机械传动

1、机电一体化系统对机械传动的要求
机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能，要求机械传动部件转动惯量小、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。
2、总传动比的确定
在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。
3、传动链的级数和各级传动比的分配
(1) 等效转动惯量最小原则
(2) 质量最小原则
(3) 输出轴转角误差最小原则
(4) 三种原则的选择
1) 对于传动精度要求高的降速齿轮传动链，可按输出轴转角误差最小的原则设计。
2) 对于要求运转干稳、启停频繁和动态性能好的降速传动链，可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误差最小的原则设计。
3) 对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按质量最小原则设计。
4、机械传动装置
（1）同步带传动
1）同步带传动工作原理
工作原理：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，并传递一定动力，如图1所示。

图1 同步带传动

2）特点：
a 传动比准确，传动效率高；
b 工作平稳，能吸收振动；
c 不需润滑，耐油、水、耐高温，耐腐蚀，
维护保养方便；
d 中心距要求严格，安装精度要求高；
e 制造工艺复杂，成本高。
3）应用领域：飞机、汽车、机床、发电机等同步带传动

例2.1 设计一液体搅拌机的同步带传动。已知该设备由额定功率P=2.2kW、转速的鼠笼式电动机驱动，搅拌机转速中心距a为500mm左右，每日三班制工作，中心距可调。
解:
1.确定计算功率
根据已知工作条件查表1.8，取则

2.选定带型和节距
根据
由图2-23确定带型为H型，对应的节距
3.选小带轮数z1和带轮直径d1、d2
由表2-3查得小带轮最小齿数zmin=18 取小带轮最小齿数z1=18
小带轮节圆直径

大带轮齿数

取标准带轮齿数Z2=60
大带轮节圆直径

4.校核带速v

带速符合要求。
5.确定中心距a及带长Lp
初定中心距a0：



根据机器的结构要求，取a0=500mm。
带长L0为

按国标GB11616-89标准化，选取标准节线长
带的齿数z=120，带长度代号为600。
因为轴间距可调整，则实际中心距a为

6.计算小带轮的啮合齿数Zm



7.计算基本额定功率 P0
由表2-23查得H型带的基准宽度其准宽度的带的许用工作拉力，带的单位长度质量
则


8.确定带宽bs
由于取


由表查得带宽代号为150的H型带的
9.计算轴上的压力F

10.设计结果
同步带规格为600H150 GB11616－89，小带轮齿数，大带轮齿数，中心距a=507.2mm，轴上压力f=727N。
（2）谐波齿轮传动

图 2 谐波齿轮传动

1） 谐波齿轮传动的工作原理
工作原理：谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似。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。
2）特点：
a 传动比大
b 承载能力大
c 传动精度高
d 可以向密封空间传递运动或动力
e 传动平稳
f 传动效率较高
g 结构简单、体积小、质量小。
3）应用领域：工业机器人、航空、火箭等机电一体化系统。
（3）滚珠花键传动
滚珠花键传动装置由花键轴、花键套、循环装置及滚珠等组成，如图 3 所示。

图3 滚珠花键传动
1―保持架 2―橡皮密封圈 3―键槽 4―外筒 5―油孔
6―负荷滚珠列 7―退出滚珠列 8―花键轴