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1、机电一体化系统与设计机电一体化系统与设计第一章第一章 机电一体化概论机电一体化概论第二章第二章 精细机械技术精细机械技术第三章第三章 工业控制计算机工业控制计算机第四章第四章 基于单片机的控制器基于单片机的控制器第五章第五章 可编程序控制器可编程序控制器第六章第六章 传感器与计算机接口传感器与计算机接口第七章第七章 动力驱动及其计算机控制动力驱动及其计算机控制第八章第八章 机电一体化系统设计方法与实例机电一体化系统设计方法与实例第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构机构导向机构向机构执行机构行机构概述概述控制器(IPC/PLC/MCU等)输入接口输出接口驱动执行机构(电机、电磁
2、阀等)被控对象(各种机械参数)传感检测安装(各类传感器等)反响量被控量设定值机电一体化系统的组成概述概述机机电一体化一体化对机械系机械系统的根本要求的根本要求普通情况下，机械系普通情况下，机械系统是机是机电一体化一体化产品品系系统中的支撑、中的支撑、传动、执行机构，与普通行机构，与普通的机械系的机械系统不同：不同：高精度高精度快速呼快速呼应高速的高速的计算机算机单元元+慢速的机械慢速的机械单元元良好的良好的稳定性定性简单而言，就是而言，就是“稳、准、快，此外，、准、快，此外，还要要求有求有较大的大的刚度、良好的可靠性、分量度、良好的可靠性、分量轻、体体积小、寿命小、寿命长等等等等措施：思索到以
3、上要求，在措施：思索到以上要求，在设计和制造机械和制造机械安装安装时，通常采用精，通常采用精细机械技机械技术。概述概述机机电一体化系一体化系统中机械安装的主要中机械安装的主要组成成传动机构：主要完成机构：主要完成转速、速、转矩的匹配，并矩的匹配，并且要求有良好的伺服性能。且要求有良好的伺服性能。导向机构：主要起支承和向机构：主要起支承和导向作用，向作用，为机械机械安装中各运安装中各运动部件平安、准确地完成特定运部件平安、准确地完成特定运动作保作保证。执行机构：完成行机构：完成详细的的动作，要求有高的灵作，要求有高的灵敏度、准确度和良好的反复性、可靠性。敏度、准确度和良好的反复性、可靠性。第二讲
4、第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构机构传动机构的性能要求机构的性能要求滚珠珠丝杠杠传动精精细齿轮传动挠性性传动间歇歇传动导向机构向机构执行机构行机构传动机构的性能要求传动机构的性能要求为满足机械安装有良好的伺服性能，足机械安装有良好的伺服性能，传动系系统应具有：具有：转动惯量小：前提是？量小：前提是？大的大的转动惯量会量会带来：来： 机械机械负载增大增大 呼呼应速度慢速度慢 灵敏度下降灵敏度下降足足够的的刚度：度：刚度？度？大的大的刚度会：度会： 能量能量损失小失小 机械安装固有机械安装固有频率高，不易共振率高，不易共振 能添加能添加闭环伺服系伺服系统的的稳定性定性阻尼适中：阻尼
5、适中：大的阻尼会：大的阻尼会： 振幅小，衰减快振幅小，衰减快 稳态误差增大，精度降低差增大，精度降低第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构传动机构的性能要求传动机构的性能要求滚珠丝杠传动滚珠丝杠传动精细齿轮传动精细齿轮传动挠性传动挠性传动间歇传动间歇传动导向机构导向机构执行机构执行机构滚珠丝杠的构造及任务原理滚珠丝杠的构造及任务原理将旋将旋转运运动转变为直直线运运动或将直或将直线运运动转变为旋旋转运运动，它是，它是传统滑滑动丝杠的杠的进一步延伸一步延伸开展。开展。由由丝杠、螺母、杠、螺母、滚动体、体、滚珠循珠循环安装安装组成。成。根据根据滚珠的循珠的循环方式：方式：内循
6、内循环式：反向器式：反向器外循外循环式：插管式、端式：插管式、端盖式、螺旋槽式盖式、螺旋槽式1丝杠 2端盖 3滚珠 4螺母滑动丝杠滚珠丝杠的构造及任务原理滚珠丝杠的构造及任务原理内循环变位导程预紧螺母式内循环变位导程预紧螺母式滚珠丝杠副滚珠丝杠副内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副内循环螺纹预紧螺母式滚珠丝杠副内循环螺纹预紧螺母式滚珠丝杠副滚珠丝杠的构造及任务原理滚珠丝杠的构造及任务原理大导程插管式滚珠丝杠副大导程插管式滚珠丝杠副端盖式滚珠丝杠副端盖式滚珠丝杠副滚珠丝杠的特点滚珠丝杠的特点优点：点：传动效率高：效率高：滚动摩擦、摩擦、传动效率效率90%以上，以上，驱动力
7、矩力矩为滑滑动丝杠的杠的1/3左右，左右，发热率低。率低。定位精度高：定位精度高：发热率低，温升小，采取率低，温升小，采取预拉伸拉伸并并预紧消除消除轴向向间隙等措施。隙等措施。传动可逆性：旋可逆性：旋转运运动直直线运运动。运用寿命运用寿命长：寿命：寿命远高于滑高于滑动丝杠。杠。同步性能好：采用多套同步性能好：采用多套滚珠珠丝杠副方案杠副方案驱动同同一安装或多个一一安装或多个一样部件部件时，可，可获得很好的同步得很好的同步性。性。滚珠丝杠的特点滚珠丝杠的特点缺陷：缺陷：不能自不能自锁垂直配置需制垂直配置需制动安装安装制造工制造工艺复复杂，本，本钱高高运用：运用：滚珠珠丝杠副因杠副因优良的摩擦特性
8、使其广泛的运良的摩擦特性使其广泛的运用于各种工用于各种工业设备、精、精细仪器、精器、精细数控机数控机床、加工中心等。尤其是近年来，床、加工中心等。尤其是近年来，滚珠珠丝杠杠副作副作为数控机床直数控机床直线驱动执行行单元，在机床元，在机床行行业得到广泛运用，极大的推得到广泛运用，极大的推进了机床行了机床行业的数控化开展。的数控化开展。电滚珠丝杠单元滚珠丝杆滚珠丝杆滚珠丝杆滚珠丝杆电动机转子电动机转子电动机转子电动机转子滚珠螺母滚珠螺母滚珠螺母滚珠螺母提高传动精度提高传动精度影响影响传动精度的主要要素精度的主要要素轴向向间隙原有隙原有预留留间隙隙弹性性变形引起的形引起的间隙隙调整方法：施加整方法：
9、施加预紧力力双螺母螺双螺母螺纹预紧调整式整式双螺母双螺母齿差差预紧调整式整式双螺母双螺母垫片片预紧调整式整式调整整间隙隙应留意的留意的问题预紧力大小适中力大小适中过大会增大摩擦，效率降低大会增大摩擦，效率降低过小会降低小会降低传动精度精度构造图构造图原理图原理图滚珠丝杠的安装方式滚珠丝杠的安装方式安装方式不同支撑方式不同，将影安装方式不同支撑方式不同，将影响到响到丝杠的杠的轴向向刚度和度和传动精度，各有精度，各有优缺陷，缺陷，应视不同需求而定：不同需求而定：单推推单推式推式双推双推双推式双推式双推双推简支式支式双推双推自在式自在式单推推单推式推式滚珠丝杠的制动滚珠丝杠的制动运用制运用制动电机、
10、超越离合器或其他方式机、超越离合器或其他方式的制的制动安装，例如安装，例如电磁磁摩擦制摩擦制动安装。安装。滚珠丝杠的设计、计算滚珠丝杠的设计、计算尺寸、尺寸、强度、度、预紧力、效率力、效率计算、算、刚度、度、稳定性校核定性校核请参考相关工具参考相关工具书。第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构传动机构的性能要求传动机构的性能要求滚珠丝杠传动滚珠丝杠传动精细齿轮传动精细齿轮传动挠性传动挠性传动间歇传动间歇传动导向机构导向机构执行机构执行机构精细齿轮传动精细齿轮传动普通齿轮传动的精度提高普通齿轮传动的精度提高谐波齿轮略谐波齿轮略精细齿轮传动精细齿轮传动普通普通齿轮传动的精度
11、提高的精度提高误差的主要来源差的主要来源直直齿圆柱柱齿轮的消隙的消隙斜斜齿轮的消隙的消隙锥齿轮的消隙的消隙谐波波齿轮略略齿轮传动的误差来源齿轮传动的误差来源误差的主要来源：差的主要来源：齿侧间隙隙空行程空行程传动误差差 齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间构成光齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间构成光滑油膜，防止因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，齿廓之滑油膜，防止因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，齿廓之间必需留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。间必需留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。但是，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，影响齿轮但是，齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，影响齿轮传动的平稳性。因此，这个间隙只能
12、很小。传动的平稳性。因此，这个间隙只能很小。精细齿轮传动精细齿轮传动普通齿轮传动的精度提高普通齿轮传动的精度提高误差的主要来源误差的主要来源直齿圆柱齿轮的消隙直齿圆柱齿轮的消隙斜齿轮的消隙斜齿轮的消隙锥齿轮的消隙锥齿轮的消隙谐波齿轮略谐波齿轮略直齿圆柱齿轮的消隙直齿圆柱齿轮的消隙调整中心距法整中心距法偏心偏心轴套套调整法：构造整法：构造简单，无自，无自动补偿才才干。干。偏心轴套调整法偏心轴套调整法构造图构造图直齿圆柱齿轮的消隙直齿圆柱齿轮的消隙n调侧隙法隙法n双片薄双片薄齿轮错齿法：能自法：能自动补偿，但无法，但无法传送大的送大的动力，且构造复力，且构造复杂，适用于一些，适用于一些传动精度高、
13、力矩小的精度高、力矩小的场所，如所，如计数器。数器。双片薄齿轮错齿调整法双片薄齿轮错齿调整法宽齿轮宽齿轮薄齿轮薄齿轮扭簧扭簧构造图构造图精细齿轮传动精细齿轮传动普通齿轮传动的精度提高普通齿轮传动的精度提高误差的主要来源误差的主要来源直齿圆柱齿轮的消隙直齿圆柱齿轮的消隙斜齿轮的消隙斜齿轮的消隙锥齿轮的消隙锥齿轮的消隙谐波齿轮略谐波齿轮略斜齿轮的消隙斜齿轮的消隙轴向向调整法整法有有垫片片调整法和整法和轴向向压簧簧调整法。整法。垫片调整法垫片调整法宽齿轮宽齿轮薄齿轮薄齿轮垫片垫片轴向压簧调整法轴向压簧调整法宽齿轮宽齿轮薄齿轮薄齿轮弹簧弹簧精细齿轮传动精细齿轮传动普通齿轮传动的精度提高普通齿轮传动的精
14、度提高误差的主要来源误差的主要来源直齿圆柱齿轮的消隙直齿圆柱齿轮的消隙斜齿轮的消隙斜齿轮的消隙锥齿轮的消隙锥齿轮的消隙谐波齿轮略谐波齿轮略锥齿轮的消隙锥齿轮的消隙轴向向调整法整法有有轴向向弹簧簧调整法有自整法有自补偿才干和周向才干和周向弹簧簧调整法。整法。轴向压簧调整法轴向压簧调整法弹簧弹簧第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构传动机构的性能要求传动机构的性能要求滚珠丝杠传动滚珠丝杠传动精细齿轮传动精细齿轮传动挠性传动挠性传动间歇传动间歇传动导向机构导向机构执行机构执行机构挠性传动挠性传动同步同步带传动：综合了合了带传动及及链传动的特点，的特点，属于属于啮合合传动方式方
15、式优点：精度高，效率高，点：精度高，效率高，传动平平稳、无冲、无冲击、无振无振动、传动比恒定比恒定缺陷：制造、安装精度复缺陷：制造、安装精度复杂，橡胶有蠕，橡胶有蠕变性性钢带传动：属于摩擦：属于摩擦传动绳轮传动：属于摩擦：属于摩擦传动钢带传动、绳轮传动运用在：起重机、运用在：起重机、电梯、梯、索道等索道等软轴传动：适用于两个：适用于两个传动机构不在同一条机构不在同一条直直线上或两个部件之上或两个部件之间有相有相对位置。位置。第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构传动机构的性能要求传动机构的性能要求滚珠丝杠传动滚珠丝杠传动精细齿轮传动精细齿轮传动挠性传动挠性传动间歇传动间
16、歇传动导向机构导向机构执行机构执行机构间歇传动间歇传动特点：特点：延延续运运动间歇运歇运动构造方式：构造方式：棘棘轮传动机构机构槽槽轮传动机构机构蜗形凸形凸轮传动机构机构不完全不完全齿轮机构机构齿式棘轮机构外啮合齿式棘轮机构外啮合齿式棘轮机构内啮合齿式棘轮机构内啮合摩擦式棘轮机构外啮合摩擦式棘轮机构外啮合双动式棘轮机构双动式棘轮机构圆柱凸轮间歇机构圆柱凸轮间歇机构蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构外啮合槽轮外啮合槽轮内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构机构导向机构向机构导轨的构造及作用的构造及作用导轨的分的分类和特点和特点导轨的根本要求的根本
17、要求低速运低速运动的平的平稳性分析性分析滑滑动导轨副的构造及副的构造及选型型滚动导轨副的构造及副的构造及选型型执行机构行机构导轨的构造及作用导轨的构造及作用滑动导轨截面为圆形滑动导轨截面为圆形滚动导轨滚动体为滚珠滚动导轨滚动体为滚珠导轨的构造及作用导轨的构造及作用导轨的作用的作用导轨一方面一方面为机构安装的运机构安装的运动部件起支承作部件起支承作用，一方面保用，一方面保证运运动部件按特定的方向运部件按特定的方向运动。简单地地说：支承与：支承与导向。向。导轨副的副的组成成支承支承导轨：固定不：固定不动，又称，又称为轨道道动导轨：相：相对于支承于支承导轨作直作直线或回或回转运运动，又称又称为滑台滑
18、台第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构导轨的构造及作用导轨的构造及作用导轨的分类和特点导轨的分类和特点导轨的根本要求导轨的根本要求低速运动的平稳性分低速运动的平稳性分析析滑动导轨副的构造及滑动导轨副的构造及选型选型滚动导轨副的构造及滚动导轨副的构造及选型选型执行机构执行机构导轨的分类及特点导轨的分类及特点分分类按摩擦性按摩擦性质分：分：滑滑动导轨：滑：滑动摩擦，例如：摩擦，例如： V形形导轨、静、静压导轨副副滚动导轨：滚动摩擦，例如：摩擦，例如：滚珠、珠、滚针、滚柱柱导轨特点：特点：滑滑动导轨：构造：构造简单，制造方便，制造方便，刚度好，抗度好，抗振，
19、但不耐磨，振，但不耐磨，维护难滚动导轨：磨：磨损小，寿命小，寿命长，定位精度高，灵，定位精度高，灵敏，平敏，平稳，易于，易于维护，但制造复，但制造复杂，常用于精，常用于精细机构中。机构中。第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构导轨的构造及作用导轨的构造及作用导轨的分类和特点导轨的分类和特点导轨的根本要求导轨的根本要求低速运动的平稳性分析低速运动的平稳性分析滑动导轨副的构造及选滑动导轨副的构造及选型型滚动导轨副的构造及选滚动导轨副的构造及选型型执行机构执行机构导轨的根本要求导轨的根本要求导向精度：向精度：主要技主要技术目的，指目的，指动导轨沿支承沿支承导轨
20、的直的直线度或度或圆度。度。耐磨性精度耐磨性精度坚持性：持性：除耐磨外，除耐磨外，还应在磨在磨损后能自后能自动补偿或便于或便于调整。整。刚度：度：刚度不度不够，变形将影响形将影响导向精度及部件之向精度及部件之间的相的相对位置。位置。低速运低速运动平平稳性：性：不易不易产生低速爬行景象或低速生低速爬行景象或低速摆动景象。景象。热变形：形：摩擦生摩擦生热，热变形不易太大，会影响形不易太大，会影响动导轨的运的运动甚至卡死。甚至卡死。第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构导轨的构造及作用导轨的构造及作用导轨的分类和特点导轨的分类和特点导轨的根本要求导轨的根本要求
21、低速运动的平稳性分低速运动的平稳性分析析滑动导轨副的构造及滑动导轨副的构造及选型选型滚动导轨副的构造及滚动导轨副的构造及选型选型执行机构执行机构什么是低速爬行景象什么是低速爬行景象低速爬行景象低速爬行景象动导轨在做低速运在做低速运转时，在支承，在支承导轨上上会出会出现时走走时停的景象。停的景象。低速爬行景象产生的缘由分析低速爬行景象产生的缘由分析分析：分析：动摩擦与静摩擦之摩擦与静摩擦之间存在差存在差别所需求所需求动力很小力很小任务台传动简图任务台传动简图滚珠丝杠传动机构滚珠丝杠传动机构滑台滑台自动件自动件从动件从动件弹簧弹簧阻尼阻尼力学模型力学模型消除低速爬行的方法消除低速爬行的方法不不产生
22、低速爬行的生低速爬行的临界速度：界速度： 其中：其中：F：动静摩擦之差静摩擦之差：阻尼比：阻尼比k：传动系系统的的刚度度m：从：从动件的件的质量量n措施：措施：n提高系提高系统的的刚度：减小杆件的跨度、适当添加杆件度：减小杆件的跨度、适当添加杆件的直径或减小的直径或减小长度度n减小摩擦力的减小摩擦力的变化：化：选用摩擦系数小的用摩擦系数小的资料，用料，用滚动摩擦替代滑摩擦替代滑动摩擦摩擦第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构导轨的构造及作用导轨的构造及作用导轨的分类和特点导轨的分类和特点导轨的根本要求导轨的根本要求低速运动的平稳性分析低速运动的平稳性分析
23、滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型滚动导轨副的构造及选型滚动导轨副的构造及选型执行机构执行机构滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型三角形截面三角形截面类型型凸三角形凸三角形导轨：三角形：三角形导轨凹三角形凹三角形导轨：V形形导轨特点特点磨磨损后能自后能自动补偿导向面即支承面向面即支承面程度方向和垂直方面的程度方向和垂直方面的误差相互影响差相互影响选型型顶角的角的选择为了提高承了提高承载面面积，减小比，减小比压，普通采用大的，普通采用大的顶角角为了提高了提高导向性，宜采用小的向性，宜采用小的顶角角截面外形的截面外形的选择两两边的支承力
24、相近的支承力相近时，采用等腰三角形截面，采用等腰三角形截面两两边的支承的支承边相差相差较大大时，采用不等腰三角形，采用不等腰三角形等腰三角形等腰三角形顶角顶角导向面导向面及支承及支承面面非对称三角形非对称三角形滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型矩形截面矩形截面特点：特点：导向面与支承面分开，精度坚持性好导向面与支承面分开，精度坚持性好支承面比较宽，承载才干大，刚度大支承面比较宽，承载才干大，刚度大垂直与程度误差互不影响垂直与程度误差互不影响无自动补偿才干，导向精度差，须有间隙调无自动补偿才干，导向精度差，须有间隙调整安装整安装燕尾形截面燕尾形截面特点：特点：刚度较矩形截面大，无自补偿
25、才干刚度较矩形截面大，无自补偿才干支承面支承面导向面导向面矩形矩形燕尾形燕尾形滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型 圆形截面圆形截面特点：特点：精度较高，制造方便精度较高，制造方便具有两个自在度：具有两个自在度：直线运动：应限制旋转运动，如开槽、平面、直线运动：应限制旋转运动，如开槽、平面、同时运用两根同时运用两根旋转运动：应限制直线运动旋转运动：应限制直线运动组合截面组合截面双三角形双三角形三角形三角形+矩形矩形三角形三角形+平面平面圆形导轨圆形导轨导轨间隙的调整导轨间隙的调整应留意的留意的问题间隙隙过大：大：导向精度差向精度差间隙隙过小：添加摩擦，加快磨小：添加摩擦，加快磨损调整方
26、法整方法压板板镶边静压导轨副静压导轨副静压导轨是将具有一定压力的油或气体通入动导轨与静导轨之间，构成承载的压力，静压导轨是将具有一定压力的油或气体通入动导轨与静导轨之间，构成承载的压力，动导轨浮在压力油或气体薄膜上，与支承导轨脱离，减小摩擦。动导轨浮在压力油或气体薄膜上，与支承导轨脱离，减小摩擦。优点：优点：摩擦力极小，精度高，寿命长摩擦力极小，精度高，寿命长不会产生低速爬行景象不会产生低速爬行景象油可吸振，抗振性好油可吸振，抗振性好缺陷：缺陷：构造复杂，需求另配供油系统构造复杂，需求另配供油系统运用：运用：主要运用于各种大型、重型机械及精细数控机械任务台，例如：数控线切割设备主要运用于各种大
27、型、重型机械及精细数控机械任务台，例如：数控线切割设备静压导轨副动导轨支承导轨油路油过滤器油泵油缸回油槽油腔调理阀溢流阀第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构导轨的构造及作用导轨的构造及作用导轨的分类和特点导轨的分类和特点导轨的根本要求导轨的根本要求低速运动的平稳性分析低速运动的平稳性分析滑动导轨副的构造及选型滑动导轨副的构造及选型滚动导轨副的构造及选型滚动导轨副的构造及选型执行机构执行机构滚动导轨副的构造及选型滚动导轨副的构造及选型在在动导轨和支承和支承导轨之之间安放多个安放多个滚动体体滚珠、珠、滚柱、柱、滚针，构成，构成滚动导轨。与滑与滑动导轨相比相
28、比摩擦系数小，运摩擦系数小，运动灵敏度高灵敏度高定位精度高定位精度高耐磨，精度耐磨，精度坚持性好持性好维护方便方便滚动导轨副的分副的分类按按滚动体体类型分型分滚珠珠导轨滚柱柱导轨滚针导轨按按滚动体能否循体能否循环滚动体循体循环式式滚动体非循体非循环式式第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构机构导向机构向机构执行机构行机构执行机构及其特点行机构及其特点电磁磁执行机构行机构微微动执行机构行机构液液压执行机构行机构气气动执行机构行机构执行机构的特点执行机构的特点执行机构：利用某种行机构：利用某种驱动能源，在控制信号能源，在控制信号作用下，提供直作用下，提供直线或旋或旋转运运动的的驱动
29、安装。安装。普通接受弱普通接受弱电控制信号，控制信号，经过电机、油缸、机、油缸、气缸等气缸等驱动大功率机械。大功率机械。执行机构是机行机构是机电一体化系一体化系统及及产品品实现其主其主功能的重要功能的重要环节，它，它应能快速地完成能快速地完成预期的期的动作，并作，并应具有呼具有呼应速度快，速度快，动态特性好，特性好，灵敏等特点。灵敏等特点。第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构执行机构执行机构执行机构及其的特点执行机构及其的特点电磁执行机构电磁执行机构微动机构微动机构液压机构液压机构气动机构气动机构电磁执行机构电磁执行机构电主主轴(略略)直直线电机机直线
30、电机的的构造与原理直线电机的的构造与原理直线电机的构造与原理直线电机的构造与原理清华大清华大学研制学研制的直线的直线电机驱电机驱动机构动机构荷兰的荷兰的二坐标二坐标任务台任务台直线直线电机驱电机驱动动直线电机的优点直线电机的优点呼呼应快快精度高精度高刚度高度高效率高效率高行程行程长度不受限制度不受限制噪声低噪声低环境保境保洁性好性好直线电机的运用直线电机的运用高速磁高速磁悬浮列浮列车高速高速电梯梯加工中心、精加工中心、精细机床机床半半导体、液晶加工体、液晶加工设备纺织、印刷、印刷设备三坐三坐标丈量丈量广州地铁广州地铁4号线号线(直线电机牵引，非磁悬浮直线电机牵引，非磁悬浮)现运转中的上海磁悬浮
31、现运转中的上海磁悬浮原规划中的沪杭磁悬浮原规划中的沪杭磁悬浮第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构执行机构执行机构执行机构及其的特点执行机构及其的特点电磁执行机构电磁执行机构微动机构微动机构液压机构液压机构气动机构气动机构什么是微动机构什么是微动机构微微动机构是一种能在一定范机构是一种能在一定范围内准确、微量内准确、微量地挪地挪动到到给定位置或定位置或实现特定的特定的进给运运动的的机构，在机机构，在机电一体化一体化产品中，它普通用于准品中，它普通用于准确、微量地确、微量地调理某些部件的相理某些部件的相对位置。位置。例如：在例如：在读数系数系统中，利用微中
32、，利用微动机构机构调零；零；在医学机构中，手在医学机构中，手术器械中有一些微器械中有一些微动机构；机构；还有有显微微镜、机器人等。、机器人等。眼科医疗器械中的三维微机构眼科医疗器械中的三维微机构显微镜调焦机构显微镜调焦机构(范围范围15mm，每格，每格2um)对微动机构的要求对微动机构的要求灵敏度，最小挪灵敏度，最小挪动量能到达挪量能到达挪动要求要求传动灵敏，平灵敏，平稳，无空行程与爬行景象，无空行程与爬行景象，制制动后能后能坚持在持在稳定的位置定的位置抗干抗干扰才干才干强，快速呼，快速呼应能能实现自自动控制控制良好的构造工良好的构造工艺性性微动机构的分类微动机构的分类按照微动机构的运动原理分
33、为：按照微动机构的运动原理分为：机械式机械式弹性变方式弹性变方式热变方式热变方式磁致伸缩式磁致伸缩式电致伸缩式电致伸缩式手动机械式手动机械式最小位移量：最小位移量： 最小量可到达毫米最小量可到达毫米级，且不确定，且不确定其中：其中：p：螺杆的螺距：螺杆的螺距：人手的灵敏度，即最小的：人手的灵敏度，即最小的转角角螺旋式螺旋式螺杆螺杆弹性变方式弹性变方式热变方式热变方式 最小量可到达毫米、微米最小量可到达毫米、微米级其中：其中：传动杆的杆的热膨膨胀系数系数l：传动杆原杆原长t：加：加热前后的温差前后的温差传动杆传动杆运动件运动件L电热丝电热丝热变方式热变方式磁致伸缩式磁致伸缩式磁致伸磁致伸缩效效应
34、：某些：某些资料在磁料在磁场的作用下，具有改的作用下，具有改动尺寸的特点，例如：尺寸的特点，例如：压电陶瓷。陶瓷。 最小可到微米、最小可到微米、纳米米级其中：其中：资料的磁致伸料的磁致伸缩系数系数l：伸：伸缩杆被磁化部分的杆被磁化部分的长度度磁致伸缩式磁致伸缩式传动杆磁致伸缩杆传动杆磁致伸缩杆运动件运动件L第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构执行机构执行机构执行机构及其的特点执行机构及其的特点电磁执行机构电磁执行机构微动机构微动机构液压机构液压机构气动机构气动机构第二讲第二讲 精细机械技术精细机械技术概述概述传动机构传动机构导向机构导向机构执行机构执行机构执行机构及其的特点执行机构及其的特点电磁执行机构电磁执行机构微动机构微动机构液压机构液压机构气动机构气动机构
