1、機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的要求
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的伺服性能,要求機(jī)械傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、摩擦小、阻尼合理、剛度大、抗振性好、間隙小,并滿足小型、輕量、高速、低噪聲和高可靠性等要求。
2、總傳動(dòng)比的確定
在伺服系統(tǒng)中,通常采用負(fù)載角加速度最大原則選擇總傳動(dòng)比,以提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
3、傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配
(1) 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則
(2) 質(zhì)量最小原則
(3) 輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則
(4) 三種原則的選擇
1) 對(duì)于傳動(dòng)精度要求高的降速齒輪傳動(dòng)鏈,可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則設(shè)計(jì)。
2) 對(duì)于要求運(yùn)轉(zhuǎn)干穩(wěn)、啟停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的降速傳動(dòng)鏈,可按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則設(shè)計(jì)。
3) 對(duì)于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈,可按質(zhì)量最小原則設(shè)計(jì)。
4、機(jī)械傳動(dòng)裝置
(1)同步帶傳動(dòng)
1)同步帶傳動(dòng)工作原理
工作原理:原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于帶和帶輪間的摩擦(或嚙合),便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),并傳遞一定動(dòng)力,如圖1所示。
圖1 同步帶傳動(dòng)
2)特點(diǎn):
a 傳動(dòng)比準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率高;
b 工作平穩(wěn),能吸收振動(dòng);
c 不需潤(rùn)滑,耐油、水、耐高溫,耐腐蝕,
維護(hù)保養(yǎng)方便;
d 中心距要求嚴(yán)格,安裝精度要求高;
e 制造工藝復(fù)雜,成本高。
3)應(yīng)用領(lǐng)域:飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)床、發(fā)電機(jī)等同步帶傳動(dòng)
例2.1 設(shè)計(jì)一液體攪拌機(jī)的同步帶傳動(dòng)。已知該設(shè)備由額定功率p=2.2kw、轉(zhuǎn)速 的鼠籠式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速 中心距a為500mm左右,每日三班制工作,中心距可調(diào)。
解:
1.確定計(jì)算功率
根據(jù)已知工作條件查表1.8,取則
2.選定帶型和節(jié)距
根據(jù)
由圖2-23確定帶型為h型,對(duì)應(yīng)的節(jié)距
3.選小帶輪數(shù)z1和帶輪直徑d1、d2
由表2-3查得小帶輪最小齒數(shù)zmin=18 取小帶輪最小齒數(shù)z1=18
小帶輪節(jié)圓直徑
大帶輪齒數(shù)
取標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)z2=60
大帶輪節(jié)圓直徑
4.校核帶速v
帶速符合要求。
5.確定中心距a及帶長(zhǎng)lp
初定中心距a0:
根據(jù)機(jī)器的結(jié)構(gòu)要求,取a0=500mm。
帶長(zhǎng)l0為
按國(guó)標(biāo)gb11616-89標(biāo)準(zhǔn)化,選取標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)
帶的齒數(shù)z=120,帶長(zhǎng)度代號(hào)為600。
因?yàn)檩S間距可調(diào)整,則實(shí)際中心距a為
6.計(jì)算小帶輪的嚙合齒數(shù)zm
7.計(jì)算基本額定功率 p0
由表2-23查得h型帶的基準(zhǔn)寬度 其準(zhǔn)寬度 的帶的許用工作拉力 ,帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量
則
8.確定帶寬bs
由于 取
由表查得帶寬代號(hào)為150的h型帶的
9.計(jì)算軸上的壓力f
10.設(shè)計(jì)結(jié)果
同步帶規(guī)格為600h150 gb11616-89,小帶輪齒數(shù) ,大帶輪齒數(shù) ,中心距a=507.2mm,軸上壓力f=727n。
(2)諧波齒輪傳動(dòng)
圖 2 諧波齒輪傳動(dòng)
1) 諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理
工作原理:諧波齒輪傳動(dòng)與少齒差行星齒輪傳動(dòng)十分相似。它是依靠柔性齒輪產(chǎn)生的可控變形波引起齒間的相對(duì)錯(cuò)齒來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。
2)特點(diǎn):
a 傳動(dòng)比大
b 承載能力大
c 傳動(dòng)精度高
d 可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力
e 傳動(dòng)平穩(wěn)
f 傳動(dòng)效率較高
g 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量小。
3)應(yīng)用領(lǐng)域:工業(yè)機(jī)器人、航空、火箭等機(jī)電一體化系統(tǒng)。
(3)滾珠花鍵傳動(dòng)
滾珠花鍵傳動(dòng)裝置由花鍵軸、花鍵套、循環(huán)裝置及滾珠等組成,如圖 3 所示。
圖3 滾珠花鍵傳動(dòng)
1—保持架 2—橡皮密封圈 3—鍵槽 4—外筒 5—油孔
6—負(fù)荷滾珠列 7—退出滾珠列 8—花鍵軸