1、Chapter 2机电装备传动系统的分类：主传动系统、普通进给传动系统、伺服驱动进给传动系统分类：按动力源类型分：1.交流电动机驱动：单速、调速（多速、变频调速） 、交流伺服电动机2 直流电动机驱动3.液压驱动按变速的连续性分：有级变速（滑移齿轮变速、变换齿轮变速、离合器变速）无级变速【机械摩擦无极变速器、液压无级变速器、无级变速电动机（直流电动机、交流变频调速电动机） 】布局形式：集中传动布局：适用于普通精度的大中型机床分离传动式： 适用于中小型高速精密机床变速机构在传动链中的位置：变速机构在前，降速机构在后转速图：转速图的拟定：变速组及其传动副数的确定：前多后少基本组和扩大组的确定：前密后
2、疏合理分配传动比的数值：先慢后快主传动系统的几种特殊变速形式：1.采用多速电动机、2.采用交换齿轮变速、3.采用公用齿轮主轴的计算转速：主轴能传递全功率的最低转速进给传动系统的基本要求：有足够的静刚度和动刚度 2.具有良好的快速响应性，做低速进给运动或微量进给时不爬行，1.运动平稳，灵敏度高 3.抗震性好，不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动的冲击噪声 3.具有足够宽的调速范围，保证所要求的进给量（进给范围、数列） ，以适应不同的加工材料，使用不同刀具，满足不同的零件加工要求，能传动较大的转矩 5.进给系统的传动精度和定位精度高 6.结构简单，加工和装配工艺性好。调整维修方便，操纵轻便灵
3、活。消除爬行的措施：一、提高传动系统刚度（1.在条件允许的情况下，适当提高传动系统或组件的刚度，缩小各传动轴的跨度，合理布置轴上零件的位置 2.尽量缩短传动链，减小传动件数量和弹性变形量 3.合理分配传动比，使多数传动件受力较小，变形也小 4.对于丝杠螺母机构，应采用整体螺母结构，以提高丝杠螺母的接触刚性和传动刚性）二、减少摩擦力的变化电伺服驱动机械传动系统：传动速比的确定：总速比的分配：1.最小等效转动惯量原则 2.重力最轻原则 3.输出轴转角误差最小原则直齿圆柱齿轮传动间隙的消除：1.偏心套调整 2.垫片调整 3.双齿轮错齿调整微量进给装置：在超精密机床和超精密加工中，为使机床微位移的分辨
4、率进一步提高，为进行机床和加工误差的在线补偿，以提高加工的形状精度，为进行某些特殊的非轴对称表面加工，都需要微量进给装置。分为：机械结构弹性变形微量进给装置、压电和电致伸缩传感器微量进给装置。同步带传动标号：DA 980 XH 300 DA：对称双面齿带形式代号；980：节线长度代号；XH：型号；300：宽度代号MXL:最轻型 XXL:超轻型 XL:特轻型 L:轻型 H：重型 XH:特重型 XXH:最重型谐波齿轮传动速比：1、 当刚轮固定、波发生器为主动件，柔轮为从动件时 向 相 反“ ”表 示 主 从 动 件 转 r/min)波 发 生 器 的 转 速 （柔 轮 的 转 速 （波 发 生 器
5、 的 波 数式 中 /)(1r Hr rrgrgHHrn nZZZni2、 当柔轮固定、波发生器为主动件，刚轮为从动件时 r/min)刚 轮 的 转 速 （式 中 (1gg grggrgHHgn nZZZi3、 当波发生器固定、柔轮为主动件，刚轮为从动件时 2121ZiH4、当波发生器固定、刚轮为主动件，柔轮为从动件时、1212nH滚珠螺旋传动亦称滚珠丝杠副，它是在丝杠和螺母滚道之间放入适量的滚珠，使螺纹间产生滚动摩擦取代滑动摩擦，从而提高传动效率和传动精度。按滚珠循环方式分为：内循环（固定式和浮动式） 、外循环（螺旋槽式和插管式）按预紧方式分为：双螺母垫片式(D)、双螺母螺纹式(L)、双螺母
6、齿差式(C)、单螺母变位导程式(B)、单螺母增大钢球直径式(Z)轴系：定义：轴系由轴、轴承和安装于轴上的传动体、密封件及定位件组成。功能：支承旋转零件、传递转矩和运动。组成：轴系按其在传动链中所处的地位不同可分为传动轴轴系和主轴轴系，一般对传动轴的要求不高，对主轴有较高的要求。整体要求：保证在一定的载荷与转速下，主轴组件精确而稳定地绕其轴心旋转，并长期地保持这种性能。热特性与热变形1）温升和热变形轴系组件热产生的原因：运动件摩擦、搅油热量、加工区热量和环境热辐射等。2）热位移：使主轴工作端截面形心相对固定坐标产生的位移。3）轴系主要热特性参数主要特性参数：热源强度、温升和工作部分的热位移。常见
7、的有以下几种典形的配置形式：速度型、刚度型和刚度速度型速度型：主轴前后轴承都采用具有良好高速性能的角接触球轴承(双联或三联)。适用于高速轻载精密机床，如高速镗削单元、高速 CNC 车床。 刚度型：前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和 60角接触双列调心推力球轴承承受轴向载荷。后支承采用双列短圆柱滚子轴承。这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大，要求刚度高的机床。速度刚度型：前支承采用三联角接触球轴承，后轴承采用双列短圆柱滚子轴承。 三支承主轴：Chapter 4机电装备支撑件热变形可分为：自由状态热变形和非自由状态热变形。每类热变形又可分为：由于均匀温升引起的直线伸长和由于
8、温差或变形差而引起的弯曲变形。Chapter 5导轨组合形式：双矩形组合：承载能力较大，但导向性稍逊，多用于普通精度机床和重型机床。由一条导轨的两侧导向称为窄式组合，由两条导轨的外侧导向宽式组合。导轨受热膨胀时宽式矩形导轨比窄式的变形量大，调整时应留有较大侧向间隙，因而导向性较差。双三角组合：导向性和精度保持性都高，但由于超定位，加工、检验和维修都比较困难。矩-三角组合：兼有导向性好、制造方便和刚度高的优点，承载能力优于双三角组合，导向性优于双矩形组合，工艺性介于二者之间。矩形燕尾形组合：兼有调整方便和能承受较大力矩的优点，多用于横梁、立柱和摇臂等的导轨。双圆柱导轨：常用于只受轴向力的场合。滚
9、动导轨与滑动导轨相比具有以下特点。(1) 摩擦因数小(0.0030.005)，运动灵活；(2) 动、静摩擦因数很接近，因而起动阻力小，低速运动平稳性好，且不易发生爬行(3)可以预紧，刚度高。4) 寿命长。(5) 精度高。定位精度可达 0.10.2m，重复精度可达 0.2m。(6) 润滑方便，可以采用润滑脂，一次装填，长期使用。(7) 由专业厂生产，可外购选用。 (8) 结构比较复杂、制造比较困难、成本比较高。(9) 抗振和抗冲击能力差，对灰尘屑末较敏感，必须有良好的防护装置。 滚动导轨广泛应用于精密机床、数控机床、测量机和测量仪器等。滚珠导轨，由于它的承载能力与滚珠直径平方成正比，与滚珠数目成
10、正比，一次应优先加大滚珠的直径。第五章 机电装备伺服系统设计一主要静态特性 1）静态距角特征 定义：静态时（步进电机某相绕组通电时，转子处于不动状态） ，电磁转矩 T 与失调角 之间的关系，即 T f（ ） 。2）最大静态转矩 Tmax 即静态矩角特性的电磁转矩 最 大值。3）最大启动转矩 Tq 即静态矩角特性的交点电磁转矩。4）启动频率定义：步进电机在带载状态下，能够不失步启 动的最高频率 fst。一般空载启动频率比带载高。 设计中启动转矩 TqTL。5）惯频特性一般说来，步进电动机负载转动惯量增加，启动频率下降。步进电动机带动纯惯性负载时，启动频率和负载转动惯量之间的关系，称为 启动惯频特
11、性。 二伺服系统设计分为伺服传动系统的动力学方法和控制理论方法。三第 7 章 金属切削机床与数控化机床非一般机电装备，是用来生产其他机械的工作母机。机床在精度、刚度、动态特性方面有特殊要求。 一精度1.几何精度：机床在空载条件下，不运动或运动速度较低时的精度。2.运动精度：机床的主要零、部件一工作状态的速度运动时的精度。3.传动精度：机床传动系统各末端执行件之间相对运动的协调性和准确性。4.定位精度：机床的定位部件运动到达规定位置的精度。5.工作精度：机床加工规定的试件所能达到的加工精度。6.精度保持性：在规定的工期间内，保持机床所要求的精度。二运动功能关系式表示机床的运动个数、形式（直线或回
12、转运动） 、功能（主运动、进给运动、非成型运动，分别用下标户 p、f 、a 表示）及排列顺序。例： TXZCWfp/车 床 TCYZXWpf/铣 床 TYZXWfap/刨 床三影响几何运动功能分配的因素为：坯料的形式、加工的尺寸比例和工件的重量。四刀具交换方式分类：利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换机械手交换刀具 五3 带刀库的自动换刀系统 1)目的：为了满足复杂零件的加工工序高度集中的要求，一般多采用刀库式自动换刀装置。 2) 组成：由刀库和刀具交换机构组成。3) 形式：盘形刀库 链式刀库 格子箱刀库三种典型换刀装置（1）直接在刀库与主轴 (或刀架)之间换刀的自动换刀装置（2 ）用机械
13、手在刀库与主轴之间换刀的自动换刀装置（3 ）用机械手和转塔配合刀库进行换刀的自动换刀装置第 7 章 物流系统设计一料仓时尚料装置功用和组成 单件毛坯的尺寸较大，形状较复杂、难于自动定向时，采用料仓上料机构。人工或专门的定向装置不断地将单件毛坯以一定方位装入料仓中，再由料仓送料机构自动地将单件毛坯从料仓送到机床上； 料仓式上料装置应用在大量和大批生产中； 所运送的毛坯可以是锻件、铸件或由棒料加工成的毛坯和半成品； 由于料仓是上料机构需要手工加料，因此适于加工时间较长的零件 二计算机管理：1.接受并保管入库货物；2. 授权发放货物；3. 维护准确的库存记录；4 规划库房布局第十章 灌装机械一定量方法 1) 控制液位定量法 2) 定量杯定量法 3)定量泵定量法二灌装阀 1）常压法灌装阀（ 1）控制液位定量式常压法灌装阀（ 2）定量杯定量式常压法灌装阀2）等压法灌装阀（1）机械式等压灌装阀（2）气动式等压法灌装阀3）压力法灌装阀
