机电一体化作弊纸.docVIP

第一章 机电一体化含义：机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引用微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。 共性关键技术：检测传感技术，信息（信息处理）技术，自控控制技术，伺服驱动技术，精密机械技术，系统总体技术。机电一体化技术内部联系与外部影响（下图） 构成要素：机械系统(机构)—构造—骨骼、电子信息处理系统(计算机)—控制（信息存储、处理、传送）—大脑、动力系统(动力源)—提供动力（能量）—内脏、传感检测系统(传感器)—计测（信息收集与变换）—感官、执行元件系统(如电动机)—驱动（操作）—肌肉 4、功能构成： 根据不同的使用目的，要求系统能对输入的物质、能量和信息(即工业三大要素)进行某一处理，输出所需要的物质、能量和信息。“目的功能”：（1）变换(加工、处理)功能；（2）传递(移动、输送)功能；（3）储存(保持、积蓄、记录)功能。 5、系统的五种内部功能：主功能、动力功能、计测功能、控制功能、构造功能。 6、系统构成要素的相互连接——接口：（1）变换、调整功能，可将接口分成以下四种：1)零接口（输送管、接插头、接插座、接线柱、传动轴、导线、电缆） 2)无源接口（齿轮减速器、进给丝杠、变压器、可变电阻器、透镜） 3)有源接口（电磁离合器、放大器、光电耦合器、D/A转换器、A/D转换器、力矩变换器） 4)智能接口（自动变速装置， 通用输入／输出LSI(8255等通用I/O)、GP-IB总线、STD总线）； （2）输入／输出功能，分成以下四种广义接口：1机械接口2）物理接口 3）信息接口 4）环境接口 7、机电一体化系统（产品）设计的考虑方法：1)机电互补法：机电互补法又称取代法。该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。如用PLC或微型计算机来取代机械式变速机构、凸轮、离合器等。2)结合(融合)法：是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。如激光打印机的主扫描机构——激光扫描镜，其扫描镜转轴就是电动机??转子轴。3)组合法：是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（品）。如工厂中的一些工业机器人的各自由度（伺服轴）的执行元件、运动机构等组成的功能部件（子系统），可用于不同的关节，组成机器人的回转、伸缩、俯仰等功能模块系列。 第二章 对机械系统的要求：为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中，常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。——采取措施：1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；2)缩短传动链，提高传动与支承刚度；3)选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力；4)缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施；5)改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。 传动间隙的影响：齿隙的存在对于工作在可逆运转的传动装置造成了空程误差（回差）。此时，输入输出的单值线性关系变化为具有滞形环的非单值的非线性关系。1）闭环之外的齿轮的齿隙对系统稳定性无影响,但影响伺服精度。2）闭环之内传递动力的齿轮的齿隙对系统静态精度无影响,这是因为控制系统有自动校正作用。3）反馈回路上数据传递齿轮的齿隙既影响稳定性,又影响精度。 调整：改变相互啮合的两齿轮的中心距或者增加某一齿轮的齿厚。1）圆柱齿轮传动机构a）偏心轴套调整法b）错齿调整法；2）斜齿轮传动机构a）垫片调整法b）轴向压簧调整法；3）锥齿轮传动机构a）轴向压簧调整法b）周向弹簧调整法 2、机械系统的分类：（1）传动机构：其主要功能是传递转矩和转速，其目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。应设计和选择传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件。（2）导向机构：其作用是支承和导向，为机械系统中各运动装置能安全、准确地完成其待定方向的运动提供保障。（3）执行机构：它是用以完成操作任务的。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。 3、丝杆螺母机构：主要构成组成：丝杆、丝杆螺母和减摩介质或滚动体（回珠装置）；功能：实现回转体运动与直线运动之间相互转换或调整；作用：用于机构之间能量的传递和运动形式的传递；分类：滑动和滚动丝杆螺母机构。丝杆螺母机构传递运动的基本条件：1）滑动丝杆螺母机构传递运动的基本条件：应有足够的滑移间隙和充分地润滑、热胀冷缩空间，因而，存在一定的空回间隙。2）滚珠丝杆螺母机构传递运动的基本条件：应有足够的润滑储油空间和热胀冷缩弹性补偿能力，可实现无间隙工作，因而，存在一定的表