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机电一体化机械传动间隙对系统性能的影响

    机械系统中存在着许多间隙,如齿轮传动间隙,螺旋传动间隙等。这些间隙对伺服系统性能有很大影响,下面以齿轮间隙为例进行分析。

    图1所示为一典型旋转工作台伺服系统框图。图中所用齿轮根据不同要求有不同的用途,有的用于传递信息(),有的用于传递动力(),有的在系统闭环之内(),有的在系统闭环之外()。由于它们在系统中的位置不同,其齿隙的影响也不同。

图1 典型转台伺服系统框图

    1、闭环之外的齿轮的齿隙,对系统稳定性无影响,但影响伺服精度。由于齿隙的存在,在传动装置逆运行时造成回程误差,使输出轴与输入轴之间呈非线性关系,输出滞后于输入,影响系统的精度。

    2、闭环之内传递动力的齿轮的齿隙,对系统静态精度无影响,这是因为控制系统有自动校正作用。又由于齿轮副的啮合间隙会造成传动死区,若闭环系统的稳定裕度较小,则会使系统产生自激振荡,因此闭环之内动力传递齿轮的齿隙对系统的稳定性有影响。

    3、反馈回路上数据传递齿轮的齿隙既影响稳定性,又影响精度。

    因此,应尽量减小或消除间隙,目前在机电一体化系统中,广泛采取各种机械消隙机构来消除齿轮副、螺旋副等传动副的间隙。

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