Егоров О.С., Подураев Ю.В. - Мехатронные модули. Расчет и конструирование
Описание файла
PDF-файл из архива "Егоров О.С., Подураев Ю.В. - Мехатронные модули. Расчет и конструирование", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "проектирование нанотехнологического оборудования (пнто) (мт-11)" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "проектирование нанотехнологического оборудования (пнто)" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
и Российской Федерации технологический университет кин» ОД. ЕГОРОВ, Ю.В. ПОДУРАЕВ МЕХАТРОННЫЕ МОДУЛИ РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ Донущено Учебно-методическим обьединением вузов но образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО Алф в качестве учебного нособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся ио нанровлениям нодготовки динпомированных снециалистов— «Конструкторско-технологическое обеснечение машиностроительных ироизводствл; «Автоматизированные технологии и нроизводства» Москва 2004 УДК 681.323-181.4(075) Егоров О.Д., Подураев Ю.В. Мехатронные модули.
Расчет и конструирование; Учебное пособие.— Мл МГТУ «СТАНКИН», 2004.— 360сл нл. Изложены тенденция перехода от механики к мехатронике, концепция построения мехатронных модулей. нх структура и классификация; приведены основы проектирования н конструирования мехатронных модулей, а также отдельных их составляющих: преобразователей движения, тормозных и люфтовыбираюших механизмов, направляющих, датчиков информации; изложена методика расчета точности различных преобразователей движения и определение погрешности выходного звена мехатронного модуля; даны основы надежности мехатронных модулей.
Рецензенты: Кафедра «Мехатроника» Уральского государственного университета путей сообщения. Заведующий кафедрой «Путевые, строительные машины н робототехнические комплексы» Московского государственного университета путей сообщения кандидат технических наук, доцент Ковальский В.Ф. © О.Д.
Егоров, 2004 1:З Ю.В. Подураев, 2004 ОГЛАВЛЕНИЕ ,и, ПРЕДИСЛОВИЕ....... КОН1ЗЕПГ1ИЯ ПОСТРОЕНИЯ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕИ 6 От Механики к Мехатронике... „„„„ 1 2 Обшие положения проектирования мехатронных модулей...... 1 3. Функция и структура мехатронного модуля. 1,4. Синергетнческая интеграция в мехатронных модулях..............
....... б ...... 1 3 15 1.5. Основы методики конструирования мсхатронных модулей........... „27 Глава 2. МЕХАТРОННЫЕ МОДУЛИ --.................................. 2 1. Классификация мехатронных модулей. 2.2. Молули движения 2.3. Мехатронные модули движения . 2 4. Состав мехатронного модуля движения 2.5. Интеллектуальные мехатронные модули ., 2.6. Примеры интеллектуальных мехатронных модулей „... ......,49 ......51 ........ 69 .......80 ........8 1 ........ 85 Глава 3.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ...................,.............. 3.1. Электродвигатели углового движения ...,...... 3.2. Линейные электродвигатели 3.3. Энергетический расчет мехатронного модуля с электролвигателсм углового движения.......... 91 ........9 1 ...... ! 0 1 ..., 106 Глава 4 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДВИЖЕНИЯ................................... 4.1. Реечная передача. 42. Планетарная передача . 4.3. Волновая зубчатая передача 4 4 Передача винт-гайка качения 4.5. Передача винт-гайка скольжения 4.6. Дифференциальная и интегральная передачи винт-гайка.....
4.7 Передачи с гибкой связью ....1!5 .... 1 1 5 .... 132 ....153 .... 167 ....182 ....186 .... 188 Глава 5. ПОДАТЛИВОСТЪ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ........................... !94 5 1. Полатливость элементов преобразователей движения...................,......!94 5.2. Податливость преобразователей движения ...........................................195 Глава 6. ЛЮФТОВЫБИРАЮШИЕ МЕХАНИЗМЫ........,.....................200 6.1. Выборка мертвого хода в зубчатых преобразователях движения ......... 200 6.2 Выборка мертвого хода в винтовых преобразователях движения ........204 !лава 7. ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА......................,...............................209 7 1. Механические тормозные устройства......................................., ......2!О 8.'.:":"! 7 2.
Электромагнитные тормозные устройства........................................216 !лава 8 НАПРАВЛЯЮШИЕ...„„„,...,...................................................223 ,''.з 8 1. Направляюшне с трением скольжения.........................,........................223 8 2. Направляющие с трением качения..................................„...................229 9'..':: '!': 8.3 Шариковые 1.М-направлявшие................,......................................233 8.4.
Шарикосплайновые направляющие...,.................................................. 239 8.5. Расчет 1.М-направляющих на долговечность........................................ 245 8.6. Расчет шарикосплайновых направляющих на долговечность ............. 246 8.7. Расчет 1.М и щарикосплайновых направляющих на статическую грузоподъемность ........................................................ 247 248 264 264 265 265 266 295 302 302 303 306 307 309 312 Глава 9. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ,.....................................,,,............,.......,................,....
248 9.1. Погрешность системы управления и двигателя ...,................................ 248 9.2. Кинематическая по!Решность и мертвый ход преобразователей движения ...,............,............,......................... 9.3. Погрешность, вызванная податливостью преобразователя движения ..................,.„„„, „„„„„„„„„„. 9.4. Погрешность мехатронного модуля . Глава 10. ИНФОРМАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА ......................................... 10.1. Датчики информапии 10.2.
Датчики положения и перемещения................................ 10.3. Датчики скорости. Глава 11. НАДЕЖНОСТЬ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ ............................. 1!.!. Основные понятия надежности..............................................
1!.2. Характеристики надежности 11.3. Безотказность ....... !1.4. Надежность в период нормальной эксплуатации ......................... 11.5. Надежность в период постепенных отказов 11.6. Надежность сложных систем............ ПРИЛОЖЕНИЯ .............,...,... СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....... ...... 3 1 4 ...... 357 ПРЕДИСЛОВИЕ В последние годы во всем мире быстро развивается новая отрасль науки и техники — мехатроника, которая базируется на системных знаниях в областях механики, электроники и компьютерного управления Функциональными движениями.
"Ог Механики к Мехатронике" — такой краткой Формулой может быть сформулирована ведущая тенденция в современном машиностроении, которая появилась в 80-х годах 20 века н сегодня является доминирующей при создании современных машин и систем, обладающих качественно новыми свойствами. Учебное пособие «Мехатронные модули. Расчет и конструирование» предназначено для студентов, магистров и аспирантов этой специальности„а также может быть полезно студентам и специалистам других технических направлений, занимающихся проектированием модулей и комплексов для автоматизированного машиностроения. В учебном пособии приведены общие положения по проектированию мехатронных модулей, дан их состав и классификация, представлено описание базовых элементов электромеханических модулей и приведены методики их расчета.
Основной акцент сделан на методах интеграции механических, электронных и компьютерных элементов в единые модули, что является ключевым принципом мехатроники. В основу учебного пособия положены лекционные курсы, прочитанные авторами в Московском государственном технологическом университете "СТАНКИН" для студентов кафедры «Робототехника и мехатроника» в течение последних трех лет, а также ряд их учебно-методических работ и научно-технических публикаций. Авторы выражают благодарность рецензентам за труд по рецензированию рукописи, коллективу кафедры «Робототехника и мехатроника» МГТУ «СТАНКИН» за полезные совсты и рекомендации, а также за помощь при подготовке рукописи к изданию.
Все замечания и предложения по улучшению содержания у 1сбного пособия будут с благодарностью приняты и учтены. Просьба направлять свои пожелания по адресу: 101472, Москва, Валковский пер., 1, издательство «СТАНКИН». Авторы Глава 1 КОНЦЕПЦИЙ ПОСТРОЕНИЯ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ 1.1. От Механики к Мехатронике В античные времена на фронтоне академии Платона было начертано "Да не войдет сюда не знающий геометрии". Так и создание мехатронных модулей и систем нового поколения невозможно без глубоких знаний в области механики и конструирования машин, понимания современных тенденций в технологии машиностроения. Становление мехатроники как новой области науки и техники базируется на фундаментальных основах механики и ее неоспоримых прикладных достижениях. "От Механики к Мехатромике" — такой предельно краткой формулой может быть сформулирована ведущая тенденция в современном машиностроении, которая появилась в 80-х годах 20 века и сегодня является общепризнанным положением.
Именно от «Механики» взяла «Мехатроника» первую половину своего имени и это отнюдь не случайно. В действующем Государственном образовательном стандарте РФ дано следующее определение мехатроники [)б): "Мехатроника - это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении механизмов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающая проектирование и производство качественно новых модулей, мащим и систем с интеллектуальным управлением их фумкциоиальиыми движениями ". Предметом мехатроннки являются метолы проектирования и компьютерного управления, а также новые технологические и информационные процессы, которые обеспечивают все этапы жизненного цикла при создании качественно новых модулей и машин.
Главная методологическая идея мехатроники состоит в системном сочетании таких ранее изолированных научно-технических направлений как точная механика, микроэлектроника, электротехника, компьютерное управление и информатика. Суть мехатронного подхода заключается в глубокой, взаимопроникаюшей интеграции компонент различной физической природы на всех этапах жизненного цикла изделия, начиная со стадии его концептуального проектирования и заканчивая производством и эксплуатацией. Во многих областях техники мехатронные системы (МС) приходят на смену «механическим» машинам, которые уже не соответ- вуют качественным требованиям к современному оборудованию.