1、第三章，執(zhí)行系統(tǒng)設計，學習重點：1執(zhí)行系統(tǒng)的組成，2執(zhí)行系統(tǒng)的功能，4執(zhí)行系統(tǒng)的分類，5執(zhí)行系統(tǒng)的設計，6導軌的設計，回顧以前的內(nèi)容，機械系統(tǒng)的組成和功能，主要由動力系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，操作控制系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)和潤滑冷卻密封系統(tǒng)組成。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是利用機械能來改變工作對象的性質(zhì)、狀態(tài)、形狀和位置，或者對其進行檢測。由于每個系統(tǒng)要完成的功能不同，所以對其執(zhí)行系統(tǒng)的移動和工作量的技術要求也不同，因此執(zhí)行系統(tǒng)也各不相同。然而，它的組成只不過是兩種部件，即致動器端件和致動器組件。第三章是執(zhí)行系統(tǒng)的設計，3.1執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能和分類，噴涂機器人的工作視頻，第三章是執(zhí)行系統(tǒng)的設計，包括執(zhí)行端部件

2、(執(zhí)行部件)和與之相連的執(zhí)行機構。(組成)執(zhí)行端是執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務的組件。致動器的主要功能是向致動器提供力并驅動其運動，即交換由傳動系統(tǒng)傳遞的運動和動力以滿足致動器的要求。3.1執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能和分類，1。執(zhí)行系統(tǒng)組成，手爪平行開合機械手結構圖，第三章執(zhí)行系統(tǒng)設計，執(zhí)行機構：1、8滑動齒條9滑動齒條導軌10壓縮彈簧，傳動機構：4雙面齒條2、3齒輪，動力裝置：5氣缸6活塞，組成及運動關系，執(zhí)行端件：11可互換手爪。哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室。執(zhí)行系統(tǒng)的組成。執(zhí)行系統(tǒng)設計。當臥式車床的主軸組件通過中心或卡盤(圖中未示出)驅動工件旋轉時，中心或卡盤是執(zhí)行端件，而主軸組件是執(zhí)行機構。執(zhí)

3、行端件的功能是：夾緊和旋轉。哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室實現(xiàn)了兩種形式的端件：第三章實現(xiàn)系統(tǒng)設計，1)直接接觸工作對象并攜帶它完成一定的動作；(如夾緊、搬運、輸送、旋轉(分度和分度)等。2)完成工作對象上的某些動作。(如噴涂、清洗、鍛造等。)，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，第三章實現(xiàn)了系統(tǒng)設計，并實現(xiàn)了兩種形式的端件：1)直接接觸工作對象并攜帶它完成一定的動作；(如夾緊、搬運、輸送、旋轉(分度和分度)等。)，第3章：實現(xiàn)系統(tǒng)設計、執(zhí)行和實現(xiàn)兩種形式的端件：1)直接接觸工作對象并執(zhí)行它來完成某些動作；(如夾緊、搬運、輸送、旋轉(分度和分度)、旋轉軸、齒條運動，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系和哈爾濱工業(yè)大學

4、機電工程系，第三章進行系統(tǒng)設計，輸送是指按照給定的路線將工件從一個位置輸送到下一個位置。第三章根據(jù)哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室的輸送路線、直線輸送、循環(huán)輸送、空間輸送、連續(xù)輸送、間歇輸送、輸送、進行系統(tǒng)設計，輸送是指按照給定的路線將工件從一個位置輸送到下一個位置。根據(jù)運輸路線、直線運輸、循環(huán)運輸、空間運輸、運輸方式、連續(xù)運輸、間歇運輸、運輸方式、間歇運輸、哈爾濱工業(yè)大學機電工程系實現(xiàn)了兩種形式的端件：第三章實現(xiàn)系統(tǒng)設計，第二章完成對工作對象的某些動作。(如噴涂、清洗、鍛造等。)，汽車保險杠噴涂，汽車車橋噴涂，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，第隨著科學技術的發(fā)展，執(zhí)行系統(tǒng)的組成也在不斷變化：一方面，因

5、為機械的含義在不斷擴大，如電子、電器、光學、液體、氣體等。也可以直接與純機械結構結合，形成更先進的機電、機電、機電一體化和機電一體化執(zhí)行器；另一方面，由于傳動系統(tǒng)變得越來越簡單，有時機構既可以是傳動系統(tǒng)又可以是執(zhí)行系統(tǒng)，例如連桿機構的應用。因此，執(zhí)行系統(tǒng)可以由簡單結構組成，也可以由一些基本結構組成的復雜機制組成。這主要取決于系統(tǒng)的功能。一般來說，能夠完成相同功能的執(zhí)行系統(tǒng)可以有不同的方案，但是應該選擇一個簡單可靠的能夠滿足功能需求的方案。哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，執(zhí)行系統(tǒng)示例，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，真空吸盤，吸鋼板，吸瓦，堆垛，執(zhí)行系統(tǒng)示例，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，提升，翻轉，堆垛，沖壓，KUKA堆

6、垛機器人，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，執(zhí)行系統(tǒng)示例，第3章：執(zhí)行系統(tǒng)設計，碼垛機器人，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系。第三章：執(zhí)行系統(tǒng)設計。機器人靈巧手有4個手指，結構相同，有13個自由度，600多個機械部件，1600多個電子元件，重量只有16公斤。每個手指有4個關節(jié)，由3個電機驅動，每個手指可以舉起1公斤重的物體。共有94個傳感器，可以感知每個手指的位置和姿勢。哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，2。執(zhí)行系統(tǒng)的功能，一般可以實現(xiàn)以下功能：1 .運動形式或規(guī)律的變換；2.開關、聯(lián)鎖和檢測；3.程序控制。4.施力；3.執(zhí)行系統(tǒng)的設計；2.執(zhí)行系統(tǒng)問題：如何在終點實現(xiàn)任意軌跡的運動，第三章：實現(xiàn)系統(tǒng)設計，哈爾濱工業(yè)

7、大學機電工程教研室，1:實現(xiàn)改變運動形式或運動規(guī)律的功能，2:實現(xiàn)系統(tǒng)功能，第三章：實現(xiàn)系統(tǒng)設計，(1)實現(xiàn)預期的固定軌跡或簡單可調(diào)的軌跡功能；以下是牛頭刨床加工零件運動過程的一個例子：1)勻速運動和非勻速運動的變換，2)連續(xù)間歇運動的變換，哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室，執(zhí)行系統(tǒng)的典型例子是牛頭刨床加工零件，第三章是執(zhí)行系統(tǒng)的設計。牛頭刨床加工的零件有兩個執(zhí)行端件：刀具和工作臺、牛頭刨床和哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室。刨刀的運動實現(xiàn)了勻速運動和非勻速運動的轉換，并實現(xiàn)了典型的系統(tǒng)實例。第三章實現(xiàn)了系統(tǒng)設計。工作臺進給實現(xiàn)了連續(xù)和間歇運動的轉換，曲柄搖桿ABCD機構實現(xiàn)了刀具慢進快退AB的長度調(diào)

8、節(jié)行程M1。M3調(diào)整刀具和工件的相對位置(XY方向)，M2調(diào)整工作臺的高度。曲柄搖桿FGHI驅動棘輪J驅動螺桿K實現(xiàn)每周期進給。哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，第三章執(zhí)行系統(tǒng)設計，成型機演示動畫，慢速切割運動，無切割快速后退，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，2個開關、聯(lián)鎖和檢測功能，2個執(zhí)行系統(tǒng)功能，第1 (2)章用于倒車、超車或倒車停止；(3)用于實現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護和安全制動；(4)實現(xiàn)鎖定、定位、夾緊等功能；(5)測量、放大、比較、顯示、記錄和計算。，3實現(xiàn)程序控制功能，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，1-凸輪軸2-支架3-微動開關4-壓桿5-進給滑道6-檢測探頭7-工件(墊圈)8-止動臂，自動墊圈內(nèi)徑檢測

9、裝置，第3章，系統(tǒng)設計，包括運動、加載運動(墊圈進入進給滑道并向前運動(間歇運動)，2)到達檢測站后停止，3)凸輪軸旋轉，4)止動臂擺動(間歇運動)， 5)哈爾濱工業(yè)大學機電工程系壓桿上下運動(間歇運動)，a)內(nèi)徑合格b)內(nèi)徑過小c)內(nèi)徑過大。 問：如何判斷不合格產(chǎn)品是大是??？自動檢測墊圈內(nèi)徑裝置的檢測原理，7個工件；4個帶探針的壓桿；1微動開關，第3章實現(xiàn)系統(tǒng)設計，哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室，自動檢測螺桿長度裝置，第3章實現(xiàn)系統(tǒng)設計，如何區(qū)分螺桿長度？1)長于標準值2)等于標準值3)小于標準值。第三章實現(xiàn)系統(tǒng)設計，4實現(xiàn)施力功能對工件施加力或扭矩來完成生產(chǎn)任務，2)實現(xiàn)系統(tǒng)功能，液壓機，1

10、個砧座；2上砧；3.哈爾濱工業(yè)大學機電工程系動梁；3.執(zhí)行系統(tǒng)的分類和特征；3.執(zhí)行系統(tǒng)的設計，根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)對運動和動力的不同要求，可分為動作型、動力型和動作動力型。根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)中執(zhí)行機構的相互關系，可分為單一型、獨立型和關聯(lián)型。執(zhí)行系統(tǒng)的分類和特點，哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室，3.2執(zhí)行系統(tǒng)設計，執(zhí)行系統(tǒng)設計特點，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，2)執(zhí)行系統(tǒng)的一端和被執(zhí)行(處理)在設計執(zhí)行系統(tǒng)時，不僅要明確系統(tǒng)中零部件的交互和設計要求，還要了解與其他系統(tǒng)的聯(lián)系、協(xié)調(diào)和分工，使整個系統(tǒng)能夠在最佳狀態(tài)下工作。1)執(zhí)行系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，其設計特點如下：執(zhí)行系統(tǒng)特點(兩個特點):哈爾濱工業(yè)大學機電工

11、程系，執(zhí)行系統(tǒng)設計的基本要求(三個基本要求):2)足夠的使用壽命、強度和剛度要求，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，1)保證設計時提出的功能目標，3)各執(zhí)行機構的結構。在第三章，執(zhí)行系統(tǒng)的設計中，如果動態(tài)執(zhí)行系統(tǒng)中各部分和部件的強度不夠，會導致各部分和部件的損壞，導致工作中斷甚至人身事故；剛度不足引起的彈性變形過大會影響系統(tǒng)的精度或使整個系統(tǒng)不能正常工作。充分使用壽命的含義及強度和剛度要求：哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室；3)所有執(zhí)行機構應結構合理，配合協(xié)調(diào)；第三章實現(xiàn)系統(tǒng)設計；2)足夠的使用壽命、強度和剛度要求；1)確保設計時提出的功能目標，實現(xiàn)系統(tǒng)設計的基本要求(三個基本要求):哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研

12、室。在第三章中，進行了系統(tǒng)設計，并對系統(tǒng)的運動特性和旋轉運動進行了分析：圓形導軌、軸承、齒輪等。電動馬達、液壓馬達等。直線運動：直線導軌、液壓缸、電動推桿、電動液壓推桿直線電機/旋轉電機通過轉換機構改變直線運動，電動推桿、電動液壓推桿、哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，一、執(zhí)行軸機構設計，第三章執(zhí)行系統(tǒng)設計，執(zhí)行軸通用例如，機床中的執(zhí)行軸可以驅動工件或工具來完成工件表面的成形運動。(1)執(zhí)行軸機構的組成和基本要求。哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室。執(zhí)行軸機構的設計，第三章，執(zhí)行系統(tǒng)的設計。執(zhí)行軸機構一般主要由執(zhí)行軸、傳動部件(齒輪、滑輪等)組成。1)執(zhí)行軸的組成，(1)執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，CA61

13、40車床主軸，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，執(zhí)行軸的組成以CA6140臥式車床主軸總成為例， 主軸結構(有利于工件夾緊的設計):1)空心階梯軸(可通過桿件并去除中心)；2)前錐孔為莫氏可安裝中心；3)前端外圓為短錐形法蘭結構，可安裝卡盤。 (1)哈爾濱工業(yè)大學機電工程系執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，1-螺桿；雙環(huán)鎖定盤；3-主軸的前端；4-刻度盤或卡盤；5-螺母；6-雙頭螺栓，CA6140車床主軸前端結構，(1)執(zhí)行軸機構的組成及基本要求，如哈爾濱工業(yè)大學機電工程系臥式車床CA6140主軸總成，保證軸系精度和剛度的措施，第3章，執(zhí)行系統(tǒng)設計，主軸前支撐采用兩種

14、支撐結構，即NN3021K雙排短圓柱滾子軸承P5精度，用于承受徑向力。后軸承由P5精度徑向球軸承和P5精度推力球軸承組成，分別承受徑向力和軸向力。(1)哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室執(zhí)行系統(tǒng)設計第三章執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，選擇了軸承的特點：NN3021K雙列短圓柱滾子軸承，具有剛度好、精度高、承載能力大的優(yōu)點；軸承的內(nèi)圈非常薄，與主軸的配合面的錐度為112。因此，當內(nèi)圈與主軸發(fā)生相對位移時，內(nèi)圈產(chǎn)生徑向彈性膨脹，從而調(diào)節(jié)軸承的徑向間隙，達到預緊的目的。(1)執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系1:12錐度，第3章：執(zhí)行系統(tǒng)設計、軸承預緊、軸承潤滑和密封，1)主軸前后軸承的潤

15、滑由油泵提供，潤滑油通過進油孔充分潤滑軸承，帶走主軸旋轉產(chǎn)生的熱量。2)主軸的前后兩端用油槽密封，油槽是軸套(螺母)外表面的一個鋸齒形環(huán)形槽。主軸旋轉時，油由于離心力沿斜面甩回，通過回油孔流回油箱底部，最后流回床腿內(nèi)的油池。(1)執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，哈爾濱工業(yè)大學機電工程系，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，執(zhí)行軸的組成以M1432A萬能外圓磨床砂輪架主軸組件為例，具有：1高旋轉精度；2高剛性；3抗振動；4耐磨性，(1)執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，哈爾濱工業(yè)大學機電工程教研室，第3章執(zhí)行系統(tǒng)設計，高旋轉精度和剛度保證措施短三瓦滑動軸承，砂輪架主軸徑向支撐為“短三瓦”滑動軸承。每個滑動軸承由三個扇形軸

16、瓦組成。每個軸承襯套1支撐在球形支撐螺釘?shù)那蛐伪砻嫔?。軸承的間隙可以通過調(diào)節(jié)球形支撐螺釘10來調(diào)節(jié)。螺釘11是一個鎖定螺釘。商店，執(zhí)行軸的組成，例如，M1432A萬能外圓磨床砂輪架的主軸組件，(1)哈爾濱工業(yè)大學機電工程系執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，(1)旋轉精度(徑向跳動，軸向串聯(lián)運動， 角度擺動)2)靜態(tài)剛度(靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度)3)執(zhí)行軸的抗振性(在交變載荷下可以平穩(wěn)工作而不振動)4)溫升和熱變形5)執(zhí)行軸的耐磨性(精度保持，軸承磨損后的自補償)，第3章系統(tǒng)設計，2執(zhí)行軸機構的設計要求，(1)哈爾濱工業(yè)大學機電工程系執(zhí)行軸機構的組成和基本要求，1)旋轉精度(徑向跳動， 軸向串聯(lián)運動和角擺