第四章 执行系统设计.pptVIP

* 第四章 执行系统设计 第一节 执行系统的组成、功能及分类 第二节 机构选型及常用执行机构的主要性能特点 第三节 执行系统设计 第一节 执行系统的组成、功能及分类 一.执行系统的组成 执行系统是直接完成系统预期工作任务的部分，因此也称工作机或工作装置。 执行系统由执行构件和与之相连的执行机构组成。 二.执行系统的功能 执行机构的作用是传递和变换运动和动力。 变换运动 运动形式变化 运动节拍变化 连续?断续 连续?连续 回转?回转 回转?摆动 回转?单向直线 回转?直线往复 回转?特殊轨迹 摆动?摆动 摆动?单向直线 摆动?直线往复 直线?单向直线 直线?直线往复 直线往复?直线往复 常见执行系统的功能： 1.夹持 工件 手指 液压缸 活塞杆 连杆 液压缸 手指 转臂 2.搬运 指将工件从一个位置移送到另一个位置。 3.输送 输送是将工件按给定的路线从一个位置运到下一个位置。 4.分度与转位 如图4-12为检测垫圈内径的装置。 5.检测 如图4-14所示，检测螺钉长度和剔除过长螺钉的装置。 6.施力 有的机械要执行系统实现一定的运动或动作，如前所示。而还有些机械要求执行系统对工作对象施加力或力矩以达到完成任务的目的。有的机械系统还要执行系统具备多种功能要求，如插齿机。 7.完成工艺复杂动作 执行系统要完成各种工艺复杂的动作，此种情况，执行系统需有多个执行机构和执行构件组成。 如图4-16糖果扭结包装机的执行系统： 三.执行系统的分类 见P80表4-1 四.执行构件的运动形式 见P81表4-2 第二节 机构选型及常用执行 机构的主要性能特点 一.机构选型 机构的类型很多，满足同一运动要求的机构，也可一用不同的机构来完成。因此，必须了解机构的运动特性和动力特性，同时对机械的外廓尺寸、重量、结构限制、动力特性、传动精度、生产率、制造难易、工作环境和经济性等进行分析、比较，根据实际需要选择或设计出最佳方案。 二.常用执行机构的主要性能和特点 1.连杆机构 特点：连杆机构是低副机构，各运动副为面接触，因此压强小、 磨损小、易加工，改变构件的尺寸或输出点的位置可获 得不同的运动规律和运动轨迹。但实现从动件任意运动 规律的灵活性差，惯性力难以平衡，动载、噪音、振动 较大。 因此，连杆不适用高速场合。 2.凸轮机构 凸轮机构可实现任意复杂的运动规律，机构简单、紧凑，设计方便。但因是高副机构，比压较大、易磨损、高速时动力学特性变差。故凸轮机构不宜在高速重载条件下工作。 凸轮设计时应考虑的问题： 1）从动件的运动规律： 等速运动、等加等减速运动、余弦加速度，除这三种运动规律外，还有正弦加速度、高次曲线运动规律等。实际中应用中通常改进。 设计时考虑： F=mv 2）凸轮轮廓曲线的最小曲率半径：不宜过小 3）压力角与基圆半径： 滚子从动件凸轮压力角及其许用压力角见P87表4-6。 4）凸轮常用材料及其强度计算： 对材料的要求： 因凸轮在变应力下工作，且往往伴有冲击。因此凸轮的材料应有较好的抗疲劳强度、抗冲击韧性和抗磨损能力。 常用材料： 碳钢：45、60、65 中碳合金钢： 低碳合金钢： 强度计算：接触强度计算 3.间歇运动机构 常见间歇运动机构见P88表4-7 4.直线运动机构 常见直线运动机构见P91表4-8 5.差动机构 常见差动机构见P95表4-9 可实现运动的分解和合成。 6.增力机构 常见增力机构见P97表4-10 7.行程增大机构 常见行程增大机构见P98表4-11 如螺纹的加工原理方案： 第三节 执行系统设计 一.执行系统的设计要求 1.实现预期精度的运动或动作 2.有足够的强度、刚度 3.各执行构件间动作要协调配合 4.结构合理、便于制造安装、造型美观 5.工作安全可靠，有足够的使用寿命。 6.在特殊介质（如潮湿、腐蚀、高温等）工作的零件有防锈、 防腐、耐高温的要求。 二.执行系统的设计步骤 1.拟订运动方案 注意多种方案比较、择优 同样注意多种方案比较、择优，同时要综合考虑与相关另部件的协调。 2.合理选择执行机构类型，拟订机构组合方案 原则： 1）满足运动要求的前提下，尽可能缩短运动链、以减少机 构和零部件数，从而提高机械效率，降低成本； 2）应优先选用机构简单、工作可靠、便于制造和效率高的 机构； 3）执行系统中同时有几个执行机构时，为减少功率损失， 应把效率较高的机构放在传递功率大的地方；若执行机 构间协调性要求较高，则他们之间的连接应选用传动比 准确的机构。 3.绘制工作循环图