《机电传动原理》课件

《机电传动原理》课程大纲本课程将介绍机电传动系统的基本原理、结构和应用。课程简介和学习目标学习目标掌握机电传动系统的基本原理和应用。课程内容机械传动、电气传动、伺服系统、机电一体化应用。学习方法理论学习与实践结合，课堂讲授与案例分析相结合。1机械传动系统概述机械传动系统是将动力源的能量传递给工作机构的机械系统。它由驱动装置、传动机构和执行机构组成，用于实现速度、扭矩和运动方向的变换。1.1机械传动系统的组成和功能1驱动装置提供动力源，例如电动机、内燃机等。2传动机构将动力传递给执行机构，例如齿轮、带、链等。3执行机构完成工作任务，例如轴、齿轮、滑轮等。1.2驱动装置发动机内燃机、汽油机、柴油机等，提供机械动力。电动机将电能转换为机械能，广泛应用于各种机电传动系统。液压系统利用液压油传递能量，提供强大动力和精确控制。气动系统利用压缩空气传递能量，适用于轻载、快速、灵活的应用。1.3传动机构类型齿轮传动、带传动、链传动功能改变转速、改变转矩、改变运动方向特点传动效率高、结构紧凑、承载能力强1.4执行机构电机提供动力，将电能转换为机械能。液压执行机构利用液压系统产生强大的力量，适合高负载应用。气动执行机构利用压缩空气产生力量，适合快速响应和精确控制。2机械传动基本原理力的作用和传递机械传动系统中，力通过不同部件相互作用，完成运动和能量传递。摩擦和润滑摩擦力在传动过程中不可避免，润滑可以降低摩擦，提高效率和寿命。2.1力的作用和传递力的作用力是改变物体运动状态的原因，机械传动中力的作用主要表现为驱动力和阻力。力的传递机械传动系统通过各种传动机构将驱动力传递到执行机构，最终实现对负载的驱动。2.2摩擦和润滑摩擦摩擦是两个物体接触表面之间的一种阻碍运动的力，分为静摩擦和动摩擦。润滑润滑是通过在接触表面之间添加润滑剂，降低摩擦力，减少磨损。传动摩擦和润滑对机械传动系统的效率和寿命至关重要。2.3齿轮传动1齿轮传动的定义齿轮传动是一种利用齿轮啮合实现机械运动传递和速度变换的传动方式。2齿轮传动类型常见的齿轮传动类型包括圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等。3齿轮传动特点齿轮传动具有传动效率高、传动比准确、承载能力强等优点。2.4带传动带传动定义带传动是一种利用柔性带，通过带轮之间摩擦力传递运动和动力的机械传动方式。特点带传动具有结构简单、传动平稳、噪音低、缓冲性好等优点。同时，它还能实现无级变速，适用于负载变化较大的场合。应用带传动广泛应用于各种机械传动系统中，如汽车发动机、工业生产线、农业机械等。2.5链传动传动效率高链传动具有较高的传动效率，可以有效地减少能量损失。承载能力强链传动可以承受较大的载荷，适用于重型机械传动系统。传动平稳链传动可以实现平稳的传动，减少振动和噪音。结构紧凑链传动结构紧凑，节省空间，适用于狭窄空间的传动。3电气传动系统基础电气传动系统是机电传动系统的核心，它将电能转换为机械能，驱动执行机构完成工作。电气传动系统主要由电机、控制系统、传动机构等组成。3.1电机工作原理电磁感应电机利用电磁感应原理，将电能转换为机械能。磁场相互作用电机内部的磁场相互作用，产生旋转力矩，驱动转子转动。3.2直流电机结构直流电机主要由定子和转子组成，定子产生磁场，转子旋转。类型直流电机可分为有刷电机和无刷电机，根据励磁方式可分为他励、自励和并励等类型。特点直流电机具有转速调节范围广、起动转矩大、控制方便等特点，在工业自动化、机床控制等领域广泛应用。3.3交流电机结构简单交流电机通常比直流电机结构简单，维护更容易。性能稳定交流电机具有更高的可靠性和稳定性，更适合在恶劣环境下工作。成本更低交流电机通常比直流电机价格更低，经济性更佳。4伺服系统基本原理伺服系统伺服系统是一种闭环控制系统，用于精确控制机械装置的位置、速度和加速度。应用领域伺服系统广泛应用于数控机床、机器人、自动控制等领域。4.1闭环控制系统闭环控制系统通过反馈信号不断调整控制输出，使系统输出保持在设定值附近。传感器用于检测系统的实际输出，并将信息反馈给控制器。控制器根据反馈信号和设定值，计算并输出控制信号，调整执行机构。4.2伺服电机高精度伺服电机以其高精度和响应速度而闻名，可实现精确的运动控制。闭环控制伺服电机通常与位置反馈系统结合使用，形成闭环控制系统，确保精确的运动控制。广泛应用伺服电机广泛应用于自动化设备，如数控机床、机器人和工业生产线等。4.3位置反馈位置传感器位置传感器用于测量执行机构的实际位置，并将信息反馈给控制器。反馈信号反馈信号与目标位置进行比较，偏差信号被用来调整控制信号，从而保证执行机构准确地到达目标位置。4.4速度环和位置环速度环控制电机转速，稳定运行。位置环控制电机转动角度，精准定位。机电一体化应用实例工业自动化数控机床、机器人等工业设备广泛应用于现代制造业，提高了生产效率和产品质量。智能家居智能家电、智能门锁等智能家居产品，为人们的生活带来了便捷和舒适。医疗设备医疗机器人、智能手术仪等，提高了医疗水平和诊断效率。5.1数控机床1自动化生产数控机床使用计算机程序来控制机器的运动，提高生产效率和精度。2加工复杂零件数控机床可以加工各种形状和尺寸的零件，满足各种制造需求。3应用广泛数控机床广泛应用于汽车、航空、电子、机械等行业。5.2机器人工业机器人在制造业中广泛应用，执行焊接、喷漆、搬运等任务。服务机器人用于服务行业，例如家用清洁、医疗辅助和物流配送。人形机器人模仿人类外形，用于科研、娱乐和教育等领域。智能制造系统智能化生产智能制造系统利用数据和人工智能优化生产流程，提高效率和质量。互联互通系统中的设备和流程相互连接，实现数据共享和协同运作。数字化转型智能制造系统推动企业数字化转型，提高竞争力。课程总结与展望回顾课程重点，展望未来发展趋势，鼓励学生继续学习1回顾重点机械传动原理、电气传动基础、伺服系统2展望趋势智能制造、工业4.0、绿色制造重点难点回顾机械传动系统不同传动方式的优缺点，以及传动效率计算。电气传动系统电机工作原理，以及不同类型电机的特点和应用。伺服系统闭环控制原理，以及伺服系统在机电传动中的应用。学习方法建议1预习课前预习教材，了解课程内容和知识框架，帮助更好地理解课堂内容。2课堂笔记认真听讲，做好课堂笔记，记录重点内容和疑问，方便课后复习。3课后练习及时完成