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机电|机电一体化系统中的机械传动( 二 )



按关键词阅读: 系统 中的 机电 一体化 机械传动


2.响应速度 对于伺服系统 , 数据的运算和处理速度远比机械装置的运动速度快 。
而机械传动系统的响应主 要取决于加速度 。
从传动系统的角度看 , 在不影响系统刚度的条件下 , 主要从减小摩擦力矩 , 减小 机械部件的质量、减小电动机的负载和转动惯量 , 来提高系统的 。

7、传动效率 。
3. 稳定性 伺服系统不但要求稳态误差小 , 并且要求能够稳定工作、动态品质好 , 这与振动、热以及其他 许多环境因素有关 。
要提高传动系统的抗振性 , 就必须提高传动系统的固有频率 , 一般不应低于 50100Hz , 并须提高系统的阻尼能力 。
在实际设计与使用中 , 还应根据不同的实际情况有所侧重和增加必要的指标 。
2.1.3 伺服机械传动系统的传动特性 机电一体化系统中机械传动系统的良好伺服特性 , 要求机械传动部件满足转动惯量小、传动刚 度大、传动系统固有频率高、振动特性好、摩擦损失小、阻尼合理、间隙小等方面 , 还要求机械部 分的动态特性与电机速度环的动态特性相匹配 。
由此才能满足伺服传动系统中传动精度高、 。

8、响应速 度快、稳定性能好的基本要求 。
1转动惯量 转动惯量是物体转动时惯性的度量 , 转动惯量愈大 , 物件的转动状态就越不容易改变(变速)。
利用能量守恒定理可以实现各种运动形式的物体转动惯量的转换 , 将传动系统的各个运动部件的转 动惯量折算到特定轴(一般是伺服电机轴)上 , 然后将这些折算转动惯量(包括特定轴自身的转动 惯量)求和 , 获得整个传动系统对特定轴的等效转动惯量 。
传动系统折算到电机轴上的转动惯量大所产生的影响有:使电机的机械负载增大;使机械传动 系统的响应变慢;使系统的阻尼比减少 , 从而使系统的振荡增强 , 稳定性下降;使机械传动系统的 固有频率下降 , 容易产生谐振 , 因而限制了伺服带宽 , 影响了伺服精 。

9、度和响应速度 。
但惯量的适当 增大对改善低速爬行是有利的 。
由于在进行伺服系统设计时离不开转动惯量的计算和折算到特定轴上等效转动惯量的计算 , 下 面就给出这方面的常用公式 , 以便于分析计算 。
(1) 圆柱体转动惯量 (kgm2) 2 2 1 mRJ 式中 m一质量 , 单位 kg; R一圆柱体半径 , 单位 m 。
长为 L 的圆柱体的质量为 2 LRm 3 密度 , 钢材的密度为 7.8103 kgm3; 齿轮、联轴器、丝杠和轴等接近于圆柱体的零件都可用上式计算(或估算)其转动惯量 。
(2) 丝杠轴折算到电机轴的转动惯量(引伸到后轴折算到前轴) (kgm2) 2 i J J S 式中 i电机轴到丝杠轴的总传动比; 。

10、 JS 丝杠的转动惯量 。
(3) 直线移动工作台折算到丝杠上的转动惯量 如图 2-1 所示为由导程为 L 的丝杠驱动质量为 m(含工件质量)的工作台往复移动 , 折算到丝 杠上的转动惯量为 (kgm2) 2 2 L mJ 式中 , L为丝杠导程 , 单位 m; m工作台及工件的质量 , 单位 kg 。
(4) 丝杠传动时 , 传动系统折算到电机轴上的总转动惯量(如图 2-2 所示) 图 2-1 丝杠回转推动工作台 图 2-2 丝杠传动的机械传动系统 (kgm2) 2 )( 1 2 2 2 1 L mJJ i JJ S 式中 J1小齿轴及电机轴的转动惯量; J2大齿轮的转动惯量; JS丝杠的转动惯量; L丝杠的螺距; 。

11、 m工作台及工件质量 。
(5) 齿轮齿条传动时工作台折算到小齿轮轴上的转动惯量(如图 2-3 所示) (kgm2) 2 RmJ 式中 R一齿轮分度圆半径 , 单位 m; m 一一工作台及工件质量 , 单位 kg 。
(6) 齿轮齿条传动时传动系统折算到电机轴上的总转动惯量(如图 2-4 所示) 4 图 2-3 齿轮齿条机构推动工作台 图 2-4 采用齿轮齿条的传动系统 (kgm2) )( 1 2 2 2 1 RmJ i JJ 式中 J1 、J2一分别为 I 轴和轴及其上面齿轮的转动惯量; i 一传动比; m工作台及工件的质量; R 一一齿轮 Z 的分度圆半径 。
(7) 工作台折算到钢带传动驱动轴上的转动 。

12、惯量(如图 2-5 所示) (kgm2) 2 u mJ 式中 m工作台及工件质量 , 单位 kg; 一驱动轴的角速度 , 单位 s-1; u工作台移动速度 , 单位 ms 。
图 2-5 钢带传动带动工作台 例例 2-1 两对齿轮传动(见图 2-6), 求折算到电机轴上的总等效转动惯量 。
图 2-6 两对齿轮减速器 解:解: 2 1 2 2 3 4 2 4 32 1 2 Z Z Z Z M L JJ JJ JJJ S D 例例 2-2 如图 2-7 所示为一进给工作台 , 直流伺服电动机 M , 制动器 B , 工作台 A , 齿轮 G1 G4以及轴 1、2 的数据如表 2-1 所示 , 工作台质量(包括工件在内)mA=300 。


稿源:(未知)

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