【正文】 波減速器的剛輪齒數(shù)為101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。圓柱導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。若要限制轉(zhuǎn)動(dòng)。圓形導(dǎo)軌：此類導(dǎo)軌制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過(guò)珩磨，可達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。對(duì)于相當(dāng)大的傳動(dòng)比，并且要求傳動(dòng)精度與傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕時(shí)，可選用新型的諧波齒輪傳動(dòng)。對(duì)于增速傳動(dòng)，由于增速時(shí)容易破環(huán)傳動(dòng)齒輪系工作的平穩(wěn)性，應(yīng)在開始幾級(jí)就增速，并且要求每級(jí)增速比最好大于1：3，以利于增加輪系剛度、減小傳動(dòng)誤差。對(duì)于變負(fù)載的傳動(dòng)齒輪系統(tǒng)的各級(jí)傳動(dòng)比最好采用不可約的比數(shù)，避免同期齒合以降低噪聲和振動(dòng)。具體來(lái)講有一下幾點(diǎn)：1，對(duì)于要求體積小、重量輕的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可用重量最輕原則。各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則：。滾珠絲桿副支承方式的選擇：1之承方式：1)單推單推式，2)雙推雙推式，3)雙推簡(jiǎn)支式4)雙推自由式。推薦采用的精度等級(jí)：數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床和精密儀器等用于開環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求可選用3級(jí)，一般動(dòng)力傳動(dòng)可選5級(jí)，全閉環(huán)系統(tǒng)可選4級(jí)。外循環(huán)外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時(shí)，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可以從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調(diào)整方法進(jìn)行區(qū)別。當(dāng)絲杠2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可動(dòng)螺母1的移動(dòng)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。第一篇：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。關(guān)于“機(jī)電一體化”(Mechatronics)這個(gè)名詞的起源，說(shuō)法很多。優(yōu)先發(fā)展的機(jī)電一體化領(lǐng)域必須同時(shí)具備下述幾個(gè)條件：①短期或中期普遍需要；②具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益 ；③具備或經(jīng)過(guò)短期努力能具備必需的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；④社會(huì)效益十分顯著的領(lǐng)域。（信息處理）技術(shù)，信息技術(shù)包括信息的輸入、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)和輸出技術(shù)。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是執(zhí)行元件中的一些技術(shù)問(wèn)題。系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，將總體分解成若干功能單元，找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案組合成方案進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。系統(tǒng)的五種內(nèi)部功能：： 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能”直接必需的功能。： 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息進(jìn)行檢測(cè)與計(jì)算處理的功能。 ：使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時(shí)間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能，可將接口分成以下四種： 1)零接口。例如輸送管、接插頭、接插座、接線柱、傳動(dòng)軸、導(dǎo)線、電纜等。只用無(wú)源要素進(jìn)行變換、調(diào)整的接口，稱為無(wú)源接口。3)有源接口。例如電磁離合器、放大器、光電耦合器、D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器以及力矩變換器等。含有微處理器，可進(jìn)行程序編制或可適應(yīng)性地改變接口條件的接口，稱為智能接口。根據(jù)輸入／輸出功能可分成以下四種廣義接口：1）機(jī)械接口2）物理接口 3）信息接口4）環(huán)境接口。該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng))中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。3）組合法，它是將結(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)（品），故稱組合法。2)適應(yīng)性設(shè)計(jì)，它是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。B設(shè)計(jì)主要從以下幾方面采取措施：1)采用低摩擦阻力的傳動(dòng)部件和導(dǎo)向支承部件；2)縮短傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)與支承剛度； 3)選用最佳傳動(dòng)比，以達(dá)到提高系統(tǒng)分辨率、減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，盡可能提高加速能力；4)縮小反向死區(qū)誤差，如采取消除傳動(dòng)間隙、減少支承變形的措施； 5)改進(jìn)支承及架體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以提高剛性、減少振動(dòng)、降低噪聲。具體講有三個(gè)方面：1)精密化，—對(duì)某種特定的機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)其性能的需要提出適當(dāng)?shù)木芏纫蟆?)高速化，—產(chǎn)品工作效率的高低，直接與機(jī)械傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)。3)小型化、輕量化，—隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)精密化、高速化的發(fā)展，必然要求其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小型、輕量化，以提高運(yùn)動(dòng)靈敏度(快速響應(yīng)性)、減小沖擊、降低能耗。絲桿和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合情況，有一下類型：，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)；2絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)；、絲桿移動(dòng)；4絲桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。但其軸向尺寸不宜太長(zhǎng)，否則剛性較差。(2)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)如圖22b所示，該傳動(dòng)形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。適用于工作行程較大的場(chǎng)合。(4)絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖2—2d所示，該傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但在多數(shù)情況下使用極不方便，故很少應(yīng)用。該方式的絲杠上有基本導(dǎo)程(或螺距)不同的(如L0L02)兩段螺紋，其旋向相同。因此，這種傳動(dòng)方式多用于各種微動(dòng)機(jī)構(gòu)中。滾珠的循環(huán)方式有：滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。從結(jié)構(gòu)上看，外循環(huán)有以下三種形式：1）螺旋槽式2）插管式3)端蓋式 精度等級(jí)：根據(jù)GB/（與ISO 34083：1992同）標(biāo)準(zhǔn)，將滾珠絲杠副的精度分成為10共七個(gè)等級(jí)，最高級(jí)為1級(jí)，最低級(jí)為10級(jí)。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊：(1)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式，(2)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式，(3)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式，（4）彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式，（5）單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式。2制動(dòng)裝置。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)上述的原則并結(jié)合實(shí)際情況的可行性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)精度提出適當(dāng)要求。、起停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和總轉(zhuǎn)角誤差最小的原則來(lái)處理。可按總轉(zhuǎn)角誤差最小原則。往往需要將定軸輪系和行星輪系巧妙結(jié)合為混合輪系。齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法：1，圓柱齒輪傳動(dòng)：偏心套（軸）調(diào)整法，軸向墊片調(diào)整法，雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法。圓柱形導(dǎo)軌有兩個(gè)自由度，適用于同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方?？稍趫A柱表面開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用雙圓柱導(dǎo)軌。，其減速比為100，柔輪齒數(shù)為100 答：根據(jù)公式:iHr=Zr/(zrzg)可知: 當(dāng)iHr=100時(shí),Zg=99,（但一般剛輪齒數(shù)比柔輪齒數(shù)多，所以舍去）當(dāng)iHr=100時(shí),Zg=101。(提示：一般來(lái)說(shuō)，剛輪僅比柔輪多幾個(gè)齒；剛輪固定時(shí)，柔輪與輸出軸固聯(lián)；柔輪固定時(shí)，剛輪與輸出軸固聯(lián)，兩種情況下，波發(fā)生器均與輸入軸固聯(lián))C．執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)：，包括控制用電動(dòng)機(jī)(步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、DC和AC伺服電動(dòng)機(jī))、靜電電動(dòng)機(jī)、磁致伸縮器件、壓電元件、超聲波電動(dòng)機(jī)以及電磁鐵等。對(duì)控制用電動(dòng)機(jī)的性能除了要求穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)性能之外，還要求具有良好的加速、減速性能和伺服性能等動(dòng)態(tài)性能以及頻繁使用時(shí)的適應(yīng)性和便于維修性能。目前，世界上已開發(fā)了各種數(shù)字式液壓式執(zhí)行元件，例如電液伺服馬達(dá)和電液步進(jìn)馬達(dá)，這些電液式馬達(dá)的最大優(yōu)點(diǎn)是比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大，可以直接驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩/慣量比大，過(guò)載能力強(qiáng)，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。具有代表性的氣壓執(zhí)行元件有氣缸、氣壓馬達(dá)等。對(duì)執(zhí)行元件的基本要求：、動(dòng)力大、重量輕，既要縮小執(zhí)行元件的體積、減輕重量，同時(shí)又要增大其動(dòng)力，故通常用執(zhí)行元件的單位重量所能達(dá)到的輸出功率或比功率，即用功率密度 或比功率密度來(lái)評(píng)價(jià)這項(xiàng)指標(biāo)。比功率密度為(T2/J)/G。無(wú)刷DC及AC伺服電動(dòng)機(jī)就是走向無(wú)維修的一例。因此機(jī)電一體化系統(tǒng)所用執(zhí)行元件的主流是電氣式，其次是液壓式和氣壓式(在驅(qū)動(dòng)接口中需要增加電液或電氣變換環(huán)節(jié))。對(duì)控制用電動(dòng)機(jī)的基本要求：開環(huán)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)。D簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的工作原理：其定子有六個(gè)均勻分布的磁極，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)磁極組成一相，即有AABBCC1三相，磁極上繞有勵(lì)磁繞組。簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)距角大小的計(jì)算方法：步距角的大小與通電方式和轉(zhuǎn)子齒數(shù)有關(guān)，其大小可用下式計(jì)算：步距角＝360176。步進(jìn)電機(jī)也可以制成四相、五相、六相或更多的相數(shù)，以減小步距角并改善步進(jìn)電機(jī)的性能。它是一個(gè)大規(guī)模集成電路(LSI)器件或超大規(guī)模集成電路(VLSI)器件，器件中有數(shù)據(jù)通道、多個(gè)寄存器、控制邏輯和運(yùn)算邏輯部件，有的器件還含有時(shí)鐘電路，為器件的工作提供定時(shí)信號(hào)。它是以微處理機(jī)(CPU)為中心，加上只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、輸入／輸出接口電路、系統(tǒng)總線及其他支持邏輯電路組成的計(jì)算機(jī)。一般將配有系統(tǒng)軟件、外圍設(shè)備、系統(tǒng)總線接口的微型計(jì)算機(jī)稱為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱MCS。生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化、機(jī)床自動(dòng)化、數(shù)控機(jī)床一般應(yīng)用8位或16位微機(jī)系統(tǒng)，特別是控制系統(tǒng)與被控對(duì)象分離時(shí)，可使用單板機(jī)、多板機(jī)微機(jī)系統(tǒng)。然而，這類產(chǎn)品處理速度不高、處理數(shù)據(jù)量不大、處理過(guò)程又不太復(fù)雜，故主要采用4位或8位微機(jī)。對(duì)一般的工業(yè)控制設(shè)備及機(jī)電產(chǎn)品、汽車機(jī)電一體化控制、智能儀表、計(jì)算機(jī)外設(shè)控制、磅秤自動(dòng)化、交通與能源管理等，多采用8位機(jī)。由于單片機(jī)的迅速發(fā)展，它的功能更強(qiáng)，性能更完善，逐漸滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域的要求，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不但用于簡(jiǎn)單小系統(tǒng)，而且不斷被復(fù)雜大系統(tǒng)所采用。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒(méi)有光發(fā)出。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。當(dāng)然，光電耦合器還有其他連接方式，以實(shí)現(xiàn)不同要求的電平或極性轉(zhuǎn)換E．MC/FMC/FMS/FA/CIMS的含義是什么：MC：加工中心；FMC：柔性制造單元；FMS：柔性制造系統(tǒng)；FA:CIMS：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)?！巴瓿梢?guī)定功能”就是能夠連續(xù)地保持產(chǎn)品(或系統(tǒng))的工作能力，使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)定值。這是因?yàn)樽赃m應(yīng)和自調(diào)整等自動(dòng)化技術(shù)，能使機(jī)器具有適應(yīng)工作條件經(jīng)常變化的功能(對(duì)外界的作用作出反應(yīng))，以及恢復(fù)喪失了的工作能力的功能，使系統(tǒng)(產(chǎn)品)不僅具有完成規(guī)定功能的能力，而且能夠長(zhǎng)時(shí)期地保持這種能力，不必?fù)?dān)心外界影響，也不必?fù)?dān)心系統(tǒng)(產(chǎn)品)本身在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生故障。冗余技術(shù)又稱儲(chǔ)備技術(shù)