机电一体化2...doc

概论 机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘科学技术。 机电一体化的优越性：（1）使用安全性和可靠性提高；（2）、生产能力和工作质量提高；（3）、使用性能改善；（4）、具有复合功能并且适用面广；（5）、调整和维护方便。 机电一体化产品分类：数控机械类、电子设备类、机电结合类、电液伺服类、信息控制类。 机电一体化的基本构成：机械系统、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统、执行机构。 机电一体化的关键技术：精密机械技术、信息处理技术、检测与传感器技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。 机电一体化产品设计方法：（1）、产品可行性研究；（2）、基本设计阶段；（3）、详细设计阶段；（4）、实际运行试验。 二、机械系统 机械系统包含以下三大部分机构：传动机构、导向机构、执行机构。 对传动机构的基本要求：（1）、在不影响系统刚度的条件下，传动机构的质量和转动惯量，应尽可能小；（2）、刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力，包括机构产生各种基本变形时的刚度和两接触面的接触刚度；（3）、机械零件产生共振时、系统中阻尼越大最大振幅就越小、且衰减越快；但大阻尼也会使系统的失动量和反转误差增大，稳态误差增大，精度降低；（4）、系统传动部件的静摩擦力应尽可能小；动摩擦力应该是尽可能小的正斜率，若为负斜率则以产生爬行，精度降低，寿命减少。 滚珠丝杆副的特点：传动效率高、运动具有可逆性、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长、不能自锁、工艺复杂。 滚珠丝杆幅中滚珠的循环方式：内循环和外循环。 常用的消除轴向间隙的方法：双螺母螺纹预紧调隙式、双螺母齿差预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式。 滚珠丝杆幅的主要尺寸：公称直径d0、基本导程L0（或螺距t）、行程L。 滚珠丝杆幅的支承方式：双推-自由式、双推-简支式、双推-双推式。 同步带传动的特点：（1）、能方便地实现较远中心矩的传动，传动比准确，传动效率高；（2）、工作平稳，能吸收振动；（3）、不需要润滑，耐油、水，耐温高，耐腐蚀，维护保养方便；（4）、强度高，厚度小，质量轻；（5）、中心矩要求严格，安装精度要求高；（6）、制造工艺复杂，成本高。 谐波齿轮传动是一种新型传动，其原理是依靠柔性齿轮所产生的可控制弹性变形波，引起齿间的相对位移来传递动力和运动的。柔轮变形时一个基本对称的和谐波，故称为谐波传动。 谐波齿轮的优点：（1）、传动比大；（3）、承载能力大；（3）、传动精度高；（4）、可以向密封空间传递动力或运动；（5）、传动平稳；（6）、传动效率高；（7）、结构简单，体积小，质量轻。 谐波齿轮传动的缺点：（1）、柔轮和谐波发生器制造复杂，需要专门设备，成本较高；（2）、传动比下限值较高；（3）、不能做成交叉轴和相交轴的结构。 谐波传动比计算 导轨的基本要求：导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。 产生爬行现象的原因：摩擦因素随运动速度的变化和传动刚性不足造成的。 塑料导轨的种类：塑料导轨软带、金属塑料复合导轨版、塑料图层。 滚动导轨的优点：（1）、摩擦因素小，运动灵活；（2）、动、静摩擦因素基本相同，因而启动阻力小，不易产生爬行现象；（3）、可以预紧，刚度高；（4）、寿命长；（5）、精度高；（6）、润滑方便，可以采用脂润滑，一次装填，长期使用。 三、 检测系统 对检测系统的基本要求有：(1) 灵敏度及分辨率；（2）精确度；（3）系统的频率响应特性；（4）稳定性；（5）线性特性；（6）检测方式。 灵敏度及分辨率：灵敏度S是检测系统的一个基本参数，当检测系统的输入x有一个微小的增量△x时，引起输出y发生相应变化△y，则称S=△y/△x为该系统的绝对灵敏度。分辨率是检测系统对被测量敏感程度的另一种表示形式，指系统能检测到的被检测量的最小变化。 在线检测：在线检测是指被检测系统处于正常工作情况下的检测。 编码式线位移传感器原理：利用一组电刷拾取按一定编码方式，对不同位置进行0/1编码的编码尺上的电位来检测电刷的位置。特点：分辨率不会太高，容易由于磨损等原因造成编码错误，并且工作时需要经常维护。 常用的角位移传感器：电阻式角位移传感器，旋转变压器角位移传感器，电容角位移传感器，光栅角位移传感器，磁电式角位移传感器及转速传感器。 接近传感器：电容式接近传感器，电感式接近传感器，光电式接近传感器，超声波距离传感器。 典型模拟信号检测系统：传感器，基本测量电路，量程切换电路，放大器，解调器，滤波器，转换电路，接口电路，振荡器。 四、伺服系统 1.