《機電傳動原理》課件VIP

《機電傳動原理》課程大綱本課程將介紹機電傳動系統(tǒng)的基本原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。課程簡介和學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握機電傳動系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用。課程內(nèi)容機械傳動、電氣傳動、伺服系統(tǒng)、機電一體化應(yīng)用。學(xué)習(xí)方法理論學(xué)習(xí)與實踐結(jié)合，課堂講授與案例分析相結(jié)合。1機械傳動系統(tǒng)概述機械傳動系統(tǒng)是將動力源的能量傳遞給工作機構(gòu)的機械系統(tǒng)。它由驅(qū)動裝置、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)組成，用于實現(xiàn)速度、扭矩和運動方向的變換。1.1機械傳動系統(tǒng)的組成和功能1驅(qū)動裝置提供動力源，例如電動機、內(nèi)燃機等。2傳動機構(gòu)將動力傳遞給執(zhí)行機構(gòu)，例如齒輪、帶、鏈等。3執(zhí)行機構(gòu)完成工作任務(wù)，例如軸、齒輪、滑輪等。1.2驅(qū)動裝置發(fā)動機內(nèi)燃機、汽油機、柴油機等，提供機械動力。電動機將電能轉(zhuǎn)換為機械能，廣泛應(yīng)用于各種機電傳動系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)利用液壓油傳遞能量，提供強大動力和精確控制。氣動系統(tǒng)利用壓縮空氣傳遞能量，適用于輕載、快速、靈活的應(yīng)用。1.3傳動機構(gòu)類型齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動功能改變轉(zhuǎn)速、改變轉(zhuǎn)矩、改變運動方向特點傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強1.4執(zhí)行機構(gòu)電機提供動力，將電能轉(zhuǎn)換為機械能。液壓執(zhí)行機構(gòu)利用液壓系統(tǒng)產(chǎn)生強大的力量，適合高負(fù)載應(yīng)用。氣動執(zhí)行機構(gòu)利用壓縮空氣產(chǎn)生力量，適合快速響應(yīng)和精確控制。2機械傳動基本原理力的作用和傳遞機械傳動系統(tǒng)中，力通過不同部件相互作用，完成運動和能量傳遞。摩擦和潤滑摩擦力在傳動過程中不可避免，潤滑可以降低摩擦，提高效率和壽命。2.1力的作用和傳遞力的作用力是改變物體運動狀態(tài)的原因，機械傳動中力的作用主要表現(xiàn)為驅(qū)動力和阻力。力的傳遞機械傳動系統(tǒng)通過各種傳動機構(gòu)將驅(qū)動力傳遞到執(zhí)行機構(gòu)，最終實現(xiàn)對負(fù)載的驅(qū)動。2.2摩擦和潤滑摩擦摩擦是兩個物體接觸表面之間的一種阻礙運動的力，分為靜摩擦和動摩擦。潤滑潤滑是通過在接觸表面之間添加潤滑劑，降低摩擦力，減少磨損。傳動摩擦和潤滑對機械傳動系統(tǒng)的效率和壽命至關(guān)重要。2.3齒輪傳動1齒輪傳動的定義齒輪傳動是一種利用齒輪嚙合實現(xiàn)機械運動傳遞和速度變換的傳動方式。2齒輪傳動類型常見的齒輪傳動類型包括圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿等。3齒輪傳動特點齒輪傳動具有傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、承載能力強等優(yōu)點。2.4帶傳動帶傳動定義帶傳動是一種利用柔性帶，通過帶輪之間摩擦力傳遞運動和動力的機械傳動方式。特點帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、噪音低、緩沖性好等優(yōu)點。同時，它還能實現(xiàn)無級變速，適用于負(fù)載變化較大的場合。應(yīng)用帶傳動廣泛應(yīng)用于各種機械傳動系統(tǒng)中，如汽車發(fā)動機、工業(yè)生產(chǎn)線、農(nóng)業(yè)機械等。2.5鏈傳動傳動效率高鏈傳動具有較高的傳動效率，可以有效地減少能量損失。承載能力強鏈傳動可以承受較大的載荷，適用于重型機械傳動系統(tǒng)。傳動平穩(wěn)鏈傳動可以實現(xiàn)平穩(wěn)的傳動，減少振動和噪音。結(jié)構(gòu)緊湊鏈傳動結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，適用于狹窄空間的傳動。3電氣傳動系統(tǒng)基礎(chǔ)電氣傳動系統(tǒng)是機電傳動系統(tǒng)的核心，它將電能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成工作。電氣傳動系統(tǒng)主要由電機、控制系統(tǒng)、傳動機構(gòu)等組成。3.1電機工作原理電磁感應(yīng)電機利用電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換為機械能。磁場相互作用電機內(nèi)部的磁場相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。3.2直流電機結(jié)構(gòu)直流電機主要由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。類型直流電機可分為有刷電機和無刷電機，根據(jù)勵磁方式可分為他勵、自勵和并勵等類型。特點直流電機具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍廣、起動轉(zhuǎn)矩大、控制方便等特點，在工業(yè)自動化、機床控制等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。3.3交流電機結(jié)構(gòu)簡單交流電機通常比直流電機結(jié)構(gòu)簡單，維護更容易。性能穩(wěn)定交流電機具有更高的可靠性和穩(wěn)定性，更適合在惡劣環(huán)境下工作。成本更低交流電機通常比直流電機價格更低，經(jīng)濟性更佳。4伺服系統(tǒng)基本原理伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于精確控制機械裝置的位置、速度和加速度。應(yīng)用領(lǐng)域伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、機器人、自動控制等領(lǐng)域。4.1閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)通過反饋信號不斷調(diào)整控制輸出，使系統(tǒng)輸出保持在設(shè)定值附近。傳感器用于檢測系統(tǒng)的實際輸出，并將信息反饋給控制器?？刂破鞲鶕?jù)反饋信號和設(shè)定值，計算并輸出控制信號，調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)。4.2伺服電機高精度伺服電機以其高精度和響應(yīng)速度而聞名，可實現(xiàn)精確的運動控制。閉環(huán)控制伺服電機通常與位置反饋系統(tǒng)結(jié)合使用，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保精確的運動控制。廣泛應(yīng)用伺服電機廣泛應(yīng)用于自動化設(shè)備，如數(shù)控機床、機器人和工業(yè)生產(chǎn)線等。4.3位置反饋位置傳感器位置傳感器用于測量執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，并將信息反饋給控制器。反饋信號反饋信號與目標(biāo)位置進行比較，偏差信號被用來調(diào)整控制信號，從而保證執(zhí)行機構(gòu)準(zhǔn)確地到達目標(biāo)位置。4.4速度環(huán)和位置環(huán)速度環(huán)控制電機轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定運行。位置環(huán)控制電機轉(zhuǎn)動角度，精準(zhǔn)定位。機電一體化應(yīng)用實例工業(yè)自動化數(shù)控機床、機器人等工業(yè)設(shè)備廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。智能家居智能家電、智能門鎖等智能家居產(chǎn)品，為人們的生活帶來了便捷和舒適。醫(yī)療設(shè)備醫(yī)療機器人、智能手術(shù)儀等，提高了醫(yī)療水平和診斷效率。5.1數(shù)控機床1自動化生產(chǎn)數(shù)控機床使用計算機程序來控制機器的運動，提高生產(chǎn)效率和精度。2加工復(fù)雜零件數(shù)控機床可以加工各種形狀和尺寸的零件，滿足各種制造需求。3應(yīng)用廣泛數(shù)控機床廣泛應(yīng)用于汽車、航空、電子、機械等行業(yè)。5.2機器人工業(yè)機器人在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，執(zhí)行焊接、噴漆、搬運等任務(wù)。服務(wù)機器人用于服務(wù)行業(yè)，例如家用清潔、醫(yī)療輔助和物流配送。人形機器人模仿人類外形，用于科研、娛樂和教育等領(lǐng)域。智能制造系統(tǒng)智能化生產(chǎn)智能制造系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)和人工智能優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高效率和質(zhì)量。互聯(lián)互通系統(tǒng)中的設(shè)備和流程相互連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同運作。數(shù)字化轉(zhuǎn)型智能制造系統(tǒng)推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高競爭力。課程總結(jié)與展望回顧課程重點，展望未來發(fā)展趨勢，鼓勵學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)1回顧重點機械傳動原理、電氣傳動基礎(chǔ)、伺服系統(tǒng)2展望趨勢智能制造、工業(yè)4.0、綠色制造重點難點回顧機械傳動系統(tǒng)不同傳動方式的優(yōu)缺點，以及傳動效率計算。電氣傳動系統(tǒng)電機工作原理，以及不同類型電機的特點和應(yīng)用。伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制原理，以及伺服系統(tǒng)在機電傳動中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)方法建議1預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)教材，了解課程內(nèi)容和知識框架，幫助更好地理解課堂內(nèi)容。2課堂筆記認(rèn)真聽講，做好課堂筆記，記錄重點內(nèi)容和疑問，方便課后復(fù)習(xí)。3課后練習(xí)及時完成