第一篇：機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)閱讀總結(jié)

機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)筆記

第一章緒論

第二節(jié) 離散系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)

離散系統(tǒng)：具有集中參數(shù)元件組成的系統(tǒng)。連續(xù)系統(tǒng)：由分布參數(shù)元件組成的系統(tǒng)。

第三節(jié) 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)

系統(tǒng)按照數(shù)學(xué)模型是否線性可分，分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。所謂線性系統(tǒng)是指能用線性微分方程所表示的系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)參數(shù)而變化，并且系統(tǒng)彈性力和阻尼力可以為線性時(shí)，可用線性方程來(lái)表示，如：mx?Cx?Kx?0是兩階齊次線性方程，表示線性系統(tǒng)。凡不能簡(jiǎn)化為線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)都稱為非線性系統(tǒng)，如：

???mx?Cx?K(x?x3)?0。線性系統(tǒng)很重要的特征是能夠滿足迭加原理。即：對(duì)于同時(shí)作用于系統(tǒng)的兩個(gè)不同的輸入，所產(chǎn)生的輸出是這兩個(gè)輸入單獨(dú)作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的輸出之和。

???第二章 兩自由度系統(tǒng)的振動(dòng)

第一節(jié) 兩自由度系統(tǒng)無(wú)阻尼的自由振動(dòng)

耦合：當(dāng)質(zhì)量矩陣的非對(duì)角線元素不為零時(shí)，稱為慣性耦合或動(dòng)力耦合；剛度矩陣的非對(duì)角元素不為零時(shí)稱為彈性耦合或靜力耦合。

固有頻率：使系統(tǒng)振動(dòng)微分方程有非零解時(shí)的頻率。只由系統(tǒng)的本身結(jié)構(gòu)和特性決定。兩自由度系統(tǒng)有兩個(gè)固有頻率。

主振型：當(dāng)系統(tǒng)按某一階固有頻率振動(dòng)時(shí)其振幅比也由系統(tǒng)的固有特性來(lái)決定，與外界的初始條件無(wú)關(guān)，這說(shuō)明了振幅比是常數(shù)，即系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中各點(diǎn)的相對(duì)位置是確定的，由此振幅比所確定的振動(dòng)形態(tài)與固有頻率一樣，也是系統(tǒng)的固有特性，所以通常稱為主振型或固有振型，第二節(jié) 兩自由度系統(tǒng)無(wú)阻尼的強(qiáng)迫振動(dòng)

系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)是與簡(jiǎn)諧干擾同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振幅的大小取決于系統(tǒng)本身的物理特性和激振力的幅值以及激振力的頻率，而與初始條件無(wú)關(guān)。

系統(tǒng)的共振頻率即為相應(yīng)的主振型。

第三節(jié) 兩自由度系統(tǒng)阻尼的強(qiáng)迫振動(dòng)

簡(jiǎn)諧力激勵(lì)情況下的系統(tǒng)穩(wěn)定振動(dòng)仍然是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。

第三章 多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)

第一節(jié) 多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程

1、用牛頓定律或定軸轉(zhuǎn)動(dòng)方程來(lái)建立方程

2、拉氏方程來(lái)建立振動(dòng)微分方程

3、用剛度影響系數(shù)法來(lái)建立振動(dòng)微分方程

4、用柔度影響系數(shù)法建立系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程。

第二節(jié) 多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)

主振動(dòng)：系統(tǒng)中各振動(dòng)質(zhì)量按同一階固有頻率所作的振動(dòng)。

主振型：系統(tǒng)按照某一階固有頻率作主振動(dòng)時(shí)，其各振動(dòng)質(zhì)量的振幅比作為一組合稱為主振型。

振型矩陣：設(shè)n個(gè)自由度系統(tǒng)的n個(gè)主振型。將這些主振型按照次序依次排列，構(gòu)成一個(gè)n階矩陣，這個(gè)矩陣稱為振型矩陣（模態(tài)矩陣），即由主振型列向量構(gòu)成的矩陣。振型矩陣有個(gè)重要的數(shù)學(xué)性質(zhì)，就是用其轉(zhuǎn)置左乘系統(tǒng)質(zhì)量矩陣，再用振型矩陣右乘所得之積，可使質(zhì)量矩陣成為一對(duì)角矩陣。對(duì)于剛度矩陣有相同的效果。

正則矩陣：將振型矩陣的各階主振型分別乘以不同的系數(shù)，則得到正則矩陣。正則矩陣的重要性質(zhì)：其轉(zhuǎn)置矩陣左乘質(zhì)量矩陣再用正則矩陣右乘所得的積。

主坐標(biāo)：振型矩陣的逆矩陣左乘幾何坐標(biāo)。

正則坐標(biāo)：正則矩陣的逆矩陣左乘幾何坐標(biāo)。

微分方程解耦：用主坐標(biāo)或者正則坐標(biāo)表示的運(yùn)動(dòng)微分方程既無(wú)靜力耦合，又無(wú)動(dòng)力耦合。變成為n個(gè)單自由度系統(tǒng)方程。

綜上所述，求解系統(tǒng)響應(yīng)過(guò)程步驟：

1、建立系統(tǒng)振動(dòng)微分方程。

2、計(jì)算系統(tǒng)無(wú)阻尼時(shí)固有頻率、特征向量、主振型以及系統(tǒng)振型矩陣。

3、計(jì)算系統(tǒng)正則因子和正則矩陣。

4、利用正則矩陣對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)方程去耦，使之成為正則方程并寫(xiě)出方程的正則解。

5、對(duì)原幾何坐標(biāo)初始響應(yīng)進(jìn)行坐標(biāo)變換，使之成為正則初始條件，求出正則響應(yīng)。

6、對(duì)正則響應(yīng)進(jìn)行坐標(biāo)變換，使之成為原坐標(biāo)表示的系統(tǒng)響應(yīng)。

第二節(jié) 多自由度系統(tǒng)的阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)

阻尼矩陣的簡(jiǎn)化： 當(dāng)系統(tǒng)存在阻尼時(shí)，其運(yùn)動(dòng)微分方程中的阻尼矩陣如果不是對(duì)角矩陣，就無(wú)法解耦。所以在工程實(shí)際中常假設(shè)原阻尼矩陣是與質(zhì)量矩陣和剛度矩陣成正比，即稱為比例阻尼。該矩陣可以用正則矩陣或振型矩陣解耦。當(dāng)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)與質(zhì)量和彈簧剛度不成正比例時(shí)，稱為一般粘性阻尼，此時(shí)一般不能去耦，經(jīng)正則化處理后仍為一非對(duì)角線矩陣。實(shí)用上，將非對(duì)角線元素取做零，稱為正則振型阻尼矩陣。

第四節(jié) 多自由度系統(tǒng)振動(dòng)的計(jì)算機(jī)解法

子空間迭代法：該方法適用于求解前幾階特征值和特征向量。這種方法是假設(shè)r個(gè)初始向量同時(shí)進(jìn)行迭代，以求得前s個(gè)特征值和特征向量。一方面它是里茨法的反復(fù)運(yùn)用，另一方面，又可看作是矩陣迭代法的推廣。里茨法的最后結(jié)果與它所假設(shè)的初始向量有關(guān)，而要選擇較好的初始向量，往往是很困難的，同時(shí)，這種方法的誤差也難以估計(jì)，但子空間迭代法則基本上可以任意假設(shè)初始向量。此外，子空間迭代法的收斂性又優(yōu)于矩陣迭代法。

雅可比方法：該方法可用來(lái)求全部固有頻率和主振型，這屬于一種變換的方法。雅可比方法是運(yùn)用迭代的思想來(lái)構(gòu)造振型矩陣。

傳遞矩陣法：用傳動(dòng)矩陣法進(jìn)行振動(dòng)分析時(shí)，只需要對(duì)一些階次很低的傳遞矩陣進(jìn)行連續(xù)的矩陣乘法運(yùn)算，在數(shù)值求解時(shí)，只需計(jì)算低階次的傳遞矩陣和行列式值； 第四章 彈性體系統(tǒng)的振動(dòng)

第一節(jié) 彈性體動(dòng)力學(xué)分析的有限單元法

有限元法的基本思想是將一個(gè)連續(xù)彈性體看成是由若干個(gè)基本單元在結(jié)點(diǎn)彼此相連接的組合體，從而使一個(gè)無(wú)限自由度的連續(xù)體問(wèn)題變成一個(gè)有限自由度的離散系統(tǒng)問(wèn)題。

第二篇：機(jī)械動(dòng)力學(xué)在機(jī)械系統(tǒng)及生活中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

機(jī)械動(dòng)力學(xué)在機(jī)械系統(tǒng)及生活中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

41131023 崔旭

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)已從原來(lái)發(fā)展較成熟的、為實(shí)現(xiàn)某種功能的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)，逐漸轉(zhuǎn)向了以改善和提高機(jī)器運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性為主要目的的動(dòng)力學(xué)綜合。機(jī)構(gòu)動(dòng)力平衡、彈性激斗動(dòng)力學(xué)、含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等，已成為現(xiàn)代機(jī)械動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的重要前沿課題和新分支，在近一二十年有了長(zhǎng)足發(fā)展。國(guó)際上對(duì)此開(kāi)展了全面、深入的研究，取得了豐碩成果。我國(guó)學(xué)者在這領(lǐng)域也進(jìn)行了一系列的研究，并已取得了重要的進(jìn)展，尤其是在機(jī)構(gòu)動(dòng)平衡理論及方法，連桿機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)綜合和含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析等方面的理論研究成果，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。總的來(lái)說(shuō)，機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究已經(jīng)發(fā)展到了一定階段。

機(jī)械動(dòng)力學(xué)是機(jī)械原理的主要組成部分，它主要研究機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的受力情況，機(jī)械中各構(gòu)件的質(zhì)量與機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系等等，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。以下針對(duì)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容及其應(yīng)用和發(fā)展前景進(jìn)行論述。

一、機(jī)械動(dòng)力學(xué)主要研究的內(nèi)容

1.在已知外力作用下求具有確定慣性參量的機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，常把機(jī)械系統(tǒng)看作具有理想、穩(wěn)定約束的剛體系統(tǒng)處理。對(duì)于單自由度的機(jī)械系統(tǒng)，用等效力和等效質(zhì)量的概念可以把剛體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單個(gè)剛體的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；對(duì)多自由度機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題一般用拉格朗日方程求解。機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程常常是多參量非線性微分方程，只在特殊條件下可直接求解，一般情況下需要用數(shù)值方法迭代求解。許多機(jī)械動(dòng)力學(xué)問(wèn)題可借助電子計(jì)算機(jī)分析。計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的外力參量、構(gòu)件的慣性參量和機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息，自動(dòng)列出相應(yīng)的微分方程并解出所要求的運(yùn)動(dòng)參量。

2.分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各構(gòu)件之間的相互作用力。這些力的大小和變化規(guī)律是設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)、分析支承和構(gòu)件的承載能力以及選擇合理潤(rùn)滑方法的依據(jù)。在求出機(jī)械真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律后可算出各構(gòu)件的慣性力，再依據(jù)達(dá)朗伯原理用靜力學(xué)方法求出構(gòu)件間的相互作用力。

3.研究回轉(zhuǎn)構(gòu)件和機(jī)構(gòu)平衡的理論和方法。平衡的目的是消除或減少作用在機(jī)械基礎(chǔ)上周期變化的振顫力和振顫力矩。對(duì)于剛性轉(zhuǎn)子的平衡已有較成熟的技術(shù)和方法：對(duì)于工作轉(zhuǎn)速接近或超過(guò)轉(zhuǎn)子自身固有頻率的撓性轉(zhuǎn)子平衡問(wèn)題，不論是理論和方法都需要進(jìn)一步研究。

平面或空間機(jī)構(gòu)中包含有往復(fù)運(yùn)動(dòng)和平面或空間一般運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。其質(zhì)心沿一封閉曲線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用附加配重或附加構(gòu)件等方法全部或部分消除其振顫力。但振顫力矩的全部平衡較難實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)構(gòu)平衡領(lǐng)域已經(jīng)取得較好的成果。

4.研究機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中能量的平衡和分配關(guān)系。這包括：機(jī)械效率的計(jì)算和分析；調(diào)速器的理論和設(shè)計(jì)；飛輪的應(yīng)用和設(shè)計(jì)等。

5.機(jī)械振動(dòng)的分析研究是機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)容之一。它已發(fā)展成為內(nèi)容豐富、自成體系的一門(mén)學(xué)科。

6.機(jī)構(gòu)分析和機(jī)構(gòu)綜合一般是對(duì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)而言，但隨著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的提高，機(jī)械動(dòng)力學(xué)已成為分析和綜合高速機(jī)構(gòu)時(shí)不可缺少的內(nèi)容。

二、機(jī)械動(dòng)力學(xué)在機(jī)械系統(tǒng)和生活中的應(yīng)用 1.分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究

作為納米科技的一個(gè)分支，分子機(jī)械和分子器件的研究工作受到普遍關(guān)注。如何針對(duì)納機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)器件建立科學(xué)適用的力學(xué)模型，成為解決納米尺度動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的瓶頸。分子機(jī)械是極其重要的一類(lèi)NEMS器件．分為天然的與人工的兩類(lèi)。人工分子機(jī)械是通過(guò)對(duì)原子的人為操縱，合成、制造出具有能量轉(zhuǎn)化機(jī)制或運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)制的納米級(jí)的生物機(jī)械裝置。由于分子機(jī)械具有高效節(jié)能、環(huán)保無(wú)噪、原料易得、承載能力大、速度高等特點(diǎn)，加之具有納米尺度，故在國(guó)防、航天、航空、醫(yī)學(xué)、電子等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用前景，因而受到各發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視。目前已經(jīng)成功研制出多種分子機(jī)械，如分子馬達(dá)、分子齒輪、分子軸承等。但在分子機(jī)械實(shí)現(xiàn)其工程化與規(guī)模化的過(guò)程中，由于理論研究水平的制約，使分子機(jī)械的研究工作受到了進(jìn)一步得制約。

分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究的關(guān)鍵是建立科學(xué)合理的力學(xué)模型。目前，分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)采用的力學(xué)模型有兩類(lèi)，第一類(lèi)是建立在量子力學(xué)、分子力學(xué)以及波函數(shù)理論基礎(chǔ)上的離散原子作用模型。在該模型中，依據(jù)分子機(jī)械的初始構(gòu)象，將分子機(jī)械系統(tǒng)離散為大量相互作用的原子，每個(gè)原子擁有質(zhì)量，所處的位置用幾何點(diǎn)表示。通過(guò)引入鍵長(zhǎng)伸縮能，鍵角彎曲能，鍵的二面角扭轉(zhuǎn)能，以及非鍵作用能等，形成機(jī)械的勢(shì)能面，使系統(tǒng)總勢(shì)能最小的構(gòu)象即為分子機(jī)械的穩(wěn)定構(gòu)象。采用分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)等方法，對(duì)分子機(jī)械的動(dòng)態(tài)構(gòu)象與運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。從理論上講，該模型可以獲得分子機(jī)械每個(gè)時(shí)刻精確的動(dòng)力學(xué)性能，但計(jì)算T作量十分龐大，特別是當(dāng)原子數(shù)目較大時(shí)，其計(jì)算工作量是無(wú)法承受的。第二類(lèi)模型為連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型。該模型將分子機(jī)械視為桁架結(jié)構(gòu)，原子為桁架的節(jié)點(diǎn)，化學(xué)鍵為連接節(jié)點(diǎn)的桿件，然后采用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的有限元方法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。該模型雖然克服了第一類(lèi)模型計(jì)算量龐大的缺陷，但無(wú)法描述各原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故沒(méi)有考慮分子機(jī)械的光、電驅(qū)動(dòng)效應(yīng)和量子力學(xué)特性．所以在此模型上難以對(duì)分子機(jī)械實(shí)施運(yùn)動(dòng)控制研究。近年來(lái)，有學(xué)者提出將量子力學(xué)中的波函數(shù)、結(jié)構(gòu)力學(xué)中的能量函數(shù)以及機(jī)構(gòu)學(xué)中的運(yùn)動(dòng)副等理論結(jié)合，建立分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析的體鉸群模型。在該模型中，將分子機(jī)械中的驅(qū)動(dòng)光子、電子、離子等直接作用的原子以及直接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的原子稱為體，聯(lián)接體的力場(chǎng)稱為鉸，具有確切構(gòu)象的體鉸組合稱為群。將群視為相對(duì)運(yùn)動(dòng)與形變運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的桿件．用群間相對(duì)位置的變化反應(yīng)分子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而群的形變運(yùn)動(dòng)反映分子構(gòu)象的變化，借助坐標(biāo)凝聚對(duì)群進(jìn)行低維描述。該模型的核心思想來(lái)自于一般力學(xué)中的子結(jié)構(gòu)理論和模態(tài)綜合技術(shù)。

2.往復(fù)機(jī)械的動(dòng)力學(xué)分析及減振的研究

機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng)的原因，大致分為兩種，一種是機(jī)械本身工作時(shí)力和力矩的不平衡引起的振動(dòng)，另一種是由于外力或力矩作用于機(jī)架上而引起機(jī)械的振動(dòng)。下面只研究機(jī)械本身由于力和力矩的不平衡而引起的振動(dòng)問(wèn)題。往復(fù)機(jī)械包含有大質(zhì)量的活塞、聯(lián)桿等組成的曲柄-活塞機(jī)構(gòu)，這些大質(zhì)量構(gòu)件在高速周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的不平衡力和氣缸內(nèi)的燃?xì)鈮毫蛘魵鈮毫Φ闹芷谛宰兓瘶?gòu)成了機(jī)器本身和基礎(chǔ)的振動(dòng)。這樣產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)機(jī)架傳給基礎(chǔ)。此振動(dòng)只要采用適當(dāng)?shù)姆椒朔黄胶饬@一因素，便可減小振動(dòng)。然而由曲柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩使機(jī)架產(chǎn)生的反力而引起的振動(dòng)將是最難解決的問(wèn)題。

通過(guò)一系列的動(dòng)力學(xué)分析，將產(chǎn)生新的減小振動(dòng)的思路，即想法將往復(fù)機(jī)械工作時(shí)產(chǎn)生的慣性力和力矩的不平衡性，盡量在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部加以平衡解決，使其不傳給機(jī)架。以往解決平衡的辦法是在曲柄軸中心線另一側(cè)加上適當(dāng)配重即可平衡，對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)雖然也可按同樣辦法來(lái)處理，但比較麻煩，且發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)笨大。由曲柄-活塞動(dòng)力學(xué)分析可知，若作用于往復(fù)機(jī)械的力之總和等于零(靜平衡條件)和上述作用力對(duì)任意點(diǎn)的力矩之總和等于零(動(dòng)平衡條件)，則作用于往復(fù)機(jī)械的力和力矩就完全平衡。從理論分析上是可行的，在實(shí)際應(yīng)用上也是可以實(shí)現(xiàn)的，即對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡，只要合理安排曲柄角位置和適當(dāng)選擇曲柄、連桿、活 塞構(gòu)件的質(zhì)量，則可完全滿足關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的兩個(gè)平衡條件，因而可達(dá)到減小整機(jī)振動(dòng)的目的。

3.機(jī)械系統(tǒng)的碰撞振動(dòng)與控制的研究

機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部或邊界間隙引起的碰撞振動(dòng)是機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。該領(lǐng)域的近期研究成果有：(1)碰撞振動(dòng)的間斷和連續(xù)分析，包括穩(wěn)定性分析、奇異性問(wèn)題、擦邊誘發(fā)分叉、非線性模態(tài)等研究；(2)碰撞振動(dòng)控制，特別是不連續(xù)系統(tǒng)的控制方法和控制混沌碰撞振動(dòng)；(3)碰撞振動(dòng)分析的數(shù)值方法；(4)碰撞振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究。

在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行環(huán)境下，機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部或邊界上的間隙通常使系統(tǒng)產(chǎn)生碰撞振動(dòng)，即零部件間或零部件與邊界間的往復(fù)碰撞。這會(huì)造成有害的動(dòng)應(yīng)力、表面磨損和高頻噪聲，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在當(dāng)代高技術(shù)的機(jī)電系統(tǒng)中，碰撞振動(dòng)有時(shí)會(huì)成為影響系統(tǒng)性能的主要因素。例如：(1)在由機(jī)器人完成的柔順插入裝配中，為避免軸、孔對(duì)中誤差而引起卡阻，需要同時(shí)控制操作器的位置和它與環(huán)境間的作用力。這類(lèi)柔順操作器的關(guān)鍵部分由彈性元件、應(yīng)變測(cè)量模塊及力反饋電路組成，通過(guò)控制彈性元件的變形，產(chǎn)生對(duì)負(fù)載變化非常敏感的控制力。操作器研制的難點(diǎn)之一是，傳動(dòng)誤差擾動(dòng)經(jīng)過(guò)間隙環(huán)節(jié)后成為極復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，對(duì)高靈敏度操作器的動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生影響。(2)大型航天器中許多大柔性結(jié)構(gòu)(如空間站的天線、太陽(yáng)能電池帆板)需要在太空軌道裝配或自動(dòng)展開(kāi)，為此，在關(guān)節(jié)(或套筒)中留有一定間隙。雖然這些間隙與結(jié)構(gòu)尺寸相比很小，但因關(guān)節(jié)數(shù)目很多而使整個(gè)結(jié)構(gòu)呈明顯的松動(dòng)，其振動(dòng)特性變得非常復(fù)雜。另外，這類(lèi)結(jié)構(gòu)往往還受主動(dòng)控制，間隙顯著增加了控制的難度。

因此，深入研究間隙引起的碰撞振動(dòng)，才能在高技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段把握其動(dòng)力學(xué)特性，避免后繼階段的大挫折。由于碰撞振動(dòng)系統(tǒng)是復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，對(duì)它的研究既有理論難度又有重要工程實(shí)際意義，得到普遍關(guān)注。

4.流體動(dòng)力學(xué)在流體機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

空氣、水、油等易于流動(dòng)的物質(zhì)被統(tǒng)稱為流體。在力的作用下，流體的流動(dòng)可引起能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和物質(zhì)的傳送。利用流體進(jìn)行力的傳遞、進(jìn)行功和能的轉(zhuǎn)換的機(jī)械，被稱為流體機(jī)械。流體力學(xué)就是一門(mén)研究流體流動(dòng)規(guī)律，以及流體與固體相互作用的一門(mén)學(xué)科，研究的范圍涉及到風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)氣體的流動(dòng)以及車(chē)輛外形的減阻設(shè)計(jì)，水利機(jī)械的工作原理，輸油管道的鋪設(shè)，供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，乃至航海、航空和航天等領(lǐng)域內(nèi)動(dòng)力系統(tǒng)和外形的設(shè)計(jì)等。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD），就是建立在經(jīng)典流體動(dòng)力學(xué)與數(shù)值計(jì)算方法基礎(chǔ)之上的一門(mén)新型學(xué)科。CFD 應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)理論與方法，利用具有超強(qiáng)數(shù)值運(yùn)算能力的計(jì)算機(jī)，編制計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序，數(shù)值求解滿足不同種類(lèi)流體的流動(dòng)和傳熱規(guī)律的質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒三大守恒規(guī)律，及附加的各種模型方程所組成的非線性偏微分方程組，得到確定邊界條件下的數(shù)值解。CFD 兼有理論性和實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，為現(xiàn)代科學(xué)中許多復(fù)雜流動(dòng)與傳熱問(wèn)題提供了有效的解決方法。

三、展望

近代機(jī)械發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)是，自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制裝置日益成為機(jī)械不可缺少的組成部分。機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象已擴(kuò)展到包括不同特性的動(dòng)力機(jī)和控制調(diào)節(jié)裝置在內(nèi)的整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，控制理論已滲入到機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究領(lǐng)域。

在高速、精密機(jī)械設(shè)計(jì)中，為了保證機(jī)械的精確度和穩(wěn)定性，構(gòu)件的彈性效應(yīng)已成為設(shè)計(jì)中不容忽視的因素。一門(mén)把機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械振動(dòng)和彈性理論結(jié)合起來(lái)的新的學(xué)科——運(yùn)動(dòng)彈性體動(dòng)力學(xué)正在形成，并在高速連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的研究中取得了一些成果。在某些機(jī)械的設(shè)計(jì)中，已提出變質(zhì)量的機(jī)械動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。各種模擬理論和方法以及運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的測(cè)試方法，日益成為機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究的重要手段。

四、小結(jié)

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是電子、信息技術(shù)的日新月異加快了人類(lèi)前進(jìn)的步伐。作為現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)和服務(wù)五大要素之一的機(jī)械，也面臨著一次又一次的挑戰(zhàn)，使得機(jī)械產(chǎn)品不得不向完全科學(xué)化發(fā)展，向最優(yōu)發(fā)展。因此機(jī)械動(dòng)力學(xué)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如由于機(jī)器速度的提高，一方面使得慣性作用明顯增加，由此產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲等問(wèn)題嚴(yán)重影響機(jī)器的工作性能和使用壽命；令一方面，由于高速度以及輕化型的要求，機(jī)構(gòu)桿件的彈性變形已不可避免，這大大改變了傳統(tǒng)理想機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性。另外，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度和載荷的增加，機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副間隙、制造和加工誤差、摩擦、磨損等因素對(duì)機(jī)器工作性能的影響也更加明顯。以上問(wèn)題說(shuō)明，要滿足現(xiàn)代機(jī)械的要求，提高機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能和工作質(zhì)量，關(guān)鍵是要解決好機(jī)械動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題。

機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究已成為當(dāng)前機(jī)械學(xué)領(lǐng)域的重要前沿課題，這在日常對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用過(guò)程中已達(dá)到共識(shí)，所以應(yīng)該從實(shí)現(xiàn)某種功能的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)，逐漸向以改善和提高機(jī)器運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)特性為主要目的的動(dòng)力學(xué)綜合方向發(fā)展，總的來(lái)說(shuō)，機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段，還需要不斷的總結(jié)歸納，慢慢向新領(lǐng)域發(fā)展，這才能真正讓動(dòng)力學(xué)為我們創(chuàng)造更多的價(jià)值，造福人類(lèi)。

第三篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

《機(jī)械原理》是研究各種機(jī)械的組成原理、機(jī)器常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性能分析與設(shè)計(jì)、機(jī)器動(dòng)力學(xué)等問(wèn)題的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課。

系統(tǒng)：由相互之間有機(jī)聯(lián)系的要素組成，具有特定功能的整體。

2,系統(tǒng)具有6個(gè)特性：整體性、相關(guān)性（結(jié)構(gòu)性和開(kāi)放性）、動(dòng)態(tài)性、層次性、目的性和環(huán)境適應(yīng)性。整體性是系統(tǒng)所具有的最重要和最基本的特性。

3,任何機(jī)械都可以看成是由若干個(gè)裝置、部件和零件按照一定的結(jié)構(gòu)組合而成的有特定功能的整體，這個(gè)整體就機(jī)械系統(tǒng)。而組成機(jī)械系統(tǒng)的基本要素是機(jī)械零件。

4,從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的角度出發(fā)，機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)有以下必備的子系統(tǒng)組成：動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱與控制系統(tǒng)等。

5,傳動(dòng)系統(tǒng)的功能包括以下四項(xiàng):減速或增速,變速,有級(jí)變速和無(wú)級(jí)變速,改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律或形式。

6,機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是提供優(yōu)質(zhì)高效、物美價(jià)廉，應(yīng)能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，能夠贏得用戶，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的機(jī)械產(chǎn)品。

7,方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，方案設(shè)計(jì)是保證設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量的重要工作，在很大程度上決定了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗。

方案設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性思維的過(guò)程，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是要?jiǎng)?chuàng)新，采用新原理、新技術(shù)、新機(jī)構(gòu)、新工藝，才能設(shè)計(jì)出有突破性的新產(chǎn)品。

8任何機(jī)械系統(tǒng)都可以看成是實(shí)現(xiàn)某種能量流、物料流和信息流傳遞和轉(zhuǎn)化的裝置。

機(jī)械系統(tǒng)可抽象為：實(shí)現(xiàn)輸入的能量、物料、信息和輸出的能量、物料、信息轉(zhuǎn)化的機(jī)械裝置。

9用“黑箱”抽象地表示技術(shù)過(guò)程，不需要事先涉及具體的解決方法，就可以知道機(jī)械系統(tǒng)的基本功能和約束條件：基本功能為物料、能量、信息的傳遞和轉(zhuǎn)化，約束條件表現(xiàn)為內(nèi)、外部系統(tǒng)的相互作用和相互影響

10技術(shù)過(guò)程是若干個(gè)分過(guò)程和工序組合而成的復(fù)合過(guò)程

11技術(shù)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)過(guò)程各項(xiàng)轉(zhuǎn)化的人為系統(tǒng)。

12功能分解是在系統(tǒng)分解的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。對(duì)各子系統(tǒng)的功能可逐項(xiàng)分解，直至得到不能再分解的功能元為止。

13系統(tǒng)邊界是技術(shù)系統(tǒng)功能范圍的界限，即內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的分界

14總體設(shè)計(jì)必須在方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行。總體設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3階段—內(nèi)部設(shè)計(jì)階段的主要部分，是以后進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù).總體布置設(shè)計(jì)的目的：確定各零、部件的相互位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。總體布置設(shè)計(jì)的原則：簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)。保證機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部的能量流、物料流和信息流的流動(dòng)途徑合理，各零部件運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生干涉，是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)總體布置的首要要求

15為保證機(jī)械系統(tǒng)能平衡、穩(wěn)定地工作，就應(yīng)當(dāng)盡量使機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)心高度較低，盡量相對(duì)于支承對(duì)稱布置，這對(duì)于行走式機(jī)械和工程機(jī)械尤為重要

17對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)，應(yīng)盡量使振動(dòng)源遠(yuǎn)離執(zhí)行系統(tǒng)，采用分離驅(qū)動(dòng)的方法，把電動(dòng)機(jī)和變速箱、主軸箱分置，用有緩沖減振的傳動(dòng)裝置將它們聯(lián)接起來(lái)，就可使振源與執(zhí)行系統(tǒng)隔開(kāi).布置執(zhí)行系統(tǒng)時(shí)應(yīng)首先確定執(zhí)行構(gòu)件的位置。工作機(jī)械就是機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)。

16載荷是對(duì)機(jī)械及零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、可靠性和壽命計(jì)算的依據(jù)，也是進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)類(lèi)型和容量選擇時(shí)需要考慮因素之一。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性又可分為兩類(lèi)：位能性負(fù)載特性和反抗性負(fù)載特性

17周期載荷包含3個(gè)要素：幅值、頻率和相位角

18確定載荷有3種方法：類(lèi)比法、計(jì)算法和實(shí)測(cè)法。

19按勵(lì)磁方式不同，直流電機(jī)可分為：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)等形式,按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的不同，交流電機(jī)可分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。按電源不同，電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。

20電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可分為固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性

三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠型電動(dòng)機(jī)和繞線型電動(dòng)機(jī)。

選擇原則：滿足使用要求的前提下，交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)先于直流電動(dòng)機(jī)；籠型電動(dòng)機(jī)優(yōu)先于繞線型電動(dòng)機(jī)；專用電動(dòng)機(jī)優(yōu)先于通用電動(dòng)機(jī)

21執(zhí)行系統(tǒng)是由執(zhí)行構(gòu)件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行構(gòu)件是執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件，是執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成功能的零部件。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是帶動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)所需要的機(jī)構(gòu),執(zhí)行系統(tǒng)的作用是傳遞或變換運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，把傳動(dòng)系統(tǒng)傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力進(jìn)行變換后傳遞給執(zhí)行構(gòu)件，滿足其要求。

22執(zhí)行系統(tǒng)的功能是多種多樣的，歸納起來(lái)有：夾持、搬運(yùn)、輸送、分度與轉(zhuǎn)位、檢測(cè)、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律的變換、完成工藝性復(fù)雜動(dòng)作等。夾持功能可分解為：抓取、夾持和放開(kāi)三個(gè)過(guò)程。2輸送是按給定的路線將工件從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置

24工程中使用的機(jī)械，大都是由若干個(gè)基本機(jī)構(gòu)通過(guò)各種連接方法組合而成的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)—機(jī)構(gòu)組合。

25并聯(lián)組和:若干個(gè)單自由度基本機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件連接在一起，保留各自的輸出運(yùn)動(dòng)；或若由干個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件連接在一起，而保留各自的輸入運(yùn)動(dòng)；或有共同的輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件的連接（稱為并行連接）。其特征是各基本機(jī)構(gòu)均是單自由度機(jī)構(gòu)。

26機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)至少包括一個(gè)工作行程和空回行程，有時(shí)有的執(zhí)行構(gòu)件還有一個(gè)或若干個(gè)停歇階段。

27傳動(dòng)系統(tǒng)是位于動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或執(zhí)行構(gòu)件）之間的中間裝置，它的作用是將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行構(gòu)件）。傳動(dòng)系統(tǒng)是由運(yùn)動(dòng)鏈及相應(yīng)的聯(lián)系裝置組成的。

28動(dòng)力機(jī)輸出的一般是等速連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的。當(dāng)兩者的運(yùn)動(dòng)形式不相同時(shí)，要求傳動(dòng)系統(tǒng)能夠改變動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)形式，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。當(dāng)兩者運(yùn)動(dòng)形式相同時(shí)，還有轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是否相同的問(wèn)題，這就要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有減速增矩或增速減矩的作用。

29按傳動(dòng)比變化情況傳動(dòng)系統(tǒng)可分為：固定傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)和可調(diào)傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)。可調(diào)傳動(dòng)比傳動(dòng)又可分為：有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)和周期性變速傳動(dòng)系統(tǒng)

30傳動(dòng)系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)形式可分為：獨(dú)立驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、集中驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng).按工作原理不同，傳動(dòng)系統(tǒng)可分為：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、流體傳動(dòng)系統(tǒng)和電

傳動(dòng)系統(tǒng)。

31常用的離合器按工作原理分有兩種形式：嚙合式離合器和摩擦式離合器。

32最簡(jiǎn)單最基本的有級(jí)變速裝置是兩軸變速傳動(dòng)裝置，可采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的兩軸變速機(jī)構(gòu)串聯(lián)的方法，組合成多軸變速裝置。

第四篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念總結(jié)

1)機(jī)械工程學(xué)科是研究機(jī)械產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的性能、設(shè)計(jì)和制造的基礎(chǔ)理論和技術(shù)的科學(xué)；分為機(jī)械學(xué)和機(jī)械制造 2)機(jī)械學(xué)：對(duì)機(jī)械進(jìn)行功能綜合并定量描述及控制其性能的基礎(chǔ)技術(shù)科學(xué)；

3)

機(jī)械制造：接受設(shè)計(jì)輸出的指令和信息，并加工出合乎設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品的過(guò)程。分為熱加工和冷加工。

熱：研究如何將材料加工成產(chǎn)品，如何保證、評(píng)估、提高這些產(chǎn)品的安全可靠度和壽命的技術(shù)科學(xué).冷：研究各種機(jī)械制造過(guò)程和方法的技術(shù)科學(xué)；

1)系統(tǒng)：是指由特定功能的、相互間具有一定聯(lián)系的許多要素構(gòu)成的一個(gè)整體，即有兩個(gè)或以上的要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的整體

二1.2機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、任務(wù)：開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品和改造老產(chǎn)品，最終目的是為市場(chǎng)提供

優(yōu)高效、價(jià)廉物美的機(jī)械產(chǎn)品，以取得較好的效益。設(shè)計(jì)角度的種類(lèi)：完全創(chuàng)新

二、設(shè)計(jì)的的基本原則和要求 1)

需求、信息、系統(tǒng)（輸入輸出；三大流）、優(yōu)化和效益 要求：功能、適應(yīng)性、可靠性、生產(chǎn)能力、使用經(jīng)濟(jì)性、成本

三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程

1)產(chǎn)品策劃（指導(dǎo)性作用）、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品銷(xiāo)售、產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)、產(chǎn)品報(bào)廢或回收

2)功能原理方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)階段

第二章機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀造型均具有決定性意義

2.1功能原理設(shè)計(jì)必要功能（基本功能和附加功能）非必要功能 1)定義：針對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的主要功能提出一些原理性的構(gòu)思，即針對(duì)產(chǎn)品的主要功能進(jìn)行原理性設(shè)計(jì)

2)任務(wù)：針對(duì)某一確定的功能要求，去尋求一些物理效應(yīng)并借助某些作用原理來(lái)求得一些實(shí)現(xiàn)該功能目標(biāo)的解法原理來(lái)。1)輸入輸出量只涉及物料流、能量流、信號(hào)流 2)用來(lái)描述產(chǎn)品的功能，內(nèi)部結(jié)構(gòu)未知

3)

特點(diǎn)：暫時(shí)不考慮附加和非必須功能、突出。將這些功能用抽象的形式（）表達(dá)，通過(guò)抽象化清晰掌握設(shè)計(jì)產(chǎn)品功能和主要約束條件，從而突出設(shè)計(jì)中的主要矛盾問(wèn)題本質(zhì)

基本的功能單位：功能元：能直接從技術(shù)效應(yīng)及邏輯關(guān)系中找到可以滿足功能要求的最小單位

功能元：物理反映系三大流的基本物理動(dòng)作、數(shù)學(xué)：邏輯 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)任務(wù)：將原理方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)化 1)

1、明確原則：功能、工作情況、結(jié)構(gòu)的工作原理

2、簡(jiǎn)單原則

3、安全可靠原則：構(gòu)件可靠性、功能可靠性、工作安全性、環(huán)境安全性 步驟 1)

初步設(shè)計(jì)：

1、明確設(shè)計(jì)要求

2、主功能載體的初步設(shè)計(jì)

3、按比例繪制主要結(jié)構(gòu)草圖

4、檢查主、輔功能載體結(jié)構(gòu)5設(shè)計(jì)結(jié)果觸屏機(jī)選擇

2)詳細(xì)設(shè)計(jì)1各功能載體的詳細(xì)設(shè)計(jì)2補(bǔ)充、完善結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)草圖3對(duì)完善的結(jié)構(gòu)總體草圖進(jìn)行審核4進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)分

3)機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的完善和審核

總體布置設(shè)計(jì) 1)任務(wù)：確定機(jī)械系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相對(duì)位置及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，使總系統(tǒng)具有一個(gè)協(xié)調(diào)完善的造型 2)

基本要求1功能合理2結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)3充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展

總體參數(shù)是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)的依據(jù)，參數(shù)：性能生產(chǎn)能力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力；

最高、最低轉(zhuǎn)速的確定；轉(zhuǎn)速相對(duì)損失A與公比ψ、變速范圍Rn與級(jí)數(shù)Z；確定公比ψ的原則

執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：保證設(shè)計(jì)提出的功能目標(biāo)、使用壽命強(qiáng)度剛度、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)合理配合協(xié)調(diào)

軸靜剛度：軸尺寸形狀、軸承數(shù)量預(yù)緊配置、前后支撐距離、前懸伸量、傳動(dòng)件布置、主軸組件的制造和裝配質(zhì)量 導(dǎo)軌：導(dǎo)向和承載3類(lèi)要求：導(dǎo)向精度及精度保持性（幾何和接觸精度、剛度、高靈敏度間隙：鑲條和壓板 傳動(dòng)：獨(dú)立、集中、聯(lián)合驅(qū)動(dòng)組成：變速改變動(dòng)力源的輸出轉(zhuǎn)矩和力矩適應(yīng)執(zhí)行間的要求；離合器：牙嵌式、齒輪、摩擦片式：減小尺寸、超速、結(jié)構(gòu)因素

起停換向：方便省力、操作安全、結(jié)構(gòu)安全可靠并能傳遞足夠動(dòng)力：齒輪-摩擦離合器、齒輪換向機(jī)構(gòu)

制動(dòng)：與離合器互鎖、合理確定制動(dòng)器的安裝位置、閘帶式制動(dòng)器的操縱力應(yīng)作用在松邊

安全保護(hù)：銷(xiāo)釘安全聯(lián)軸器、鋼珠、摩擦安全離合器內(nèi)聯(lián)：保證傳動(dòng)精度指各執(zhí)行末端之間的協(xié)調(diào)性和均勻性；提高精度原則：縮短傳動(dòng)鏈、降速傳動(dòng)、合理分配傳動(dòng)比、合理選擇傳動(dòng)件、合理確定傳動(dòng)副的精度、教正裝置 支承件作用：支撐零件部件、并保持被支撐零部件的相互位置關(guān)系及承受各種力和力矩：靜剛度、動(dòng)、熱、內(nèi)應(yīng)力 變形及剛度:自身、局部、接觸 截面積：空心、形狀、封閉

操縱系統(tǒng)集中、獨(dú)立控制操縱系統(tǒng)：操縱件、變送、執(zhí)行 要求：操縱靈活省力、方便舒適、安全可靠 設(shè)計(jì)原理方案和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

安全：目的系統(tǒng)運(yùn)行和人身位置、手段：電氣液機(jī)械 潤(rùn)滑：減少摩擦損失、工作表面的磨損發(fā)熱、提高壽命及精度、工作效率沖洗、防腐。

油：粘度、粘溫特性、閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)脂:表現(xiàn)粘度、針入度、滴點(diǎn)、腐蝕

微電系統(tǒng)特征：微機(jī)械中起主導(dǎo)作用力是表面力、微機(jī)械并不是傳統(tǒng)的模擬縮小、微機(jī)械一般采用靜電力供能或者使用靜電力激勵(lì)供能。

第五篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程總結(jié)

2011—2012學(xué)年第1學(xué)期

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》結(jié)課綜合設(shè)計(jì)（論文）

專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 08-4 姓 名 123456789 學(xué) 號(hào) 08041406 開(kāi)課系室 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)電工程系 結(jié)課日期 2011年 11月30日

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程總結(jié)

總體概述：本門(mén)課程名叫機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不同于我們以前所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)。上學(xué)期我們所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)是以機(jī)械零件為研究對(duì)象進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)；而在本門(mén)課程中的研究對(duì)象是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)，進(jìn)行的是整機(jī)設(shè)計(jì)。

下面就根據(jù)本課程所學(xué)的內(nèi)容，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程做一個(gè)較為詳細(xì)的介紹：

一：方案設(shè)計(jì)

在接到一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)后，首先要明確設(shè)計(jì)任務(wù)是什么，并對(duì)其進(jìn)行功能方面的分析，針對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)出合理的方案，大體步驟如下：

1、設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化——一般用黑箱原理來(lái)表示。

2、確定工藝原理——設(shè)法確定黑箱所要求的能實(shí)現(xiàn)作業(yè)對(duì)象轉(zhuǎn)化的工藝原理。

3、確定技術(shù)過(guò)程——按照選定的工藝原理確定轉(zhuǎn)化所需的程序及其順序。

4、引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)并確定系統(tǒng)邊界——根據(jù)技術(shù)過(guò)程的要求確定機(jī)械系統(tǒng)的具體任務(wù)，并把這些任務(wù)分配給各個(gè)子系統(tǒng)。

5、確定功能結(jié)構(gòu)——進(jìn)行功能分解。

6、確定設(shè)計(jì)方案——分以下三步：尋找實(shí)現(xiàn)分功能的方法和載體；構(gòu)建形態(tài)學(xué)矩陣；確定基本結(jié)構(gòu)布局。二：總體設(shè)計(jì)

1、初步總體設(shè)計(jì)——根據(jù)設(shè)計(jì)方案繪制總體布置草圖，進(jìn)行初步計(jì)算和運(yùn)動(dòng)分析，并進(jìn)行初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。注意改進(jìn)薄弱環(huán)節(jié)，必要時(shí)應(yīng)對(duì)方案中的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2總體設(shè)計(jì)——對(duì)初步總體設(shè)計(jì)做進(jìn)一步完善，形成技術(shù)文件和圖紙。1）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、技術(shù)任務(wù)書(shū)；2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和系統(tǒng)簡(jiǎn)圖；3）總裝配圖及關(guān)鍵部件裝配圖；4）電、光、氣、液控制圖；5）總體設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)及技術(shù)說(shuō)明書(shū)。

在此過(guò)程中，主要涉及步驟有：執(zhí)行系統(tǒng)的布置、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)置、操縱件的布置、總體主要參數(shù)的確定等。

三：原動(dòng)機(jī)的選擇

動(dòng)力機(jī)的選取的依據(jù)是工作載荷的類(lèi)型，常用的原動(dòng)機(jī)主要類(lèi)型有：電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、氣壓馬達(dá)、以及內(nèi)燃機(jī)。

電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力有以下優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)效率高，與工作機(jī)連接簡(jiǎn)便，種類(lèi)和型號(hào)較多，可以滿足不同類(lèi)型機(jī)械的工作要求。此外，電動(dòng)機(jī)還具有良好的調(diào)速性能，起動(dòng)、制動(dòng)、反向和調(diào)速的控制簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量和控制，便于集中管理和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。其不足之處就是要用電源，這對(duì)野外工作的機(jī)械及移動(dòng)式機(jī)械如鉆機(jī)來(lái)講，使用受到限制，因?yàn)榭赡苡袝r(shí)無(wú)電源。

液壓馬達(dá)作動(dòng)力機(jī)時(shí)有以下優(yōu)點(diǎn)：可以獲得很大的機(jī)械力或轉(zhuǎn)矩。與電動(dòng)機(jī)相比，功率/重量比大，因而運(yùn)動(dòng)件慣性相對(duì)小，快速響應(yīng)靈敏度高。液馬達(dá)還可以通過(guò)改變流量來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度，改變運(yùn)動(dòng)速度方便，易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。其局限性為：要有高壓油供給系統(tǒng)，液壓元件加工、裝配要求高，易漏油并影響工作效率和工作機(jī)械的運(yùn)動(dòng)精度。

氣動(dòng)馬達(dá)作動(dòng)力機(jī)時(shí)有以下優(yōu)點(diǎn)：與液壓馬達(dá)相比，工作介質(zhì)為空氣，易獲得、無(wú)污染。維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)易燃、易爆、多塵和振動(dòng)環(huán)境適應(yīng)性好。其不足之處在于：由于空氣可壓縮，因而氣動(dòng)馬達(dá)工作穩(wěn)定性差，噪音大，輸出扭矩不大，只適用于小型和輕型機(jī)械。

內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力時(shí)有以下優(yōu)點(diǎn)：自持能力高（只要備足燃料和油料，可獨(dú)立工作），功率范圍寬。其缺點(diǎn)是：對(duì)燃料（柴油或汽油）的要求高，內(nèi)燃機(jī)排氣污染。噪音都較大，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)零部件的加工精度要求較高。不能帶負(fù)載啟動(dòng)。

在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，如何選擇動(dòng)力機(jī)的類(lèi)型，主要從以下三個(gè)方向考慮：

1、工作機(jī)的負(fù)載特性和要求：包括工作機(jī)的載荷特性、工作制度、結(jié)構(gòu)布置和工作環(huán)境等。

2、動(dòng)力機(jī)本身的機(jī)械特性：包括動(dòng)力機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等特性，以及對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性，要使動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性和工作機(jī)械的負(fù)載特性相匹配。

3、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較：包括能源的供應(yīng)和消耗，動(dòng)力機(jī)的制造、運(yùn)行和維修成本的對(duì)比等。

除上面所說(shuō)的三個(gè)方面外，有些動(dòng)力機(jī)的選擇還要考慮對(duì)環(huán)境的污染，包括空氣污染和噪聲污染等。例如，室內(nèi)工作的機(jī)械就盡量不要用內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力機(jī)。四：傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是聯(lián)接動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)，即把動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行構(gòu)件。在實(shí)際應(yīng)用中，常用的傳動(dòng)系統(tǒng)有：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、氣力傳動(dòng)。

傳動(dòng)系統(tǒng)通常包括以下幾個(gè)組成部分：變速裝置，起停和換向裝置，制動(dòng)裝置及安全保護(hù)裝置。

變速裝置是傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要的組成部分，它的作用是改變動(dòng)力機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求；常見(jiàn)的變速裝置有以下幾種：變速齒輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、離合器變速機(jī)構(gòu)、嚙合器變速機(jī)構(gòu)。

起停和換向裝置的作用是控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、停車(chē)以及改變運(yùn)動(dòng)方向，那么對(duì)起停和換向裝置的基本要求是：起停和換向方便省力，操作安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能傳遞足夠的動(dòng)力。

常用的起停和換向裝置有兩類(lèi)：一類(lèi)是通過(guò)按鈕或操縱桿直接控制電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)起停和換向，另一類(lèi)是用離合器實(shí)現(xiàn)起停和換向。選擇方案時(shí)應(yīng)考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的起停和換向的頻繁程度、動(dòng)力機(jī)的類(lèi)型與功率大小。

制動(dòng)裝置：動(dòng)構(gòu)件具有慣性，所以制動(dòng)停車(chē)時(shí)不能立即停止，而是逐漸減速后才能停止運(yùn)動(dòng)。為節(jié)省停車(chē)時(shí)間，對(duì)于起停頻繁或運(yùn)動(dòng)構(gòu)件慣性大、速度高的系統(tǒng)，要設(shè)置制動(dòng)裝置。制動(dòng)裝置還可用于機(jī)械一旦發(fā)生事故時(shí)緊急停車(chē)，或使運(yùn)動(dòng)構(gòu)件可靠地停在某個(gè)位置上。機(jī)械系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)裝置的基本要求是：工作可靠、操縱方便、制動(dòng)平穩(wěn)、時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、磨損小、散熱良好。

常用的制動(dòng)器有摩擦式或非摩擦式兩大類(lèi)：帶式制動(dòng)器、外抱塊式制動(dòng)器、張?zhí)闶街苿?dòng)器、磁粉制動(dòng)器 安全保護(hù)裝置：

有些機(jī)械在工作過(guò)程中載荷經(jīng)常變化，并且變化幅度較大，因此可能過(guò)載，如這時(shí)本身無(wú)保護(hù)裝置的話，應(yīng)在傳動(dòng)鏈中設(shè)置安全保護(hù)裝置，以免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)破壞。本身具有保護(hù)作用的傳動(dòng)鏈有帶傳動(dòng)、摩擦離合器等，而傳動(dòng)鏈中的安全保護(hù)裝置常見(jiàn)的有安全離合器或安全銷(xiāo)等。當(dāng)傳動(dòng)鏈所傳遞的轉(zhuǎn)矩超過(guò)規(guī)定值時(shí)，安全保護(hù)裝置中聯(lián)接件會(huì)折斷、分離或打滑來(lái)停止或限制轉(zhuǎn)矩的傳遞。常用的有如下幾種：

銷(xiāo)釘安全聯(lián)軸器、鋼珠安全離合器、摩擦式安全離合器等。另外，從系統(tǒng)的變速形式（是否連續(xù)）來(lái)看，變速部分可分為有級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)：

有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)常有變速齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)或變速帶傳動(dòng)組成。在一定的變速范圍內(nèi)，其輸出軸只能得到有限級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速。在有級(jí)變速傳動(dòng)中最基本的變速裝置是二軸變速運(yùn)動(dòng)，即在兩根軸之間用一個(gè)變速組進(jìn)行傳動(dòng)，二軸變速傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)二至四級(jí)變速。若要求的變速級(jí)數(shù)多于四級(jí)時(shí)，可以采用兩個(gè)或兩個(gè)以上變速組串聯(lián)而成的多軸傳動(dòng)裝置。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)：

主要用于下列場(chǎng)合：

（1）要求轉(zhuǎn)速在工作中連續(xù)變化；（2）探求機(jī)械的最佳工作狀態(tài)；（3）帶負(fù)載啟動(dòng)的機(jī)械要求在低速啟動(dòng)；

（4）需要協(xié)調(diào)機(jī)械系統(tǒng)中幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。無(wú)級(jí)變速的類(lèi)型主要有：電力的（直流變速、交流變速）、流體的（液力的耦合器、變矩器、液壓變速）和機(jī)械的（利用摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)）。五：執(zhí)行系統(tǒng)的選擇

執(zhí)行系統(tǒng)是用來(lái)完成機(jī)器預(yù)定功能的組成部分。一部機(jī)器可以只有一個(gè)執(zhí)行部分，也可以有多個(gè)執(zhí)行部分。

常見(jiàn)的可用于執(zhí)行系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)有：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等，在選用時(shí)要根據(jù)預(yù)定功能的運(yùn)動(dòng)形式選擇合理的機(jī)構(gòu)來(lái)完成預(yù)定的運(yùn)動(dòng)。六：控制系統(tǒng)的構(gòu)建

機(jī)械系統(tǒng)在工作過(guò)程中，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)要求，以一定的順序和規(guī)律運(yùn)動(dòng)，而各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)始、結(jié)束及其順序一般由控制系統(tǒng)保證。

機(jī)械控制系統(tǒng)的主要任務(wù)有：

1）使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的順序和規(guī)律運(yùn)動(dòng)。2）改變各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)方向和速度大小。3）使各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件間有協(xié)調(diào)的動(dòng)作，完成給定的作業(yè)環(huán)節(jié)要求。4）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)、分類(lèi)以及防止事故，對(duì)工作中出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象及時(shí)報(bào)警并消除。控制系統(tǒng)的要求: 1）穩(wěn)定性要求

系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)的固有特性，系統(tǒng)穩(wěn)定與否取決于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，與輸入無(wú)關(guān)。若控制系統(tǒng)在任何足夠小的初始偏差作用下，其響應(yīng)過(guò)程隨著時(shí)間的推移逐漸衰減為0，則稱該系統(tǒng)具有漸近穩(wěn)定性。反之，在初始條件影響下，若控制系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程隨時(shí)間的推移而發(fā)散，輸入無(wú)法控制輸出，則這樣的系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。任何一個(gè)系統(tǒng)能進(jìn)行正常工作的首要條件是系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。2）響應(yīng)特性要求

系統(tǒng)的響應(yīng)特性包括動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性。

① 動(dòng)態(tài)特性：過(guò)渡過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能常用系統(tǒng)的阻尼特性和響應(yīng)速度來(lái)表征。

② 穩(wěn)態(tài)特性：閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能用穩(wěn)態(tài)誤差表示和度量，它是當(dāng)t??時(shí)，即過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)際輸出y(t)與參考輸入所調(diào)整的期望值yr(t)之間的差值。控制系統(tǒng)的組成：

無(wú)論多么復(fù)雜的控制系統(tǒng)，都是由一些基本環(huán)節(jié)或元件組成的。

1）給定環(huán)節(jié)：給出與反饋信號(hào)同樣形式和因次的控制信號(hào)，以確定被控對(duì)象“目標(biāo)值”的環(huán)節(jié)。給定環(huán)節(jié)給出的信號(hào)可以是電量、非電量，也可以是數(shù)字量或模擬量。

2）測(cè)量環(huán)節(jié)：用于測(cè)量被控變量，并將被控變量轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌趥魉偷牧硪晃锢砹浚ㄒ话銥殡娏浚┑沫h(huán)節(jié)，常用的有電位計(jì)可將機(jī)械轉(zhuǎn)角→電壓信號(hào)，測(cè)速發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)速?電壓信號(hào)，光柵測(cè)量裝置將直線位移→數(shù)字信號(hào)。

3）比較環(huán)節(jié)：比較環(huán)節(jié)是將輸入信號(hào)X(s)與測(cè)量環(huán)節(jié)發(fā)出的有關(guān)被控變量Y(s)的反饋信號(hào)B(s)進(jìn)行比較的環(huán)節(jié)。

4）校正及放大環(huán)節(jié)：通常偏差信號(hào)很小，為了實(shí)現(xiàn)控制，要將偏差信號(hào)作必要的校正，然后進(jìn)行功率放大以便推動(dòng)執(zhí)行環(huán)節(jié)，常用的放大類(lèi)型有電流放大，電氣—液壓放大等。

5）執(zhí)行環(huán)節(jié)：執(zhí)行環(huán)節(jié)用來(lái)接收放大信號(hào)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象按照預(yù)期規(guī)律運(yùn)動(dòng)的環(huán)節(jié)。執(zhí)行環(huán)節(jié)一般是能將外部能量傳遞給被控對(duì)象的有源功率放大裝置，工作中要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，如把電能通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。七：其他輔助系統(tǒng)的配備

1、操縱系統(tǒng)：是把人和機(jī)械聯(lián)系起來(lái)，使機(jī)械按照人的指令工作的機(jī)構(gòu)和元件所構(gòu)成的總體。操縱系統(tǒng)的作用和要求

操縱系統(tǒng)的作用是完成信號(hào)轉(zhuǎn)換，也就是把人施加于機(jī)械的信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換傳遞到執(zhí)行系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的起動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)向、變速、變力及制動(dòng)等目的。

操縱系統(tǒng)雖然不直接參與機(jī)械做功，對(duì)機(jī)械的精度、強(qiáng)度、剛度和壽命沒(méi)有直接影響，但機(jī)械系統(tǒng)性能的好壞，功能完成情況及操作者工作強(qiáng)度等，都與操縱系統(tǒng)有直接的關(guān)系。因此，對(duì)操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有下列主要要求：

1）操縱輕便省力。盡可能地減小操縱力，這樣不但可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，符合人機(jī)工學(xué)的要求，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)力；同時(shí)還可提高操縱系統(tǒng)靈敏度，達(dá)到對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的靈活操縱。

2）操縱行程適當(dāng)。操縱的行程應(yīng)盡量在保證人體不動(dòng)的情況下，上、下肢能舒適達(dá)到的范圍。

3）操縱件定位可靠。操縱件應(yīng)能長(zhǎng)時(shí)間可靠地保持在某一操作狀態(tài)的位置，不能因其它操縱力的作用而改變其操作狀態(tài)。

4）操縱系統(tǒng)的反饋準(zhǔn)確迅速。操縱系統(tǒng)應(yīng)具有良好的反饋性，使操縱信號(hào)準(zhǔn)確迅速地反饋給操作者，以便操作者及時(shí)判斷操作的效果，并作出新的操縱決策。

5）操縱系統(tǒng)應(yīng)具有可調(diào)性。操縱系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)的元件磨損后，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)仍能達(dá)到操縱的效果。

6）操縱方便和舒適。為達(dá)到這一要求，不僅要求操縱力和操縱行程的大小舒適，而且操縱件的形狀、尺寸、布置位置、運(yùn)動(dòng)方向和各操縱件的標(biāo)記、操縱順序等都要符合人體狀況和動(dòng)作習(xí)慣。

7）操縱安全可靠。操縱系統(tǒng)應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的操作功能，防止錯(cuò)誤的操縱或操縱失效。

2、機(jī)械基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

機(jī)械工作時(shí)的全部載荷都由它下面的地層承受。受機(jī)械載荷影響的那一部分地層稱為地基，機(jī)械向地基傳遞載荷的中間結(jié)構(gòu)體即為基礎(chǔ)。機(jī)械基礎(chǔ)應(yīng)滿足下列基本要求

1）強(qiáng)度方面的要求：避免在載荷作用下產(chǎn)生破壞和開(kāi)裂； 2）剛度方面的要求：避免在載荷作用下產(chǎn)生過(guò)大的變形或傾斜； 3）振動(dòng)方面的要求：避免過(guò)大的振動(dòng)，以免影響機(jī)械本身的正常工作及鄰近機(jī)械、設(shè)備等的正常使用；

4）經(jīng)濟(jì)性要求：機(jī)械基礎(chǔ)在滿足上述要求的情況下，應(yīng)有良好的經(jīng)濟(jì)性。

機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定：

1）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取得機(jī)械基礎(chǔ)的基本資料；

2）機(jī)械基礎(chǔ)宜與建筑物的基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)以及混凝土地面分開(kāi)； 3）當(dāng)管道與機(jī)械連接而產(chǎn)生較大振動(dòng)時(shí)，管道與建筑物連接處應(yīng)采取隔振措施；

4）當(dāng)基礎(chǔ)的振動(dòng)對(duì)鄰近的人員、精密設(shè)備、儀器儀表、工廠生產(chǎn)及建筑物產(chǎn)生有害影響時(shí)，應(yīng)采取隔振措施； 5）基礎(chǔ)不得產(chǎn)生有害的不均勻沉降；

6）重要的或?qū)Τ两涤袊?yán)格要求的機(jī)械，應(yīng)在其基礎(chǔ)上設(shè)置永久的沉降觀測(cè)點(diǎn)，并應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中注明要求。在基礎(chǔ)施工、機(jī)械安裝及運(yùn)行過(guò)程中定期觀測(cè)沉降情況，并作記錄。

以上各個(gè)環(huán)節(jié)是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本組成部分，各個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容只是一些基本概念和要求，而在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都有更加細(xì)致的過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)需充分而全面的考慮可各方面的因素，在滿足各個(gè)環(huán)節(jié)本身的要求的基礎(chǔ)上，還要考慮原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)各個(gè)系統(tǒng)作為整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的組成部分之間的相互聯(lián)系，以保證在組成整個(gè)系統(tǒng)后依然能較好的完成預(yù)定的功能要求。