機械執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計與禁忌機械執(zhí)行機構(gòu)給執(zhí)行末端件提供動力和帶動它實現(xiàn)運動,即把傳動機構(gòu)傳遞過來的運動和動力進行必要的交換,以滿足執(zhí)行末端件的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機械執(zhí)行機構(gòu)與電子、電器、光學(xué)、液體、氣體不斷結(jié)合,形成較先進的機電、機光、機液等執(zhí)行機構(gòu)。
機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)萁主功能的重要環(huán)節(jié),它應(yīng)能快速地完成預(yù)期的動作,并具有響應(yīng)速度快、動態(tài)特性好、動靜態(tài)精度高、動作靈敏度高的特點,另外為便于集中控制,它還有以下要求: (1)慣量小、動力大表征執(zhí)行機構(gòu)慣量的性能指標(biāo):對直線運動為質(zhì)量m,對回轉(zhuǎn)運動為轉(zhuǎn)動慣量J;表征輸出動力的性能指標(biāo)為推力F、轉(zhuǎn)矩T或功率P。對直線運動來說,設(shè)加速度為α,則推力F=mα,α=F/m;對回轉(zhuǎn)運動來說,設(shè)角速度為ω,角加速度為s,則P=ωT,ε=T/J,T=Jεα與ε表征了執(zhí)行機構(gòu)的加速性能。 另一種表征動力大小的綜合性能指標(biāo)稱為比功率。它包含了功率、加速性能與轉(zhuǎn)速三種因素,即比功率=Pε/ω=T/J。 (2)體積小、重量輕 既要縮小執(zhí)行機構(gòu)的體積、減小重量,同時又要增大其動力,故通常用執(zhí)行機構(gòu)的單位重量所能達到的輸出功率或比功率,即用功率密度或比功率密度來評價這項指標(biāo)。設(shè)執(zhí)行機構(gòu)的重量為G,則功率密度為P/G,比功率密度為(T/J)/G。 (3)便于維修、安裝執(zhí)行機構(gòu)****不需要維修,無刷直流及交流伺服電動機就是走向無維修的例子。 (4)易于計算機控制根據(jù)這個要求,用計算機控制最方便的是電氣式執(zhí)行機構(gòu)。因此機電一體化系統(tǒng)所用執(zhí)行機構(gòu)的主流是電氣式,其次是液壓式和氣壓式(在驅(qū)動接口中需要增加電一液或電一氣變換環(huán)節(jié))。
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