机电一体化复习重点.ppt

机电一体化系统设计;第一章 概论;1.3机电一体化系统构成要素及功能构成;1.3机电一体化系统构成要素及功能构成;1.6机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型;1.6机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型;第二章 机械系统部件的选择与设计;第2章小结;机械系统部件的设计要求 (1)高精度 (2)快速响应性 (3)良好的稳定性 ;2.1机械系统部件的设计要求;本章小结;2.2 机械传动部件的选择与设计;2.2 机械传动部件的选择与设计;螺纹滚道型面的（法向）形状及主要尺寸 ;本章小结;本章小结;本章小结;本章小结;(3) 等效转动惯量最小原则 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。;本章小结;本章小结;1 谐波齿轮传动的工作原理 ;谐波齿轮传动优点： 具有结构简单、传动比大(一级传动传动比范围为50～ 500，二级可达2500～ 25000 )； 传动精度高、传动平稳； 承载能力强、效率高（单级传动可达69%～ 96%）。 ;本章小结;本章小结 2.3 导向支撑部件的选择与设计;本章小结;本章小结;3.导轨副间隙的调整 为保证导轨正常工作，导轨滑动表面之间应保持适当的间隙。间隙过小，会增加摩擦阻力；间隙过大，会降低导向精度。导轨的间隙如依靠刮研来保证，要费很大的劳动量，而且导轨经长期使用后，会因磨损而增大间隙，需要及时调整，故导轨应有间隙调整装置。矩形导轨需要在垂直和水平两个方向上调整间隙。 ; 常用的调整方法有压板和镶条法两种方法。对燕尾形导轨可采用镶条(垫片)方法同时调整垂直和水平两个方向的间隙。 ;对矩形导轨可采用修刮压板、修刮调整垫片的厚度或调整螺钉的方法进行间隙的调整;各种支承结构简图;方向精度和置中精度 方向精度是指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。 置中精度是指在任意截面上，运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移的程度。;2.5 轴系部件的选择与设计;2.5 轴系部件的选择与设计;2.6 机电一体化系统(产品)的机座或机架;2.6 机电一体化系统(产品)的机座或机架;第三章 执行元件的选择与设计 ;一、执行元件的种类及特点;1. 惯量小、动力大 2. 体积小、重量轻 通常用执行元件的单位重量所能达到的输出功率或比功率，即用功率密度 或比功率密度来评价这项指标。设执行元件的重量为G，则 功率密度 为 P/G。 比功率 T2/J 比功率密度为 (T2/J)/G 。 3.便于维修、安装 执行元件最好不需要维修。无刷DC及AC伺服电动机就是走向无维修的一例。 4. 宜于微机控制 用微机控制最方便的是电气式执行元件。因此机电一体化系统所用执行元件的主流是电气式，其次是液压式和气压式(在驱动接口中需要增加电-液或电-气变换环节)。;一、对控制用电动机的基本要求;步进电动机具有以下特点： ①步进电动机的工作状态不易受各种干扰因 ②步进电动机的步距角有误差，但不会长期积累。 ③控制性能好,在起动、停止、反转时不易“丢步”。;步进电动机的结构组成：; 2. 步进电动机的种类; 1）可变磁阻(VR-Variable Reluctance)型; 2) 永磁(PM-Permanent Magnet)型;3)混合(HB-Hybrid)型;1.步进电动机工作原理; 按A?B ?C ?A ? ……的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)磁场在空间旋转了360°而转子转过90°(一个齿距角)。; 与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循 环周期也分为三拍。每拍转子转过30? (步距角)， 一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。; 与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更 小，更适用于需要精确定位的控制系统中。; 步距角的大小与通电方式和转子齿数有关，其大小可用下式计算： 步距角＝360°／(z m) 式中 : z-转子齿数； m-运行拍数， m=KN(N为电动机的相数， K为通电状态系数， 单拍或双拍工作时K=1， 单双拍混合方式工作时K =2)。 (1)三相单三拍工作方式，A-B-C-A; K=1 (2)三相双三拍工作方式， AB-BC-CA-AB; K=1 (3)三相单、双六拍工作方式