机电一体化机械设计论文

1、机电一体化机械设计论文摘要:机电一体化的机械系统主要一般包括电力系统、 机械系统、液压系统、电子系统和光学技术等系统，是通 过计算机技术的协调和控制，并由传动机构、执行机构和 电动机控制等多个电子系统完成相应的机械运动，以此达 到系统功能及任务完成的目标。本文通过相关的工作经验 和资料研究，对机电一体化机械系统的设计和研究进行了 一定的论述。关键词:机电一体化;机械系统;工作经验;研究资料机电一体化机械系统通过运用计算机技术，由计算机 系统进行协调及控制，从而完成运动、能量流和机械力等 各项动力学相关的任务，同时其各个机电部件相互联系、 相互配合和相互协调，组成完整的系统结构。基于该系统 结构

2、的程序性和任务性，在机电一体化机械系统的设计与 研究上应该站在“系统”的相关角度，以便进行有效科学 的安排设计。1机电一体化机械系统的设计要求1.1保证较高的精确性机电相关产品的精确程度直接关系着系统整体的质量 和效益，机电一体化机械的技术性能、工艺水平及功能都 要求选择优质产品，也就是说，机电一体化产品的首要标 准和要求便是高精确度。1. 2反应性能要强机电系统具有良好的反应性能，即在系统接受某一指 令后，能够较短时间内对该指令进行任务的执行，从而保 证系统能够更加精确地完成任务。另外根据系统的运行状 况，做好准确、及时获得相应指令的控制，能够增加任务 完成和执行的准确性。1.3具有较强的稳

3、定性在机电一体化机械设计中，为了保证更好的系统精确 度和反应性能，往往会在无间隙、低摩擦、高刚度和高谐 振频率等方面对系统提出较高的要求。另一方面，还要求 机电一体化机械系统有寿命长、体积小、重量轻和可靠性 高等优点。2机电一体化机械系统的构成机电一体化机械系统通常是由传动机构、导向机构和 执行机构三部分构成。2. 1传动机构机电一体化机械系统中的传动机构，不仅仅是转速和 转矩的转换器，耗时伺服系统中的重要组成部分，因此， 在机电一体化机械系统设计要求中，传动机构首先要具有 较高的精确度，同时必须满足重量轻、噪音低、体积小、 运转速度高和可靠性高等方面的要求和特点，结合机电一 体化机械系统中对

4、伺服控制的要求和标准进行传动机构的设计研究，以便更好地提升系统机械结构中的伺服性能。2. 2导向机构导向机构在机电一体化机械系统中主要起到的是导向 作用和支撑作用，一般包括导轨和轴承等。导向机构的正 常作用的发挥可以有效保证机电一体化机械系统中的组成 部分和各个装置能够安全、准确完成指定的任务运动。2. 3执行机构执行机构，是指在机电一体化机械系统中直接完成任 务指令的操作装置和部分，一般情况下，执行机构所具备 的高灵敏度和精确度以及高重复性能和可靠性，可以保证 其根据不同的任务指令和相关要求，在动力源的推动下完 成预先设定的各种操作任务。在目前经济快速发展的社会, 计算机的应用能通过其强大有

5、效的功能，使传统机电的动 力发动机转换成为可变速、动力和执行的多功能发动机， 从而使得执行机构和传动机构得到进一步的简化。3机电一体化机械系统的设计思想3. 1动态设计思想在机电一体化机械系统的设计中，通过静态设计的有 效协助，为了更好的研究整个机械系统结构的频率特点和 性质，完成各个系统环节数字模型的建立，推动促进机电 一体化机械系统的传递函数，必须充分有效地通过自控方 法进行频率特性的计算，这便是动态设计。机械系统的频率特性，在一定程度上不但能够反映出整个系统在不同信 号频率下的相应反应，还决定了系统的工作最大频率、抗 干扰性和稳定性。3. 2静态设计思想静态设计是指按照机电一体化各个机械

6、系统的功能要 求，通过相关的研究和经验初步、大体上制定出机械系统 设计的步骤及方案。方案中主要涉及整个系统部件之间的 控制、连接以及部件的种类和对能源的需求等。基本方案 设计完成后，应以技术手段为基础，设计出系统中各部件 的运动关系、参数及结构，确定部件及相应零件的材料、 精确度和结构方式，并对执行元件发电功率、参数和过载 能力进行验算，对其他相关的元件和部件进行配置系统的 选择等等。4机电一体化机械系统的性能分析想要使机电一体化机械系统良好的伺服性能得到保证, 不但需要从机械系统的静态特征方面得到更好的满足，同 时还要充分的运用理论研究和自动化的控制方法对整个系 统体系进行动态设计和分析。另

7、外，机械系统的动态设计 应该以系统静态的数字模型为基础，根据自动化控制的要 求和方法研究分析系统的整个频率特性，并通过调整相应的频率,改善系统整体的伺服性能。4. 1数字模型的建立机电一体化机械系统数字模型的建立和电气系统的数 字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通过折算将 比较负责的结构装置简单化，转为等效的数学函数关系， 并用数学中的线性微分方程表达式将其表达出来。机电一 体化机械系统的数字模型分析通常情况下都是输入与输出 的联系。比如，把比较复杂的系统机械参数，弹性模量、 阻尼和系统惯量等统一进行处理，并对各个机械参数进行 数学方式的分析，从而得出它们对整个机械系统的影响。 在数字模

8、型的建立之前，需要先对机械系统中的不同物理 量进行折算，使它们直接转化到某个元件上，从而把多变、 复杂的多轴传动变为单轴传动，在此过程中，必须严格按 照总机械系统性能不变的原则。这样，以单轴为基础的输 入量和输出量的关系，就能够建立相关的数学表达式，从 中反应出机械的相应性能，从而应用并指导实际中的设计。4. 2性能参数的影响机电一体化机械系统设计要求必须要工作可靠、精确 度高、运行平稳等，既是静态设计中的研究问题，也是动 态设计对伺服机构的要求，这就应该通过对有关参数的调 整，优化整体系统的性能。5结语通过以上论述，从机电一体化机械系统的性质、概念 等方面进行相关分析，分别从机电一体化机械系统的设计 要求、基本构成、设计思想和性能分析四个方面进行了研 究分析，机电一体化机械系统设计研究进行了详细的论述。作者:朱翔宇王玉乐单位：聊城大学机械与汽车工程学院青岛科技大学自动化与电子工程学院参考文献：1 农明武技校生参加机电一体化技能竞赛的指导 策略j.中小企业管理与科技(下旬刊)，xx(0 1).2 韩向可，吴耀春.