机电一体化03.pptVIP

3 机械传动部件 机电一体化机械系统的特殊要求 3.1 机电一体化对机械传动的要求 （1）负载的变化 包括工作负载、惯性负载和摩擦负载等。例如：普通低转矩高速伺服电动机的转矩波动约为5%~10%，若负载通过传动链换算到电动机轴上的等效负载转矩变化过大，两者就不能匹配，必须更换电动机或采取其他措施。 （2）惯性的大小 传动链的惯性主要影响伺服系统的起动特性，也影响运动的快速性及其位移和速度的偏差。在转矩一定的条件下，应尽量减小传动链的惯性。 （3）固有频率的高低 传动链的固有频率影响系统谐振和传动精度，应提高传动链的系统刚度。 （4）摩擦间隙、温升、润滑等因素 这些因素往往是非线性的，严重影响系统的传动精度和运动稳定性。应采取措施减少摩擦消除间隙、降低温升、合理润滑。 3.2 同步带传动 一、同步带传动的特点与分类 （二) 分类 2．按齿形分 本节主要介绍梯形齿节距制同步带传动的我国国家标准 三、同步带轮尺寸规格 带轮齿形：直线齿形、渐开线齿形 带轮齿数：不宜过少。许用最小齿数见规定 带轮宽度： 带轮直径: 带轮的结构 带轮的标号 同步带轮的标号由带轮齿数、带的型号和轮宽代号表示。 四、同步带传动的设计计算 1．确定带的设计功率Pd 同步带实际传递的设计功率随载荷性质、运转时间、速度增减速和张紧轮的配置而变化。令K1为考虑载荷性质和运转时间的工况修正系数；K2为考虑增速的修正系数；K2为考虑增速的修正系数；K3为考虑张紧轮配置的修正系数；则设计功率Pd为： 2．选择带型和节距Pb。图2-11为同步带选型图。水平坐标为带的设计功率Pd（kW），垂直坐标为小带轮转速n1 （r/min）.若所得交点落在两种节距的分界线上，则尽可能选较小节距。 3．带轮齿数z和节圆直径d 取规定的小带轮最少齿数z1 ，使结构紧凑。若传动布置和带速许可，则z1 应取大些。大带轮齿数 小带轮节圆直径 大带轮节圆直径d2=d1i（mm）。 直径初定后验算带速，不合适则重取。同步带传动速度υ为： 4．同步带的节线长度、齿数及传动中心距C 节线长度按下图的几何关系可计算如下： （2）计算啮合系数KZ当Zm≥6，KZ=1；当Zm6，KZ=1-0.2(6-Zm)。 （3）计算啮合系数Kω Kω是考虑到实际带宽小于基准带宽时，使同步带传递的功率下降而加的修正系数。可按下式计算： 7．带的工作能力验算 将以上各值代入同步带额定功率Ｐ的精确计算公式。若计算得P≥Pd，即为合格。 3.3 齿轮传动 两种方法： 1、峰值综合：若各种负载为非随机性负载，将各负载的值取代数和。 2、方和根综合：若各种负载为随机性负载，取各负载的方和根。 １．负载加速度最大的总传动比 2．等效峰值综合负载转矩最小的总传动比 令峰值综合工作负载转矩和摩擦负载转矩分别为Tcp和Tfp、换算到电机轴上的等效峰值负载转矩为Temp 3．等效方和根综合负载转矩最小的总传动比 令方和根综合工作负载转矩和摩擦负载转矩分别为 则 对于系统的稳定性而言，i值偏大使系统的相对阻尼系数ξ增大，振荡得到抑制，稳定性提高，但ξ≥1时影响系统的快速响应。对系统的响应特性而言，i小于最佳值，使加速度下降；i大于最佳值，则使加速度收敛为一定值。因此，i偏大使响应特性提高，但影响负载的快速性。 对于系统的低速稳定性而言，由于电枢反应、电刷摩擦和低速不稳定性，可能产生爬行。i值偏大可避免爬行，但传动级数增多，传动精度、效率、刚度与系统固有频率降低。由上可见，总传动比的选择要综合考虑。 （二）总传动比分配 1．最小等效转动惯量原则 对于n级齿轮系作同类分析可得： 图3-20所示曲线为以传动级数n作参变量，Je/J1与总传动比的关系曲线。 由图可见，为减小齿轮系的转动惯量，过多增加传动级数n是没有意义的，把反而会增大传动误差，并使结构复杂化。 2．重量最轻原则 同理，对于n传动： （2）大功率传动 同理，对于三级齿轮传动，假设b1=b2，b3=b4 b5=b6，可得 由上可知,按重量最轻原则的大功率传动装置,各级传动比是”前大后小”的。 由此可见，为提高齿轮系的传动精度，由输入端到输出端的各级传动比应按＂前小后大＂次序分配，而且要使最末一级传动比尽可能大，同时提高末一级齿轮副的精度．这样可以减小各齿轮副的加工误差，安装误差、回转误差，提高齿轮系统的传动精度。 二