機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、第六章 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié) 機(jī)器的組成分析第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)第四節(jié) 機(jī)電液機(jī)構(gòu)組成的運動與控制第五節(jié) 機(jī)械運動與控制第六節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)及其發(fā)展1一、機(jī)器的組成機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機(jī)械運動系統(tǒng)2第一節(jié) 機(jī)器的組成分析二、原動機(jī)電動機(jī)內(nèi)燃機(jī)一次能源動力機(jī)：水力機(jī)、風(fēng)力機(jī)液壓馬達(dá)三相交流異步電動機(jī)直流電動機(jī)伺服電動機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)3第一節(jié) 機(jī)器的組成分析三、機(jī)械傳動系統(tǒng)4單一工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)（含傳動機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)）無傳動系統(tǒng)工程中，有些機(jī)械沒有傳動機(jī)構(gòu)，而是由原動機(jī)直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如水力發(fā)電機(jī)組、電風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)以及一些用直流電動機(jī)驅(qū)動的機(jī)械，都沒有

2、傳動機(jī)構(gòu)。隨電機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，無傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械有增加的趨勢。三、機(jī)械傳動系統(tǒng)1、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動2、摩擦傳動：帶傳動、摩擦輪傳動3、螺旋傳動 4、萬向軸傳動5、鋼絲軟軸傳動 6、液壓傳動7、液力傳動 8、電磁傳動5四、工作執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機(jī)構(gòu) 2、凸輪機(jī)構(gòu)3、齒輪機(jī)構(gòu) 4、間歇運動機(jī)構(gòu)5、螺旋機(jī)構(gòu) 6、電磁機(jī)構(gòu)6第一節(jié) 機(jī)器的組成分析機(jī)械運動系統(tǒng) 1. 機(jī)構(gòu)的基本型 機(jī)構(gòu)的基本型是指最基本的、最常用的機(jī)構(gòu)型式。目前，無明確定義。(1) 全轉(zhuǎn)動副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 基本型為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可演化為：雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。(2) 含一個移動副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 基本型為：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可演化

3、為：轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、 曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。(3) 含二個移動副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 基本型為：正弦機(jī)構(gòu)可演化為：正切機(jī)構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)。7(4) 圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型為：外嚙合直齒圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)可演化為：斜齒圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)、人字齒圓柱 齒輪傳動機(jī)構(gòu)、行星齒輪傳動。(5) 圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型為：外嚙合直齒圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)可演化為：斜齒圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)、曲齒圓錐齒輪 傳動機(jī)構(gòu)。(6) 蝸桿傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型為：阿基米德圓柱蝸桿傳動機(jī)構(gòu)可演化為：延伸漸開線圓柱蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、漸開線 圓柱蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。(7) 內(nèi)嚙合行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的基本型

4、基本型為：漸開線圓柱齒輪行星傳動機(jī)構(gòu)可演化為：擺線針輪傳動機(jī)構(gòu)、諧波傳動機(jī)構(gòu)、 內(nèi)平動齒輪傳動機(jī)構(gòu)、活齒傳動機(jī)構(gòu)。8(8) 直動從動件平面凸輪的基本型 (9) 擺動從動件平面凸輪的基本型 (10) 直動從動件圓柱凸輪的基本型 (11) 擺動從動件圓柱凸輪的基本型 基本型：直動對心尖底從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)可演化：直動對心滾子從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)、 直動對心平底從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)、 直動偏置從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)?；拘蜑椋簲[動尖底從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)可演化為：擺動滾子從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)、 擺動平底從動件平面凸輪機(jī)構(gòu)。基本型為：直動滾子從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)基本型為：擺動滾子從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)9(12) 帶傳動

5、機(jī)構(gòu)的基本型 基本型：平帶傳動機(jī)構(gòu)可演化：V帶傳動機(jī)構(gòu)、圓帶傳動機(jī)構(gòu)、活絡(luò)V帶 傳動機(jī)構(gòu)、同步齒形帶傳動機(jī)構(gòu)。(13) 鏈傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型：套筒滾子鏈條傳動機(jī)構(gòu)可演化：多排套筒滾子鏈條傳動機(jī)構(gòu)、齒形鏈 條傳動機(jī)構(gòu)。(14) 液、氣傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型：缸體不動的液壓油缸和氣動缸可演化：擺動缸。10(15) 螺旋傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型：三角形螺旋傳動機(jī)構(gòu)可演化：梯形螺旋傳動機(jī)構(gòu)、矩形螺旋 傳動機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠傳動機(jī)構(gòu)。(16) 電磁傳動機(jī)構(gòu)的基本型 基本型：應(yīng)用：開關(guān)電路?；拘停和饧啓C(jī)構(gòu)、外槽輪機(jī)構(gòu)。(17) 間歇運動機(jī)構(gòu)的基本型 11機(jī)械運動系統(tǒng) 2. 機(jī)構(gòu)的組合 單一機(jī)構(gòu)經(jīng)常

6、不能滿足不同的工作需要。把一些基本機(jī)構(gòu)通過適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來，從而組成一個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱之為機(jī)構(gòu)的組合。在機(jī)構(gòu)的組合系統(tǒng)中，各基本機(jī)構(gòu)都保持原來的結(jié)構(gòu)和運動特性，都有自己的獨立性。組合形式：串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián) 如b）圖所示，鐵板運輸機(jī)中，定軸齒輪1把運動傳遞給齒輪2，定軸齒輪1上的曲柄通過連桿機(jī)構(gòu)ABCD把運動傳遞給系桿H。 齒輪2、3、4與系桿H構(gòu)成一個差動輪系，該輪系的兩個輸入均為主動齒輪1提供，最后由齒輪3輸出。 可見，該系統(tǒng)中的連桿機(jī)構(gòu)和差動輪系機(jī)構(gòu)都沒有因互相連接而影響自己的機(jī)構(gòu)持性。12機(jī)械運動系統(tǒng) 3. 組合機(jī)構(gòu) 組合機(jī)構(gòu)與機(jī)構(gòu)組合有本質(zhì)不同。組合機(jī)構(gòu)是指若干基本機(jī)構(gòu)通過特殊的組合而

7、形成的一種具有新屬性的機(jī)構(gòu)。組合機(jī)構(gòu)中的各基本機(jī)構(gòu)已不能保持各自的獨立性，也不能用原基本機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計方法進(jìn)行組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計。每種組合機(jī)構(gòu)都有各自的分析和設(shè)計方法。 組合機(jī)構(gòu)設(shè)計是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的重要方法之一。常見組合機(jī)構(gòu)齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)齒輪-凸輪組合機(jī)構(gòu)凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)13五、控制系統(tǒng)14第一節(jié) 機(jī)器的組成分析五、控制系統(tǒng)15第一節(jié) 機(jī)器的組成分析1）滿足機(jī)械的動作要求或工藝條件。2）電氣、電子元件合理，工作安全可靠。3）停機(jī)時，控制系統(tǒng)的電子元器件不應(yīng)長期帶電。4）有較強(qiáng)的抗干擾能力，避免誤操作現(xiàn)象發(fā)生。5）便于維護(hù)與管理，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。6）使用壽命長。7）自動控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置緊急手動控

8、制裝置?；疽笪濉⒖刂葡到y(tǒng)1、機(jī)械控制 2、電器控制 3、自動控制16第一節(jié) 機(jī)器的組成分析17以汽車為例：原動件部分發(fā)動機(jī)或柴油機(jī)傳動部分離合器、變速箱、傳動軸和差速器等執(zhí)行部分車輪、懸掛系統(tǒng)及底盤（包括車身）等控制系統(tǒng)方向盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、排檔桿、剎車及其踏板、離合器踏板及油門等顯示系統(tǒng)油量表、速度表、里程表、潤滑油溫度表、水溫表等輔助裝置后視鏡、車門鎖、雨刮器等照明系統(tǒng)前后燈、剎車燈、儀表盤燈等信號系統(tǒng)轉(zhuǎn)向信號燈、車尾燈等第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換18目的: 了解基本的運動形式及其實現(xiàn)方法，增強(qiáng)以知識為核心的創(chuàng)造力。 機(jī)械是通過機(jī)械運動來實現(xiàn)某種動作，從而達(dá)到預(yù)定的目的。而組成機(jī)械運動部

9、件的運動形態(tài)只有定軸轉(zhuǎn)動（含擺動和間歇轉(zhuǎn)動），往復(fù)移動及平面運動三種。實現(xiàn)這三種基本運動形態(tài)的機(jī)構(gòu)種類很多，它們起到運動形式變換、運動速度變換、運動的傳遞，運動的合成及分解的作用。1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進(jìn)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)5、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)6、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換191、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 齒輪傳動機(jī)構(gòu)20第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換

10、摩擦輪傳動機(jī)構(gòu) a b連桿機(jī)構(gòu) a b c帶傳動機(jī)構(gòu) a b鏈傳動機(jī)構(gòu)繩索傳動機(jī)構(gòu) 鋼絲軟軸傳動機(jī)構(gòu)液力傳動機(jī)構(gòu) 萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)等1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 211）齒輪傳動機(jī)構(gòu)（a）外嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu) （b）內(nèi)嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu)（c）圓錐齒輪傳動 （d）蝸輪蝸桿傳動輪系（定軸輪系、動軸輪系、混合輪系）直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動內(nèi)齒輪傳動螺旋齒輪傳動蝸桿傳動錐齒輪傳動221、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 232）摩擦輪傳動機(jī)構(gòu)摩擦輪傳動難以傳遞過大的動力，主要應(yīng)用在儀器中傳遞運動。(a)平行軸圓柱摩擦輪傳動(b)圓錐摩擦輪傳動(c)垂直軸圓柱摩擦輪傳動1、連續(xù)轉(zhuǎn)動

11、到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)3）瞬心線機(jī)構(gòu)下圖：(a)橢圓型瞬心線機(jī)構(gòu) (b)四葉卵型線輪傳動傳動比： 瞬心線機(jī)構(gòu)可以靠摩擦傳遞運動或動力，也可在瞬心線上制成輪齒，形成嚙合傳動。瞬心線機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)連續(xù)的、周期性的、變速轉(zhuǎn)動輸出。241、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)4）連桿機(jī)構(gòu)能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動運動變換的連桿機(jī)構(gòu)有： 雙曲柄機(jī)構(gòu)、平行四邊形機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)等。251、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)5）帶傳動機(jī)構(gòu)平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動、同步齒形帶傳動等。6）鏈傳動機(jī)構(gòu)適合需較大中心距的傳動。261、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)7）繩索傳動機(jī)構(gòu) 除具

12、有帶傳動的功能外，繩索傳動機(jī)構(gòu)還具有獨特的作用。由于一輪纏繞，另一輪退繞，二輪中間可有多個中間輪。繩索傳動機(jī)構(gòu)不能傳遞較大的載荷。271、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)8）液力傳動 利用液體的動能把主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞到從動輪，也稱為液力藕合器。在以內(nèi)燃機(jī)為原動機(jī)的車輛中，常使用液力傳動裝置。9）鋼絲軟軸傳動 鋼絲軟軸的內(nèi)部由鋼絲分多層纏繞而成。由于用軟軸相聯(lián)接，主、從動件的位置具有隨意性。10）萬向聯(lián)軸器(a) 單萬向聯(lián)軸器（變速）(b) 雙萬向聯(lián)軸器（等速）28橢圓齒輪傳動雙曲柄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)292、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進(jìn)轉(zhuǎn)動的運動變換與 實現(xiàn)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu) a b c 不完全齒輪機(jī)

13、構(gòu) a b棘輪機(jī)構(gòu) a 分度凸輪機(jī)構(gòu) a30第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進(jìn)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為步進(jìn)轉(zhuǎn)動的運動變換在包裝機(jī)械等自動機(jī)中應(yīng)用較廣泛。常見的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、分度凸輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。每種機(jī)構(gòu)都有不同的形式，可根據(jù)具體的要求進(jìn)行設(shè)計。31外棘輪機(jī)構(gòu)換向棘輪機(jī)構(gòu)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)棘條機(jī)構(gòu)32空間槽輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用分度凸輪輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)333、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與 實現(xiàn)機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) a擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) a擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu) a34第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與

14、實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換機(jī)構(gòu)主要有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)等。35曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)擺動凸輪機(jī)構(gòu)364、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換與 實現(xiàn)機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) a正弦機(jī)構(gòu) a直動從動件凸輪機(jī)構(gòu) a齒輪齒條機(jī)構(gòu) a螺旋機(jī)構(gòu) a b c d 37第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換機(jī)構(gòu)有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、帶或鏈傳動機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋傳動機(jī)構(gòu)以及一些機(jī)構(gòu)的組合。385、直線移動到直線移動的運動變換 與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) a移

15、動凸輪機(jī)構(gòu) a b橢圓規(guī) a39第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換5、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 直線移動轉(zhuǎn)換為直線移動的機(jī)構(gòu)大多采用液壓機(jī)構(gòu)、用于送料、夾緊等裝置中。各類液壓閥心、電磁閥心機(jī)構(gòu)也采用了直動到直動的運動變換。斜面機(jī)構(gòu)、具有兩個移動副的連桿機(jī)構(gòu)、移動凸輪機(jī)構(gòu)有時也可以應(yīng)用于線性運動變換，還可以用直線電機(jī)直接實現(xiàn)直線移動。彈簧機(jī)構(gòu)也是一種最常用的直線運動變換機(jī)構(gòu)。40 6、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿 a行星齒輪機(jī)構(gòu)行星輪 a41第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換單行星輪傳動機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)雙行星輪傳動機(jī)構(gòu)427、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機(jī)構(gòu) 直線移動轉(zhuǎn)換為

16、定軸轉(zhuǎn)動的最典型機(jī)構(gòu)就是內(nèi)燃機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。齒輪齒條機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)移動到轉(zhuǎn)動的運動變換。直線移動轉(zhuǎn)換往復(fù)擺動的機(jī)構(gòu)主要用在開關(guān)機(jī)構(gòu)或微調(diào)機(jī)構(gòu)中。下圖：(a) 擺臂移動凸輪機(jī)構(gòu) (b) 直動螺旋到擺動的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)437、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與 實現(xiàn)機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊主動齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒條主動44第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換應(yīng)用例舉四缸發(fā)動機(jī)45第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換46第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換47第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換齒條式液壓缸8、電磁機(jī)構(gòu) 主要用在開關(guān)領(lǐng)域，如電磁離合器接觸器等。利用超導(dǎo)現(xiàn)象控制導(dǎo)磁物體的懸浮是新領(lǐng)域。48第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換9、實現(xiàn)特定的

17、運動軌跡49第二節(jié) 機(jī)械運動形態(tài)及其變換攪拌機(jī)總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機(jī)構(gòu)50總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機(jī)構(gòu)（續(xù)）51總結(jié)：常用機(jī)構(gòu)的運動及動力特性52一、機(jī)械控制系統(tǒng)的類型 1. 機(jī)械式控制系統(tǒng) 如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機(jī)的離心式調(diào)速器等。53第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)一、機(jī)械控制系統(tǒng)的類型 1. 機(jī)械式控制系統(tǒng) 如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機(jī)的離心式調(diào)速器等。 2. 液壓控制54第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)一、機(jī)械控制系統(tǒng)的類型 1. 機(jī)械式控制系統(tǒng) 如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機(jī)的離心式調(diào)速器等。 2. 液壓、氣動控制 3. 電氣控制55第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)一、機(jī)械控制系統(tǒng)的類型

18、 1. 機(jī)械式控制系統(tǒng) 如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機(jī)的離心式調(diào)速器等。 2. 液壓、氣動控制 3. 電氣控制 4. 智能控制56第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)57測控對象傳感器信號預(yù)處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機(jī)對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)一、機(jī)械控制系統(tǒng)的類型第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)58二、機(jī)械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第三節(jié) 機(jī)械的控制系統(tǒng)測控對象傳感器信號預(yù)處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機(jī)對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)第四節(jié) 機(jī)電液機(jī)構(gòu)組合的運動與控制一、機(jī)液組合的運動形態(tài)1、機(jī)液機(jī)構(gòu)組合的基本型 機(jī)液機(jī)構(gòu)組合主要是液壓缸系統(tǒng)與連桿機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的組合

19、，可滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置、行程、擺角、速度及復(fù)雜運動規(guī)律等多方面的工作要求。單出桿固定缸雙出桿固定缸擺動缸 機(jī)液機(jī)構(gòu)組合中，液壓缸一般是主動件，并驅(qū)動各種連桿機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的動作要求。59一、機(jī)液組合的運動形態(tài)2、機(jī)液機(jī)構(gòu)組合的常見運動形式（1）固定液壓缸式機(jī)構(gòu) 單出桿固定缸可直接應(yīng)用于夾緊、送料、進(jìn)給等工作中，實現(xiàn)移動到移動的運動變換，也可相連桿機(jī)構(gòu)組合，實現(xiàn)移動到擺動的運動變換。下圖：(a) 夾緊工作原理圖 (b) 送料工作原理圖60一、機(jī)液組合的運動形態(tài)2、機(jī)液機(jī)構(gòu)組合的常見運動形式（1）固定液壓缸式機(jī)構(gòu)下圖：(a) 升降臺工作原理圖 (b) 夾持工作原理圖61一、機(jī)液組合的運動形態(tài)2、機(jī)液

20、機(jī)構(gòu)組合的常見運動形式（2）擺動液壓缸式機(jī)構(gòu) 擺動式液壓缸機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)組合中，活塞相對于缸體的移動轉(zhuǎn)換為從動構(gòu)件的擺動和缸體本身的擺動。控制活塞的相對移動速度和液壓缸中的油壓力，可達(dá)到控制機(jī)械運動和動力的目的。62一、機(jī)液組合的運動形態(tài)3、機(jī)液機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)機(jī)液機(jī)構(gòu)中，通常液壓元件為動力元件和控制元件。（1）手動控制（2）機(jī)動控制（3）微機(jī)控制 利用換向閥和流量閥的手工操作，實現(xiàn)機(jī)械位置與速度的控制。 機(jī)械的往復(fù)運動使用機(jī)動控制換向閥更為方便，手工控制流量閥來達(dá)到調(diào)速的目的，可提高工作效率。 由于液壓閥心的動作可由電磁力來完成，以通電與斷電的方式控制閥心的動作，給實施微機(jī)控制提供了很大的方便

21、。不同閥的順序動作可用延時軟件或硬件來實現(xiàn)。63二、電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)可用于開關(guān)機(jī)構(gòu)、電磁振動機(jī)構(gòu)等電動機(jī)械中，如電動按摩器、電動理發(fā)器、電動剃須刀中，都廣泛應(yīng)用了電磁機(jī)構(gòu)。其工作原理是利用電磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁力來完成機(jī)械運動。運動形態(tài)變換：電 磁 機(jī)械運動下圖：(a) 電動錘機(jī)構(gòu) (b) 電磁開關(guān) 反電磁機(jī)構(gòu)是利用機(jī)械運動的切割磁力線作用產(chǎn)生電信號，對電信號進(jìn)行處理后可判斷機(jī)械振動位移大小和頻率。反電磁機(jī)構(gòu)多用于磁電式位移或速度傳感器中。64三、機(jī)電組合機(jī)構(gòu) 機(jī)電一體化是指電子學(xué)技術(shù)與機(jī)械學(xué)技術(shù)互相滲透、結(jié)合，集自動控制、智能、機(jī)械運動為一體的新系統(tǒng)。如打印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)等。 運動形態(tài)由機(jī)構(gòu)

22、的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，而機(jī)械的運動參數(shù)（位置、位移、速度、加速度等）和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動協(xié)調(diào)關(guān)系是靠微機(jī)系統(tǒng)（微機(jī)、接口電路、各種電子無器件組成的硬件及軟件）來實現(xiàn)的。 這一點與普通機(jī)械有很大的不同。65三、機(jī)電組合機(jī)構(gòu)66測控對象傳感器信號預(yù)處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機(jī)對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)第四節(jié) 機(jī)電液機(jī)構(gòu)組合的運動與控制第五節(jié) 機(jī)械運動與控制一、機(jī)械運動的換向與控制1、旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制（1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)向（2）限位開關(guān)換向（3）介輪換向（4）棘輪換向（5）摩擦輪換向（6）自身換向機(jī)構(gòu)67第五節(jié) 機(jī)械運動與控制一、機(jī)械運動的換向與控制1、旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制（

23、1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)向（2）限位開關(guān)換向（3）介輪換向（4）棘輪換向（5）摩擦輪換向（6）自身換向機(jī)構(gòu)68第五節(jié) 機(jī)械運動與控制一、機(jī)械運動的換向與控制2、直線運動的換向與控制（1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)向（2）液壓換向（3）自身換向機(jī)構(gòu)69第五節(jié) 機(jī)械運動與控制二、機(jī)械運動的調(diào)速與控制1.調(diào)速電機(jī)2.齒輪減速器3.其它減速裝置4.變速器70第五節(jié) 機(jī)械運動與控制三、機(jī)械運動的離合與控制（離合器）a.壓嵌式離合器b.多片式離合器c.電磁離合器71牙嵌式離合器摩擦片式離合器牙嵌式安全離合器離心摩擦離合器單向超越離合器第五節(jié) 機(jī)械運動與控制四、機(jī)械運動的制動與控制（制動器） 制動器的種類有機(jī)械式制動器、電磁式制動器、液壓制動器、液力制動器、氣動制動器等多種類型。機(jī)械式制動器中還可分為摩擦式、楔塊式、杠桿式、棘輪式等多種。73一、單一基本機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械 由一個基本機(jī)構(gòu)組成的簡單機(jī)械具有多樣化、用途廣泛且實用性好的特點。 許多基本機(jī)構(gòu)都有應(yīng)用價值。 在簡單機(jī)械中的應(yīng)用最為普遍。手動沖壓機(jī)構(gòu)：74第六節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)及其發(fā)展二、多個獨立的基本機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作組成的機(jī)械 由多個基本機(jī)構(gòu)獨立工作，但他們之間的運動必須互相協(xié)調(diào)配合，完成特定的工作