工大--第三章--执行系统设计

1、第三章，执行系统设计，学习重点：1执行系统的组成，2执行系统的功能，4执行系统的分类，5执行系统的设计，6导轨的设计，回顾以前的内容，机械系统的组成和功能，主要由动力系统，执行系统，传动系统，操作控制系统，支撑系统和润滑冷却密封系统组成。执行系统的功能是利用机械能来改变工作对象的性质、状态、形状和位置，或者对其进行检测。由于每个系统要完成的功能不同，所以对其执行系统的移动和工作量的技术要求也不同，因此执行系统也各不相同。然而，它的组成只不过是两种部件，即致动器端件和致动器组件。第三章是执行系统的设计，3.1执行系统的组成、功能和分类，喷涂机器人的工作视频，第三章是执行系统的设计，包括执行端部件

2、(执行部件)和与之相连的执行机构。(组成)执行端是执行系统中直接完成工作任务的组件。致动器的主要功能是向致动器提供力并驱动其运动，即交换由传动系统传递的运动和动力以满足致动器的要求。3.1执行系统的组成、功能和分类，1。执行系统组成，手爪平行开合机械手结构图，第三章执行系统设计，执行机构：1、8滑动齿条9滑动齿条导轨10压缩弹簧，传动机构：4双面齿条2、3齿轮，动力装置：5气缸6活塞，组成及运动关系，执行端件：11可互换手爪。哈尔滨工业大学机电工程教研室。执行系统的组成。执行系统设计。当卧式车床的主轴组件通过中心或卡盘(图中未示出)驱动工件旋转时，中心或卡盘是执行端件，而主轴组件是执行机构。执

3、行端件的功能是：夹紧和旋转。哈尔滨工业大学机电工程教研室实现了两种形式的端件：第三章实现系统设计，1)直接接触工作对象并携带它完成一定的动作；(如夹紧、搬运、输送、旋转(分度和分度)等。2)完成工作对象上的某些动作。(如喷涂、清洗、锻造等。)，哈尔滨工业大学机电工程系，第三章实现了系统设计，并实现了两种形式的端件：1)直接接触工作对象并携带它完成一定的动作；(如夹紧、搬运、输送、旋转(分度和分度)等。)，第3章：实现系统设计、执行和实现两种形式的端件：1)直接接触工作对象并执行它来完成某些动作；(如夹紧、搬运、输送、旋转(分度和分度)、旋转轴、齿条运动，哈尔滨工业大学机电工程系和哈尔滨工业大学

4、机电工程系，第三章进行系统设计，输送是指按照给定的路线将工件从一个位置输送到下一个位置。第三章根据哈尔滨工业大学机电工程教研室的输送路线、直线输送、循环输送、空间输送、连续输送、间歇输送、输送、进行系统设计，输送是指按照给定的路线将工件从一个位置输送到下一个位置。根据运输路线、直线运输、循环运输、空间运输、运输方式、连续运输、间歇运输、运输方式、间歇运输、哈尔滨工业大学机电工程系实现了两种形式的端件：第三章实现系统设计，第二章完成对工作对象的某些动作。(如喷涂、清洗、锻造等。)，汽车保险杠喷涂，汽车车桥喷涂，哈尔滨工业大学机电工程系，第随着科学技术的发展，执行系统的组成也在不断变化：一方面，因

5、为机械的含义在不断扩大，如电子、电器、光学、液体、气体等。也可以直接与纯机械结构结合，形成更先进的机电、机电、机电一体化和机电一体化执行器；另一方面，由于传动系统变得越来越简单，有时机构既可以是传动系统又可以是执行系统，例如连杆机构的应用。因此，执行系统可以由简单结构组成，也可以由一些基本结构组成的复杂机制组成。这主要取决于系统的功能。一般来说，能够完成相同功能的执行系统可以有不同的方案，但是应该选择一个简单可靠的能够满足功能需求的方案。哈尔滨工业大学机电工程系，执行系统示例，第3章执行系统设计，真空吸盘，吸钢板，吸瓦，堆垛，执行系统示例，第3章执行系统设计，提升，翻转，堆垛，冲压，KUKA堆

6、垛机器人，哈尔滨工业大学机电工程系，执行系统示例，第3章：执行系统设计，码垛机器人，哈尔滨工业大学机电工程系。第三章：执行系统设计。机器人灵巧手有4个手指，结构相同，有13个自由度，600多个机械部件，1600多个电子元件，重量只有16公斤。每个手指有4个关节，由3个电机驱动，每个手指可以举起1公斤重的物体。共有94个传感器，可以感知每个手指的位置和姿势。哈尔滨工业大学机电工程系，2。执行系统的功能，一般可以实现以下功能：1 .运动形式或规律的变换；2.开关、联锁和检测；3.程序控制。4.施力；3.执行系统的设计；2.执行系统问题：如何在终点实现任意轨迹的运动，第三章：实现系统设计，哈尔滨工业

7、大学机电工程教研室，1:实现改变运动形式或运动规律的功能，2:实现系统功能，第三章：实现系统设计，(1)实现预期的固定轨迹或简单可调的轨迹功能；以下是牛头刨床加工零件运动过程的一个例子：1)匀速运动和非匀速运动的变换，2)连续间歇运动的变换，哈尔滨工业大学机电工程教研室，执行系统的典型例子是牛头刨床加工零件，第三章是执行系统的设计。牛头刨床加工的零件有两个执行端件：刀具和工作台、牛头刨床和哈尔滨工业大学机电工程教研室。刨刀的运动实现了匀速运动和非匀速运动的转换，并实现了典型的系统实例。第三章实现了系统设计。工作台进给实现了连续和间歇运动的转换，曲柄摇杆ABCD机构实现了刀具慢进快退AB的长度调

8、节行程M1。M3调整刀具和工件的相对位置(XY方向)，M2调整工作台的高度。曲柄摇杆FGHI驱动棘轮J驱动螺杆K实现每周期进给。哈尔滨工业大学机电工程系，第三章执行系统设计，成型机演示动画，慢速切割运动，无切割快速后退，哈尔滨工业大学机电工程系，2个开关、联锁和检测功能，2个执行系统功能，第1 (2)章用于倒车、超车或倒车停止；(3)用于实现联锁、过载保护和安全制动；(4)实现锁定、定位、夹紧等功能；(5)测量、放大、比较、显示、记录和计算。，3实现程序控制功能，哈尔滨工业大学机电工程系，1-凸轮轴2-支架3-微动开关4-压杆5-进给滑道6-检测探头7-工件(垫圈)8-止动臂，自动垫圈内径检测

9、装置，第3章，系统设计，包括运动、加载运动(垫圈进入进给滑道并向前运动(间歇运动)，2)到达检测站后停止，3)凸轮轴旋转，4)止动臂摆动(间歇运动)， 5)哈尔滨工业大学机电工程系压杆上下运动(间歇运动)，a)内径合格b)内径过小c)内径过大。 问：如何判断不合格产品是大是小？自动检测垫圈内径装置的检测原理，7个工件；4个带探针的压杆；1微动开关，第3章实现系统设计，哈尔滨工业大学机电工程教研室，自动检测螺杆长度装置，第3章实现系统设计，如何区分螺杆长度？1)长于标准值2)等于标准值3)小于标准值。第三章实现系统设计，4实现施力功能对工件施加力或扭矩来完成生产任务，2)实现系统功能，液压机，1

10、个砧座；2上砧；3.哈尔滨工业大学机电工程系动梁；3.执行系统的分类和特征；3.执行系统的设计，根据执行系统对运动和动力的不同要求，可分为动作型、动力型和动作动力型。根据执行系统中执行机构的相互关系，可分为单一型、独立型和关联型。执行系统的分类和特点，哈尔滨工业大学机电工程教研室，3.2执行系统设计，执行系统设计特点，第3章执行系统设计，2)执行系统的一端和被执行(处理)在设计执行系统时，不仅要明确系统中零部件的交互和设计要求，还要了解与其他系统的联系、协调和分工，使整个系统能够在最佳状态下工作。1)执行系统是整个系统的一个子系统，其设计特点如下：执行系统特点(两个特点):哈尔滨工业大学机电工

11、程系，执行系统设计的基本要求(三个基本要求):2)足够的使用寿命、强度和刚度要求，第3章执行系统设计，1)保证设计时提出的功能目标，3)各执行机构的结构。在第三章，执行系统的设计中，如果动态执行系统中各部分和部件的强度不够，会导致各部分和部件的损坏，导致工作中断甚至人身事故；刚度不足引起的弹性变形过大会影响系统的精度或使整个系统不能正常工作。充分使用寿命的含义及强度和刚度要求：哈尔滨工业大学机电工程教研室；3)所有执行机构应结构合理，配合协调；第三章实现系统设计；2)足够的使用寿命、强度和刚度要求；1)确保设计时提出的功能目标，实现系统设计的基本要求(三个基本要求):哈尔滨工业大学机电工程教研

12、室。在第三章中，进行了系统设计，并对系统的运动特性和旋转运动进行了分析：圆形导轨、轴承、齿轮等。电动马达、液压马达等。直线运动：直线导轨、液压缸、电动推杆、电动液压推杆直线电机/旋转电机通过转换机构改变直线运动，电动推杆、电动液压推杆、哈尔滨工业大学机电工程系，一、执行轴机构设计，第三章执行系统设计，执行轴通用例如，机床中的执行轴可以驱动工件或工具来完成工件表面的成形运动。(1)执行轴机构的组成和基本要求。哈尔滨工业大学机电工程教研室。执行轴机构的设计，第三章，执行系统的设计。执行轴机构一般主要由执行轴、传动部件(齿轮、滑轮等)组成。1)执行轴的组成，(1)执行轴机构的组成和基本要求，CA61

13、40车床主轴，哈尔滨工业大学机电工程系，第3章执行系统设计，执行轴的组成以CA6140卧式车床主轴总成为例， 主轴结构(有利于工件夹紧的设计):1)空心阶梯轴(可通过杆件并去除中心)；2)前锥孔为莫氏可安装中心；3)前端外圆为短锥形法兰结构，可安装卡盘。 (1)哈尔滨工业大学机电工程系执行轴机构的组成和基本要求，第3章执行系统设计，1-螺杆；双环锁定盘；3-主轴的前端；4-刻度盘或卡盘；5-螺母；6-双头螺栓，CA6140车床主轴前端结构，(1)执行轴机构的组成及基本要求，如哈尔滨工业大学机电工程系卧式车床CA6140主轴总成，保证轴系精度和刚度的措施，第3章，执行系统设计，主轴前支撑采用两种

14、支撑结构，即NN3021K双排短圆柱滚子轴承P5精度，用于承受径向力。后轴承由P5精度径向球轴承和P5精度推力球轴承组成，分别承受径向力和轴向力。(1)哈尔滨工业大学机电工程教研室执行系统设计第三章执行轴机构的组成和基本要求，选择了轴承的特点：NN3021K双列短圆柱滚子轴承，具有刚度好、精度高、承载能力大的优点；轴承的内圈非常薄，与主轴的配合面的锥度为112。因此，当内圈与主轴发生相对位移时，内圈产生径向弹性膨胀，从而调节轴承的径向间隙，达到预紧的目的。(1)执行轴机构的组成和基本要求，哈尔滨工业大学机电工程系1:12锥度，第3章：执行系统设计、轴承预紧、轴承润滑和密封，1)主轴前后轴承的润

15、滑由油泵提供，润滑油通过进油孔充分润滑轴承，带走主轴旋转产生的热量。2)主轴的前后两端用油槽密封，油槽是轴套(螺母)外表面的一个锯齿形环形槽。主轴旋转时，油由于离心力沿斜面甩回，通过回油孔流回油箱底部，最后流回床腿内的油池。(1)执行轴机构的组成和基本要求，哈尔滨工业大学机电工程系，第3章执行系统设计，执行轴的组成以M1432A万能外圆磨床砂轮架主轴组件为例，具有：1高旋转精度；2高刚性；3抗振动；4耐磨性，(1)执行轴机构的组成和基本要求，哈尔滨工业大学机电工程教研室，第3章执行系统设计，高旋转精度和刚度保证措施短三瓦滑动轴承，砂轮架主轴径向支撑为“短三瓦”滑动轴承。每个滑动轴承由三个扇形轴

16、瓦组成。每个轴承衬套1支撑在球形支撑螺钉的球形表面上。轴承的间隙可以通过调节球形支撑螺钉10来调节。螺钉11是一个锁定螺钉。商店，执行轴的组成，例如，M1432A万能外圆磨床砂轮架的主轴组件，(1)哈尔滨工业大学机电工程系执行轴机构的组成和基本要求，(1)旋转精度(径向跳动，轴向串联运动， 角度摆动)2)静态刚度(静态刚度和动态刚度)3)执行轴的抗振性(在交变载荷下可以平稳工作而不振动)4)温升和热变形5)执行轴的耐磨性(精度保持，轴承磨损后的自补偿)，第3章系统设计，2执行轴机构的设计要求，(1)哈尔滨工业大学机电工程系执行轴机构的组成和基本要求，1)旋转精度(径向跳动， 轴向串联运动和角摆