所以齿轮传 动装置的设计是伺服机械传动系统设计的一个重要部分 ， 在各类型机电一体化机械传动系统中得到 广泛使用 。
在机电一体化系统中 ， 伺服电动机的伺服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变速 机构 ， 只有当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时 ， 才通过传动装置变速 。
由于机电一体化系 统对快速响应指标要求很高 ， 因此机电一体化系统中的机械传动装置不仅仅是用 。

32、来解决伺服电机与 负载间的力矩匹配问题 ， 更重要的是为了提高系统的伺服性能 。
为了提高机械系统的伺服性能 ， 要 求机械传动部件的转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性好、间隙小 ， 并满足小型、轻 量、高速、低噪声和高可靠性等要求 。
例如 ， 数控机床的伺服电动机或步进电动机通常要通过齿轮传动装置配合滚珠丝杠副传递转矩 和转速 ， 并使电动机和螺旋传动机构及负载（即工作台）之间的转矩与转速得到匹配 。
因此 ， 齿轮 传动装置（齿轮减速箱）的设计是整个数控机床机械传动系统设计的一个重要组成部分 。
由于数控 机床的电动机转速较高 ， 而机械系统驱动的工作台的移动速度有时不能太高 ， 变换范围也不能太大 ，故往往用齿轮装置将电 。

33、动机输出轴的高转速低转矩换成为负载轴所要求的低转速高转矩 。
对机电一体化机械传动系统总的要求是：精度高、稳定性好、响应快 。
而齿轮传动装置相当于 系统中的一个一阶惯性环节或二阶振荡环节 ， 对上述性能影响很大 ， 因此 ， 在设计齿轮传动装置时 ，以下三点应给以注意： 1传动精度 传动精度是由传动件的制造误差、装配误差、传动间隙和弹性变形等所引起的 。
对于开环控制 来说 ， 传动误差直接影响整个系统的精度 。
2稳定性 对于闭环控制来说 ， 齿轮传动装置完全在伺服回路内 ， 其性能参数将直接影响整个系统的稳定 性 ， 因此 ， 应考虑提高传动系统的固有频率 ， 提高系统的阻尼能力 ， 以便增加传动系统的抗振性能 ，满足稳定性要求 。
3响应 。

34、速度 无论开环还是闭环控制 ， 齿轮传动装置都将影响整个系统的响应速度 。
从这个角度考虑 ， 齿轮 传动装置的角加速度是关键因素 ， 可以采取使传动装置减少摩擦 ， 减少转动惯量 ， 提高传动效率等 措施 。
2.2.1 齿轮传动装置的设计内容 齿轮传动装置的设计内容包括： （1）载荷估算； （2）选择总传动比； （3）选择传动机构类型； （4）确定传动级数及传动比分配； （5）配置传动链； 12 （6）估算传动精度； （7）刚度、强度、固有频率计算 。
有些内容已经在机械工程设计基础等相关课程中讲过 ， 这里仅讨论（2） 、 （4）部分 。
1最佳总传动比的确定 根据以上所述 ， 机电一体化系统的传动装置在满足伺服电机与负载力 。

35、矩匹配的同时 ， 应具有较 高的响应速度 ， 即启动与制动速度 。
齿轮传动装置的总传动比设计原则是出于使系统动作稳、准、 快的考虑之上的 ， 在具体确定系统总传动比时 ， 可按工作时折算到电动机轴上的峰值转矩最小；等 效均方根力矩最小；电机驱动负载加速度最大三种方法计算 ， 如图 2-12 所示 。
这里重点讲解采用 负载角加速度最大原则来选择总传动比 ， 以提高伺服系统的响应速度 。
图 2-12 电机、传动装置和负载的传动模型 设电动机的输出转矩为 Tm、摩擦阻抗转矩为 TLF、电动机的转动惯量为 Jm、电动机的角位移为 、负载 L 的转动惯量为 JL、齿轮系 G 的总传动比为 i ， 根据牛顿定律可知 m L L mm L 。

36、 m LF m i i J J i J J i T T)()( 22 则 Lm LFm L JiJ TiT 2 令 ， 则有负载角加速度最大的最佳总传动比为0 di d m L m LF m LF J J T T T T i 2 若不计摩擦阻抗转矩 ， 即 ， 则0 LF T 或 m L J J i m L J i J 2 上式表明：齿轮系总传动比 i 的最佳值就是 ， 换算到电动机轴上的转动惯量正好等于电动 L J 机转子的转动惯量 ， 此时 ， 电动机的输出转矩一半用于加速负载 ， 一半用于加速电动机转子 ， 达到 了惯性负载和转矩的最佳匹配 。
当然 ， 上述分析是忽略了传动装置的惯量、摩擦阻抗转矩影响而得到的结论 ， 实际的总 。

37、传动比 要依据传动装置的惯量估算适当选择大一点 。
在传动装置设计完以后 ， 在动态设计时 ， 通常将传动 装置的转动惯量归算为负载折算到电机轴上 ， 并与实际负载一同考虑进行电机响应速度验算 。

稿源：(未知)

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标题：机电|机电一体化系统中的机械传动( 六 )