机电一体化系统设计（三）齿轮传动部件齿轮传动部件是转矩、转速和转向的变换器。齿轮传动系统传递转矩时，要求有高的刚度，惯性尽量小，精度高。齿间啮合间隙会造成传动死区和回差，精度受影响，在闭环系统中，还会造成系统不稳定。除了采用精度高，齿侧间隙小的齿轮传动副外，还可采用多种方法消除或减小啮合间隙，提高传动精度和系统稳定性。先求总的传动比：因负载特性和工作条件的不同，最佳传动比有各种选择方法。直流伺服电机的额定转矩Tm，转子转动惯量为Jm；负载转动惯量JL，负载转矩TLF；中间的齿轮减速器减速比为i。总的传动比求出后，为使系统结构紧凑、提高传动精度和满足动态性能等要求，需要对各级传动比进行合理分配，有如下分配原则：（1）重量最轻原则对于小功率传动系统，使各级传动相等，即可使传动装置的重量最轻。即该结论是在假定各主动小齿轮模数、齿数均相同的条件下导出的，故所有大齿轮的齿数、模数也相同，每级齿轮副的中心距离也相同。上述结论对于大功率传动系统是不适用的，因其传递扭矩大，故要考虑齿轮模数、齿轮齿宽等参数要逐级增加的情况,此时应根据经验、类比方法以及结构紧凑的要求进行综合考虑。各级传动比一般应以“先大后小”原则处理。（2）输出轴转角误差最小原则为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统的传递运动的精度，各级传动比应按先小后大的原则分配，以降低齿轮加工误差、安装误差及回转误差对输出转角精度的影响。转角误差的计算举例（3）等效转动惯量最小原则各级传动比有“先小后大”的分配次序。该分配原则对大功率齿轮传动系统不适于，但仍应符合“由小到大”的分配次序。在设计中应根据上述原则并结合实际情况的可行性和经济性对转动惯量、结构尺寸和传动精度提出适当要求。a、对于要求体积小、重量轻的齿轮传动系统可用重量最轻原则；b、对于要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的伺服系统的减速齿轮系，可按最小等效转动惯量和总转角误差最小的原则来处理；c、对于提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系，可按总转角误差最小的原则。对于增速传动，应在开始几级就增速，且增速比最好大于1：3，有利于增加轮系刚度、减小传动误差。2、谐波齿轮传动新型的谐波齿轮传动具有如下特点：结构简单、体积小、重量轻，传动比大(几十~几百)，传动精度高、回程误差小，噪声低、传动平稳、承载能力强，传动效率高。在工业机器人、航空、航天等机电一体化系统中得到广泛的应用。谐波齿轮的组成：谐波减速器中的三大构件谐波齿轮传动工作原理1-刚性轮；2-柔性轮；3-波发生器谐波齿轮传动的传动比的计算谐波齿轮减速器产品及选用通用谐波减速器产品系列谐波减速器标记代号3、齿轮传动间隙的调整方法轴向垫片调整法对于斜齿轮传动（四）挠性传动部件机电一体化系统中还大量使用同步带、钢带、链条、钢丝绳及尼龙绳等挠性传动部件。1、梯形齿同步带及带轮结构同步带实物照片同步带传动传动比准确，传动效率高（可达0.98），能吸振，噪声低，传动平稳，能高速传动，维护保养方便等特点，使用范围较广。安装精度要求高，且具有一定的蠕变性。2、钢带传动钢带与带轮间接触面积大、无间隙，摩擦阻力大无滑动，驱动力大，运行可靠，噪声低，结构简单紧凑，寿命长，且无蠕变。各类挠性传动方式的比较：（五）间歇传动机构间歇传动机构可把原动机构的连续运动转换为间歇运动。传动要求有：移位迅速，停位准确可靠，运动过程中无冲击。常用的间歇传动机构有：棘轮传动、槽轮传动、蜗形凸轮传动等。棘轮为从动件，棘爪为主动件，其运动可从连杆机构、凸轮机构油（气）缸获得。结构简单、制造容易，但有噪声，磨损快。棘爪往复一次推过的棘轮齿数与棘轮转角间的关系：2、槽轮传动机构槽轮传动机构又称马尔他(马氏)机构。拨销盘为主动件，连续转动，槽轮为从动件，间歇运动。结构简单、换位迅速，传动效率高，动静时间比恒定等。但槽轮角速度不均匀，有冲击，定位精度不高。锁紧弧和定位弧为保持定位准确可靠。l-转盘；2-滚子；3-蜗形凸轮蜗形凸轮机构具有如下的特点：①能够得到在实际中所能遇到的任意的转位时间与静止时间之比，其工作时间系数比槽轮机构的要小；②能够实现转盘所要求的各种运动规律；③与槽轮机构比较，能够用于工位数较多的设备上，而不需加入其他的传动机构；④在一般情况下，凸轮棱边的定位精度已能满足要求，而不需其他定位装置；⑤有足够高的刚度；⑥装配方便；⑦不足之处是它的加工工作量特别大，因而成本较高。（六）导向支承部件的选择与设计1、导轨副的组成、种类及其应满足的要求等导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。这样的部件通常称为导轨副，简称导轨。（2）导轨副