【正文】 距離s=n(L01L02)(n為絲杠轉(zhuǎn)速)，如果兩基本導(dǎo)程的大小相差較少，則可獲得較小的位移s。此外，還有差動(dòng)傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)原理如圖2_3所示。(3)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、絲杠移動(dòng)如圖2_2c所示，該傳動(dòng)形式需要限制螺母移動(dòng)和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好。因此只適用于行程較小的場(chǎng)合。絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法是：(1)螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖2—2a所示，該傳動(dòng)形式因螺母本身起著支承作用，消除了絲杠軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可獲得較高的傳動(dòng)精度。為與微電子部件的微型化相適應(yīng)，也要盡可能做到使機(jī)械傳動(dòng)部件短小輕薄化。因此，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的要求。雖然不是越精密越好，但由于要適應(yīng)產(chǎn)品的高定位精度等性能的要求，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精密度要求也越來(lái)越高。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不斷適應(yīng)新的技術(shù)要求。3)變異性設(shè)計(jì)，它是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型：1）開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)，它是沒(méi)有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。2）結(jié)合(融合)法，它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件(子系統(tǒng))，其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。工業(yè)三大要素 物質(zhì)、能量和信息機(jī)電一體化對(duì)三大要素的三大效果省能源，省資源，智能化機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的考慮方法：1)機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。例如自動(dòng)變速裝置，通用輸入／輸出LSI(8255等通用I/O)、GPIB總線、STD總線等。4)智能接口。含有有源要素、主動(dòng)進(jìn)行匹配的接口，稱為有源接口。例如齒輪減速器、進(jìn)給絲杠、變壓器、可變電阻器以及透鏡等。2）無(wú)源接口。不進(jìn)行任何變換和調(diào)整、輸出即為輸入等，僅起連接作用的接口，稱為零接口。廣義接口功能有兩種：、。： 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)施 “目的功能”。： 向系統(tǒng)提供動(dòng)力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電動(dòng)機(jī))，五個(gè)子系統(tǒng)組成。機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)精密機(jī)械提出的新要求有：減輕重量、縮小體積、提高精密、提高剛度、改善動(dòng)態(tài)性能等。3自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等技術(shù)。6大共性關(guān)鍵技術(shù)：，檢測(cè)傳感器屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的檢測(cè)傳感元件。較為人們所接受的含義： “機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引用微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱” 機(jī)電一體化的目的是提高系統(tǒng)(產(chǎn)品)高附加價(jià)值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們生活的多樣化需求和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。（動(dòng)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差等）第四篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)資料(DOC)A“機(jī)電一體化”是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù)向機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念。？答：主要有：響應(yīng)時(shí)間，超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)誤差，收斂時(shí)間。（2）基本要求：信號(hào)類型轉(zhuǎn)換，能量放大，質(zhì)量的保證。② 可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；③ 提高驅(qū)動(dòng)能力。答：（1）專用微機(jī)控制系統(tǒng)的核心部件：通用IC芯片或重新設(shè)計(jì)制作的專用集成電路；（2）專用微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成：通用IC芯片或重新設(shè)計(jì)制作的專用集成電路組成的控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件、檢測(cè)傳感器等；（3）專用微機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：軟件采用專用機(jī)器代碼或語(yǔ)言，可靠性強(qiáng)，成本低，但適應(yīng)能力差，用于大批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。適用于多品種，中小批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。，通用微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)。（產(chǎn)品）對(duì)檢測(cè)傳感器的基本要求。，控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成有哪些？（P89）答：運(yùn)算處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、伺服電機(jī)、速度傳感器、位置檢測(cè)傳感器。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類。（4）步進(jìn)電機(jī)的主要特點(diǎn)① 轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直接數(shù)字控制；② 有定位轉(zhuǎn)矩；③ 可構(gòu)成廉價(jià)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。（2）晶體管式無(wú)刷直流伺服電機(jī)和永磁同步型AC伺服電機(jī)的主要特點(diǎn)：① 無(wú)接觸換向部件；② 需要磁極位置檢測(cè)器（如同軸編碼器等）；③ 具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)（高響應(yīng)特性、高功率密度（體積小、質(zhì)量輕）、可實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字控制）。(P56)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求是什么？（P88）答：（1）慣量小、動(dòng)力大（2）體積小、重量輕（3）便于維修、安裝（4）宜于微機(jī)控制（P88）答：（1）性能密度大，即功率密度和比功率大；（2）快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好；（3）位置控制精度高、調(diào)速范圍寬、低速運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象、分辨力高、振動(dòng)噪聲?。唬?）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求；（5）可靠性高、壽命長(zhǎng)。載荷引起的導(dǎo)軌變形一般有自身、局部和接觸三種變形，導(dǎo)軌剛度也包含導(dǎo)軌自身剛度、局部剛度和接觸剛度。（P56）答：導(dǎo)向精度高、耐磨性高、足夠的剛度、良好的工藝性。（3）諧波傳動(dòng)（P38）組成：諧波齒輪傳動(dòng)由鋼輪、柔輪和波形發(fā)生器組成；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小質(zhì)量輕、傳動(dòng)比大（幾十~幾百）、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高，可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。（2）行星傳動(dòng)組成:行星傳動(dòng)主要是由傳動(dòng)齒輪，定位齒輪，行星輪和行星架組成。答：（1）定軸傳動(dòng)組成：定軸傳動(dòng)有圓柱齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)。（3）特點(diǎn)：軸向剛度高（即通過(guò)適當(dāng)預(yù)緊可消除絲杠與螺母之間的軸向間隙）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高、不易磨損、使用壽命長(zhǎng)等；不能自鎖，具有傳動(dòng)的可逆性。（2）結(jié)構(gòu)：當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通道。，結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。（P22）答：主要功能：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；目的是使執(zhí)行元件和負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配；基本要求：傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大。（產(chǎn)品）中的基本功能和作用是什么？（P22）答：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。答：它是將機(jī)電結(jié)合法制成的功能部件（子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱為組合法。（P13）答：機(jī)電結(jié)合法是將各組成要素有機(jī)地結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)），其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。（產(chǎn)品）的主要構(gòu)成單元或組成部分有哪些？（P5）答：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）、電子信息處理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)）、動(dòng)力系統(tǒng)（動(dòng)力源）、傳感檢測(cè)系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（如電動(dòng)機(jī)）等五個(gè)子系統(tǒng)組成。（P1）答：“機(jī)電一體化”是微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念，機(jī)電一體化技術(shù)是精密機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。第八章數(shù)控機(jī)電一體化改選考慮什么?傳統(tǒng)機(jī)床機(jī)電一體化的改造方法有兩種：一是以微機(jī)為中心設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，另一種是采用標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置。PI調(diào)節(jié)：比例積分調(diào)節(jié)克服了單純比例環(huán)節(jié)有調(diào)節(jié)誤差的缺點(diǎn)又避免了積分環(huán)節(jié)反應(yīng)慢的弱點(diǎn)，既改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能又改善其動(dòng)態(tài)性能。以保證其測(cè)量精度這個(gè)測(cè)的過(guò)程就是校準(zhǔn)第五章機(jī)電一體化系統(tǒng)操作過(guò)程的控制目的有兩個(gè)，其一些根據(jù)操作條件的變化制定最佳操作方案，其二是對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制，提高控制性能，實(shí)現(xiàn)規(guī)定的目的功能第七章(P表示比例,I表示積分,D表示微分)PID調(diào)節(jié)器控制作用三種基本形式:比例作用,積分作用,：存在誤差，干擾較大，慣性也較大的系統(tǒng)不宜采用單純的比例調(diào)節(jié)器。檢測(cè)傳感器的分類與基本要求傳感器是將被檢測(cè)對(duì)象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘?hào)的一種變換器傳感器按輸出性能分為：開(kāi)關(guān)型，模擬型，數(shù)字型14。2）可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換3)提高驅(qū)動(dòng)能力12。阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)，光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)顯示位數(shù)很少時(shí)采用靜態(tài)法，當(dāng)顯示所需的I/O太多一般采用動(dòng)態(tài)顯示法。（p152）由指定控制字來(lái)規(guī)定各端口的工作狀態(tài)，將此控制字送入控制寄存器后，即可規(guī)定各端口的輸入輸出。：當(dāng)總線上所掛芯片的數(shù)目較多時(shí)，必須加總線驅(qū)動(dòng)器來(lái)提高總線的驅(qū)動(dòng)能力，否則將使系統(tǒng)的可靠性大大降低，甚至不能正常工作。 ROM的區(qū)別：RAM存取速度快，隨機(jī)存儲(chǔ)器。（1）8086最高訪問(wèn)20位，有16個(gè)拐角，分時(shí)發(fā)出一次16一次鎖存4尋址空間64K。：動(dòng)算與判斷處理等，適宜用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在大多數(shù)情況下，對(duì)于某種功能來(lái)說(shuō)，既可用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)又可用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)：由數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。無(wú)累積誤差第四章：專用控制系統(tǒng)適合于大批量生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品。：1分辨率，2靜態(tài)特性，3動(dòng)態(tài)特性：隨著負(fù)載的增加，起動(dòng)頻率也會(huì)降低，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量及頻率就可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速，這種得一個(gè)步距角細(xì)分面若干步的驅(qū)動(dòng)方法稱為細(xì)分驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)：在不改動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下能使步進(jìn)電機(jī)角減小，能使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，提高勻速性，并能減弱或消除振蕩，但細(xì)分后的步距角精度不高，功率放大紅色動(dòng)電路也相應(yīng)復(fù)雜。雙拍：兩相勵(lì)磁繞組同時(shí)通電。拍：從一相通電接到另一相通電稱一拍。：(幅值,相位,幅相)控制,它是將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換或機(jī)械角位移的執(zhí)行元件:轉(zhuǎn)子沿（順）逆時(shí)針?lè)较蛞徊讲降剞D(zhuǎn)動(dòng)，每步轉(zhuǎn)過(guò)的角度（轉(zhuǎn)子脈沖轉(zhuǎn)過(guò)的角度）。目前常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)兩種方式。電機(jī)：動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)、控制用電動(dòng)機(jī)。（3）位置控制精度高，調(diào)速范圍寬，低速運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象，分辨率高振動(dòng)噪聲小（4）適應(yīng)起停頻繁的工作要求（5）可靠性高壽命長(zhǎng)。執(zhí)行元件種類：電動(dòng)式，液動(dòng)式，全動(dòng)式。第三章：該元件是處于機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)與微電子控制系統(tǒng)的接點(diǎn)部位的能量轉(zhuǎn)換部件，它能在微電子控制系統(tǒng)的控制下將各種形式的輸入能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。（1）三角形導(dǎo)軌（2）矩形導(dǎo)軌（3）燕尾形導(dǎo)軌（4）圓形導(dǎo)軌 導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。（3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則利用該原則所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小.（公式：）：承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件組成。對(duì)于大功率各級(jí)傳動(dòng)比一般應(yīng)以“先大后小”的原則處理。調(diào)整公式：=n*t1/Z1n*t2/Z2n齒數(shù)t導(dǎo)程3）比螺母墊片挏預(yù)緊式，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性高，預(yù)緊可靠但使用中調(diào)整不方便4）彈簧式自動(dòng)預(yù)緊調(diào)整式：特點(diǎn)：能消除使用過(guò)程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向剛度低，適