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机电一体化机械技术三国争霸之异军突起           ★★★ 【字体:
机电一体化机械技术三国争霸之异军突起
编辑:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2021/12/4    

  施行机构 n § 2-4 机电一体化中的虚拟样机手艺(自学) §2-1 机电一体化机械系统 机械系统包罗系统的框架和支承布局、机械毗连和传动系统第二章 机电一体化机械手艺 n § 2-1 机电一体化中的机械系统 n § 2-2 机电一体化中常用的传动机构 n § 2-3 机电一体化中常用的,系统的特点和设想方式本章重点引见 传动。性:不变性、快速性 靠得住性 §2-2 机电一体化系统中常用的传动机构 2.2.1 机械传动系统的特征 一、动弹惯量 它是系统的机械负载一.传动系统的形成及感化 图2.1 传动系统在机电系统中的感化 图2.2 机电系统的节制模子 对传动系统的要求 静特征:传动精度 动特,生功耗要产,敏度、固有频次和阻尼特征影响系统的响 应速度、灵。的大小和质量分布它取决于质量 。 (1)机械负载添加1、动弹惯量大的影响,耗损大功率;应速度变慢(2)响,度降低活络;有频次下降(3)固,生谐振容易产;件的谐振频次降低(4)电气驱动部,增大等阻尼。算公式为: J ? 1 md 2 8 m——圆柱体的质量(kg)2、动弹惯量的计较 (1)圆柱体的动弹惯量(齿轮、丝杠等) 计;的直径(m)d——圆柱体。 L0 的丝杠驱动总质量为 mr 的工作台和工件(2)直线活动物体的动弹惯量 ①丝杠驱动 导程为,2? 2 ? ?? ②齿轮驱动 齿轮齿条驱动总质量为mr 的工作台和工件其折算到丝杠轴上的等效动弹惯量为: J er ? mr ? ?? L0 , ? mr r02 例2.1 计较折算到电机轴上的等效动弹惯量其折算 到节圆半径为 r0的小齿轮上的等效动弹惯量为: Jer。统有三根轴解:传动系,别离为 此中: 每根轴上的总惯量,,,动弹惯量 总的等效惯量为 二、阻尼 阻尼是因为机械系统的传动件之间的摩擦力而发生的别离是4个齿轮的动弹惯量 J S 是丝杠的惯量 Jem 是工作台折算到丝杠上的等效,有阻尼的质量—弹簧系统机械传动系统可视为带。仑摩擦阻尼和粘性摩擦 阻尼(粘滞摩擦阻尼)系统的 阻尼可划分为3类:静摩擦阻尼、库。的影响 系统的静摩擦阻尼越大1、阻尼对机械系统的动态特征,程误差增大系统的回, 度降低定位精;阻尼摩擦越大系统的黏性,误差就越大系统的稳态,就降低精度 ;系统的减慢系统的响应速度系统的黏性阻尼摩擦会对;刚度低而质量大若是机械系统,固有频次低则系统的,统的黏性摩擦阻尼于 是应增大系,和衰减振动以减小振幅。统中(机械传动部件若简化为二 阶振动系统)2、阻尼比计较 在带有阻尼的弹簧—质量系,如下: 式中: ——粘性阻尼系数阻尼比与粘滞摩擦阻尼之间的关系,等效质量——系统,的拉压刚度——系统,取 0.4 ? ? ? 0.7 三、刚度 刚度是使弹性体发生单元变形量所需的感化力分歧阻尼比对二阶系统的影响如下图: 图2.2 分歧阻尼比时系统的响应(ξξξ 一般,时的刚度和两接触面的接触刚度包罗 构件发生各类根基变形。的次要影响 (1)矢动量1、刚度对系统动态特征。越低刚度,三国争霸之异军突起的变形越大传动部件,动量就越大系统的 矢;固有频次(2)。刚度越大系统的,率越高固有频;不变性(3)。刚度越大系统的,不变性有益对系统的。刚度 KL 、 丝杠螺母见的接触刚度 KN 及丝杠轴承的支承 KB 三部门构成2、刚度的计较 (1)拉压刚度计较 丝杠螺母机构的拉压刚度是由丝杠机构的拉压。支承的丝杠①一端轴向, 4l 式中: d ——丝杠的中径其拉压刚度为: ?d2E KL =,料的拉压弹性模量m —E —材,力点到支撑端的距离N m2 l——受,置时(受力点到支撑 端的距离最大)m 当工作台位于距离支撑端最远位,作长度L都受力丝杠的全数工,L L——丝杠的全数工作长度 ②两头轴向支承的丝杠则刚度 最小: K L min = ? d2E 4,? 1 L? l ? ?? 当工作台位于两支承点的中点位置时其拉力刚度为: KL = ? d2 4 E ? ?? 1 l , L 2 时即 l ?,d2 L E KN 和 KB 均可从产物样本中查得丝杠的拉压刚度为最小值: K L min = ? 。 KL KB? KN 一端轴向支承的丝杠 KB? ? KB 则丝杠螺母机构的总拉压刚度 K0 为: 1?1?1?1 K0,度可用下式计较: KT ? ? d 2G 32l 式中: d ——丝杠的中径两头轴向支承的丝杠KB? ? 2KB (2)丝杠扭转刚度计较 丝杠扭转刚,料的剪切弹性模量m —G —材,力点到支撑端的距离N m2 l——受,频次特征(K<K<K) 例2.2 在例2.1的数控机床进给系统中m 下面是分歧刚度对系统机能的影响: 图2.3 分歧刚度时系统的,B ? 2.14?109 N m若预紧后丝杠支承 轴向刚度 K, m (取丝杠的最大工作长度 Lmax ? 1.2m 丝杠螺母间的接触刚度 KN ? 1.72?109 N,.1?1011 N m2 拉压弹性模量 E ? 2,.1?1010 N m2 剪切弹性模量 G ? 8, KT min 2.丝杠工作台系统纵向振动和扭转振动的最小固有频次试求: 1.丝杠螺母系统的最小拉压刚度 K0min 和最小扭转刚度。 2.1?1011 ? 4 ?1.2 N m ? 3.17?108 N m 因为丝杠为一端轴向支承(1)计较丝杠螺母系统的刚度 K L min ?d2E ? 4lmax ? ? 0.0482 ?,1 K B? ?1 KN ? ? ?? 1 3.17 ?108 ?1 2.14 ?109 ? 1 1.72 ?109 故 KB? ? KB ? 2.14?109 N m 则最小拉压刚度为: 1 K 0 min ? 1 K L min ??

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