1、.,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(duì)象的性質(zhì)、狀態(tài)、形狀或位置，或?qū)ψ鳂I(yè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)、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

2、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。,.,2 - 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(jiǎn)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

3、 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(jiǎn)單、可靠，節(jié)能效果顯著，壽命長(zhǎng)，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3003000r/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(wàn)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)例,球體擺缸式液壓馬達(dá),徑向曲軸連桿式液壓馬

4、達(dá),鋼球液壓馬達(dá),軸配流擺線油馬達(dá),帶減速器液壓馬達(dá),.,3、氣動(dòng)馬達(dá),氣動(dòng)馬達(dá)的作用類同于液壓傳動(dòng)中的液壓馬達(dá)，它以壓縮空氣為動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 氣動(dòng)馬達(dá)的分類（按工作原理）： 容積式 透平式,.,容積式氣動(dòng)馬達(dá)分類：,.,.,氣動(dòng)馬達(dá)實(shí)例：,.,4、內(nèi)燃機(jī),定義：內(nèi)燃機(jī)是指燃料在氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，直接將產(chǎn)生的氣體（即工作介質(zhì)）所含的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)械。 分類：內(nèi)燃機(jī)按其主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，分為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機(jī)兩大類。 目前普遍應(yīng)用的是往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。,.,四沖程非增壓式柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu),.,內(nèi)燃機(jī)三維圖,.,內(nèi)燃機(jī)實(shí)例,.,二、動(dòng)力機(jī)的選用,在設(shè)計(jì)機(jī)

5、械系統(tǒng)時(shí)，選用何種形式的動(dòng)力機(jī)，主要應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析比較。 1）分析工作機(jī)械的負(fù)載特性和要求； 2）分析動(dòng)力機(jī)本身的機(jī)械特性； 3）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的比較。,.,2 - 2 傳動(dòng)系統(tǒng),傳動(dòng)系統(tǒng)是處于動(dòng)力機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的中間裝置，用以傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。 一、傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 (1) 傳動(dòng)部分 (2) 操縱部分 (3) 輔助部分,.,二、傳動(dòng)的類型,機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置可按以下幾種方式分類： (1) 按傳動(dòng)的工作原理分類； (2) 按傳動(dòng)比變化情況分類； (3) 按傳動(dòng)輸出速度變化情況分類。,.,三、傳動(dòng)的選擇,傳動(dòng)類型的選擇關(guān)系到整個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和工作性能參數(shù)。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是確定傳動(dòng)方案的

6、主要因素，只有對(duì)各種傳動(dòng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作細(xì)致的綜合分析和對(duì)比，才能較會(huì)理地選用傳動(dòng)的類型。,.,1、傳動(dòng)類型選擇的依據(jù) 2、選擇的基本原則 3、定傳動(dòng)比傳動(dòng)的選擇 4、有級(jí)變速傳動(dòng)的選擇5、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的選擇,選擇的主要內(nèi)容,.,2-3 執(zhí)行系統(tǒng),定義：直接用來完成各種工藝動(dòng)作或生產(chǎn)過程的機(jī)構(gòu)稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或稱工作機(jī)構(gòu)）。,.,.,.,.,機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的基本問題，可歸納為以下三個(gè)方面： 一、確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案 ; 二、合理選擇機(jī)構(gòu)的類型 ; 三、繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 。,.,2-4 支承系統(tǒng),一、支承系統(tǒng)的功能 1)支承和安裝機(jī)械系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)； 2)承受各種靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力； 3)

7、保證各零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)精度； 4)支承件的內(nèi)部用作電器箱及液壓油、潤(rùn)滑油、冷卻液的儲(chǔ)存器等。,.,對(duì)支承系統(tǒng)的基本要求,1)足夠的剛度和強(qiáng)度以及較高的 剛度重量比； 2)良好的動(dòng)態(tài)特性； 3)較小的熱變形； 4)合力的結(jié)構(gòu)布局和良好的結(jié)構(gòu)工藝性。,.,二、支承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與材料,支承件種類繁多，形式多樣，分類方法不一。 按結(jié)構(gòu)形式可分為四類(見圖6)：機(jī)座類（如底座、床身等）、箱體類（如箱體、殼體、機(jī)匣等）、框架類（如支架、橋架、桁架等）和板類（如基礎(chǔ)板、工作臺(tái)等）；按制造方法又可分為鑄造、焊接、鉚接和組合式四類。,.,按材料與制造方法可分為以下幾類：,、鑄鐵支承件 ；

8、、焊接支承件 ； 、鑄鋼支承件 ； 、輕合金支承件 ； 、混凝土支承件 ； 、天然巖石及陶瓷支承件 。,.,2-5 操縱控制系統(tǒng),一、操縱系統(tǒng)的組成、功能與分類 .操縱系統(tǒng)的組成 操縱系統(tǒng)是指把人和機(jī)械聯(lián)系起來，使機(jī)械按照人的指令工作的機(jī)構(gòu)和元件所構(gòu)成的總體。 操縱系統(tǒng)一般由下述幾部分組成： (1)操縱件； (2)執(zhí)行件； (3)運(yùn)動(dòng)件； 此外，操縱系統(tǒng)中還有保證操縱系統(tǒng)安全可靠工作的輔助元件，如定位元件、鎖定元件、導(dǎo)向元件、互鎖元件和回位元件等。,.,2.操縱系統(tǒng)的功能,操縱系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，即把操縱者施加于機(jī)械的信號(hào)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳遞到執(zhí)行系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)、換向、變

9、速和變力等目的。 操縱系統(tǒng)必須滿足下述要求： 1)操縱靈活、輕便省力 2)操縱件定位可靠 3)系統(tǒng)反饋準(zhǔn)確迅速且具有可調(diào)性 4)操縱方便舒適 5)操縱安全可靠,.,3操縱系統(tǒng)的分類,1)按操縱系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式分類； 2)按操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)方式分類； 3)按一個(gè)操縱件控制的執(zhí)行元件數(shù)目分類。 此外，操縱系統(tǒng)還可分為手動(dòng)操縱系統(tǒng)和腳動(dòng)操縱系統(tǒng)以及借助于無(wú)線電波、光波、聲波等物理效應(yīng)實(shí)現(xiàn)操縱功能的遠(yuǎn)距離（遙控）操縱系統(tǒng)。,.,二、控制系統(tǒng)及其組成,機(jī)械控制系統(tǒng)一般要控制使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求運(yùn)動(dòng)方向和速度以一定的順序和規(guī)律實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，完成給定的作業(yè)循環(huán)，有時(shí)還要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)事故、報(bào)警及消除故障等。,.,對(duì)于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、響應(yīng)速度及控制精度要求較高的系統(tǒng)，就需要用控制裝置代替人工操作。,.,無(wú)論多么復(fù)雜的控制系統(tǒng)，都是由一些基本環(huán)節(jié)或元件組成的。下圖是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，它由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成： （1）給定環(huán)節(jié) （2）測(cè)量環(huán)節(jié) （3）比較環(huán)節(jié)