机械传动与支承技术
机电一体化系统设计试题_3答案
习题三答案1.机电一体化系统中的机械装置包括那些内容?主要包括传动、支承、导轨等2.机电一体化传动系统有哪几种类型?各有什么作用?(1) 齿轮传动是机电一体化系统中常用的传动装置,它在伺服运动中的主要作用是实现伺服电机与执行机构间的力矩匹配和速度匹配,还可以实现直线运动与旋转运动的转换。
(2) 螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动形式。
它是利用螺杆与螺母的相对运动,将旋转运动变为直线运动。
(3) 滑动摩擦导轨直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动;滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体(滚珠、滚柱、滚动轴承等),使导轨运动时处于滚动摩擦状态。
3.齿轮传动间隙对系统有何影响?有那些方法可以消除该因素引起的系统误差?(1)偏心轴套调整法;(2) 双片薄齿轮错齿调整法;(3) 垫片调整法;(4) 轴向压簧调整法;(5) 周向弹簧调整法4.消除直齿间隙的常用方法有哪些?各有什么特点?偏心轴套调整法: 这种方法结构简单,但侧隙调整后不能自动补偿。
双片薄齿轮错齿调整法: 这种错齿调整法的齿侧间隙可自动补偿,但结构复杂。
5.导向机构都有哪几种类型?各有什么特点?滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。
其优点是结构简单、接触刚度大;缺点是摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。
滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体(滚珠、滚柱、滚动轴承等),使导轨运动时处于滚动摩擦状态。
滚动导轨的特点是:①摩擦系数小,并且静、动摩擦系数之差很小,故运动灵便,不易出现爬行现象;②定位精度高,一般滚动导轨的重复定位误差约为0.1~0.2μm,而滑动导轨的定位误差一般为10~20μm。
因此,当要求运动件产生精确微量的移动时,通常采用滚动导轨;③磨损较小,寿命长,润滑简便;④结构较为复杂,加工比较困难,成本较高;⑤对脏物及导轨面的误差比较敏感。
液体静压导轨的优点是:①摩擦系数很小(起动摩擦系数可小至0.0005),可使驱动功率大大降低,运动轻便灵活,低速时无爬行现象;②导轨工作表面不直接接触,基本上没有磨损,能长期保持原始精度,寿命长;③承载能力大,刚度好;④摩擦发热小,导轨温升小;⑤油液具有吸振作用,抗振性好。
第一章机械传动教学设计
第一章机械传动教学设计一、引言机械传动是现代机械工程中的重要组成部分。
通过机械传动系统,能够实现不同部件之间的动力传递和运动转换。
作为机械工程专业的学生,掌握机械传动的原理和设计方法是必不可少的。
本章将重点介绍机械传动的基本概念、分类和设计原则,旨在帮助学生全面了解机械传动。
二、机械传动的概念和分类机械传动是指利用机械设备(如齿轮、链条、皮带等)将动力从一个地方传递到另一个地方的过程。
根据传动方式的不同,机械传动可分为直接传动和间接传动。
直接传动是指动力直接传递到工作机构,如齿轮传动和副带传动;间接传动是指通过传动装置将动力间接传递到工作机构,如齿轮传动和链条传动。
机械传动的分类还可以根据传递动力的方式来划分,常见的包括齿轮传动、链条传动、带传动等。
齿轮传动是利用齿轮的啮合传递动力和转动的方式,常见的有圆柱齿轮传动、锥齿轮传动等。
链条传动是利用链条的传动方式,常见的有滑轮链传动、摩擦链传动等。
带传动是利用带的摩擦和弯曲传递动力和转动的方式,常见的有平带传动和齿带传动等。
三、机械传动的设计原则1. 转速和扭矩的匹配:在机械传动的设计中,需要根据所要传递的功率大小和工作机构的要求合理选择传动装置的转速和扭矩。
转速和扭矩的不匹配会导致传动装置的失效或传动效率的下降。
2. 传动效率的提高:机械传动中的能量损失主要包括摩擦损失和传动装置内部的损失。
在设计过程中,应尽量减小这些损失,提高传动效率。
常用的方法包括正确选择润滑方式、合理选择传动比和优化齿轮的啮合等。
3. 传动装置的可靠性和耐用性:机械传动的设计还需要考虑传动装置的可靠性和耐用性。
传动装置要能够承受正常工作条件下的负荷,并具有足够的寿命。
在设计过程中,应注意选用合适的材料、合理设计传动装置的结构和加工工艺等。
4. 安全性和节能性:机械传动设计还需要考虑安全性和节能性。
传动装置应能够保证工作过程中的安全性,尽量减少事故的发生。
此外,还应采取节能的措施,减小能量的损失和浪费。
机电一体化技术课程读书笔记
第一章绪论1.机电一体化包括哪六大共性关键技术相关技术p1答:机电一体化包括六大共性关键技术:1精密机械技术,2伺服传动技术,3检测传感技术,4信息处理技术,5自动控制技术,6系统总体技术;2.一个较完善的机电一体化系统,应具有哪六个基本功能要素p2答:机电一体化系统应具有以下六个基本功能要素:1机械本体,2动力部分,3传感检测部分,4执行机构,5驱动部分,6控制及信息处理、各要素和环节之间相联系的接口; 3.何谓机电一体化系统中的接口接口的作用和基本功能是什么p3答:机电一体化系统中的接口,是机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件;接口的作用使各要素或子系统联接成为一个有机整体,使各个功能环节有目的地协调一致运动,从而形成机电一体化的系统工程;接口的基本功能主要有三个:一是交换,通过接口完成使各要素或子系统之间信号模式或能量的统一;二是放大,在两个信号强度相差悬殊的环节间,经接口放大,达到能量的匹配;三是传递,变换和放大后的信号在环节间可靠、快速、精确地交换,必须遵循协调一致的时序、信号格式和逻辑规范;接口具有保证信息传递的逻辑控制功能,使信息按规定模式进行传递;4.简述执行部分的功能和分类;P3答:执行机构的功能是根据控制信息和指令完成所要求的动作;执行部分是运动部件,一般采用机械、电磁、电液等机构;它将输入的各种形式的能量转换为机械能;5.何谓机械本体P2答:机械本体包括机械传动装置和机械结构装置;其主要功能是使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定位置上;6.何谓动力部分p2答:部分动力部分的功能是按照机电一体化技术系统的控制要求,为系统提供能量和动力以保证系统正常运行;7.何谓传感检测部分p2答:传感检测部分的功能是对系统运行过程中所需要的本身和外界环境和各种参数及状态进行检测,并转换成可识别信号,传输到信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息;8.机电一体化技术方向p8答:1在原有机械系统的基础上采用微型计算机控制装置,使系统的性能提高,功能增强;2用电子装置局部替代机械传动装置和机械控制装置,以简化结构,增强控制灵活性;3用电子装置完全替代原来执行信息处理功能的机构,既简化了结构,又极大地丰富了信息传输的内容,提高了速度;4用电子装置替代机械的主要功能,形成特殊的加工能力;5机电技术完全融合形成新型机电一体化产品;第二章机械传动与支承技术9.简述机电一体化系统中机械系统的作用以及设计时的注意事项;P9答:机械系统是机电一体化系统的最基本要素,主要用于执行机构、传动机构和支承部件,以完成规定的动作;传递功率、运动和信息;支承联接相关部件等;机械系统通常是微型计算机控制伺服传动系统的有机组成部分,因此,在机械系统设计时,除考虑一般的机械设计要求外,还必须考虑机械结构因素与整个伺服传动系统的性能参数、电气参数的匹配,以获得良好的伺服性能;10.简述机电一体化对机械传动的要求;P20答:机械的主要功能是完成机械运动;一部机器必须完成相互协调的若干机械运动,每个机械运动可由单独的控制电动机、传动件和执行机械组成的若干子系统珲完成,若干个机械运动则由计算机来协调与控制;这就要求设计机械时的总体而已、机械选型和结构造型更加合理和多样化;11.机械传动系统的特性是什么p21答:为满足机电一体化机械系统的良好伺服性能,要求机械传动部件满足转动已经惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振动性能好、间隙小的要求,还要求机械部分的动态特性与电动机速度环的动态特性相匹配;12.简述两运动物体间的三类摩擦力的特点;P24答:两物体接触面间的摩擦力在应用上可简化为粘性摩擦力、库仑摩擦力即动摩擦力和静摩擦力三类,方向均与运动方向或有运动趋势方向相反;粘性摩擦力大小与两物体相对运动速度成正比;库仑摩擦力是接触面对运动物体的阻力,大小为一常数;静摩擦力是有相对运动趋势但仍处于静止状态时摩擦面间的摩擦力,其最大值发生在相对运动开始前的一瞬间,运动开始后,静摩擦力即消失;13.机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求是什么p24答:静摩擦力尽可能小,动摩擦力应为尽可能小的正斜率,若为负斜率则易产生爬行,降低精度,减少寿命;14.何谓刚度机械系统的刚度有哪两类何谓静刚度何谓动刚度p25答:由力学知识可知,刚度为使弹性体产生单位变形量所需的作用力;机械系统的刚度包括构件产生各种基本变形时的刚度和两接触面的接触刚度两类;静态力和变形之比为静刚度;动态力交变力、冲击力和变形之比为动刚度;15.齿轮传动齿侧间隙的消除方法有哪两种p26~27答:1刚性消隙法刚性消隙法是在严格控制齿轮齿厚和齿距误差的条件下进行的,调整后,齿侧间隙不能自动补偿,但能提高传动精度;2柔性消隙法柔性消隙法指调整后齿侧间隙可以自动补偿,采用这种消隙方法时,对齿轮齿厚和齿距的精度要求可适当降低,但对传动平稳性有负面影响,且传动刚度低,结构也较复杂;16.机电一体化系统中常用的丝杠螺母是什么结构间隙的调整方法是什么p29答:丝杠螺母传动系统的轴向间隙为丝杠静止时螺母沿轴向的位移量;机电一体化系统中常用滚珠丝杠螺母传动,其间隙的调整既要考虑轴向间隙又要考虑滚珠与滚道的接触弹性变形;丝杠螺母传动系统的调隙一般采用双螺母;17.在齿轮传动中,如何选择系统的总传动比p30答:在齿轮传动系统中,通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比,以提高整个系统的响应速度;18.齿轮传动链的级数和各级传动比的分配原则是什么p30答:齿轮副级数的确定和各级传动比的分配,按以下三种不同原则进行:1最小等效转动惯量原则1小功率传动装置各级传动比分配的结果应遵循“前小后大”的原则;2大功率传动装置各级传动比分配的结果仍应遵循“前小后大”的原则;2质量最小原则1小功率传动装置按“质量最小”原则来确定传动比时,其各级传动比相等;2大功率传动装置按“质量最小原则”确定的各级传动比是逐级递减的,即“前大后小”;3输出轴的转角误差最小原则要使总转角误差最小,从输入端到输出端的各级传动比按“前小后大”原则排列;19.如何综合考虑齿轮系各级传动比的分配三种原则的使用p32答:1对于以提高传动精度和回程误差为主的降速齿轮传动链,可按输出轴转角误差最小的原则设计;若为增速传动链,则应在开始几级就增速;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,可按最小等效转动惯量原则和输出轴转角误差最小的原则进行设计;对于负载变化的齿轮传动装置,各级传动比最好采用不可约的比数,避免同时啮合;3对于要求质量尽可能轻/小的降速传动链,可按质量最轻/小原则设计;4对于传动比很大的齿轮传动链,可把定轴轮系和行星轮系结合使用;20.根据右图简述滚珠花键传动结构特征;P32~33答:花键轴的外圆上均布3条凸起轨道,配有6条负载滚珠列,相对应有6条退出滚珠列;轨道横截面为近似滚珠的凹圆形,以减小接触应力;承受载荷转矩时,3条负载滚珠列自动定心;反转时,另3条负载滚珠列自动定心;这种结构使切向间隙角冲量减小,必要时还可用一个花键螺母按放置方向施加预紧力后再锁紧,故刚度高、定位准确;外筒上开键槽,以备联接其他传动件;保持架使滚珠互不摩擦,且拆卸时不会脱落;用橡胶密封垫防尘,以提高使用寿命,通过油孔润滑以减少磨损;外筒与花键轴之间,既可以轴带筒或以筒带轴作回转运动,又可以作灵活、轻便的相对直线运动,所以,滚珠花键既是一种传动装置,又是一种直线运动支承;21.机电一体化系统对支承部件的要求是什么p36答:支承部件是机电一体化系统中的重要部件,它不仅要支承、固定和联接系统中的其它零部件,还要保证这些零部件之间的相互位置要求和相对运动的精度要求,而且还是伺服系统的组成部分;机电一体化系统对支承部件的主要要求是:精度高、刚度大、热变形小、抗振性好、可靠性高,并且具有良好的摩擦特性和结构工艺性;第三章检测技术22.何谓传感器p41答:传感器是借助于检测元件接收一种形式的信息,并按一定规律将它转换成另一种信息的装置;它获取的作息,可以是各种物理量、化学量和生物量,而且转换后的信息形式也是不尽相同;23.何谓传感器的基本特性p42答:传感器的基本特性即是传感器的输入-输出特性,由于输入信息的状态不同,传感器所表现的基本特性也不同,存在所谓的静态特性和动态特性;24.衡量传感器的静态特性的重要指标有哪些p42答:线性度、灵敏度、迟滞性和重复性;25.何谓位移测量传感器p44答:位移测量传感器是直线位移和角位移测量的总称;常用的直线位移测量传感器包括:电感传感器、差动传感器、电容传感器、感应同步器、光栅传感器等;26.何谓光栅p47答:光栅是一种新型的位移检测元件,它的特点是测量精度高可达±1 μm、响应速度快和量程范围大等;光栅由标尺光栅和指示光栅组成,两者的光刻密度相同,但体长相差很多;光栅条纹密度一签为每毫米25、50、100、250条等;27.位置传感器有哪两种试简单叙述;P51答:位置传感器分接触式和接近式两种;接触式传感器就是能获取两个物体是否已接触的信息的一种传感器;接近式传感器是用来判别在某一范围内是否有某一物体的一种传感器;第四章伺服传动技术28.何谓伺服p65答:伺服就是在控制指令的指挥下,控制驱动元件,使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动;29.伺服系统由哪四大部分构成其基本组成p65答:一般来说,伺服系统的基本组成可包括控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分;30.简述开环控制伺服系统和闭环控制伺服系统的特征;P66答:1开环伺服系统,结构上较为简单,技术容易掌握,调试、维护方便,工作可靠,成本低;缺点是精度低、抗干扰能力差;一般用于精度、速度要求不高,成本要求低的机电一体化系统;2闭环伺服系统,采用反馈控制原理组成系统,具有精度高、调速范围宽、动态性能好等优点,缺点是系统结构复杂、成本高等;一般用于要求高精度、高速度的机电一体化系统;31.常用的伺服电动机有哪三大类p66答:目前常用的伺服电动机有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机三大类;32.什么是步进电动机步进电动机是如何工作的常用的有哪三种步进电动机p67答:步进电动机是一种将脉冲信号转换成角位移的执行元件;对这种电动机施加一个电脉冲后,其转轴就转过一个角度,称为一步;脉冲数增加,角位移随之增加;脉冲频率高,则电动机旋转速度就高,反之则慢;分配脉冲的相序改变后,电动机便反转;这种电动机的运动状态与通常均匀旋转的电动机有一定的差别,是步进形式运动,故称为步进电动机;32.功率放大器由什么组成p68答:功率放大器是由开关器件、电感、电容以及保护电路和驱动电路组成;33.何谓直流伺服系统p72答:采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统,称为直流伺服系统;34.相敏放大器的功能和输出特点是什么p74,75答:相敏放大器也称为鉴幅器;它的功能是将交流电压转换为与之成正比的直流电压,并使它的极性与输入的交流电压的相位相适应;由于相敏放大器输出的是脉动的直流电压,必须采用滤波器,将其变成平滑的直流电压;35.脉宽调制型PWM功率放大器的基本原理是什么p75答:PWM功率放大器的基本原理是:利用大功率器件的开关作用,将直流电压转换成一定频率的方波电压,通过对方波脉冲宽度的控制,改变输出电压的平均值;36.PWM的控制电路由哪些器件组成p78答:PWM的控制电路主要包括脉冲调制器,逻辑延时环节和晶体管基极驱动器等;其中最关键的部件是脉冲调制器;37.影响伺服系统稳态精度,导致系统产生稳态误差的主要因素有哪3个方面p81答:影响伺服系统稳态精度,导致系统产生稳态误差的主要因素有3个方面:1由检测元件引起的检测误差;2由系统的结构和输入信号引起的原理误差;3负载扰动引起的扰动误差;38.常用的交流伺服电动机有哪两大类p86答:目前常用的交流伺服电动机分为同步型交流伺服电动机和异步型交流伺服电动机两大类;39.何谓交流伺服系统p86答:采用交流伺服电动机作为执行元件的伺服系统,称为交流伺服系统;40.何谓交流调速过程中的同步调制p89答:在改变正弦调制波的频率f的同时成正比的改变三角载波的频率f c,使载频比N保持不变,则称为同步调制;41.何谓异步调制p82答:在改变正弦调制波的频率f的同时,三角载波的频率f c的值保持不变,使载频波比N值不断变化,则称为异步调制;42.何谓环形分配器p92答;步进电动机的各绕组必须按一定的顺序通电才能正确工作;这种使电动机绕组的通电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的装置称为脉冲分配器,又称为环形分配器;43.简述以步进电动机为驱动装置的伺服系统的组成及其作用;P95答:以步进电动机为驱动装置的伺服系统,包括驱动控制系统和步进电动机两大部分;驱动控制系统的作用是把脉冲源发出的进给脉冲进行重新分配,并把此信号转换为控制步进电动机各定子绕组依次通、断电的驱动信号,使步进电动机运转;步进电动机的转子通过传动机构如丝杠与执行部件联接在一起,将转子的转动转换成执行部件的移动;44.按控制元件的种类和驱动方式分类,有哪两类电液位置控制系统广泛应用的是哪一类控制系统其中包括哪两种控制方式p96答:在电液位置控制系统中,按控制元件的种类和驱动方式分为:节流式控制阀控式系统和容积式控制泵控式系统两类;目前广泛应用的是阀控系统,它包括阀控液压缸和阀控液压马达系统两种方式;45.何谓电液速度伺服控制系统p100答:若系统的输出量为速度,将此速度反馈到输入端,并与输入量比较,就可以实现对系统的速度控制,这种控制系统称为速度伺服控制系统;第五章计算机控制技术46.计算机控制系统由哪两部分组成p103~104答;计算机控制系统由硬件和软件两部分组成;1硬件组成,计算机控制系统的硬件主要是由主机、外围设备、过程输入与输出设备、人机联系设备和通信设备等组成;2软件组成,软件是各种程序的统称,软件分为系统软件和应用软件两大类;47.何谓监督控制系统SCC其任务是什么p104~105答:监督控制Supervisory Computer Control就是根据原始的生产工艺信息及现场检测信息按照描述生产过程的数字模型,计算出生产过程的最优设定值;输入给直接数字控制系统DDC系统或连续控制系统;SCC系统的输出值不直接控制执行机构,而是给出下一级的最佳给定值;因此是较高一级的控制;它的任务是着重于控制规律的修正与实现,如最优控制、自适应控制等,实际上它是操作指导系统与DDC系统的综合与发展;48.何谓分布式控制系统DCSp105答:分布式控制系统DCS综合了计算机技术、通信技术和控制技术,采用多层分级结构形成,从下而上分为控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级;每级用一台或多台计算机,级间连接通过数据通信总线;分布式控制系统采用分散控制、集中操作、分级管理和分而自治的原则;其安全可靠性、通用灵活性、最优控制性能和综合管理能力,开创了计算机控制新方法;49.何谓接口技术p106答:接口技术是研究主机与外围设备交换的技术;50.常用的接口方式有哪几种p106答:对于多台计算机同时工作的计算机控制系统,为了便于整体控制及资源共享,各个系统间应当有系统间通道接口,接口有通用和专用之分,外部信息的不同,采用的接口方式也不同;一般可分为如下几种:1人机通道及接口,2检测通道及接口,3控制通道及接口,4系统间通道及接口;51.接口电路的最重要的功能是什么常用什么方式传送数据p106答:接口电路处于运行速度快的微处理器与运行速度比较慢的外设之间,它的一个重要功能就是能使它们在速率上匹配,正确地传送数据;通常使用的方法有:无条件传送、查询式传送和中断传送;52.何谓数/模D/A转换器p110答:D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路;53.何谓模/数A/D转换器p112答;A/D转换器是将模拟电压模拟量转换成数字量的器件;54.何谓总线式工业控制机p116答:总线式工业控制机即是依赖于某种标准总线,按工业化标准设计,包括主机在内的各种I/O接口功能模板而组成的计算机;55.单片微计算机由什么集组成p118答:单片微计算机是将CPU、RAM、ROM、定时/计数、多功能I/O并行、串行、A/D、通信控制器,甚至图形控制器、高级语言、操作系统等都集成在一块大规模集成电路芯片上;56.STD总线工业控制计算机由什么组成p121答:STD总线工业控制计算机就是由某种型号CPU芯片构成的主机板和按要求配置的I/O功能模板共同插在带有总线板的机箱内,再配上相应的电源而组成;第七章工业机器人57.工业机器人的定义是什么p147答:工业机器人定义为:“一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机;能搬运材料、零件或操作工具,用以完成各种作业;”58.工业机器人操作机的定义是什么p147答:工业机器人操作机定义为:“具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置;”59.工业机器人有哪三个重要特性p148答:工业机器人具有以下三个重要特性:1是一种机械装置,可以搬运材料、零件、工具、或者完成多种操作和动作功能,也即具有通用性;2是可以再编程的,具有多种多样程序流程的,这为人一机联系提供了可能,也使之具有独立的柔软性;3有一个自动控制系统,可以在无人参与下,自动地完成操作作业和动作功能;60.试述工业机器人的组成;p148答:一个较完善的工业机器人,一般由操作机、驱动系统、控制系统及人工智能系统等四个部分组成;61.试论工业机器人所需的自由度;p152答:确定一个工业机器人操作位置时所需要的独立运动参数的数目称为工业机器人的运动自由度,它是表示工业机器人动作灵活程度的参数;工业机器人的自由度数取决于作业目标所要求的动作;对于只进行二维平面作业的工业机器人只需三个自由度,若要使操作具有随意的位姿,则工业机器人至少需要六个自由度;而对于回避障碍作业的工业机器人则需要有比六个自由度更多的冗余自由度;62.工业机器人操作机常采用什么样的关节形式来实现其自由度p152答:工业机器人操作机常采用低副式回转副或移动副主动关节来实现各个自由度;63.研究工业机器人机构运动学的目的是什么p159~160答:研究工业机器人机构运动学的目的是建立工业机器人各运动构件与手部在空间的位置之间的关系,建立工业机器人手臂运动的数学模型,为控制工业机器人的运动提供分析的方法和手段,为仿真研究手臂的运动特性和设计控制器实现预定的功能提供依据;64.工业机器人力学分析包括什么内容p166答:工业机器人力学分析主要包括静力学分析和动力学分析;静力学分析是研究操作机在静态工作条件下,手臂的受力情况;动力学分析是研究操作机各主动关节驱动力与手臂运动的关系,从而得出工业机器人动力学方程;静力学分析和动力学分析是工业机器人操作机设计、控制器设计和动态仿真的基础;65.简述工业机器人控制系统的结构组成及其功能;p174~175,176~177答:1结构组成:目前大部分工业机器人都采用二级计算机控制,第一级为主控制级,第二级为伺服控制级;2各级的功能:1主控制级,主控制级的主要功能是建立操作和工业机器人之间的信息通道,传递作业指令和参数、反馈工作状态、完成作业所需的各种计算、建立与伺服控制级之间的接口;它由以下几个主要部分组成:①主控制计算机,②主控制软件,③外围设备;2伺服控制级,伺服控制级由一组伺服控制系统组成,每一个伺服控制系统分别驱动操作机的一个关节;关节运动参数来自主控制级的输出;伺服控制级的主要组成部分有:①伺服驱动器,②伺服控制器;66.试列举出你所知道的机器人所能从事的工作和应用特点;P178~183答:1工业机器人从事单调重复的劳动,2工业机器人从事危险作业,3工业机器人具有很强的通用性,4工业机器人具有独特的柔软性,5工业机器人具有高度的动作准确性,6采用工业机器人可以明显提高生产率和大幅度降低产品成本;。
《机电一体化系统》 精品课程申报书(含内容)
附件一:xx大学2011 年度远程开放教育精品课程立项建设申报表所属学校xx大学课程名称机电一体化系统课程层次□本科■专科课程类型□理论课(不含实践)■理论课(含实践)□实践(验)课课程类别□公共课□基础课□专业基础课■专业课所属学科门类工科适用专业名称开放教育数控专科课程负责人xxx申请经费(万元)5万申报日期2011. 2.27xx大学开放教育教务处制二○一年月填写要求一、以word文档格式如实填写各项。
二、表格文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和缩写,再次出现时可以使用缩写。
三、涉密内容不填写,有可能涉密和不宜大范围公开的内容,请在说明栏中注明。
四、除课程负责人外,根据课程实际情况,填写1~4名主讲教师的详细信息。
五、本表栏目未涵盖的内容,需要说明的,请在说明栏中注明。
1.课程简介1-1结合本专业的人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与作用。
(限1000字以内)《机电一体化系统》课程是开放教育数控技术专业的技术专业课,4学分。
本课程主要讲授机电一体化的基本概念、机电一体化的产生与发展以及相关技术,对典型机电一体化系统作了广泛的讲解。
本课程的任务是使学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识,了解机电一体化系统(产品)涉及的相关技术,对典型机电一体化系统有一个比较全面的认识,使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。
《机电一体化系统》课程教学对数控技术专业应用型人才的培养目标实现起到关键作用。
1、《机电一体化系统》课程促使人才培养目标实现开放教育数控技术专业的人才培养基本目标是培养适应社会主义现代化建设需要,掌握计算机数控技术基本知识和相关应用知识,具有数控设备检修、维护和操作、机械电子一体化等方面的基本应用能力,主要面向生产第一线,从事计算机数控技术运用和数控设备维护方面的高级应用型技术人才。
开放教育数控技术专业的人才培养更高目标是培养在一线生产中善于发现问题、分析问题、解决问题,能够提高制造业水平和推动社会生产力可持续发展得创新型技术人才。
机械基础课件——支承零部件
等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等,后置代号的内容很多。
内部结构代号是表示同一类型轴承的不同内部结构,用字母紧跟着基本
代号表示,如接触角为15°、25°和40°的角接触球轴承分别用C、AC和B表示
内部结构的不同。
轴承的公差等级分为2级、4级、5级、6×级、6级和0级,共6个级别,依
次由高级到低级,其代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6×、/P6和P0。公差等
§5-1 轴
轴是组成机器的主要零件之一。轴作为支撑回转运动零部件(例如齿轮、蜗
轮等)的重要零件,常常是机械产品中运动部件设计的核心。
一、轴的功用及其分类
按照轴线形状的不同,轴可分为曲轴和直轴两大类。
曲轴通过连杆机构可以将旋转运动改变为往复直线运动,或做相反的运动转
换。它是活塞式运动机械及一些专门设备(如曲柄压力机)中的主要零件。
图5-14间隙可调式向心轴承
(2)推力轴承的结构形式
推力轴承只能承受轴向载荷,只有与径向轴承联合才可同时承受轴向载
荷和径向载荷。
推力轴承主要有实心式、空心式、单环式、多环式等4种形式(如图5-
15所示)。实心式推力轴承支撑面上压强分布极不均匀,中心处压强最大,
线速度为0,对润滑很不利,导致支撑面磨损极不均匀,使用较少。空心式
4.滚动轴承的支承结构类型
滚动轴承的支承结构类型分两端固定(图5-19a中调整垫片可移动)和一
端固定、一端游动(图5-19b)两种形式。
(a)
(b)
图5-19
5.滚动轴承的安装、配合与装拆
(1)滚动轴承的配合
滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。轴承的内、外
圈属于薄壁零件,容易变形。当它装入外壳孔或装在轴上,其内外圈的不圆
《机电一体化技术与系统》各章作业答案
第二部分各章作业答案第一章绪论★1、机电一体化的基本概念和涵义是什么?★机电一体化的英文名词如何拼合?(P1) 【参考答案】机电一体化是从系统的观点出发,将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合,实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。
机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的,它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。
★2、机电一体化的发展趋势包括哪几个方面?(P2)【参考答案】机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面:(4-3-2)(1)性能上,向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展;(2)功能上,向小型化、轻型化、多功能方向发展;(3)层次上,向系统化、复合集成化的方向发展。
★3、一个较完善的机电一体化系统包括哪几个基本要素?★其核心部分是什么?(P4-P5) 【参考答案】一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素:机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器和接口。
其核心部分是控制器。
★4、什么是接口?接口的功能有哪些?(P5)【参考答案】为实现各子系统或要素之间物质、能量或信息交换而进行的连接就是接口。
接口的基本功能有交换、放大、传递。
5、机电一体化的相关技术有哪些?(P2-P4)【参考答案】机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术。
第二章机械传动与支承技术1、熟练掌握以数控机床进给传动为例说明机械传动系统建模的步骤、方法。
重点在传动惯量折算的推导过程。
(P13-P15)★【举例说明】在图1所示的数控机床进给传动系统中,电动机通过两级减速齿轮Z1、Z2、Z3、Z4及丝杠螺母副驱动工作台作直线运动。
设J l为轴I部件和电动机转子构成的转动惯量;J 2、J 3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量;K1、K2、K3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数;K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数;m为工作台质量;C为工作台导轨粘性阻尼系数:T1、T2、T3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。
第2章机械传动与支承技术
第2章 机械传动与支承技术2.2 机械传动系统的特性一、机电一体化对机械传动的要求1、简述机电一体化对机械传动要求有哪些?机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能,要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性能好、间隙小;并满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性等要求;还要求机械部分的动态性能和电动机速度环的动态性能匹配。
2、机械传动的主要性能取决于 二、机械传动系统特性机械传动系统的性能与系统本身的阻尼比ξ、固有频率ωn 有关,ωn 、ξ和机械系统的结构参数密切相关。
因此,机械系统的结构参数对伺服系统的性能有很大影响。
1、转动惯量(低好)2、摩擦。
摩擦力可分为粘性摩擦力Fv 、库仑摩擦力Fc 和静摩擦力Fs 三种,方向均与运动方向相反。
摩擦对伺服系统的影响主要有:(1)摩擦引起动态滞后和系统误差;(2)摩擦引起的低速爬行。
要求静摩擦尽可能小,精密低速伺服系统采用无刷电动机直接驱动消除传动间隙,采用静压气体支承轴系减小摩擦。
3、阻尼(合适)机械部件产生振动时的振幅取决于阻尼比ξ、固有频率ωn 有,阻尼越大则振幅就小。
适当的阻尼取值为0.4<ξ<0.8欠阻尼简述阻尼对弹性系统有哪些影响?P25 答:三方面影响。
4、刚度(高好)提高刚度增加闭环稳定性,但增加了转动惯量、摩擦和成本。
5、谐振频率(足够高)机械部件构成的弹性系统可简化为质量弹簧系统。
⑴直线运动弹性系统的固有频率ωn 为(扭转运行)(直线运行),Jkm k c n πωπω2121==⑵单自由度扭转弹性系统的固有频率ωn 为⑶机械部件的谐振频率满足经验公式c r ωω)126(-≥,其中ωr 为最低谐振频率,ωc 为闭环系统的剪切频率。
6、传动间隙(尽可能小)传动间隙造成运动反向时产生回程误差,且影响闭环系统的稳定性。
传动间隙主要形式有齿轮副间隙、丝杠螺母传动间隙、丝杠轴承的轴向间隙、轴联器扭转间隙等。
◆齿轮副间隙的消除方法有两种:⑴刚性消隙法。
机械制造装备设计(第2章 金属切削机床设计5-6 主轴&支承)
2.5.3 主轴部件结构设计
(二)推力轴承的位置配置型式 (2)后端配置 两个方向的推力轴承都布置在后支承处。 这类配置方案前支承处轴承较少,发热小,
温升低;但主轴受热后向前伸长,影响轴向精度。 这种配置用于轴向精度要求不高的普通精度
机床,如立铣、多刀车床等。
2.5.3 主轴部件结构设计
(二)推力轴承的位置配置型式 (3)两端配置 两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承
2.5.3 主轴部件结构设计
(三)主轴传动件位置的合理布置
合理布置传动件在主轴上的轴 向位置,可以改善主轴的受力情况 ,减少主轴变形,提高主轴的抗振 性。
主轴上传动件轴向布置时,应 尽量靠近前支承,有多个传动件时 ,其中最大传动件应靠近前支承。
2.5.3 主轴部件结构设计
(四)主轴主要结构参数的确定 主轴前、后轴径直径D1和D2,主轴内孔直径d,主轴前端悬 伸量a和主轴主要支承间的跨距L,这些参数将直接影响主 轴旋转精度和主轴刚度。
2.5.3 主轴部件结构设计 (一)主轴部件的支承数目 也可以前、中支承为主要支承,后支承为辅助支承。
角接触 球轴承 背对背
安装
2.配置型式
(1)前端配置 两个方向的推力轴承都布置在前支承处。 这类配置方案在前支承处轴承较多,发热大, 温升高;但主轴受热后向后伸长,不影响轴向精度 ,精度高,对提高主轴部件刚度有利。 这种配置用于轴向精度和刚度要求较高的高精 度机床或数控机床。
离和主轴前端的悬伸量,传动件的布置方式,主轴组
件的制造和装配质量等。 刚度不足,影响机床的加工精 度、传动质量及工作的平稳性。
2.5.1 主轴部件应满足的基本要求
(3)抗振性:指抵抗受迫振动和自激振动的能力。 主轴振动有两种类型:
数控机械传动知识点总结
数控机械传动知识点总结一、数控机床的传动方式1. 机械传动机械传动是数控机床上常用的传动方式,主要包括齿轮传动、链传动、带传动等。
在数控机床中,齿轮传动多用于主轴传动,链传动多用于变速传动,而带传动则多用于传动副的传动。
2. 电气传动电气传动是借助电机实现传动,采用变频器和伺服系统实现步进传动或闭环控制,因此能够实现高速、高精度的传动效果。
3. 液压传动液压传动主要通过液压缸来实现工件夹紧、换刀、换位、旋转等功能。
液压传动具有功率密度大、传动平稳、操作方便等特点,因此在数控机床上应用广泛。
二、机械传动的知识点1. 齿轮传动(1) 齿轮传动的分类按传动方式分为平行轴齿轮传动和直角轴齿轮传动;按齿轮传动比分为等速齿轮传动和非等速齿轮传动。
(2) 齿轮的参数和计算齿轮的参数主要包括模数、齿数、分度圆直径、齿顶高等,计算齿轮的参数需要考虑传动比、中心距、齿轮厚度等。
(3) 齿轮的制造和精度齿轮的制造主要包括铸造、锻造、车削和磨削等工艺,在制造过程中需要控制齿轮的模数、齿数、齿顶隙、齿根圆等参数,以保证齿轮的精度。
2. 链传动(1) 链传动的工作原理链传动依靠链条的柔性来传递动力,链条包括链轮、链板和滚子,在传动过程中需要保证链条的张紧和润滑。
(2) 链条的计算和设计链条的计算主要包括链条的尺寸、链轮的选择、链条的轴距、链条的张紧方式等,需要根据实际传动功率和工作条件来确定。
3. 带传动(1) 带传动的分类带传动分为平动带传动和皮带传动,其中平动带传动主要用于长距离传递功率,而皮带传动主要用于变速传动和工作环境要求较严格的场合。
(2) 带传动的设计和计算带传动的设计需要考虑带速比、中心距、带轮尺寸、带条数、张紧装置等参数,同时还需要考虑带传动的强度和工作效率。
三、电气传动的知识点1. 电机的分类与特点电机根据使用场合可以分为交流电机和直流电机,根据工作原理可以分为异步电机和同步电机,根据结构形式可以分为开放式电机和封闭式电机。
《机械基础(少学时)(第2版)》电子教案 第1章
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1.1 认识机械
• 1.1.3 常用机械设备
• 1.机械设备的分类 • 机械设备种类繁多,根据行业不同,可分为11大类,见表1-4。无论
哪种机械设备,一般均由驱动装置、变速装置、传动装置、工作装置 、制动装置、防护装置、润滑系统、冷却系统等部分组成。 • 2.常用机械加工设备 • 机械加工设备种类繁多、功能各异,见表1-5。
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表 1-1
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表 1-2
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表 1-3
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表 1-4
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表 1-5
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表 1-5
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• 进入21世纪,先进制造业正向着高柔性化、高自动化、高精度化、高 速度和高效率化、绿色化与环保化方向发展,见表1-2。
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1.1 认识机械
• 1.1.2 机械常用名词
• 机械源自于希腊语mechine及拉丁文mecina,原指“巧妙的设计” 。作为一般性的机械概念,可以追溯到古罗马时期,主要是为了区别 手工工具。现代中文的“机械”一词是机器和机构的总称。
• 18世纪以后,以瓦特的蒸汽机、史蒂芬逊的蒸汽机车、莫兹莱的螺纹 切削机床等为代表的一批令人瞩目的科技成果陆续出现,使以机器取 代人力、以大规模工厂取代个体手工产业的科技革命成为现实。第一 次工业革命结束了人类依靠人力和畜力进行生产、生活的历史,把人 类推向了崭新的蒸汽时代。
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1.1 认识机械
第1章 走近机械
• 1.1 认识机械 • 1.2 课程的性质、任务及学习方法
机电一体化的基本概念
第1章 机电一体化的基本概念第2章 精密机械传动与支承技术在机电一体化系统中的应用1、一个工作台驱动系统如图所示,已知参数见表,求折算到电机轴上的等效转动惯量J ,按伺服电机与进给系统负载惯量匹配原则1<J 电/J 负载<4,问是否满足负载惯量匹配条件。
2、设某一机电一体化齿轮传动系统的总传动比为80,传动级数n=5的小功率传动。
根据等效转动惯量最小原则,按各级传动比“前小后大”的分配原则,分配各级传动比?已知条件:3、某大功率机械传动装置,(1)设传动级数50,2==i n ,试按质量最小原则求出各级传动比;(2)已知总传动比100=i ,传动级数3=n ,试按最小等效传动惯量原则分配各级传动比。
第3章 机电系统数学模型第4章 微型计算机控制系统的组成及接口设计 第5章 传感器—执行器与微机的接口技术1、键控波形发生器-图形捕捉。
信号是连接系统之间的媒介,让学生正确理解信号的产生、变换、捕捉技术,帮助同学定性理解与定量分析信号。
其实验装置如图1所示。
)~2(221222/)1(n K i i n K n K =⎪⎭⎫⎝⎛=--121)12(21212----=n n n ii n图1 键控波形发生器及图形捕捉装置示意图功能①:通过编制软件,产生宽度和幅度可调节的各类周期性波形:方波、三角波、正弦波等,通过D/A接口将其显示在示波器屏幕上,通过功能键产生各类波形;通过数字键设定参数,进一步可以设计成任意波形(非周期性)发生器。
功能②:图形捕捉:对于外部来的待分析信号,可以通过A/D接口将其锁存在单片机内存中,其前端是微压传感器;通过一定的算法,经由D/A接口将其显示在示波器屏幕上。
应用前景:脉搏或心跳信号的捕捉和分析,特殊工业对象对于预知扰动的响应,用于对这些对象的定量分析。
2、数字滤波实验从外部输入的或由任意波形发生器产生的波形信号,一路直接送往示波器进行显示,另一路通过由单片机组成的信号处理装置对其进行滤波后再送往示波器与原来信号同步显示,用以比较数字滤波前后信号所产生的变化,通过功能键改变滤波种类,可以观察到滤波效果的不同,帮助学生理解不同性质的信号应采用不同类型的滤波方法及参数设置,以达到信号处理的目的。
选择题试题库
选择题试题库第1章机电一体化的基本概念1、对于机电一体化系统的涵义,至今还有不同的认识。
但对机电一体化的本质特性认为是一个①计算机系统②机械系统③传感系统④电气系统2、接口有三个基本功能,它们是①变换、放大、传递②变换、放大、转换③变换、放大、控制④变换、放大、处理3、机电一体化技术是各种技术相互渗透的结果,下列技术不属于其主要相关技术的是①机械技术②检测传感技术③自动控制技术④多媒体技术4、机电一体化系统由许多要素或子系统组成,各子系统之间要能顺利地进行物质、能量和信息的传递和交换,必须在各要素或子系统的相接处具备一定的连接部件,这个连接部件就称为①传感检测单元②执行单元③驱动单元④接口5、机电一体化技术的发展前景应从如下方面考虑,说法错误的是①从性能上②从功能上③从层次上④从高技术的水平上6、机电一体化技术是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术。
是一门集机械技术、电子技术、信息技术、计算机及软件技术、自动控制技术及其他技术互相融合而成的多学科交叉的综合技术。
机电一体化的概念是哪国学者提出的?①中国②美国③德国④日本第2章精密机械传动与支承技术在机电一体化系统中的应用1、爬行是影响进给精度的主要因素。
为了提高进给精度,必须消除爬行现象,主要应采取措施,不正确的是①提高传动系统的刚度②尽量缩短传动链,减小传动件数和弹性变形量。
③减少摩擦力的变化④提高临界速度2、机电一体化进给传动系统,由于齿轮传动级数的增加,会使齿隙和静摩擦增加,传动效率降低,故传动级数一般不超过几级。
① 1 ② 2 ③ 3 ④ 43、机电一体化系统的惯量大,会使系统的固有频率下降,产生谐振;但系统的惯量增大也有利于①提高伺服精度②提高响应速度③扩大伺服带宽④改善低速爬行4、移动工作台的惯量折算到旋转丝杠上的转动惯量是①②③④5、齿轮传动比的分配中,遵循“前大后小”原则的是①最小等效转动惯量原则(小功率传动装置)②最小等效转动惯量原则(大功率传动装置)③质量最小原则(小功率传动装置)④质量最小原则(大功率传动装置)6、齿轮传动比的分配中,传动比分配的结果为各分传动比相等,其遵循的原则是①最小等效转动惯量原则(小功率传动装置)②最小等效转动惯量原则(大功率传动装置)③质量最小原则(小功率传动装置)④质量最小原则(大功率传动装置)7、消除间隙的齿轮传动机构中,下列调整法中能实现自动补偿的是①直齿圆柱偏心轴套②直齿圆柱锥度齿轮③直齿圆柱双片薄片齿轮错齿④斜齿圆柱轴向垫片8、滚珠丝杠副的轴向间隙调整和预紧方法中,广泛采用双螺母预紧方式,下列预紧法中最精密的是①双螺母垫片调隙式②双螺母螺纹调隙式③双螺母齿差调隙式9、同步带标记“800 DI H 300”,其中“800”表示①800mm ②长度代号为800 ③节线长度为800 mm10、谐波齿轮减速器的最大特点,下列说法错误的是①传动比大②承载能力小③传动精度高④齿侧间隙小11、滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧方案中,便于调整且精度最高的方案是A. 双螺母螺纹预紧B. 双螺母齿差预紧C. 双螺母垫片预紧12、滚珠的工作圈(或列)数由试验可知:第一、第二和第三圈(或列)分别承受轴向载荷的A. 20%、30%、50%B. 30%、20%、50%C. 50%、30%、20%13、数控机床要求在什么进给运动下不爬行,有高的灵敏度。
机电一体化专业选修课大纲总汇
济南铁道职业技术学院机电一体化专业选修课程教学大纲目录《机电一体化技术》课程教学大纲......... 错误!未定义书签。
《微机原理》课程教学大纲..................... 错误!未定义书签。
《数控机床故障与维修》教学大纲......... 错误!未定义书签。
《特种加工》课程教学大纲..................... 错误!未定义书签。
《工厂供电》课程教学大纲..................... 错误!未定义书签。
《现代制造技术》教学大纲..................... 错误!未定义书签。
《机械专业英语》课程教学大纲............. 错误!未定义书签。
《机电一体化技术》课程教学大纲适用专业:高职机电一体化专业学时数:30一、课程的性质与任务本课程是高职机电一体化专业的一门专业选修课。
本课程着重介绍机电一体化相关技术和典型机电一体化系统,为学生从事一般机电一体化产品设计制造工作打下理论基础。
学生学习本课程后应达到以下要求:1、了解机电一体化技术的产生及发展;2、了解机电一体化的相关技术及应用;3、了解典型机电一体化系统及应用。
二、课题及课时分配三、课程教学内容和要求课题一绪论1、机电一体化技术的概念及含义2、机电一体化技术的产生及发展3、机电一体化相关技术4、机电一体化系统组成教学要求:了解机电一体化基本概念及相关技术。
课题二机械技术1、机械传动系统数学模型的建立2、机械结构因素对伺服系统性能的影响3、机械传动技术教学要求:了解机电一体化系统中机械传动与支承技术。
课题三伺服传动技术1、直流伺服系统2、交流伺服系统3、步进电机控制系统4、电液伺服系统教学要求:了解机电一体化技术中各种伺服系统技术及应用。
课题四传感器与检测技术1、传感器及应用2、常用调理电路测试信号的基本分析方法3、测量误差理论与数据处理4、测试系统分析与系统辨识教学要求:了解机电一体化技术中传感器技术、测试原理与方法。
回转支承垂直安装注意事项
回转支承垂直安装注意事项1. 引言1.1 概述回转支承是一种常见的机械传动装置,被广泛应用于各种设备和机械领域。
在实际的安装过程中,回转支承的垂直安装是非常常见的一种情况。
垂直安装是指回转支承的轴线与水平面垂直,而不是水平安装(与水平面平行)。
垂直安装的回转支承在一些特定场景中具有重要的应用价值,例如塔式起重机、风力发电机等。
然而,垂直安装也带来了一些独特的注意事项和挑战,需要我们在安装过程中加以关注。
首先,垂直安装要考虑回转支承的重量和重心位置。
由于重力的影响,垂直安装下回转支承的重量会产生额外的负荷。
因此,在进行垂直安装时,我们需要确保设备和支承结构能够承受这种额外负荷,并合理设计相关的安装支撑结构。
其次,垂直安装还需要考虑回转支承的润滑和密封。
由于回转支承在垂直安装时,其内部润滑和密封可能会受到重力影响,故而需采取一些特殊措施以确保垂直安装下的回转支承能够正常运行。
例如,安装过程中需要保证润滑油脂能够充分润滑和润滑部位密封良好,以防止润滑油脂的外泄。
此外,垂直安装的回转支承在使用过程中也需要注意对其结构的检查和维护。
由于垂直安装会带来更大的振动和冲击力,因此回转支承的结构稳定性需要得到特别的关注。
定期检查和维护回转支承,及时发现和解决可能存在的问题,对确保垂直安装下的回转支承的正常运行是十分重要的。
总之,垂直安装是一种常见但特殊的回转支承安装方式。
在进行垂直安装时,我们需要关注回转支承的重量和重心位置、润滑和密封、结构的检查和维护等方面的注意事项。
只有确保这些关键问题得到有效解决,我们才能够在垂直安装下正常运行和使用回转支承。
文章结构部分是指具体的分章节安排和内容概述。
以下是文章1.2 文章结构部分的内容:【文章结构】本文共分为三个部分,分别是引言、正文和结论。
1. 引言部分将介绍该文章的背景和重要性,并概述后续正文部分的内容和目的。
首先,我们将简要介绍回转支承垂直安装的基本概念、应用领域和技术挑战。
常用机械传动技术基础知识培训课件
➢无相对滑动、带长不变,传动比稳定
➢带薄而轻,强度高,适合高速传动 ➢带的柔性好,可用直径较小的带轮,能获得较大的传动比
➢传动效率高,可达0.98-0.99,因而应用日益广泛 ➢初拉力较小,故轴和轴承上所受的载荷小
第二十八页,共155页。
第一篇:带传动 2、带传动的特点:
1、由于带具有弹性与挠性,故可缓和冲击与振动,运转平稳,噪音小。
第二十九页,共155页。
第一篇:带传动
3、V形带的应用: 通常V形带用于功率小于100kW、带速5~30m/s、传动比i≤7(少数可达10)、传动比要求不十分准确的中小功率传动。 2、同步带的缺点:制造、安装精度要求高、成本高。 3、同步带的用途: 主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中,如计算机、录音机、磨床和纺织机械等
常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等。
带传动 ➢带传动的类型与特点 ➢带传动的应力分析 ➢V带设计的参数确定、计算
➢带的张紧与维护
第二页,共155页。
概述 机器的组成
原动部分:机器的动力来源,如电
机等。
机
器 传动部分:将原动部分的功率和运
动传递到工作部分的中
间环节,如带传动、链
上式表明,带传动中的两轮转速与带轮直径成反比。
第七页,共155页。
图2-1 带传动
第一篇:带传动 (一)主要内容: 带传动概述;V带和V带轮的结构; V带传动的工作能力分析; V带传动的设计、 张紧、安装与维护。
带传动是一种常用的机械传动装置。 主要作用: 用来传递转矩和改变转速。
工作原理: 主要是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。
(1)实心带轮
(2)腹板带轮 (3)孔板带轮 (4)轮辐带轮
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第2章 机械传动与支承技术
2.1 机械系统数学模型的建立
2.2 机械传动系统的特性
2.3 机械传动装置
2.4 支承部件
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
2.1
1.传动机构
机械系统数学模型的建立
一、机械系统的组成
传动机构不仅仅是转速和转矩的变换器,而且已成为
底座部分的轴向刚度系数; m为工作台质量; C为工作台
导轨粘性阻尼系数; T1、T2、T3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输 入转矩。
第2章 机电一体化机械系统设计理论
图2-11 数控机床进给系统
第2章 机电一体化机械系统设计理论 建立该系统的数学模型,首先是把机械系统中各基 本物理量折算到传动链中的某个元件上(本例是折算
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。
一、机械移动系统 机械平移系统的基本元件是质量、阻尼和弹簧。 建立机械平移系统数学模型的基本原理是牛顿第 二定律。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
下面以如图2-1a所示的组合机床动力滑台铣
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。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 4. 三种原则的选择 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。若为增速传动,则应 在开始几级就增速。 (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 质量最小原则设计。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
5.谐振频率 当外界的激振频率接近或等于系统的固有频率时,
系统将产生谐振,而不能正常工作。
1)对于闭环系统,要求机械传动系统中的最低固有
频率(最低共振频率)必须大于电气驱动部件的固
有频率。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
第2章 机电一体化机械系统设计理论
2.3 机械系统性能分析
2.3.1 数学模型的建立 在图2-11所示的数控机床进给传动系统中,电动机通过 两级减速齿轮G1、G2、G3、G4及丝杠螺母副驱动工作台作
直线运动。设J1 为轴Ⅰ部件和电动机转子构成的转动惯量;
J2、J3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量; K1、K2、K3分别 为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数; K为丝杠螺母副及螺母
行。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
2)消除爬行现象的途径(实际做法)
① 提高传动系统的刚度
a.在条件允许的情况下,适当提高各传动件或组件的 刚度,减小各传动轴的跨度,合理布置轴上零件的位 置。 b.尽量缩短传动链,减小传动件数和弹性变形量。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
2.2 机械传动系统的特性
一、机电一体化系统对机械传动的要求 1.传动类型 2.传动方式
3.传动精度
4.动态特性
5.可控性
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
二、机械传动系统的特性 1.转动惯量
在满足系统刚度的条件下,机械部分的质量和转动 惯量越小越好。
c.降低作用在导轨面的正压力,如减轻运动部件
的重量,采用各种卸荷装置,以减少摩擦阻力。
d.提高导轨的制造与装配质量,采用导轨油等都
可以减少摩擦力的变化。
第2章 机电一体化机械系统设计理论 第2章 机械传动与支承技术
3.阻尼
阻尼对弹性系统的振动特性主要影响:
1)系统的静摩擦阻尼越大,系统的失动量和反转误差 越大,使定位精度降低,易产生爬行,降低机械性能。
6.间隙 将使机械传动系统产生回程误差,影响伺服系统
中位置环的稳定性。
对于系统闭环以外的间隙,对系统稳定性无影响, 但影响到伺服精度。 对于系统闭环内的间隙,在控制系统有效控制范围 内对系统精度、稳定性影响较小,但反馈通道上的间
隙要比前向通道上的间隙对系统影响较大。
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摩擦对机电一体化伺服系统的主要影响是:降低系统
的响应速度;引起系统的动态滞后和产生系统误差;
在接近非线性区,即低速时产生爬行。 根据经验,克服摩擦力所需的电机转矩Tf与电动 机额定转矩TK的关系为0.2TK<Tf<0.3TK 1)爬行:当丝杠1作极低的匀速运动时,工作台2可
能会出现—快一慢或跳跃式的运动,这种现象称为爬
第2章 机电一体化机械系统设计理论 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。
1)机械系统的刚度
基本变形时的刚度
两接触面刚度
静态力和变形之比为静刚度
动态力和变形之比为动刚度
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2)采用弹性模量高的材料,合理选择零件的截面形状 和尺寸,对齿轮、丝杠、轴承施加预紧力等方法提高系 统的刚度。 3)对于伺服机械传动系统,增大系统的传动刚度有以 下好处: (1)可以减少系统的死区误差(失动量),有利于提 高传动精度; (2)可以提高系统的固有频率,有利于系统的抗振 性; (3)可以增加闭环控制系统的稳定性。
③ 粘性摩擦力
大小与两物体相对运动的速度成正比。
⑵ 摩擦特性随材料和表面状态的不同有很大差异。
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爬行就产生在这非线形区。 在使用中应尽可能减小静摩擦力与动摩擦力的差值; 并使动摩擦力尽可能小且为正斜率较小的变化。
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第2章 机电一体化机械系统设计理论
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)
第2章 机电一体化机械系统设计理论
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)
第2章 机电一体化机械系统设计理论 例2-4 设n=3,i=202,求各级传动比。 解 查图2-8可得
c.合理分配传动比,使多数传动件受力较小,变形也
小。 d.对于丝杠螺母机构,应采用整体螺母结构,以提高 丝杠螺母的接触刚度和传动刚度。
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② 减少摩擦力的变化 a.用滚动摩擦、流体摩擦代替滑动摩擦。
b.选择适当的摩擦副材料,降低摩擦系数。
平面为例说明平移系统的建模方法。
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设动力滑台的质量为m,液压缸的刚度为k,
粘性阻尼系数为c,外力为f(t)。若不计动力滑
台与支承之间的摩擦力,则系统可以简化为如图 2-1b)所示的力学模型。由牛顿第二定律知,系
统的运动方称为 对上式取拉氏变换,得到系统的传递函数
2)对于机械传动系统,它的固有频率取决于系统各
环节的刚度及惯量,因此在机械传动系统的结构设
计中,应尽量降低惯量,提高刚度,达到提高传动
系统固有频率的目的。
一般要求机械传动系统最低固有频率ω oi≥300rad /s,其他机械系统ω oi ≥600rad/s。
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i1≈12,i2≈5, i3≈3.4
第2章 机电一体化机械系统设计理论 2) 小功率传动装置 对于小功率传动装置,按质量最小原则来确定传动
比时,通常选择相等的各级传动比。
在假设各主动小齿轮的模数、齿数均相等的特殊 条件下,各大齿轮的分度圆直径均相等,因而每级齿轮副
的中心距也相等。这样便可设计成如图2-9所示的回曲
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 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。
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3.执行机构
ΔΦ1~ΔΦ8。
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图 2-10四级减速齿轮传动链
第2章 机电一体化机械系统设计理论 该传动链输出轴的总转动角误差ΔΦmax为
( 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
1)间隙的主要形式
⑴ 丝杠轴承的轴向间隙
⑷ 联轴器的扭转间隙 2)齿轮传动齿侧间隙的消除 ⑴ 刚性消隙法
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在严格控制轮齿齿厚和齿距误差的条件下进行
的,调整后齿侧间隙不能自动补偿,但能提高
传动刚度。
到轴Ⅰ上),使复杂的多轴传动关系转化成单一轴运动,
转化前后的系统总机械性能等效; 然后,在单一轴基础 上根据输入量和输出量的关系建立它的输入/输出数学 表达式(即数学模型)。对该表达式进行的相关机械 特性分析就反映了原系统的性能。在该系统的数学模 型建立过程中,我们分别针对不同的物理量(如J、K、 ω)求出相应的折算等效值。