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1、精品学习资源教案2021-2021 学年第一学期号： 064100300机自 125，126师：崔华丽机械工程系课 程 名 称： 机械电子学课 程 编学院、专业、年级：任 课 教教 师 所 在 单 位：中原工学院信息商务学院欢迎下载精品学习资源课程简介本课程“以机为主、以电为用、机电结合”，系统地介绍了机电一体化技术的基本组成、原理、设计方法，具体介绍了该系统组成的各个技术模块的性能特点和优化设计技术，系统地介绍了整体系统的设计原就和技术方法；最后，通过大量的机电一体化系统设计实例，使读者能快速把握机电一体化系统的设计思路与设计方法；通过这门课的学习，可以使同学快速、全面地把握机电一体化系统的
2、原理、应用原就和设汁方法，达到娴熟地实现机电一体化系统设计和应用的目的；机械电子学是机械设计及其自动化的专业课，主要目的在于帮忙同学全面明白机械设计制造及其自动化专业的学问体系构成，并把握肯定的必要的基础学问；重点在于明白机械技术、微电子技术和信息技术有机地结合为一体的方法；充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的特长和特点，促进机械产品的更新换代；明白该体系各构成部分的基本原理和应用，并为后续课程的学习打下必要的基础；欢迎下载精品学习资源机电一体化技术（电子工业出版社 / 孟中凡） 第一讲 第一章 概论一、教案目标与要求1 、使同学懂得机电一体化的基本概念；2、使同学熟识机电一体化关键
3、技术；3 、使同学明白机电一体化的进展简况；二、重点及难点重点：机电一体化关键技术； 难点：机电一体化关键技术；三、教案内容、方法手段、时间支配及板书设计1 、课堂教案采纳启示式、争论式的教案方式，因材施教、课内外结合的方法，主要为多媒体加板书方式，在多媒体教室进行；2 、方法手段：以讲授为主，辅以举例3 、时间支配：机电一体化的基本概念 -（20 分钟）机电一体化关键技术 -（40 分钟）机电一体化的进展简况 -（ 30 分钟）四、教案小结、复习摸索题及作业题、课外学习任务及要求1 、小结：机电一体化的基本概念； 机电一体化关键技术； 机电一体化的进展简况；2、作业：五、教案内容设计欢迎下载
4、精品学习资源1.1 机电一体化技术的概念1.1.1 机电一体化系统的功能构成及定义 “机电一体化”是机械技术、微电子技术相互交叉、融合的产物；欢迎下载精品学习资源机械技术（机械学、机构学 ）机电一体化技术领域微电子技术（半导体技术、运算机技术）欢迎下载精品学习资源图 1-1机电一体化系统组成1.1.2 机电一体化系统的结构要素 机电一体化内部所具有的功能主功能（变换、传递、储备） 动力功能检测功能掌握功能1.1.3 机电一体化产品的分类数控机械类电子设备类机电结合类电液伺服类信息掌握类1.2 机电一体化关键技术机械设计技术运算机与信息处理技术自动掌握技术传感与检测技术执行与驱动技术机电一体化总
5、体设计技术欢迎下载精品学习资源1.3 机电一体化的进展简况1.3.1 机械技术进展的总趋势赋 予 机 械的阶段机械技术的进展代表的产品功能第一阶段机构的创造凸轮、齿轮、轴承、联轴器作业功能使作业机构动作的动其次阶段力机械的创造蒸汽动力、内燃机、电动机动力功能第三阶段自动掌握技术的创造传感器、伺服系统测定功能第四阶段微电子学的创造大规模的集成电路、微型运算机智能功能1.3.2 国内外机电一体化进展状况机电一体化技术的进展大体上可分为三个阶段20 世纪 60 岁月以前为第一阶段，也可称为“萌芽阶段”；信息技术的职能是能够提高或扩展人类的信息才能的方法和手段的总称；20 世纪 70 岁月至 20 世
6、纪 80 岁月为其次阶段，称为“蓬勃进展阶段”；从 20 世纪 90 岁月后期开头为第三阶段，称为“智能化阶段”， 机电一体化技术向智能化新阶段迈进；1.3.3 机电一体化技术的进展趋势1. 智能化2. 模块化3. 网络化4. 微型化5. 绿色化6. 人性化欢迎下载精品学习资源其次讲 其次章机械系统设计技术一、教案目标与要求1 、使同学明白明白机械设计的基本学问；2 、使同学明白常见机构传动设计的原理及特点；二、重点及难点重点：常见机构传动设计的原理及特点； 难点：常见机构传动设计的原理；三、教案内容、方法手段、时间支配及板书设计1 、课堂教案采纳启示式、争论式的教案方式，因材施教、课内外结合
7、的方法，主要为多媒体加板书方式，在多媒体教室进行；2 、方法手段：以讲授为主，辅以举例3 、时间支配：机械设计的基本学问 -（30 分钟）常见机构传动设计的原理及特点-（60 分钟） 四、教案小结、复习摸索题及作业题、课外学习任务及要求1 、小结：机械设计的基本学问；常见机构传动设计的原理及特点；2、作业： 五、教案内容设计欢迎下载精品学习资源2.1 机械设计概述2.1.1 机电一体化对机械系统的要求（1） ）采纳低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件，如采纳滚珠丝杠副、滚动导向支撑、动（静）压导向支撑等；（2） ）缩短传动链，提高传动与支撑刚度，如用加预紧的方法提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动与
8、支撑刚度；采纳大扭矩、宽调速的直流或沟通伺服电机直接与丝杠螺母副连接并削减中间传动机构；丝杠的支撑设计中采纳两端轴向预紧或预拉伸支撑结构等；（3） ）选用正确传动比，以达到提高系统辨论率、削减执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速才能；（4） ）缩小反向死区误差，如实行排除传动间隙、削减支撑变形的措施；（5） ）改进支撑及架体的结构设计以提高刚性，减小振动，降低噪声；如选用复合材料等来提高刚度和强度，减小质量、缩小体积使结构紧密化，以确保系统的小型化、轻量化、高速化和高牢靠性；2.1.2 机械系统的组成传动机构导向机构执行机构2.1.3 机械参数对系统性能的影响1. 刚度2. 惯量3.
9、 摩擦4. 传动误差5. 谐振频率2.2 传动机构的设计2.2.1 机械传动装置常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带、高速带传动以及各种非线性传动部件等，其主要功能是传递转矩和转速；欢迎下载精品学习资源2.2.1.2 带传动1、组成：主动轮 、从动轮、张紧在两轮上的环型传动带；2、原理：原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合）， 便拖动从动轮一起转动，并传递肯定动力；3、特点（1） 优点带具有良好的弹性，可以缓和冲击，吸取振动，传动平稳，噪声小；过载时，带在带轮上打滑，可防止其他零件损坏，起安全爱护作用；适用于两轴中心距较大的场合；结构简洁，制造、安装和爱护便利，成本低
10、；（2） 缺点带在带轮上有相对滑动，不能保证精确的传动比；传动效率较低，带的寿命较短；传动的外廓尺寸大；带传动需要张紧，支撑带轮的轴和轴承担力较 大；带传动中的摩擦会产生电火花，不宜用于易燃、易爆等场合；4、主要参数：包角 、基准长度 Ld、中心距 a 及带轮直径 dd1、dd2 ；2.2.1.2 谐波齿轮传动1、特点：结构简洁、传动比大（几十到几百）、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载才能强、效率高；2、工作原理：谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动特别相像；它是依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力和运动的，因此它与一般齿轮传动具有本质上的差别，如下图所示，谐波齿
11、轮传动由波形发生器3（ H）和刚轮 l、柔轮 2 组成 ；3、应用领域：工业机器人、航空、火箭等机电一体化系统；2.2.1.3 滚珠螺旋传动滚珠丝杠副 ：应用特别广泛；1、组成：滚珠丝杠副是在丝杠和螺母间以钢球为滚动体的螺旋传动部件， 它可将旋转运动变为直线运动，或相反；d0公称直径； Dpw节圆直径； 接触角； Ph导程； 螺旋角欢迎下载精品学习资源滚珠螺母钢球DWwDpd0d1PhDl 1滚珠丝杠2、滚珠的循环方式滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种欢迎下载精品学习资源第三讲 其次章机械系统设计技术一、教案目标与要求1 、使同学明白支撑导向部件的组成及分类；2 、使同学明白几种常
12、见的支撑部件的组成及使用；二、重点及难点重点：常见支撑部件的组成及使用； 难点：常见支撑部件的组成及使用；三、教案内容、方法手段、时间支配及板书设计1 、课堂教案采纳启示式、争论式的教案方式，因材施教、课内外结合的方法，主要为多媒体加板书方式，在多媒体教室进行；2 、方法手段：以讲授为主，辅以举例3 、时间支配：支撑导向部件的组成及分类-（ 30分钟）常见的支撑部件的组成及使用-（ 60分钟）四、教案小结、复习摸索题及作业题、课外学习任务及要求1 、小结：支撑导向部件的组成及分类； 常见的支撑部件的组成及使用；2、作业：五、教案内容设计欢迎下载精品学习资源2.3 支撑导向部件的设计组成：导向支
13、撑部件、轴系支撑部件、旋转支撑部件和机座机架 ；2.3.1 导向支撑部件1、导轨副组成：主要由承导件 1 和运动件 2 两部分组成；21欢迎下载精品学习资源2、导轨副的分类滑动导轨滚动导轨流体介质摩擦导轨气体、液体弹性摩擦导轨圆柱型棱柱型组合型滚柱（针）型滚珠型滚动导轨块型滚动轴承型动压型静压型动静压型片簧型 膜片型柔性铰链型欢迎下载精品学习资源3、导轨副间隙的调整常用的调整方法有压板法和镶条法两种；对燕尾形导轨可采纳镶条（垫片）方法同时调整垂直和水平两个方向的间隙；对矩形导轨可采纳修刮压板、调整垫片的厚度或调整螺钉的方法进行间隙欢迎下载精品学习资源的调整；2.3.2 轴系支撑部件轴系支撑机构由轴及安装在轴上的齿轮、带轮等传动部件组成；1234561 、 4轴头；8 滚动轴承；2 轴肩；9 齿轮；3 、 6轴
