伺服系统中机械部件的选择与设计PPT课件.pptx

伺服系统是自动化设备中至关重要的组成部分，其机械部件的选择与设计直接影响着系统的精度、稳定性、快速响应等关键性能。在伺服系统中，机械部件主要包括传动机构、导向机构和执行机构。 1. 传动机构： - 传动机构的种类：包括齿轮传动、滚珠丝杠副、滑动丝杠副、同步带传动、间歇机构和绕性传动机构。 - 特点：传动精度高、响应速度快、稳定性强。 - 基本要求：质量轻、转动惯量小以减少机械负载，刚度大以降低动力损失和振动，选择合适的阻尼以平衡响应速度和精度，以及减小摩擦力以提升系统性能。 2. 摩擦力分析： - 摩擦力分为静摩擦力、库仑摩擦力和粘性摩擦力，它们对伺服系统的影响主要是降低响应速度、导致动态滞后和系统误差，特别是在低速时可能引发爬行现象。 - 克服摩擦力所需的电机转矩应在电机额定转矩的0.2到0.3倍之间，设计时需尽量减小静摩擦力与动摩擦力的差距，并保持动摩擦力小且斜率较小的变化。 3. 爬行现象： - 爬行通常发生在丝杠低速匀速运动时，导致工作台运动不连续，影响精度和效率。 - 主要因素：静摩擦力与动摩擦力的差值、传动系统的刚度、运动速度。 - 不发生爬行的临界速度可通过公式估算，设计时应权衡增加惯性和粘性摩擦系数的影响。 4. 消除爬行现象的途径： - 提高传动系统的刚度，如加粗丝杠直径、缩短长度、减少间隙、合理布局零件位置、缩短传动链、分配合理传动比等。 - 减少摩擦力变化，例如采用滚动摩擦替代滑动摩擦，选择低摩擦系数材料，降低导轨面上的正压力。 导向机构主要关注低速爬行现象，而执行机构则需确保灵敏度、精确度、重复性和可靠性。在设计伺服系统时，必须综合考虑这些因素，以实现最佳性能。此外，还需要关注材料的选择、热效应、磨损和维护等因素，以确保系统的长期稳定性和可靠性。通过深入理解和优化这些机械部件，可以大大提高伺服系统的整体性能和使用寿命。