【正文】 (1)學(xué)生分組設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)是兩種傳感器均可，接線圖如圖3一17所示。錐齒輪傳動(dòng)嚙合部分三維造型如圖3一15所示。帶的設(shè)計(jì)功同步帶傳動(dòng)示意簡(jiǎn)圖如圖39所示。根據(jù)表94選取接近標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)線長(zhǎng)度Lp=381mm，相應(yīng)齒數(shù)Zb= 40。5)成本分析:根據(jù)所制定的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格和技術(shù)路線，綜合分析產(chǎn)品成本，包括技術(shù)成本、原材料成本、制造成本和人力成本等，為產(chǎn)品的立項(xiàng)提供決策支持。性能指標(biāo)和技術(shù)規(guī)格越高，產(chǎn)品的成本就越高，價(jià)格也就越高。通過(guò)調(diào)研應(yīng)確定開發(fā)產(chǎn)品的必要性、種類和生命周期，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等，確定用戶對(duì)產(chǎn)品的功能、性能、質(zhì)量、外觀和價(jià)格等方面的要求，即形成產(chǎn)品的初步概念，然后進(jìn)行技術(shù)可行性分析。(1)需求分析。由前面的計(jì)算結(jié)果得額定工作時(shí)間壽命Th = 14 400 h。如圖2一6(a)所示的調(diào)整方法是用調(diào)節(jié)螺釘1帶動(dòng)鑲條2做縱向移動(dòng)以調(diào)節(jié)間隙。例如滑動(dòng)導(dǎo)軌副采用壓板和鑲條兩種方法調(diào)整。(4)其他參數(shù)選擇。(3)通過(guò)計(jì)算選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)。4)雙燕尾形導(dǎo)軌。雙矩形導(dǎo)軌承載面和導(dǎo)向面是分開的，存在側(cè)向間隙，必須用鑲條調(diào)節(jié)。常見導(dǎo)軌截面形狀見表2一2。學(xué)完基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)例后，學(xué)生自主分析數(shù)控車床主軸箱實(shí)物，熟悉內(nèi)部組成，然后分組制訂設(shè)計(jì)方案，方案合格后，開始具體設(shè)計(jì)。這種方案保留了原主軸箱的結(jié)構(gòu)，改裝量小，但只適合于06140型車床。圖15所示為本任務(wù)改裝后的主傳動(dòng)系統(tǒng)示意。將機(jī)械主傳動(dòng)系統(tǒng)改裝為自動(dòng)變速裝置的幾種方案說(shuō)明見下文介紹。基于上述分析可知，如果直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器，例如龍門刨床工作臺(tái)(主運(yùn)動(dòng))或立式車床刀架(進(jìn)給運(yùn)動(dòng))，可直接利用調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩變速范圍，用電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)或通過(guò)定比減速齒輪拖動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通常，直流電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍較小，僅為2~4，而恒轉(zhuǎn)矩變速范圍很大，可達(dá)幾十，甚至超過(guò)100。(2)無(wú)級(jí)變速裝置與機(jī)械分級(jí)變速機(jī)構(gòu)的串聯(lián)。機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置有柯普(Koop)型、行星錐輪型、分離錐輪鋼環(huán)型和寬帶型等多種結(jié)構(gòu)，它們都是利用摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，通過(guò)連續(xù)地改變摩擦傳動(dòng)副工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。機(jī)床主傳動(dòng)中常用的無(wú)級(jí)變速裝置有三類:變速電動(dòng)機(jī)、機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置和液壓無(wú)級(jí)變速裝置。液壓無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)換向沖擊小，易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，常用于主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如磨床、拉床、刨床等機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)中。(4)電主軸。目前，多采用交流伺服電動(dòng)機(jī)，它的功率很大，但輸出功率與實(shí)際消耗的功率保持同步，效率很高。調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又有多速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容圖 1 整體電氣回路圖（1）變頻器控制電機(jī)實(shí)驗(yàn) 電路圖 l 變頻器內(nèi)部 PU 控制 設(shè)置方法。用途。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?l 1．通過(guò)觀摩學(xué)習(xí)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，掌握三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作原理。解答：機(jī)電一體化產(chǎn)品是新型機(jī)械與微電子器件，特別是與微處理器、微型計(jì)算機(jī)相接合而開發(fā)的新一代電子化機(jī)械產(chǎn)品。2如用加預(yù)緊的方法提高滾珠絲杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌副的傳動(dòng)和支承剛度；采用大扭矩、寬調(diào)速的直流或交流伺服電機(jī)直接與絲杠螺母副連接以減少中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；絲杠的支承設(shè)計(jì)中采用兩端軸向預(yù)緊或預(yù)拉伸支承結(jié)構(gòu)等。（大于10MM）的傳感器有：超聲波傳感器、直線位移傳感器、激光位移傳感器、紅外位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器。1執(zhí)行系統(tǒng)的組成包括哪幾個(gè)部分？執(zhí)行構(gòu)件：執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務(wù)的零部件 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：位于動(dòng)力元件和傳動(dòng)系統(tǒng)之間的機(jī)械裝置1典型的執(zhí)行系統(tǒng)：夾持器、搬運(yùn)裝置、輸送裝置、分度與轉(zhuǎn)位裝置、檢測(cè)裝置、施力1位置和位移檢測(cè)傳感器種類：機(jī)械式微動(dòng)開關(guān)、光柵傳感器、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)編碼器1轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器：測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電式轉(zhuǎn)速傳感器1超聲波傳感器測(cè)量距離，熱電偶傳感器測(cè)量溫度：脈沖發(fā)生器、脈沖分配器（使電動(dòng)機(jī)繞組的通電方式按照一定規(guī)律變化）、功率放大器（使脈沖電流得到放大）、細(xì)分驅(qū)動(dòng)。/Zm）、步矩角誤差Δα（一般為+10180。機(jī)電一體化系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)的步驟和方法：創(chuàng)造性方法、功能分析設(shè)計(jì)法、商品化設(shè)計(jì)思想及方法、評(píng)價(jià)與決策方法、變型產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的模塊化方法和相似產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)方法等。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)消除側(cè)隙的方法：偏心套軸調(diào)整，雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整。機(jī)電一體化的定義：機(jī)電一體化是一種技術(shù)，是機(jī)械工程技術(shù)吸收微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)等融合而成的一門新技術(shù)。機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)：機(jī)械技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn)1．一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%，且不累積2．步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度3．步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降4．步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。1動(dòng)力元件種類：電氣式、液壓式、氣壓式1變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖是怎樣組成的？擬定轉(zhuǎn)速圖應(yīng)遵循哪些原則？轉(zhuǎn)速圖由“三線一點(diǎn)”構(gòu)成，即傳動(dòng)軸格線、轉(zhuǎn)速格線、傳動(dòng)線和轉(zhuǎn)速點(diǎn)。隔板主要用于提高支承件的整體剛度，加強(qiáng)筋主要用于提高局部剛度2PID調(diào)節(jié)器：比例P調(diào)節(jié)器：比例環(huán)節(jié)可提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，但存在穩(wěn)態(tài)誤差。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法通常有：機(jī)電互補(bǔ)法、結(jié)合（融合）法和結(jié)合法。（－）（二）選擇題1．在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)要滿足伺服控制的三個(gè)主要要求是（A）?？蛇x用光柵式位移傳感器、感應(yīng)同步器或者電位計(jì)式位移傳感器。（2）進(jìn)行了零件平面度的測(cè)量方法，零件圓度的測(cè)量方法，（3）對(duì)零件表面和工作臺(tái)表面兩個(gè)平面的平行度也進(jìn)行了測(cè)量，平行度誤差約為 ，原因：這主要是工件的放置不太平整，工作臺(tái)表面有雜質(zhì)顆粒導(dǎo)致平面度的誤差偏大。l 2．掌握 PLC 的簡(jiǎn)單編程方法。在以后的工作中，如果遇到。主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動(dòng)效率。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。如圖1一1(c)所示，主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)二級(jí)齒輪傳動(dòng)變速，使主軸獲得低速和高速兩種轉(zhuǎn)速，從而使之實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速，這種方式在大、中型數(shù)控機(jī)床中采用較多。能在負(fù)載下變速，便于車削大端面時(shí)保持恒定的切削速度，以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。另一方面調(diào)速電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩特性一也難以直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求安全匹配。為了擴(kuò)大恒功率變速范圍，可在變速電動(dòng)機(jī)和主軸之間串連一個(gè)分級(jí)變速箱。它的特點(diǎn)是變速范圍較大，變速方便，傳動(dòng)平穩(wěn)，在運(yùn)動(dòng)換向時(shí)沖擊小。直流電動(dòng)機(jī)是采用調(diào)壓和調(diào)磁方式來(lái)得到主軸所需轉(zhuǎn)速的。交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)由于體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、沒(méi)有電刷且能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速比同功率的直流電動(dòng)機(jī)高，故磨損和故障也少。將原來(lái)的主傳動(dòng)系統(tǒng)改裝為主變速系統(tǒng)。改裝后，機(jī)床主軸由直流主軸電動(dòng)機(jī)(或交流主軸電動(dòng)機(jī))通過(guò)皮帶直接帶動(dòng)，并通過(guò)電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。自動(dòng)變速過(guò)程如下:當(dāng)變速電動(dòng)機(jī)接到S指令后，便開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)裝置使手柄軸帶動(dòng)撥叉滑塊使變速齒輪移位。若模數(shù)不同，則齒數(shù)和S與模數(shù)m,成反比，即:對(duì)于三聯(lián)滑移齒輪，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪且模數(shù)相同時(shí)，最大齒輪與次大齒輪的齒數(shù)差應(yīng)大于4，以避免滑移過(guò)程中的齒頂干涉。(3)根據(jù)任務(wù)實(shí)施方案，學(xué)生將任務(wù)實(shí)施過(guò)程填入記錄表1一2中。例如絲杠車床、單柱坐標(biāo)鎖床的導(dǎo)軌副等。如圖23(a)和圖23(b)所示，三角形與矩形組合導(dǎo)軌兼有三角形導(dǎo)軌的良好