機(jī)械系統(tǒng)的組成

第二章機(jī)械系統(tǒng)的組成機(jī)械系統(tǒng)的組成：

機(jī)械系統(tǒng)的組成動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)支承系統(tǒng)操縱控制系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)指動(dòng)力機(jī)（或原動(dòng)機(jī)）及其配套裝置，是給機(jī)械系統(tǒng)提供動(dòng)力、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部分。傳動(dòng)系統(tǒng)是將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)或工作機(jī)是利用機(jī)械能來改變作業(yè)對象的性質(zhì)、狀態(tài)、形狀或位置，或?qū)ψ鳂I(yè)對象進(jìn)行檢測、度量等以進(jìn)行生產(chǎn)或達(dá)到其它預(yù)定要求的裝置。支承系統(tǒng)包括基礎(chǔ)件（如床身、底座、立柱等）和支承構(gòu)件（如軸、軸承、支架、箱體等），用于安裝和支承動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等，是機(jī)械系統(tǒng)中必不可少的部分。操縱控制系統(tǒng)是為了使動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)彼此協(xié)調(diào)運(yùn)行，并準(zhǔn)確可靠地完成整機(jī)功能的裝置?！?-1動(dòng)力機(jī)

一、動(dòng)力機(jī)種類動(dòng)力機(jī)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，又稱為原動(dòng)機(jī)。常用的動(dòng)力機(jī)有：電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)、內(nèi)燃機(jī)。1、電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，是最常用的動(dòng)力機(jī)。電動(dòng)機(jī)的分類：(1)三相異步電動(dòng)機(jī)(2)直流電動(dòng)機(jī)(3)同步電動(dòng)機(jī)(1)三相異步電動(dòng)機(jī)

實(shí)例：YEJ系列電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)迅速、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高適用性強(qiáng)。應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于各種要求快速停止和準(zhǔn)確定位的機(jī)械設(shè)備和傳動(dòng)裝置中。(2)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)例：Z4系列直流電機(jī)應(yīng)用范圍：冶金工業(yè)軋機(jī)傳動(dòng)、金屬切削機(jī)床、造紙、印刷、紡織、印染、水泥、塑料擠出機(jī)械等等。

(3)同步電動(dòng)機(jī)實(shí)例：TYBZ稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：調(diào)速精度高，體積小，重量輕，控制系統(tǒng)簡單、可靠，節(jié)能效果顯著，壽命長，通用性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)。

2、液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)按輸出轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)速高低可以分為兩類：高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速范圍一般在300~3000r/min或更高，轉(zhuǎn)矩在幾百Nm以下；低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速一般低于300r/min，轉(zhuǎn)矩為幾百至幾萬Nm。液壓馬達(dá)根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式不同又有如下分類：液壓馬達(dá)實(shí)實(shí)例球體擺缸式式液壓馬達(dá)達(dá)徑向曲軸連連桿式液壓壓馬達(dá)鋼球液壓馬馬達(dá)軸配流擺線線油馬達(dá)帶減速器液液壓馬達(dá)3、氣動(dòng)馬達(dá)達(dá)氣動(dòng)馬達(dá)的的作用類同同于液壓傳傳動(dòng)中的液液壓馬達(dá)，，它以壓縮縮空氣為動(dòng)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)馬達(dá)的的分類（按按工作原理理）：容積式透平式容積式氣動(dòng)動(dòng)馬達(dá)分類類：葉片式氣動(dòng)馬達(dá)示意圖

1－排氣口2－孔道3－定子

4－排氣口5－轉(zhuǎn)子6－葉

7－噴口8－進(jìn)氣口氣動(dòng)馬達(dá)實(shí)實(shí)例：4、內(nèi)燃機(jī)定義：內(nèi)燃燃機(jī)是指燃燃料在氣缸缸內(nèi)部進(jìn)行行燃燒，直直接將產(chǎn)生生的氣體（（即工作介介質(zhì)）所含含的熱能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械械能的機(jī)械械。分類：內(nèi)燃燃機(jī)按其主主要運(yùn)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的不同同，分為往往復(fù)活塞式式內(nèi)燃機(jī)和和旋轉(zhuǎn)活塞塞式內(nèi)燃機(jī)機(jī)兩大類。。目前普遍應(yīng)應(yīng)用的是往往復(fù)式內(nèi)燃燃機(jī)。四沖程非增增壓式柴油油機(jī)的基本本結(jié)構(gòu)1－主軸承；2－機(jī)身；3－凸輪軸；4－噴油泵；5－挺桿；6－進(jìn)氣管；7－搖臂；8－進(jìn)氣閥；9－高壓油管；10－噴油器；11－排氣閥；12－氣閥簧；13－排氣管；14－氣缸蓋；15－活塞；16－活塞銷；17－氣缸套；18－連桿；19－連桿螺栓；20－曲軸；21－機(jī)座內(nèi)燃機(jī)三維維圖內(nèi)燃機(jī)實(shí)例例二、動(dòng)力機(jī)機(jī)的選用在設(shè)計(jì)機(jī)械械系統(tǒng)時(shí)，，選用何種種形式的動(dòng)動(dòng)力機(jī)，主主要應(yīng)從以以下三個(gè)方方面進(jìn)行分分析比較。。1）分析工作作機(jī)械的負(fù)負(fù)載特性和和要求；2）分析動(dòng)力力機(jī)本身的的機(jī)械特性性；3）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)濟(jì)性的比較較。§2-2傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)是是處于動(dòng)力力機(jī)和執(zhí)行行機(jī)構(gòu)之間間的中間裝裝置，用以以傳遞運(yùn)動(dòng)動(dòng)及動(dòng)力。。一、傳動(dòng)系系統(tǒng)的組成成(1)傳動(dòng)部分(2)操縱部分(3)輔助部分二、傳動(dòng)的的類型機(jī)械系統(tǒng)的的傳動(dòng)裝置置可按以下下幾種方式式分類：(1)按傳動(dòng)的工工作原理分分類；(2)按傳動(dòng)比變變化情況分分類；(3)按傳動(dòng)輸出出速度變化化情況分類類。三、傳動(dòng)的的選擇傳動(dòng)類型的的選擇關(guān)系系到整個(gè)機(jī)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)動(dòng)方案設(shè)計(jì)計(jì)和工作性性能參數(shù)。。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指指標(biāo)是確定定傳動(dòng)方案案的主要因因素，只有有對各種傳傳動(dòng)方案的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)指標(biāo)作細(xì)細(xì)致的綜合合分析和對對比，才能能較會(huì)理地地選用傳動(dòng)動(dòng)的類型。。1、傳動(dòng)類型型選擇的依依據(jù)2、選擇的基基本原則3、定傳動(dòng)比比傳動(dòng)的選選擇4、有級變速速傳動(dòng)的選選擇5、無級變速速傳動(dòng)的選選擇選擇的主要要內(nèi)容§2-3執(zhí)行系統(tǒng)定義：直接接用來完成成各種工藝藝動(dòng)作或生生產(chǎn)過程的的機(jī)構(gòu)稱為為執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)（或稱工工作機(jī)構(gòu)））。

牛頭刨床運(yùn)動(dòng)簡圖1－電動(dòng)機(jī)；2－主導(dǎo)軸；3－滑枕；4－工作臺(tái)；5－刨刀；6－絲桿；7－主曲柄；8－曲柄；9－連桿；10－棘輪

刨削平面的工藝要求

1－待加工平面

2－加工平面

3－已加工平面

牛頭刨床運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

機(jī)器執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)設(shè)計(jì)的基本本問題，可可歸納為以以下三個(gè)方方面：一、確定執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的的運(yùn)動(dòng)方案案;二、合理選選擇機(jī)構(gòu)的的類型;三、繪制運(yùn)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖?！?-4支承系統(tǒng)一、支承系系統(tǒng)的功能能1)支承和安裝裝機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)中的其他他系統(tǒng)；2)承受各種靜靜態(tài)力和動(dòng)動(dòng)態(tài)力；3)保證各零部部件之間的的相對位置置精度和運(yùn)運(yùn)動(dòng)部件的的運(yùn)動(dòng)精度度；4)支承件的內(nèi)內(nèi)部用作電電器箱及液液壓油、潤潤滑油、冷冷卻液的儲(chǔ)儲(chǔ)存器等。。對支承系統(tǒng)統(tǒng)的基本要要求1)足夠的剛度度和強(qiáng)度以以及較高的的剛剛度重量比比；2)良好的動(dòng)態(tài)態(tài)特性；3)較小的熱變變形；4)合力的結(jié)構(gòu)構(gòu)布局和良良好的結(jié)構(gòu)構(gòu)工藝性。。二、支承系系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)與材料支承件種類類繁多，形形式多樣，，分類方法法不一。按結(jié)構(gòu)形式式可分為四四類(見圖6－７)：機(jī)座類（（如底座、、床身等））、箱體類類（如箱體體、殼體、、機(jī)匣等））、框架類類（如支架架、橋架、、桁架等））和板類（（如基礎(chǔ)板板、工作臺(tái)臺(tái)等）；按按制造方法法又可分為為鑄造、焊焊接、鉚接接和組合式式四類。圖６－７支承件的分類

按材料與制制造方法可可分為以下下幾類：１、鑄鐵支支承件；；２、焊接支支承件；；３、鑄鋼支支承件；；４、輕合金金支承件；；５、混凝土土支承件；；６、天然巖巖石及陶瓷瓷支承件。。§2-5操縱控制系系統(tǒng)一、操縱系系統(tǒng)的組成成、功能與與分類１.操縱系統(tǒng)統(tǒng)的組成成操縱系統(tǒng)統(tǒng)是指把把人和機(jī)機(jī)械聯(lián)系系起來，，使機(jī)械械按照人人的指令令工作的的機(jī)構(gòu)和和元件所所構(gòu)成的的總體。。操縱系統(tǒng)統(tǒng)一般由由下述幾幾部分組組成：(1)操縱件；；(2)執(zhí)行件；；(3)運(yùn)動(dòng)件；；此外，操操縱系統(tǒng)統(tǒng)中還有有保證操操縱系統(tǒng)統(tǒng)安全可可靠工作作的輔助助元件，，如定位位元件、、鎖定元元件、導(dǎo)導(dǎo)向元件件、互鎖鎖元件和和回位元元件等。。2.操縱系統(tǒng)統(tǒng)的功能能操縱系統(tǒng)統(tǒng)的功能能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信號(hào)的的轉(zhuǎn)換，，即把操操縱者施施加于機(jī)機(jī)械的信信號(hào)，經(jīng)經(jīng)過轉(zhuǎn)換換傳遞到到執(zhí)行系系統(tǒng)，以以實(shí)現(xiàn)機(jī)機(jī)械的啟啟動(dòng)、停停止、制制動(dòng)、換換向、變變速和變變力等目目的。操縱系統(tǒng)統(tǒng)必須滿滿足下述述要求：：1)操縱靈活活、輕便便省力2)操縱件定定位可靠靠3)系統(tǒng)反饋饋準(zhǔn)確迅迅速且具具有可調(diào)調(diào)性4)操縱方便便舒適5)操縱安全全可靠3．操縱系系統(tǒng)的分分類1)按操縱系系統(tǒng)的驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式式分類；；2)按操縱系系統(tǒng)的傳傳動(dòng)方式式分類；；3)按一個(gè)操操縱件控控制的執(zhí)執(zhí)行元件件數(shù)目分分類。此外，操操縱系統(tǒng)統(tǒng)還可分分為手動(dòng)動(dòng)操縱系系統(tǒng)和腳腳動(dòng)操縱縱系統(tǒng)以以及借助助于無線線電波、、光波、、聲波等等物理效效應(yīng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)操縱功功能的遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離（（遙控））操縱系系統(tǒng)。二、控制制系統(tǒng)及及其組成成機(jī)械控制制系統(tǒng)一一般要控控制使各各執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)按要要求運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向和和速度以以一定的的順序和和規(guī)律實(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，完成成給定的的作業(yè)循循環(huán)，有有時(shí)還要要求對產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行行檢測、、預(yù)測、、預(yù)報(bào)事事故、報(bào)報(bào)警及消消除故障障等。人工控制示意圖

對于結(jié)構(gòu)構(gòu)比較復(fù)復(fù)雜、響響應(yīng)速度度及控制制精度要要求較高高的系統(tǒng)統(tǒng)，就需需要用控控制裝置置代替人人工操作作。

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給的控制系統(tǒng)1－控制裝置；2－測速發(fā)電機(jī)；3－直流電動(dòng)機(jī)；4－滾珠絲桿螺母副；5－工作臺(tái)；6－角位移測量裝置無論多么么復(fù)雜的的控制系系統(tǒng)，都都是由一一些基本本環(huán)節(jié)或或元件組組成的。。下圖是是一個(gè)典典型的閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)方方框圖，，它由以以下幾個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)組組成：（1）給定環(huán)環(huán)節(jié)（（2）測量環(huán)環(huán)節(jié)（3）比較環(huán)環(huán)節(jié)（（4）校正及及放大環(huán)環(huán)節(jié)（5）執(zhí)行環(huán)環(huán)節(jié)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖

三、自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)的分分類1、按自動(dòng)動(dòng)控制的的方式分分類（1）順序自自動(dòng)控制制（2）反饋?zhàn)宰詣?dòng)控制制2、按給定定量分