、角速度、 角加速度。
TLF换算到电动机轴上的阻抗转矩为TLF /i ；JL 换算到电动机轴上的转动惯量为JL /i2。设Tm为电 动机的驱动转矩, 在忽略传动装置惯量的前提下, 根据旋转运动方程,电动机轴上的合转矩Ta为：
轴Ⅲ
机械性能等效；然后, 在单 轴 Ⅱ 一轴基础上根据输入量和 轴Ⅰ 输出量的关系建立它的输 入/输出数学表达式（即数 学模型）。
xo
mCK G4
G2
J2 T2 K2 G3
JK 11
T1 xi G1
J3 T3 K3
1、转动惯量的折算 P15
把轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上的转动惯量和工作台的质量都 折算到轴Ⅰ上, 作为系统的等效转动惯量。
i
图2-8 大功率传动装置三级传动比曲线 （ i <100时,使用图中的虚线）
例2-4 设 n＝3, i＝202, 求各级传动比。 解：查图2-8可得
i1≈12，i2≈5，i3≈3.4
3、输出轴转角误差最小原则
为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传 递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原 则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以 及回转误差对输出转角精度的影响。
Ta
Tm
TLF i
(Jm
JL i2
)
m
(Jm
JL i2
)
i
L
则L
Tmi TLF Jmi2 J L
(2-1)
在式(2-1)中,若改变总传动比i, L 之改变。根据负载角加速度最大的原则, 令 dL / di 0 ,则解得
2
i TLF Tm
TLF Tm
JL Jm
若不计摩擦,即TLF＝0, 则
1、定轴轮系传动
i1
i2
i=i1 i2
2、行星齿轮传动轮系 主要由传动齿轮、定位齿轮、行星齿轮和行 星架等组成。
行星齿轮传动轮系的组成与工作原理
3、谐波齿轮传动
基本组成：柔轮、刚轮、波形发生器 P34
工作原理
主要组成元件
工作过程
实用产品
谐波齿轮传动过程
2.2.3 齿轮传动系总传动比的确定 P30
2n 1
（2-3）
(k 2,3,4.....n. ) （2-4）
由此可见, 各级传动比分配的结果应遵循 “前小后大”的原则。
本页内容教材上有错：[i1,“前大后小”]。
例2-1 设有i=80, 传动级数n=4的小功率传动, 试 按等效转动惯量最小原则分配传动比。
解：
24 41
1
i1 22(24 1) 8024 1 1.7268
❖
Je/J1 与 i的关系确定传动级数。
图2-3 小功率传动装置确定传动级数曲线
❖ （2）大功率传动装置 大功率传动装置传递的扭矩大,各级齿轮副
的模数、齿宽、直径等参数逐级增加,各级齿轮 的转动惯量差别很大。
大功率传动装置的传动级数及各级传动比可 依据图2-4、图2-5、图2-6来确定。传动比分配 的基本原则仍应为“前小后大”。
2.3 基本物理量的折算及数学模型的建立 P14
轴Ⅲ 轴Ⅱ 轴Ⅰ
x o
mCK G4
G2
J2 T2 K2 G3
JK 11
T1 xi G1
J3 T3 K3
图2-11 数控机床进给系统
物理量折算到传动链
中的某个元件上（本例是 折算到轴Ⅰ上）, 使复杂的 多轴传动关系转化成单一 轴运动, 转化前后的系统总
以图2-10所示四级齿轮减速传动链为例。四级
传动比分别为 i1、i2、i3、i4, 齿轮1~8的转角误差依 次为ΔΦ1~ΔΦ8。
3 i2
1
2
7 4
i4
输出 8
i1
5 i3
6
图 2-10 四级减速齿轮传动链
该传动链输出轴的总转动角误差ΔΦmax
Δ m a x
Δ1 i1i2i3i4
Δ2 3 i1i2i3i4
i2
2( 21)
80 24 1 2( 2 ) 4/2
2.1085
i3
2
(
80 24 / 2
4
)15
3.1438
i4
2
(
80 22
8
)15
6.9887
验算i= i1 i2 i3 i4≈80。
❖ 若以传动级数n为参变量, 齿轮系中折算到电
动机轴上的等效转动惯量Je与第一级主动齿轮的 转动惯量J1之比为Je/J1, 其变化与总传动比i的关 系如图2-3所示。
z1 z3 2
3、 弹性变形系数的折算 P18
机械系统中各元件在工作时受力或力矩的作用， 将产生轴向伸长、压缩或扭转等弹性变形，这些变 形将影响到整个系统的精度和动态特性，建模时要 将其折算成相应的扭转刚度系数或轴向刚度系数。
折算到轴Ⅰ上的总扭转刚度系数，其值为
K
1
( z2 )2
1
1 ( z2 z4 )2( 1
在设计齿轮传动装置时,上述三条原则应根据具体工 作条件综合考虑。
（1）对于传动精度要求高的降速齿轮传动链,可按输 出轴转角误差最小原则设计。
（2）对于要求运转平稳、启停频繁和动态性能好的 降速传动链,可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误 差最小原则设计。
（3）对于要求质量尽可能小的降速传动链,可按质量
小原则分配传动比。
解：查图2-4, 得n=3, Je/J1=70；n=4, Je / J1 =35；n=5, Je / J1 =26。兼顾到 Je / J1值的大小和传动装置的结构, 选n＝4。查图 2-5, 得i1＝3.3。查图2-6, 在横坐标ik-1上3.3处作垂直线与A线交 于第一点,在纵坐标 ik 轴上查得i2＝3.7。
第二章 机电一体化系统的 机械传动系统
2.1 概述
2.1.1 机械系统的组成
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,而且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。 2、导向机构 导向机构的作用是支承和导向,它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。
i
JL 或 JL Jm i2
Jm
(2-2)
i
JL 或 JL Jm i2
Jm
(2-2)
式(2-2)表明, 得到传动装置总传动比i的最佳 值的时刻就是JL换算到电动机轴上的转动惯量正 好等于电动机转子的转动惯量Jm的时刻, 此时, 电动机的输出转矩一半用于加速负载,一半用于加
速电动机转子, 达到了惯性负载和转矩的最佳匹
1)
K1 z1 K2 z1 z3 K3 K
机床进给系统的数学模型：P19
J
d 2 xo dt 2
2.1.2 机电一体化机械系统的特殊要求
机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有 一定的特殊要求：
（1）较高的定位精度 精度直接影响产品的质量，尤其是机电一体化产品，
其技术性能、工艺水平和功能比普通的机械产品都有很 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。
在伺服系统中,通常采用负载角加速度最大原则选择总
传动比,以提高伺服系统的响应速度。传动模型如图2-1所
示。
图中：
M
Jm ——电动机M转子的转动
惯量；
Jm
G L
i JL
θm ——电动机M的角位移；
m
L
JL ——负载L
TLF
θL ——负载L TLF ——
图2-1 电机、传动装置和负载的传动模型
i —— 齿轮系G的总传动比。
J
J1
J2(
z1 z2
)2
J3(
z1 z2
z3 )2 m( z1
z4
z2
z3 )2 ( L )2
z4 2
2、粘性阻尼系数的折算 P16
考虑到其他各环节的摩擦损失比工作台导轨的 摩擦损失小得多,故只计工作台导轨的粘性阻尼系 数C。
工作台导轨折算到轴Ⅰ上的粘性阻力系数， 其值为
C ( z2 z4 )2( L )2C
（2）良好的动态响应特性
— 响应快、稳定性好。
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 的运行状态信息，下达指令，使其准确地完成任务。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。
（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。 （4）高的谐振频率、合理的阻尼比。
最小原则设计。
总之，减速传动装置传动比的分配原则是 设计减速器的指导思想和基本方法。在实际 减速器设计中，应结合减速器的具体要求， 认真分析、论证方案实现的可行性、经济性、 可靠性等指标，并对减速器的转动惯量、结 构尺寸、精度要求等进行合理协调，尽可能 达到合理的匹配，达到减速器具有体积小、 重量轻、运转平稳、可频繁启动和动态特性 好、传动精度高、误差最小等基本要求。
10 i1
7
5 4
3
2
i
2
i2 i1
i
k
1
10
20 30 40 50 70 100
1
2 3 4 5 7 10
i
图2-7 大功率传动装置两级传动比曲线 （i<10时,使用图中的虚线）
30 20
i
k
i1 10
9 8
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i2
i3 3
i1
i2
i3
2
10
20 30 4050
10 0
100 200 300 500 1000
Δ4 5 i3i4
Δ6
7 i4
8
(2 7)
由式(2-7)可以看出,如果从输入端到输出端的各级传 动比按“前小后大”原则排列, 则总转角误差较小, 而且 低速级的误差在总误差中占的比重很大。因此,要提高传 动精度, 就应减少传动级数, 并使末级齿轮的传动比尽可 能大,制造精度尽可能高。
4、三种原则的选择
通过该点作水平线与B曲
101
8
线相交得第二点i3＝4.24。由
6
第二点作垂线与A曲线相交得
4
i
k
第三点i4＝4.95。
2
3 4 6 8 10
8
6
4
验算i1 i2 i3 i 4＝256.26。 满足设计要求。
2 B
2
A
1
1
2 3 4 6 8 10
ik－1
2、质量最小原则 （1）小功率传动装置
对于小功率传动系统，使各级传动比满足：
2、常用机械传动装置 齿轮传动、同步带传动、谐波齿轮传动、滚珠 丝杠传动，其它传动元件。 3、基本要求 传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运 动平稳、传动转矩大。 4、机电一体化机械传动装置的发展方向
精来自百度文库化，高速化，小型化，轻量化。
2.2.2 常用齿轮传动装置
机电一体化系统中，常用的齿轮传动部件： 定轴传动轮系、行星齿轮传动轮系、谐波齿轮传 动轮等。
图2-4、图2-5及图2-6的用法参见例2-2。
图2-4 大功率传动装置确定传动级数曲线（P32）
图2-5 大功率传动装置确定第一级传动比曲线
101
2 3 4 6 8 10
8
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ik－1
图2-6 大功率传动装置确定各级传动比曲线
例2-2 设有i=256的大功率传动装置, 试按等效转动惯量最
2.2 机械传动系统的设计
2.2.1 概述
1、 机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给
执行机构的中间装置,是一种扭矩和转速的变换器,其目 的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配,并可 通过机构变换实现对输出的速度调节。
在机电一体化系统中,伺服电动机的伺服变速功能 在很大程度上代替了传统机械传动中的变速机构,只有 当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时,才通过传 动装置变速。
1、等效转动惯量最小原则 P31 利用该原则所设计的齿轮传动系统，换算 到电机轴上的等效转动惯量为最小。 齿轮系传递的功率不同, 其传动比的分配 也有所不同。
（1）小功率传动装置
对于n级齿轮系,有（P31）
2n n1 1
i 2 i 2(2n 1) 2n1
1
ik
2( k1)
2
i 2n / 2
i1 i2 i3 n i
即可使传动装置的重量最轻。 上述结论对于大功率传动系统是不适用的，
因其传递扭矩大，故要考虑齿轮模数、齿轮齿宽 等参数要逐级增加的情况。
（2）大功率传动装置
大功率减速传动装置按质量最小原则确定的 各级传动比表现为“前大后小”的传动比分配方 式。
减速齿轮传动的后级齿轮比前级齿轮的转矩 要大得多,同样传动比的情况下齿厚、质量也大 得多,因此减小后级传动比就相应减少了大齿轮 的齿数和质量。大功率减速传动装置的各级传动 比可以按图2-7和图2-8选择。
配。
2.2.4 传动链的级数和各级传动比的分配
齿轮系统的总传动比确定后，根据对传动链的技术要 求，选择传动方案，使驱动部件和负载之间的转矩、转速 达到合理匹配。
若总传动比较大，又不准备采用谐波、少齿差等传动， 需要确定传动级数，并在各级之间分配传动比。
单级传动比增大使传动系统简化，但大齿轮的尺寸增 大会使整个传动系统的轮廓尺寸变大。可按下述三种原则 适当分级，并在各级之间分配传动比。
根据传动关系有
式中:
i
m L
mL
mL
m、m、m—— 电动机的角位移、角速度、
角加速度；
L、L、L —— 负载的角位移、角速度、 角加速度。
TLF换算到电动机轴上的阻抗转矩为TLF /i ；JL 换算到电动机轴上的转动惯量为JL /i2。设Tm为电 动机的驱动转矩, 在忽略传动装置惯量的前提下, 根据旋转运动方程,电动机轴上的合转矩Ta为：
轴Ⅲ
机械性能等效；然后, 在单 轴 Ⅱ 一轴基础上根据输入量和 轴Ⅰ 输出量的关系建立它的输 入/输出数学表达式（即数 学模型）。
xo
mCK G4
G2
J2 T2 K2 G3
JK 11
T1 xi G1
J3 T3 K3
1、转动惯量的折算 P15
把轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上的转动惯量和工作台的质量都 折算到轴Ⅰ上, 作为系统的等效转动惯量。
i
图2-8 大功率传动装置三级传动比曲线 （ i <100时,使用图中的虚线）
例2-4 设 n＝3, i＝202, 求各级传动比。 解：查图2-8可得
i1≈12，i2≈5，i3≈3.4
3、输出轴转角误差最小原则
为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传 递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原 则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以 及回转误差对输出转角精度的影响。
Ta
Tm
TLF i
(Jm
JL i2
)
m
(Jm
JL i2
)
i
L
则L
Tmi TLF Jmi2 J L
(2-1)
在式(2-1)中,若改变总传动比i, L 之改变。根据负载角加速度最大的原则, 令 dL / di 0 ,则解得
2
i TLF Tm
TLF Tm
JL Jm
若不计摩擦,即TLF＝0, 则
1、定轴轮系传动
i1
i2
i=i1 i2
2、行星齿轮传动轮系 主要由传动齿轮、定位齿轮、行星齿轮和行 星架等组成。
行星齿轮传动轮系的组成与工作原理
3、谐波齿轮传动
基本组成：柔轮、刚轮、波形发生器 P34
工作原理
主要组成元件
工作过程
实用产品
谐波齿轮传动过程
2.2.3 齿轮传动系总传动比的确定 P30
2n 1
（2-3）
(k 2,3,4.....n. ) （2-4）
由此可见, 各级传动比分配的结果应遵循 “前小后大”的原则。
本页内容教材上有错：[i1,“前大后小”]。
例2-1 设有i=80, 传动级数n=4的小功率传动, 试 按等效转动惯量最小原则分配传动比。
解：
24 41
1
i1 22(24 1) 8024 1 1.7268
❖
Je/J1 与 i的关系确定传动级数。
图2-3 小功率传动装置确定传动级数曲线
❖ （2）大功率传动装置 大功率传动装置传递的扭矩大,各级齿轮副
的模数、齿宽、直径等参数逐级增加,各级齿轮 的转动惯量差别很大。
大功率传动装置的传动级数及各级传动比可 依据图2-4、图2-5、图2-6来确定。传动比分配 的基本原则仍应为“前小后大”。
2.3 基本物理量的折算及数学模型的建立 P14
轴Ⅲ 轴Ⅱ 轴Ⅰ
x o
mCK G4
G2
J2 T2 K2 G3
JK 11
T1 xi G1
J3 T3 K3
图2-11 数控机床进给系统
物理量折算到传动链
中的某个元件上（本例是 折算到轴Ⅰ上）, 使复杂的 多轴传动关系转化成单一 轴运动, 转化前后的系统总
以图2-10所示四级齿轮减速传动链为例。四级
传动比分别为 i1、i2、i3、i4, 齿轮1~8的转角误差依 次为ΔΦ1~ΔΦ8。
3 i2
1
2
7 4
i4
输出 8
i1
5 i3
6
图 2-10 四级减速齿轮传动链
该传动链输出轴的总转动角误差ΔΦmax
Δ m a x
Δ1 i1i2i3i4
Δ2 3 i1i2i3i4
i2
2( 21)
80 24 1 2( 2 ) 4/2
2.1085
i3
2
(
80 24 / 2
4
)15
3.1438
i4
2
(
80 22
8
)15
6.9887
验算i= i1 i2 i3 i4≈80。
❖ 若以传动级数n为参变量, 齿轮系中折算到电
动机轴上的等效转动惯量Je与第一级主动齿轮的 转动惯量J1之比为Je/J1, 其变化与总传动比i的关 系如图2-3所示。
z1 z3 2
3、 弹性变形系数的折算 P18
机械系统中各元件在工作时受力或力矩的作用， 将产生轴向伸长、压缩或扭转等弹性变形，这些变 形将影响到整个系统的精度和动态特性，建模时要 将其折算成相应的扭转刚度系数或轴向刚度系数。
折算到轴Ⅰ上的总扭转刚度系数，其值为
K
1
( z2 )2
1
1 ( z2 z4 )2( 1
在设计齿轮传动装置时,上述三条原则应根据具体工 作条件综合考虑。
（1）对于传动精度要求高的降速齿轮传动链,可按输 出轴转角误差最小原则设计。
（2）对于要求运转平稳、启停频繁和动态性能好的 降速传动链,可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误 差最小原则设计。
（3）对于要求质量尽可能小的降速传动链,可按质量
小原则分配传动比。
解：查图2-4, 得n=3, Je/J1=70；n=4, Je / J1 =35；n=5, Je / J1 =26。兼顾到 Je / J1值的大小和传动装置的结构, 选n＝4。查图 2-5, 得i1＝3.3。查图2-6, 在横坐标ik-1上3.3处作垂直线与A线交 于第一点,在纵坐标 ik 轴上查得i2＝3.7。
第二章 机电一体化系统的 机械传动系统
2.1 概述
2.1.1 机械系统的组成
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,而且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。 2、导向机构 导向机构的作用是支承和导向,它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。
i
JL 或 JL Jm i2
Jm
(2-2)
i
JL 或 JL Jm i2
Jm
(2-2)
式(2-2)表明, 得到传动装置总传动比i的最佳 值的时刻就是JL换算到电动机轴上的转动惯量正 好等于电动机转子的转动惯量Jm的时刻, 此时, 电动机的输出转矩一半用于加速负载,一半用于加
速电动机转子, 达到了惯性负载和转矩的最佳匹
1)
K1 z1 K2 z1 z3 K3 K
机床进给系统的数学模型：P19
J
d 2 xo dt 2