第四章执行系统设计1

1、第四章 执行系统设计 41 执行系统的组成、功能及分类一、执行系统的组成执行系统由执行构件和与之相连的执行机构组成。 执行系统中直接完成工作任务的零部件一、执行系统的功能 执行机构的作用是传递和变换运动与动力，即把传动系统传递过来的运动与动力进行必要的变换，以满足执行构件的要求。执行机构变换运动，就其变换形式来说：常见的有转动变换为移动或摆动,或反之。就变换的节拍来看：则可分为将连续运动变换为不同形式的连续运动或间歇运动。执行系统的功能归纳起来有以下几种： (一)夹持通常把直接夹住工件的执行构件称为“手指”。图41图44为几种常见的夹持器。 除此以外也常采用以齿轮齿条或螺旋机构驱动“手指”夹持

2、工件的夹持器。 (二)搬运搬运是指能把工件从一个位置移送到另一个位置，但并不限定移送路线的动作。(三)输送输送是指将工件按给定的路线，从一个位置运送到下一个位置。按其输送路线不同可分为：直线输送、环形输送及空间输送。按输送方式又可分为：连续输送和间歇输送。 (四)分度与转位一般分度、定位机构中都附有定位装置。（五）检测（六）施力（七）完成工艺性复杂动作三、执行系统的分类按其对运动和动力的不同要求分为：动作型、动力型和动作-动力型。按执行系统中执行机构数及其相互间的联系情况可分为：单一型、相互独立型及相互联系型。四、执行构件的运动形式是移动和转动，而这两类运动又可分为连续和间歇两种，其他复杂的运

3、动都可以看成是上述两类基本运动的组合。执行系统的分类执行构件常见运动形式及主要运动参数4-2 机构选型及常用执行机构的主要性能特点一、机构选型可将基本机构通过倒置（变换机架）或改变运动副的形状或改变某些零件的结构来得到多种运动形式。二、常用执行机构的主要性能特点（一）连杆机构平面六杆机构基本结构型式及其应用实例万向联轴器（二）凸轮机构凸轮机构设计中应考虑以下问题：（1）凸轮机构运动规律（2）凸轮轮廓曲线的最小曲率半径（3）压力角与基圆半径（4）凸轮常用材料及强度计算（三）间歇运动机构（四）直线运动机构（五）差动机构（六）增力机构（七）行程增大机构43 执行系统的设计一、执行系统的设计要求设计执

4、行系统时，通常要满足下列的要求：(一)实现预期精度的运动或动作(二)有足够的强度、刚度(三)各执行机构间动作要协调配合当设计相互联系型执行系统时，需绘制工作循环图。(四)结构合理、造型美观、便于制造与安装(五)工作安全可靠，有足够的使用寿命 此外，由于执行机构通常都是外露的，因此常需设置必要的安全防护装置。二、执行系统的设计步骤(一)拟定运动方案即确定实现工作任务的工艺原理、需要几个执行构件及其运动形式。 (二)合理选择执行机构类型，拟定机构组合方案一般的选择原则是在满足运动要求的前提下，尽可能缩短运动链，同时，应优先选用结构简单、工作可靠、便于制造和效率高的机构。当执行系统中要求使用几个执行

5、机构时，要注意把效率高的机构安排在传递功率大的地方；如果执行机构间要求动作配合协调，则它们之间的连接应用传动比准确的机构；某些场合还要注意安装互锁安全装置。 (三)绘制工作循环图在设计有多个需协同工作的执行机构时，要绘制工作循环图，以表达和校核各执行构件间的协调和配合。 绘制工作循环图时，应选择一个定标构件，通常可以选择机械主轴或分配轴作为定标构件，因为这些轴的整周转数对应于机械的工作循环。 图为销钉切制机的机构简图。冷墩铆钉机的机构运动筒图矩形工作循环图圆形工作循环图试绘制多个执行机构的自动装帽机的运动循环图，其动作如图所示（四)运动分析及强度、刚度计算1.运动分析 运动分析的目的是求出执行

6、系统中各构件的位移、速度和加速度，必要时还应确定执行构件上给定点的轨迹。常用的分析方法有图解法和解析法。2.强度和刚度计算需求得各构件所受的外力、惯性力及惯性力偶矩、运动副的支反力和应加于原动件(或从动件)上的平衡力或平衡力矩，然后在分析其失效形式的基础上建立相应的强度和刚度条件。 常用间歇运动机构aA2 R1O2OGr R 不完全齿轮机构不完全齿轮传动的往复移动机构主动轮齿条从动轮差动螺旋机构斜面杠杆式夹置机构铰链杠杆式夹紧机构肘杆式增力机构差动增力滑轮钢丝联动伸缩架齿条行程增大机构滑块行程增大机构摇杆摆角增大机构打孔机整齐、压紧的纸张驱动力信息（是否整齐、压紧）打孔的纸张能力损耗信息（是否打好孔）装卡纸张纸张对纸张打孔能量转换为力和