机电一体化系统设计第二章..ppt

本节主要学习内容： 一、执行机构的要求 二、新型机电执行机构 主要了解一些新型执行机构的原理及应用 第四节 执行机构设计 一、执行机构及其要求 执行机构是机电系统中完成操作功能的机构，要求 精确、快速、稳定按指令完成预定的动作。比如数 控机床的工作台、加工中心快速换刀机械手等。由于 执行机构为实现不同的操作，其种类很多，因此执行 机构的原理有：电动的、机械的、电子的、激光的 等，本节主要介绍机电一体化机械系统中的执行机构。 如：微动机构、定位机构、数控机床动力卡盘和回转 刀架、工业机器人末端执行器等。 对执行机构的要求： 高精度、快速响应、稳定是共性要求 效率高、体积小、质量轻、可控性好、可靠性高 本节主要学习内容： 一、执行机构的要求 二、机电执行机构 主要了解一些新型执行机构的原理及应用 第四节 执行机构设计 二、机电执行机构 1、微动机构 微动机构主要用于精度高的微动操作 1）热变形式 靠电热元件通电后产生的热变性 实现微小位移 ΔＬ＝αL(t1-t0) 刚度高、无间隙、响应慢 有热惯性，用于低速小位移 2）磁致伸缩式 利用材料在磁场作用下改变尺寸的磁致伸缩效应实现微小位移 ΔＬ＝±λL 重复精度高、无间隙、刚度好、惯量小、稳定、结构简单 λ 磁致伸缩系数（μm/m） 2、机器人末端执行器 2、机器人末端执行器 2、机器人末端执行器 2、机器人末端执行器 机电一体化系统设计 3、分度工作台 3、分度工作台 4、直线电机 总结 本章内容及其学习路线： 机电一体化机械系统的要求（三要求）----满足要求 应该采取的措施（六措施）-----措施的应用方法。 本章学习目的： 了解机械系统的特点和要求，了解应采取的措施， 掌握机械系统设计的一般规律。 本章学习重点： 传动机构中反向间隙的消除方法、滚珠丝杠、滚动 直线导轨的使用方法。 综合练习 设计一维数控进给工作台（包括：总体设计、机械系统设计、机电接口元件选择、控制电路及接口设计、控制程序设计等.）。 技术要求： 最大工作载荷Fm=4000N (X,Y,Z三向) 工作行程L=800mm， 最大负荷进给速度：30mm/s， 最大空载进给速度：200mm/s， 工作寿命：20000小时， 滚道表面硬度：均为60HRC， 传动定位精度:±0.02mm， 工作台面（参考）：600X400(mmxmm) 综合练习要求 在课程结束时提交： 1、机械图纸（装配图1张） 2、控制电路原理图1张 3、部分控制程序 4、设计说明书 使用计算机辅助设计软件：机械CAD(包括三维）、电子CAD等。 10,14 )双螺母齿差预紧调整式 两个螺母的两端分别制有圆柱齿轮3，二者齿数相差一个齿， 通过两端的两个内齿轮2与上述圆柱齿轮相啮合并用螺钉和定位销固定在套筒1上。 调整时先取下两端 的内齿轮2，当两个滚珠螺母相对于套筒同一方 向转动同一个齿后固定后, 则一个滚珠螺母相对 于另一个滚珠螺母产生相对角位移，使两个滚珠 螺母产生相对移动, 从而消除间隙并产生一定的 预紧力。其特点是可实现定量调整即可进行精密微调（0.02um），使用中调整方便。 机电一体化系统设计 You-Lihua, Jiangnan University 2008-1 2、对导向机构的要求 导向机构是保证机械系统精度、快速响应性和稳定性的重要保证。导向机构简称导轨，它的作用不仅起导向作用往往也起支承作用，对其基本要求可归纳为： 导向精度高 －运动件按给定方向作直线运动的准确程度。 刚性好?－抵抗载荷能力，分静刚度（恒定载荷） 动刚度（交变载荷）。 摩擦小－运动的灵活性和低速平稳性（不产生爬行）。 耐磨性好 －寿命长、精度保持性好。 温度变化影响小－温度变化不影响精度，不卡死。 结构工艺性好－力求结构简单，易制造、装配、调整。 一、导向机构的要求及其类型 本节主要学习内容： 一、导向机构的类型及其要求 二、滑动导轨的结构与选择 三、滚动直线导轨的应用 四、其它导轨结构 第三节 导向机构的设计 常见滑动导轨副的截面形状 二、滑动导轨副的结构及其选择  1、滑动导轨副的截面形状和特点 （1）三角形导轨的特点 分对称型和非对称型三角形导轨。 特点：在垂直载荷作用下，具有磨损量自动补偿功能，无间隙工作，导向精度高。为防止因振动或倾翻载荷引起两导向面较长时间脱离接触，应有辅助导向面并具备间隙调