第四章執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計1

1、第四章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 41 執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能及分類一、執(zhí)行系統(tǒng)的組成執(zhí)行系統(tǒng)由執(zhí)行構(gòu)件和與之相連的執(zhí)行機構(gòu)組成。 執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務(wù)的零部件一、執(zhí)行系統(tǒng)的功能 執(zhí)行機構(gòu)的作用是傳遞和變換運動與動力，即把傳動系統(tǒng)傳遞過來的運動與動力進行必要的變換，以滿足執(zhí)行構(gòu)件的要求。執(zhí)行機構(gòu)變換運動，就其變換形式來說：常見的有轉(zhuǎn)動變換為移動或擺動,或反之。就變換的節(jié)拍來看：則可分為將連續(xù)運動變換為不同形式的連續(xù)運動或間歇運動。執(zhí)行系統(tǒng)的功能歸納起來有以下幾種： (一)夾持通常把直接夾住工件的執(zhí)行構(gòu)件稱為“手指”。圖41圖44為幾種常見的夾持器。 除此以外也常采用以齒輪齒條或螺旋機構(gòu)驅(qū)動“手指”夾持

2、工件的夾持器。 (二)搬運搬運是指能把工件從一個位置移送到另一個位置，但并不限定移送路線的動作。(三)輸送輸送是指將工件按給定的路線，從一個位置運送到下一個位置。按其輸送路線不同可分為：直線輸送、環(huán)形輸送及空間輸送。按輸送方式又可分為：連續(xù)輸送和間歇輸送。 (四)分度與轉(zhuǎn)位一般分度、定位機構(gòu)中都附有定位裝置。（五）檢測（六）施力（七）完成工藝性復(fù)雜動作三、執(zhí)行系統(tǒng)的分類按其對運動和動力的不同要求分為：動作型、動力型和動作-動力型。按執(zhí)行系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)數(shù)及其相互間的聯(lián)系情況可分為：單一型、相互獨立型及相互聯(lián)系型。四、執(zhí)行構(gòu)件的運動形式是移動和轉(zhuǎn)動，而這兩類運動又可分為連續(xù)和間歇兩種，其他復(fù)雜的運

3、動都可以看成是上述兩類基本運動的組合。執(zhí)行系統(tǒng)的分類執(zhí)行構(gòu)件常見運動形式及主要運動參數(shù)4-2 機構(gòu)選型及常用執(zhí)行機構(gòu)的主要性能特點一、機構(gòu)選型可將基本機構(gòu)通過倒置（變換機架）或改變運動副的形狀或改變某些零件的結(jié)構(gòu)來得到多種運動形式。二、常用執(zhí)行機構(gòu)的主要性能特點（一）連桿機構(gòu)平面六桿機構(gòu)基本結(jié)構(gòu)型式及其應(yīng)用實例萬向聯(lián)軸器（二）凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)設(shè)計中應(yīng)考慮以下問題：（1）凸輪機構(gòu)運動規(guī)律（2）凸輪輪廓曲線的最小曲率半徑（3）壓力角與基圓半徑（4）凸輪常用材料及強度計算（三）間歇運動機構(gòu)（四）直線運動機構(gòu)（五）差動機構(gòu)（六）增力機構(gòu)（七）行程增大機構(gòu)43 執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計一、執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計要求設(shè)計執(zhí)

4、行系統(tǒng)時，通常要滿足下列的要求：(一)實現(xiàn)預(yù)期精度的運動或動作(二)有足夠的強度、剛度(三)各執(zhí)行機構(gòu)間動作要協(xié)調(diào)配合當(dāng)設(shè)計相互聯(lián)系型執(zhí)行系統(tǒng)時，需繪制工作循環(huán)圖。(四)結(jié)構(gòu)合理、造型美觀、便于制造與安裝(五)工作安全可靠，有足夠的使用壽命 此外，由于執(zhí)行機構(gòu)通常都是外露的，因此常需設(shè)置必要的安全防護裝置。二、執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計步驟(一)擬定運動方案即確定實現(xiàn)工作任務(wù)的工藝原理、需要幾個執(zhí)行構(gòu)件及其運動形式。 (二)合理選擇執(zhí)行機構(gòu)類型，擬定機構(gòu)組合方案一般的選擇原則是在滿足運動要求的前提下，盡可能縮短運動鏈，同時，應(yīng)優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、便于制造和效率高的機構(gòu)。當(dāng)執(zhí)行系統(tǒng)中要求使用幾個執(zhí)行

5、機構(gòu)時，要注意把效率高的機構(gòu)安排在傳遞功率大的地方；如果執(zhí)行機構(gòu)間要求動作配合協(xié)調(diào)，則它們之間的連接應(yīng)用傳動比準確的機構(gòu)；某些場合還要注意安裝互鎖安全裝置。 (三)繪制工作循環(huán)圖在設(shè)計有多個需協(xié)同工作的執(zhí)行機構(gòu)時，要繪制工作循環(huán)圖，以表達和校核各執(zhí)行構(gòu)件間的協(xié)調(diào)和配合。 繪制工作循環(huán)圖時，應(yīng)選擇一個定標構(gòu)件，通常可以選擇機械主軸或分配軸作為定標構(gòu)件，因為這些軸的整周轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)于機械的工作循環(huán)。 圖為銷釘切制機的機構(gòu)簡圖。冷墩鉚釘機的機構(gòu)運動筒圖矩形工作循環(huán)圖圓形工作循環(huán)圖試繪制多個執(zhí)行機構(gòu)的自動裝帽機的運動循環(huán)圖，其動作如圖所示（四)運動分析及強度、剛度計算1.運動分析 運動分析的目的是求出執(zhí)行

6、系統(tǒng)中各構(gòu)件的位移、速度和加速度，必要時還應(yīng)確定執(zhí)行構(gòu)件上給定點的軌跡。常用的分析方法有圖解法和解析法。2.強度和剛度計算需求得各構(gòu)件所受的外力、慣性力及慣性力偶矩、運動副的支反力和應(yīng)加于原動件(或從動件)上的平衡力或平衡力矩，然后在分析其失效形式的基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的強度和剛度條件。 常用間歇運動機構(gòu)aA2 R1O2OGr R 不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪傳動的往復(fù)移動機構(gòu)主動輪齒條從動輪差動螺旋機構(gòu)斜面杠桿式夾置機構(gòu)鉸鏈杠桿式夾緊機構(gòu)肘桿式增力機構(gòu)差動增力滑輪鋼絲聯(lián)動伸縮架齒條行程增大機構(gòu)滑塊行程增大機構(gòu)搖桿擺角增大機構(gòu)打孔機整齊、壓緊的紙張驅(qū)動力信息（是否整齊、壓緊）打孔的紙張能力損耗信息（是否打好孔）裝卡紙張紙張對紙張打孔能量轉(zhuǎn)換為力和