機(jī)電裝備設(shè)計(jì)復(fù)習(xí).doc

Chapter 2機(jī)電裝備傳動(dòng)系統(tǒng)的分類：主傳動(dòng)系統(tǒng)、普通進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)分類：按動(dòng)力源類型分：1.交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)：?jiǎn)嗡佟⒄{(diào)速（多速、變頻調(diào)速）、交流伺服電動(dòng)機(jī) 2直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 3.液壓驅(qū)動(dòng)按變速的連續(xù)性分：有級(jí)變速（滑移齒輪變速、變換齒輪變速、離合器變速） 無級(jí)變速【機(jī)械摩擦無極變速器、液壓無級(jí)變速器、無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)（直流電動(dòng)機(jī)、交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)）】布局形式：集中傳動(dòng)布局：適用于普通精度的大中型機(jī)床分離傳動(dòng)式： 適用于中小型高速精密機(jī)床變速機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)鏈中的位置：變速機(jī)構(gòu)在前，降速機(jī)構(gòu)在后轉(zhuǎn)速圖：轉(zhuǎn)速圖的擬定：變速組及其傳動(dòng)副數(shù)的確定：前多后少 基本組和擴(kuò)大組的確定：前密后疏 合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值：先慢后快主傳動(dòng)系統(tǒng)的幾種特殊變速形式：1.采用多速電動(dòng)機(jī)、2.采用交換齒輪變速、3.采用公用齒輪主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸能傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求：有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度2.具有良好的快速響應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行，1.運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高3.抗震性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲3.具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證所要求的進(jìn)給量（進(jìn)給范圍、數(shù)列），以適應(yīng)不同的加工材料，使用不同刀具，滿足不同的零件加工要求，能傳動(dòng)較大的轉(zhuǎn)矩5.進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度高6.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和裝配工藝性好。調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。消除爬行的措施：一、提高傳動(dòng)系統(tǒng)剛度（1.在條件允許的情況下，適當(dāng)提高傳動(dòng)系統(tǒng)或組件的剛度，縮小各傳動(dòng)軸的跨度，合理布置軸上零件的位置2.盡量縮短傳動(dòng)鏈，減小傳動(dòng)件數(shù)量和彈性變形量3.合理分配傳動(dòng)比，使多數(shù)傳動(dòng)件受力較小，變形也小4.對(duì)于絲杠螺母機(jī)構(gòu)，應(yīng)采用整體螺母結(jié)構(gòu)，以提高絲杠螺母的接觸剛性和傳動(dòng)剛性）二、減少摩擦力的變化電伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)速比的確定：總速比的分配：1.最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則2.重力最輕原則3.輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則直齒圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的消除：1.偏心套調(diào)整2.墊片調(diào)整3.雙齒輪錯(cuò)齒調(diào)整微量進(jìn)給裝置：在超精密機(jī)床和超精密加工中，為使機(jī)床微位移的分辨率進(jìn)一步提高，為進(jìn)行機(jī)床和加工誤差的在線補(bǔ)償，以提高加工的形狀精度，為進(jìn)行某些特殊的非軸對(duì)稱表面加工，都需要微量進(jìn)給裝置。分為：機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形微量進(jìn)給裝置、壓電和電致伸縮傳感器微量進(jìn)給裝置。同步帶傳動(dòng)標(biāo)號(hào)：DA 980 XH 300 DA：對(duì)稱雙面齒帶形式代號(hào)；980：節(jié)線長(zhǎng)度代號(hào)；XH：型號(hào)；300：寬度代號(hào)MXL:最輕型 XXL:超輕型 XL:特輕型 L:輕型 H：重型 XH:特重型 XXH:最重型諧波齒輪傳動(dòng)速比：1、 當(dāng)剛輪固定、波發(fā)生器為主動(dòng)件，柔輪為從動(dòng)件時(shí)2、 當(dāng)柔輪固定、波發(fā)生器為主動(dòng)件，剛輪為從動(dòng)件時(shí)3、 當(dāng)波發(fā)生器固定、柔輪為主動(dòng)件，剛輪為從動(dòng)件時(shí)4、當(dāng)波發(fā)生器固定、剛輪為主動(dòng)件，柔輪為從動(dòng)件時(shí)、滾珠螺旋傳動(dòng)亦稱滾珠絲杠副，它是在絲杠和螺母滾道之間放入適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦取代滑動(dòng)摩擦，從而提高傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度。按滾珠循環(huán)方式分為：內(nèi)循環(huán)（固定式和浮動(dòng)式）、外循環(huán)（螺旋槽式和插管式）按預(yù)緊方式分為：雙螺母墊片式(D)、雙螺母螺紋式(L)、雙螺母齒差式(C)、單螺母變位導(dǎo)程式(B)、單螺母增大鋼球直徑式(Z)軸系：定義：軸系由軸、軸承和安裝于軸上的傳動(dòng)體、密封件及定位件組成。功能：支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。組成：軸系按其在傳動(dòng)鏈中所處的地位不同可分為傳動(dòng)軸軸系和主軸軸系，一般對(duì)傳動(dòng)軸的要求不高，對(duì)主軸有較高的要求。整體要求：保證在一定的載荷與轉(zhuǎn)速下，主軸組件精確而穩(wěn)定地繞其軸心旋轉(zhuǎn)，并長(zhǎng)期地保持這種性能。熱特性與熱變形1）溫升和熱變形軸系組件熱產(chǎn)生的原因：運(yùn)動(dòng)件摩擦、攪油熱量、加工區(qū)熱量和環(huán)境熱輻射等。2）熱位移：使主軸工作端截面形心相對(duì)固定坐標(biāo)產(chǎn)生的位移。3）軸系主要熱特性參數(shù)主要特性參數(shù)：熱源強(qiáng)度、溫升和工作部分的熱位移。常見的有以下幾種典形的配置形式：速度型、剛度型和剛度速度型速度型：主軸前后軸承都采用具有良好高速性能的角接觸球軸承(雙聯(lián)或三聯(lián))。適用于高速輕載精密機(jī)床，如高速鏜削單元、高速CNC車床。 剛度型：前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷和60角接觸雙列調(diào)心推力球軸承承受軸向載荷。后支承采用雙列短圓柱滾子軸承。這種軸承配置的主軸部件，適用于中等轉(zhuǎn)速和切削負(fù)載較大，要求剛度高的機(jī)床。速度剛度型：前支承采用三聯(lián)角接觸球軸承，后軸承采用雙列短圓柱滾子軸承。 三支承主軸：Chapter 4機(jī)電裝備支撐件熱變形可分為：自由狀態(tài)熱變形和非自由狀態(tài)熱變形。每類熱變形又可分為：由于均勻溫升引起的直線伸長(zhǎng)和由于溫差或變形差而引起的彎曲變形。Chapter 5導(dǎo)軌組合形式：雙矩形組合：承載能力較大，但導(dǎo)向性稍遜，多用于普通精度機(jī)床和重型機(jī)床。由一條導(dǎo)軌的兩側(cè)導(dǎo)向稱為窄式組合，由兩條導(dǎo)軌的外側(cè)導(dǎo)向?qū)捠浇M合。導(dǎo)軌受熱膨脹時(shí)寬式矩形導(dǎo)軌比窄式的變形量大，調(diào)整時(shí)應(yīng)留有較大側(cè)向間隙，因而導(dǎo)向性較差。雙三角組合：導(dǎo)向性和精度保持性都高，但由于超定位，加工、檢驗(yàn)和維修都比較困難。矩-三角組合：兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度高的優(yōu)點(diǎn)，承載能力優(yōu)于雙三角組合，導(dǎo)向性優(yōu)于雙矩形組合，工藝性介于二者之間。矩形燕尾形組合：兼有調(diào)整方便和能承受較大力矩的優(yōu)點(diǎn)，多用于橫梁、立柱和搖臂等的導(dǎo)軌。雙圓柱導(dǎo)軌：常用于只受軸向力的場(chǎng)合。滾動(dòng)導(dǎo)軌與滑動(dòng)導(dǎo)軌相比具有以下特點(diǎn)。(1) 摩擦因數(shù)小(0.0030.005)，運(yùn)動(dòng)靈活；(2) 動(dòng)、靜摩擦因數(shù)很接近，因而起動(dòng)阻力小，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，且不易發(fā)生爬行(3)可以預(yù)緊，剛度高。4) 壽命長(zhǎng)。(5) 精度高。定位精度可達(dá)0.10.2m，重復(fù)精度可達(dá)0.2m。(6) 潤(rùn)滑方便，可以采用潤(rùn)滑脂，一次裝填，長(zhǎng)期使用。(7) 由專業(yè)廠生產(chǎn)，可外購選用。 (8) 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制造比較困難、成本比較高。(9) 抗振和抗沖擊能力差，對(duì)灰塵屑末較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。 滾動(dòng)導(dǎo)軌廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、測(cè)量機(jī)和測(cè)量?jī)x器等。滾珠導(dǎo)軌，由于它的承載能力與滾珠直徑平方成正比，與滾珠數(shù)目成正比，一次應(yīng)優(yōu)先加大滾珠的直徑。第五章 機(jī)電裝備伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)一主要靜態(tài)特性1）靜態(tài)距角特征 定義：靜態(tài)時(shí)（步進(jìn)電機(jī)某相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子處于不動(dòng)狀態(tài)），電磁轉(zhuǎn)矩T與失調(diào)角之間的關(guān)系，即Tf（）。2）最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Tmax 即靜態(tài)矩角特性的電磁轉(zhuǎn)矩最大值。3）最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tq 即靜態(tài)矩角特性的交點(diǎn)電磁轉(zhuǎn)矩。4）啟動(dòng)頻率定義：步進(jìn)電機(jī)在帶載狀態(tài)下，能夠不失步啟 動(dòng)的最高頻率fst。一般空載啟動(dòng)頻率比帶載高。 設(shè)計(jì)中啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩TqTL。5）慣頻特性一般說來，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加，啟動(dòng)頻率下降。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)純慣性負(fù)載時(shí)，啟動(dòng)頻率和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之間的關(guān)系，稱為啟動(dòng)慣頻特性。 二伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方法和控制理論方法。三第7章 金屬切削機(jī)床與數(shù)控化機(jī)床非一般機(jī)電裝備，是用來生產(chǎn)其他機(jī)械的工作母機(jī)。機(jī)床在精度、剛度、動(dòng)態(tài)特性方面有特殊要求。 一精度1.幾何精度：機(jī)床在空載條件下，不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度。2.運(yùn)動(dòng)精度：機(jī)床的主要零、部件一工作狀態(tài)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。3.傳動(dòng)精度：機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)各末端執(zhí)行件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性和準(zhǔn)確性。4.定位精度：機(jī)床的定位部件運(yùn)動(dòng)到達(dá)規(guī)定位置的精度。5.工作精度：機(jī)床加工規(guī)定的試件所能達(dá)到的加工精度。6.精度保持性：在規(guī)定的工期間內(nèi)，保持機(jī)床所要求的精度。二運(yùn)動(dòng)功能關(guān)系式表示機(jī)床的運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)、形式（直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）、功能（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、非成型運(yùn)動(dòng)，分別用下標(biāo)戶p、f、a表示）及排列順序。例： 三影響幾何運(yùn)動(dòng)功能分配的因素為：坯料的形式、加工的尺寸比例和工件的重量。四刀具交換方式分類：利用刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換機(jī)械手交換刀具 五3 帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 1)目的：為了滿足復(fù)雜零件的加工工序高度集中的要求，一般多采用刀庫式自動(dòng)換刀裝置。 2) 組成：由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。3) 形式：盤形刀庫 鏈?zhǔn)降稁?格子箱刀庫三種典型換刀裝置（1）直接在刀庫與主軸(或刀架)之間換刀的自動(dòng)換刀裝置（2）用機(jī)械手在刀庫與主軸之間換刀的自動(dòng)換刀裝置（3）用機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔配合刀庫進(jìn)行換刀的自動(dòng)換刀裝置第7章 物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)一料倉時(shí)尚料裝置功用和組成 單件毛坯的尺寸較大，形狀較復(fù)雜、難于自動(dòng)定向時(shí)，采用料倉上料機(jī)構(gòu)。人工或?qū)ｉT的定向裝置不斷地將單件毛坯以一定方位裝入料倉中，再由料倉送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)地將單件毛坯從料倉送到機(jī)床上； 料倉式上料裝置應(yīng)用在大量和大批生產(chǎn)中； 所運(yùn)送的毛坯可以是鍛件、鑄件或由棒料加工成的毛坯和半成品； 由于料倉是上料機(jī)構(gòu)需要