机械系统及其功能与组成

燕山大学机械工程学院,School of Mechanical Engineering,Yanshan University,第2章机械工程基础,2.1机械系统及其功能与组成,2.2机器的结构,2.3工程材料,2.4零件的种类及表面组成,2.5零件的互换性与公差,2.1,机械系统及其功能与组成,机械系统：,由若干零部件根据一定的功能要求和结构形式组成的有机整体。,2.1.1,机,械系统,系统：,由相互关联、相互制约、相互影响的元素所组成的整体。,系统概念范围很大：大到天体系统，小到微观系统；,系统包括：物理系统；社会系统。,机械系统实例,机械系统实例,机械系统实例,机器：,执行机械运动的装置，用来转换或传递能量、物料或信息。,机器的分类：力能机器,工作(或工艺)机器,信息机器,机器的特征：,人为的实物组合体。,各实体之间具有确定的相对运动。,能够完成能量、物料、信息的传递与转换。,机器的功能与性能,机器的基本功能：,一台机器可能是由一种机构组成，也可能是由若干种机构组成，它们按一定的规律相互协调配合，通过有序的运动和动力的传递与转换来完成预期的功能。,任何产品的出现都是以社会需要为前提的。,无需要就无市场，产品也就丧失了存在的价值。,所谓的需要，就是功能的需要。,功能是产品使用中表现出来的具体功用。,机器的功能,功能：,产品使用过程中表现出来的具体功用。,功能是系统必须实现的任务；每个系统都有自己的功能，例如电动机的功能是转换能量。,在各功能中，基本功能是必须保证的功能，是在设计中不能改变的功能。,附加功能可以随技术条件或结构方式的改变而改变或取舍。,非必要功能是设计者主观加上去的，可有可无的。,机器的功能总是以成本为代价的。,机器功能分类,基本功能：,洗涤功能；漂洗功能；脱水功能；自动程序控制功能。,附加功能：,洗涤用水加热功能。,附加功能不会影响产品的正常使用，但可以改善产品性能。,例如：洗衣机功能分析,机器的规格,规格：,产品适合的工作能力与范围。,规格反映了产品工作能力与工作范围。,例如，载货汽车分为：重型车、中型车、轻型车、微型车。,重型车可一次运载10t、20t或更重的货物；,微型车最大载重一般不超过1t。,对于不同规格的汽车，汽车体积、质量、结构和价格都会有很大差别。,用户购买机器设备时，必须首先明确设备的规格和工作能力范围，如果选择的规格超过了使用需要，出现“大马拉小车”的问题，必然会增加购置成本和使用成本；如果选择的规格小于使用范围，则有些工作不能在这台设备上完成，会给用户带来损失。因此，了解机器，不能忽视它们在规格上的差异。,机器的性能,性能：,产品工作能力与工作质量方面的差异。,经常用一系列技术指标表示机器的性能；,设备的规格也是工作能力的一种；,机器工作时可以提供的功率、力、速度、尺寸范围都反映了机器设备的工作能力。,2.1.3,机器的组成,机器组成：,包括动力系统、传动系统、执行系统和辅助控制系统。,牛头刨床,动力系统,动力系统：,为机械系统正常工作提供动力源、实现能量转换的原动机（或动力机）及其配套装置。,动力机分类：,一次动力机；二次动力机。,一次动力机：,把自然界的能源(一次能源)直接转变为机械能的机械，如内燃机、汽轮机、燃气轮机等。,以一次动力机为动力源的机器比较多，比如汽车、飞机、轮船、潜艇等。其中，内燃机广泛用于各种车辆、船舶、农业机械、工程机械等移动作业机械；汽轮机、燃气轮机多用于大功率高速驱动的机械。,二次动力机,：把二次能源(电能)或由电能产生的液压能、气压能转变为机械能的机械，如电动机、液压马达、气动马达等。,二次动力机在各类机械中都有广泛应用，其中尤以电动机应用更为普遍。例如，各种类型的机床、洗衣机、电风扇、水泵、油泵等。,一次动力机：,内燃机,汽轮机,二次动力机：,电动机,液压马达,动力系统实例,传动系统：,把动力机的动力和运动传递给功能执行系统的中间装置，是连接动力系统和功能执行系统的“桥梁”。,分类,（,按工作原理）：,机械传动、液压传动、气压传动、,电磁传动。,传动系统,传动系统的功能,:(1),减速或增速；(2)变速；(3)改变运动规律,或形式；(4)传递动力。,执行系统,执行系统：,直接用来完成各种工艺动作或生产过程的装置。,执行系统也称为工作机。,执行系统一般置于机械系统末端，直接与作业对象接触，是整个机械系统的输出部分。,1）执行机构的作用是输出运动和动力；,2）多个执行机构可协调动作；,3）执行系统的工作性能决定整个系统的性能。,夹持,搬运,输送,辅助和控制系统常由各种机械、液压、气动、电气、工业微机等控制装置组成。,操作和控制系统,操作和控制系统,：保证机械系统各组成部分协调运行，准确可靠地完成整机功能的装置。,辅助控制系统的功能是控制或操作上述各子系统的起动、离合、制动、变速、换向或各部件间运动的先后次序、运动轨迹及行程。此外，还有控制换刀、测量、冷却与润滑的供应与停止工作等一系列动作。,复杂机械系统实例,