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机械系统

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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''机械系统'''<br><img src="https:xxxxx//pic3.zhimg.com/v2-941ef6f556ac26d7686f4fa75916e6ec_1200x500.jpg" width="280"></center><small>[https://wwwzhuanlan.zhihu......html com/p/36133899 圖片來 自OOO自知乎]</small>
|}'''机械系统'''是机电一体化系统的最基本要素,主要用于执行机构、传动机构和支承部件,以完成规定的动作,传递功率、运动和信息,支承连接相关部件等。机械系统通常是微型计算机控制伺服系统的有机组成部分,因此在机械系统设计时,除考虑一般机械设计要求外,还必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的性能参数、电气参数的匹配,以获得良好的伺服性能。
==介绍==
机械系统是研究在规定完成的任务情况下,进行机械元件的最佳综合,使系统的输入与输出保持某种因果关系的学科。它属于机械设计学科的一个分支。由若干机械装置组成的一个特定系统,称为机械系统。机械零件和构件是组成机械系统的基本要素,它们为完成一定的功能相互联系并分别组成了各个子系统。如 [[ 数控机床 ]] 和洗衣机都是由若干装置、部件和零件组成的两种在功能和构造上各异的机械系统。它们都是由有确定的质量、 [[ 刚度 ]] [[ 阻尼 ]] 的物体组成并能完成特定功能的系统。 机械系统主要包括 [[ 驱动系统 ]] [[ 传动系统 ]] [[ 执行系统 ]] 三大部分,各部分在空间综合布局时需要反复修改、协调,即在初始布局完成后,按设计流程需进行各系统的详细没计,有必要时再进行布局的调整,这样经过修改后才能完成设备的总体布局设计。
==组成==
随着科技的发展,机械的内涵不断变化。机电一体化已成为现代机械的最主要特征,机电一体化拓展到光、机、电、声、控制等多学科的有机融合。现代机械系统综合运用了机械工程、控制系统、电子技术、计算机技术和电工技术等多种技术,是将计算机技术融合于机械的信息处理和控制功能中,实现机械运动、动力传递和变换.完成设定的机械运动功能的机械系统。就功能而言,一台现代化的机械包含四个组成部分。
===动力系统===
动力系统包括动力机及其配套装置.是机械系统工作的动力源。按能量转换性质的不同,有把自然界的能源(一次能源)转变为机械能的机械,如内燃机、汽轮机、水轮机等动力机;有把二次能源(如电能、液能、气能)转变为机械能的机械。如电动机、 [[ 液压马达 ]] 、气动马达等动力机。动力机输出的运动通常为转动,而且转速较高。选择动力机时,应伞面考虑执行系统的运动和工作载荷、机械系统的使用环境和工况,以及工作载荷的机械特性等要求,使系统既有良好的动态性能,又有较好的经济性。
===传动系统===
传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。传动系统主要有以下几项功能。
③改变运动规律或形式。把动力机输出的均匀、连续、旋转的运动转变为按某种规律变化的旋转或非旋转、连续或间歇的运动,或改变运动方向,以满足执行系统的运动要求。
④传递动力。把动力机输出的动力传递给执行系统,供给执行系统完成预定任务所需的 [[ 转矩 ]] 或力。
如果动力机的工作性能完全符合执行系统工作的要求,也可省略传动系统,而将动力机与执行系统直接连接。
===执行系统===
执行系统包括机械的执行机构和执行构件,它是利用机械能来改变作业对象的性质、状态、形状或位置。或对作业对象进行检测、度量等,以进行生产或达到其他预定要求的装置。不同的功能要求,对运动和工作载荷的机械特性要求也不相同,因而各种机械系统的执行系统也不相同。执行系统通常处在机械系统的末端,直接与作业对象接触,是机械系统的主要输出系统。因此,执行系统工作性能的好坏,将直接影响整个系统的性能。执行系统除应满足 [[ 强度 ]] [[ 刚度 ]] 、寿命等要求外,还应满足运动精度和动力学特性等要求。
===操纵控制系统===
操纵系统和控制系统都是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行,并准确、可靠地完成整机功能的装置。二者的主要区别是:操纵系统一般是指通过人工操作来实现启动、离合、制动、变速、换向等要求的装置;控制系统则是指通过人工操作或测量元件获得的控制信号,经由控制器,使控制对象改变其工作参数或运行状态而实现上述要求的装置,如伺服机构、自动控制装置等。良好的控制系统可以使机械处于最佳运行状态,提高其运行稳定性和可靠性,并有较好的经济性。
任何系统都存在于一定的物质环境中。外部环境的变化。会使系统的输入发生变化.甚至产生干扰,引起系统功能的变化。好的系统应具备较强的环境适应性。
==数学模型==
分析任何一种动态系统,都应首先建立它的 [[ 数学模型]](Mathenlatica]Model),建立一个合理的数学模型是分析过程的关键。模型是为研究系统而构造的用来收集有关信息的替代物,利用这些信息预测系统的性能或运动状态进行设计或控制。机械系统的数学模型是指对机械系统动态特性的数学描述,通常机械系统的数学模型是用微分方程来描述的。
机械系统的数学模型通常可分为离散系统和连续系统两大类;也可以根据描述系统的微分方程是否为线性的,分为线性系统和非线性系统;有时也根据其数学模型的确定性、随机性和模糊性进行分类。
机械系统已应用于各种现代机械,功用各异。最常见的有,冶金机械、矿山机械、工程运输机械、金属切削机床等。
除机械设备外,一些电气设备及其他装置的执行机构,也常是由机械系统组成的。机械系统的大小可因所研究的任务而有所不同:由构件经运动副连接组成的机构,如 [[ 凸轮 ]] 机构、曲柄连杆机构、齿轮传动箱等;由原动机、传动机构和执行机构组成的机器,如牛头刨床、冲压机等;由机械和控制元件组成的整机,如机器人、 [[ 数控机床 ]] 等。
在工程应用中,需要从系统的角度对机械设备进行设计与分析,例如研究齿轮传动箱时,需要综合考虑齿轮传动箱内部各元件如齿轮、轴、轴承等的协调配合,不得出现卡死、干涉等现象,这样才能保证齿轮传动箱实现其自身功能,发挥其作用与任务。除了系统中各个元件协调工作外,系统与系统之间也必须协调工作,配合默契,并且还要考虑环境因素(系统边界条件)
==参考文献==
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