機械系統(tǒng)設(shè)計論文范文
前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)機械系統(tǒng)設(shè)計論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。
第1篇
舞臺吊標(biāo)分為電動和手動兩種,它主要用于懸吊和升降各種幕布、燈具、布景等物，是上下左右頻繁移動機械,所以吊桿也是舞臺安全的主要系數(shù)。電動吊桿的作用可以降低工作人員的勞動強度，起至事半功倍的效果,如果一個舞臺的深度有14米,我們可以為他設(shè)置電動吊桿38道，其中24道景桿（含一道前沿幕）、14道備用吊桿【包括2道二維側(cè)光燈架】，一道升降電影銀幕架、1道燈光渡橋及無極均勻伸縮大幕機1套。
通過我們多年使用舞臺吊桿機械的經(jīng)驗,我們認(rèn)為泰州長江影視工程設(shè)備廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，性能最穩(wěn)定，安全最可靠，已經(jīng)被上百家劇院采用。其運用了蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)、材質(zhì)為錫青銅，磨擦系數(shù)小，傳動效率高。有防沖頂保護(hù)、上下限保護(hù)。滑輪為鍍鋅防跳繩花輪，安裝不須焊接在滑輪梁上，如焊死，以后維修、調(diào)整極不方便。長江影視設(shè)備廠的滑輪都是用抱箍羅栓固定。當(dāng)?shù)鯒U升、降至某一位置時，ABS抱死系統(tǒng)立即斷火緊鎖馬達(dá)，這樣確保吊桿停至此位置下滑系數(shù)最小,安全性達(dá)到最高。且強弱電分開控制。
所以在這里設(shè)計了舞臺機械的具體參數(shù):
A、景物吊桿技術(shù)參數(shù)如下：
電機功率：2.2KW吊點數(shù)：4個
升降速度：0.27m/s桿體長暫定：16米
電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：40：1
提升荷載為：400KG桿體為鋼管
控制方式：點控
該型吊相具有上下限位，沖頂保護(hù)裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB.
吊桿桿體用兩根Φ50黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。
B、燈光吊桿技術(shù)參數(shù)如下：
電機功率：3KW吊點數(shù)：4個
升降速度：0.18m/s桿體長暫定：14米
電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：50：1
提升荷載為：600KG桿體為?50黑鐵管吊桿
控制方式：點控
該型吊桿具有上下限位，沖頂保護(hù)裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB。
吊桿桿體用Φ50；黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。
舞臺機械設(shè)計原則
（節(jié)選）1、鋼結(jié)構(gòu)
a)所有承重的鋼結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)剛度大于1：1000
b)鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)設(shè)計合理，鋼結(jié)構(gòu)及其接頭應(yīng)能承受最大額定載荷和由緊急停車造成的沖擊載荷；
c)鋼結(jié)構(gòu)件所用材料應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；
d)鋼結(jié)構(gòu)焊縫須符合有關(guān)規(guī)定，主要焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查；
2、吊物與卷揚裝置
①卷揚機卷揚機上的電動機和制動器應(yīng)聯(lián)合動作，只有電動機電源接通時，才能許可制動器打開；萬一制動器打開，而電動機沒有接通電源時，只許吊桿（負(fù)載）靜止或低速下降；
②卷筒組件
卷筒直徑不小于鋼絲繩直徑的30倍；
卷筒用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或厚壁無縫鋼管焊接并經(jīng)精確機械加工而成；
鋼絲繩嶼卷筒繩槽中心線的夾角應(yīng)中于2.5度；
卷筒組件應(yīng)設(shè)計防止鋼絲繩在負(fù)荷或松馳狀態(tài)下跳槽的裝置。
③滑輪
滑輪的節(jié)圓直徑，不應(yīng)小于鋼索直徑的28倍；
滑輪及滑輪組應(yīng)采用滾動軸承支承；
滑輪及滑輪組應(yīng)有防止鋼絲繩脫槽的保護(hù)裝置。
鋼絲繩與滑輪的偏角不超過2.5度。
④鋼絲繩
懸吊鋼絲繩應(yīng)為帶有人造纖維芯的軟鋼絲繩；
預(yù)先檢驗：供貨時所有的鋼絲繩均應(yīng)分批測試；
現(xiàn)場處理：鋼絲繩在安裝期間應(yīng)小心處理，不能以任何方式技術(shù)打結(jié)或損壞；受損或變形的鋼絲繩不予接收。所有切斷頭都應(yīng)妥善處理；
安裝：鋼絲繩不應(yīng)與設(shè)備的固定或移動部分磨擦，在有損壞或卡住風(fēng)險的地方，應(yīng)采取正確防護(hù)措施；
懸掛支承：穿過頂樓的轉(zhuǎn)向滑輪或在其它需要懸掛支承的地方，鋼絲繩應(yīng)在滑輪上進(jìn)行支承。
⑤鋼絲繩配件
鋼絲繩配件應(yīng)采用表面鍍鋅的標(biāo)準(zhǔn)配件；
鋼絲繩配件規(guī)格尺寸與鋼絲繩匹配；
使用鋼絲繩夾的地方，每個接頭至少使便用3個正確安裝的繩夾。
3、吊桿
a)吊桿采用圓管桿或桁架桿，管子或構(gòu)架應(yīng)平直、無扭曲變形；
b)管桿采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管制造；
c)桿的接頭應(yīng)盡量少，接頭采用實心圓棒與管子配合；
d)懸吊鋼絲繩的端頭用單獨安裝于桿上的調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)整；
e)管端：管端應(yīng)配有帶醒目顏色的永久性塑料帽或鋼封頭；
4、限位、定位、超程開關(guān)
a)限位及定位開關(guān)
i.行程終止限們開關(guān)：行程終止限位開關(guān)應(yīng)能測出設(shè)備正常行程綹并使之停車；
ii.中間定位開關(guān)：在合適的地方配置中間定位開關(guān)和減速開關(guān)；
iii.直接碰撞限位開關(guān)：行程終止限位開關(guān)也可選用直接碰撞限位開關(guān)。
b)超程限位開關(guān)
超程限位開關(guān)：所有電動設(shè)備都應(yīng)安裝單獨的超程限位開關(guān)，以防行程終止限位開關(guān)發(fā)生故障導(dǎo)致機械損傷。
4、電動機
a)工作循環(huán)：舞臺機械按斷續(xù)操作設(shè)定。每個工作循環(huán)規(guī)定為在載荷條件下6次全行程運轉(zhuǎn)并有15min停頓；
第2篇
舞臺吊標(biāo)分為電動和手動兩種,它主要用于懸吊和升降各種幕布、燈具、布景等物，是上下左右頻繁移動機械,所以吊桿也是舞臺安全的主要系數(shù)。電動吊桿的作用可以降低工作人員的勞動強度，起至事半功倍的效果,如果一個舞臺的深度有14米,我們可以為他設(shè)置電動吊桿38道，其中24道景桿（含一道前沿幕）、14道備用吊桿【包括2道二維側(cè)光燈架】，一道升降電影銀幕架、1道燈光渡橋及無極均勻伸縮大幕機1套。
通過我們多年使用舞臺吊桿機械的經(jīng)驗,我們認(rèn)為泰州長江影視工程設(shè)備廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，性能最穩(wěn)定，安全最可靠，已經(jīng)被上百家劇院采用。其運用了蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)、材質(zhì)為錫青銅，磨擦系數(shù)小，傳動效率高。有防沖頂保護(hù)、上下限保護(hù)。滑輪為鍍鋅防跳繩花輪，安裝不須焊接在滑輪梁上，如焊死，以后維修、調(diào)整極不方便。長江影視設(shè)備廠的滑輪都是用抱箍羅栓固定。當(dāng)?shù)鯒U升、降至某一位置時，ABS抱死系統(tǒng)立即斷火緊鎖馬達(dá)，這樣確保吊桿停至此位置下滑系數(shù)最小,安全性達(dá)到最高。且強弱電分開控制。
所以在這里設(shè)計了舞臺機械的具體參數(shù):
A、景物吊桿技術(shù)參數(shù)如下：
電機功率：2.2KW吊點數(shù)：4個
升降速度：0.27m/s桿體長暫定：16米
電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：40：1
提升荷載為：400KG桿體為鋼管
控制方式：點控
該型吊相具有上下限位，沖頂保護(hù)裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB.
吊桿桿體用兩根Φ50黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。
B、燈光吊桿技術(shù)參數(shù)如下：
電機功率：3KW吊點數(shù)：4個
升降速度：0.18m/s桿體長暫定：14米
電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：50：1
提升荷載為：600KG桿體為?50黑鐵管吊桿
控制方式：點控
該型吊桿具有上下限位，沖頂保護(hù)裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB。
吊桿桿體用Φ50；黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。
舞臺機械設(shè)計原則
（節(jié)選）1、鋼結(jié)構(gòu)
a)所有承重的鋼結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)剛度大于1：1000
b)鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)設(shè)計合理，鋼結(jié)構(gòu)及其接頭應(yīng)能承受最大額定載荷和由緊急停車造成的沖擊載荷；
c)鋼結(jié)構(gòu)件所用材料應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；
d)鋼結(jié)構(gòu)焊縫須符合有關(guān)規(guī)定，主要焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查；
2、吊物與卷揚裝置
①卷揚機卷揚機上的電動機和制動器應(yīng)聯(lián)合動作，只有電動機電源接通時，才能許可制動器打開；萬一制動器打開，而電動機沒有接通電源時，只許吊桿（負(fù)載）靜止或低速下降；
②卷筒組件
卷筒直徑不小于鋼絲繩直徑的30倍；
卷筒用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或厚壁無縫鋼管焊接并經(jīng)精確機械加工而成；
鋼絲繩嶼卷筒繩槽中心線的夾角應(yīng)中于2.5度；
卷筒組件應(yīng)設(shè)計防止鋼絲繩在負(fù)荷或松馳狀態(tài)下跳槽的裝置。③滑輪
滑輪的節(jié)圓直徑，不應(yīng)小于鋼索直徑的28倍；
滑輪及滑輪組應(yīng)采用滾動軸承支承；
滑輪及滑輪組應(yīng)有防止鋼絲繩脫槽的保護(hù)裝置。
鋼絲繩與滑輪的偏角不超過2.5度。
④鋼絲繩
懸吊鋼絲繩應(yīng)為帶有人造纖維芯的軟鋼絲繩；
預(yù)先檢驗：供貨時所有的鋼絲繩均應(yīng)分批測試；
現(xiàn)場處理：鋼絲繩在安裝期間應(yīng)小心處理，不能以任何方式技術(shù)打結(jié)或損壞；受損或變形的鋼絲繩不予接收。所有切斷頭都應(yīng)妥善處理；
安裝：鋼絲繩不應(yīng)與設(shè)備的固定或移動部分磨擦，在有損壞或卡住風(fēng)險的地方，應(yīng)采取正確防護(hù)措施；
懸掛支承：穿過頂樓的轉(zhuǎn)向滑輪或在其它需要懸掛支承的地方，鋼絲繩應(yīng)在滑輪上進(jìn)行支承。
⑤鋼絲繩配件
鋼絲繩配件應(yīng)采用表面鍍鋅的標(biāo)準(zhǔn)配件；
鋼絲繩配件規(guī)格尺寸與鋼絲繩匹配；
使用鋼絲繩夾的地方，每個接頭至少使便用3個正確安裝的繩夾。
3、吊桿
a)吊桿采用圓管桿或桁架桿，管子或構(gòu)架應(yīng)平直、無扭曲變形；
b)管桿采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管制造；
c)桿的接頭應(yīng)盡量少，接頭采用實心圓棒與管子配合；
d)懸吊鋼絲繩的端頭用單獨安裝于桿上的調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)整；
e)管端：管端應(yīng)配有帶醒目顏色的永久性塑料帽或鋼封頭；
4、限位、定位、超程開關(guān)
a)限位及定位開關(guān)
i.行程終止限們開關(guān)：行程終止限位開關(guān)應(yīng)能測出設(shè)備正常行程綹并使之停車；
ii.中間定位開關(guān)：在合適的地方配置中間定位開關(guān)和減速開關(guān)；
iii.直接碰撞限位開關(guān)：行程終止限位開關(guān)也可選用直接碰撞限位開關(guān)。
b)超程限位開關(guān)
超程限位開關(guān)：所有電動設(shè)備都應(yīng)安裝單獨的超程限位開關(guān)，以防行程終止限位開關(guān)發(fā)生故障導(dǎo)致機械損傷。
4、電動機
a)工作循環(huán)：舞臺機械按斷續(xù)操作設(shè)定。每個工作循環(huán)規(guī)定為在載荷條件下6次全行程運轉(zhuǎn)并有15min停頓；
第3篇
關(guān)鍵詞:機電一體化;機械系統(tǒng);工作經(jīng)驗;研究資料
機電一體化機械系統(tǒng)通過運用計算機技術(shù)，由計算機系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)及控制，從而完成運動、能量流和機械力等各項動力學(xué)相關(guān)的任務(wù)，同時其各個機電部件相互聯(lián)系、相互配合和相互協(xié)調(diào)，組成完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。基于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的程序性和任務(wù)性，在機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計與研究上應(yīng)該站在“系統(tǒng)”的相關(guān)角度，以便進(jìn)行有效科學(xué)的安排設(shè)計。
1機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計要求
1．1保證較高的精確性
機電相關(guān)產(chǎn)品的精確程度直接關(guān)系著系統(tǒng)整體的質(zhì)量和效益，機電一體化機械的技術(shù)性能、工藝水平及功能都要求選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，也就是說，機電一體化產(chǎn)品的首要標(biāo)準(zhǔn)和要求便是高精確度。
1．2反應(yīng)性能要強
機電系統(tǒng)具有良好的反應(yīng)性能，即在系統(tǒng)接受某一指令后，能夠較短時間內(nèi)對該指令進(jìn)行任務(wù)的執(zhí)行，從而保證系統(tǒng)能夠更加精確地完成任務(wù)。另外根據(jù)系統(tǒng)的運行狀況，做好準(zhǔn)確、及時獲得相應(yīng)指令的控制，能夠增加任務(wù)完成和執(zhí)行的準(zhǔn)確性。
1．3具有較強的穩(wěn)定性
在機電一體化機械設(shè)計中，為了保證更好的系統(tǒng)精確度和反應(yīng)性能，往往會在無間隙、低摩擦、高剛度和高諧振頻率等方面對系統(tǒng)提出較高的要求。另一方面，還要求機電一體化機械系統(tǒng)有壽命長、體積小、重量輕和可靠性高等優(yōu)點。
2機電一體化機械系統(tǒng)的構(gòu)成
機電一體化機械系統(tǒng)通常是由傳動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)三部分構(gòu)成。
2．1傳動機構(gòu)
機電一體化機械系統(tǒng)中的傳動機構(gòu)，不僅僅是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換器，耗時伺服系統(tǒng)中的重要組成部分，因此，在機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計要求中，傳動機構(gòu)首先要具有較高的精確度，同時必須滿足重量輕、噪音低、體積小、運轉(zhuǎn)速度高和可靠性高等方面的要求和特點，結(jié)合機電一體化機械系統(tǒng)中對伺服控制的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳動機構(gòu)的設(shè)計研究，以便更好地提升系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)中的伺服性能。
2．2導(dǎo)向機構(gòu)
導(dǎo)向機構(gòu)在機電一體化機械系統(tǒng)中主要起到的是導(dǎo)向作用和支撐作用，一般包括導(dǎo)軌和軸承等。導(dǎo)向機構(gòu)的正常作用的發(fā)揮可以有效保證機電一體化機械系統(tǒng)中的組成部分和各個裝置能夠安全、準(zhǔn)確完成指定的任務(wù)運動。
2．3執(zhí)行機構(gòu)
執(zhí)行機構(gòu)，是指在機電一體化機械系統(tǒng)中直接完成任務(wù)指令的操作裝置和部分，一般情況下，執(zhí)行機構(gòu)所具備的高靈敏度和精確度以及高重復(fù)性能和可靠性，可以保證其根據(jù)不同的任務(wù)指令和相關(guān)要求，在動力源的推動下完成預(yù)先設(shè)定的各種操作任務(wù)。在目前經(jīng)濟快速發(fā)展的社會，計算機的應(yīng)用能通過其強大有效的功能，使傳統(tǒng)機電的動力發(fā)動機轉(zhuǎn)換成為可變速、動力和執(zhí)行的多功能發(fā)動機，從而使得執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)得到進(jìn)一步的簡化。
3機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計思想
3．1動態(tài)設(shè)計思想
在機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計中，通過靜態(tài)設(shè)計的有效協(xié)助，為了更好的研究整個機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的頻率特點和性質(zhì)，完成各個系統(tǒng)環(huán)節(jié)數(shù)字模型的建立，推動促進(jìn)機電一體化機械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，必須充分有效地通過自控方法進(jìn)行頻率特性的計算，這便是動態(tài)設(shè)計。機械系統(tǒng)的頻率特性，在一定程度上不但能夠反映出整個系統(tǒng)在不同信號頻率下的相應(yīng)反應(yīng)，還決定了系統(tǒng)的工作最大頻率、抗干擾性和穩(wěn)定性。
3．2靜態(tài)設(shè)計思想
靜態(tài)設(shè)計是指按照機電一體化各個機械系統(tǒng)的功能要求，通過相關(guān)的研究和經(jīng)驗初步、大體上制定出機械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方案。方案中主要涉及整個系統(tǒng)部件之間的控制、連接以及部件的種類和對能源的需求等。基本方案設(shè)計完成后，應(yīng)以技術(shù)手段為基礎(chǔ)，設(shè)計出系統(tǒng)中各部件的運動關(guān)系、參數(shù)及結(jié)構(gòu)，確定部件及相應(yīng)零件的材料、精確度和結(jié)構(gòu)方式，并對執(zhí)行元件發(fā)電功率、參數(shù)和過載能力進(jìn)行驗算，對其他相關(guān)的元件和部件進(jìn)行配置系統(tǒng)的選擇等等。
4機電一體化機械系統(tǒng)的性能分析
想要使機電一體化機械系統(tǒng)良好的伺服性能得到保證，不但需要從機械系統(tǒng)的靜態(tài)特征方面得到更好的滿足，同時還要充分的運用理論研究和自動化的控制方法對整個系統(tǒng)體系進(jìn)行動態(tài)設(shè)計和分析。另外，機械系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計應(yīng)該以系統(tǒng)靜態(tài)的數(shù)字模型為基礎(chǔ)，根據(jù)自動化控制的要求和方法研究分析系統(tǒng)的整個頻率特性，并通過調(diào)整相應(yīng)的頻率，改善系統(tǒng)整體的伺服性能。
4．1數(shù)字模型的建立
機電一體化機械系統(tǒng)數(shù)字模型的建立和電氣系統(tǒng)的數(shù)字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通過折算將比較負(fù)責(zé)的結(jié)構(gòu)裝置簡單化，轉(zhuǎn)為等效的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，并用數(shù)學(xué)中的線性微分方程表達(dá)式將其表達(dá)出來。機電一體化機械系統(tǒng)的數(shù)字模型分析通常情況下都是輸入與輸出的聯(lián)系。比如，把比較復(fù)雜的系統(tǒng)機械參數(shù)，彈性模量、阻尼和系統(tǒng)慣量等統(tǒng)一進(jìn)行處理，并對各個機械參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)方式的分析，從而得出它們對整個機械系統(tǒng)的影響。在數(shù)字模型的建立之前，需要先對機械系統(tǒng)中的不同物理量進(jìn)行折算，使它們直接轉(zhuǎn)化到某個元件上，從而把多變、復(fù)雜的多軸傳動變?yōu)閱屋S傳動，在此過程中，必須嚴(yán)格按照總機械系統(tǒng)性能不變的原則。這樣，以單軸為基礎(chǔ)的輸入量和輸出量的關(guān)系，就能夠建立相關(guān)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，從中反應(yīng)出機械的相應(yīng)性能，從而應(yīng)用并指導(dǎo)實際中的設(shè)計。
4．2性能參數(shù)的影響
機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計要求必須要工作可靠、精確度高、運行平穩(wěn)等，既是靜態(tài)設(shè)計中的研究問題，也是動態(tài)設(shè)計對伺服機構(gòu)的要求，這就應(yīng)該通過對有關(guān)參數(shù)的調(diào)整，優(yōu)化整體系統(tǒng)的性能。
5結(jié)語
通過以上論述，從機電一體化機械系統(tǒng)的性質(zhì)、概念等方面進(jìn)行相關(guān)分析，分別從機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計要求、基本構(gòu)成、設(shè)計思想和性能分析四個方面進(jìn)行了研究分析，機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計研究進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
作者:朱翔宇 王玉樂 單位:聊城大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院 青島科技大學(xué)自動化與電子工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
［1］農(nóng)明武．技校生參加"機電一體化"技能競賽的指導(dǎo)策略［J］．中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2016(01)．
［2］韓向可，吳耀春．應(yīng)用型本科機電一化系統(tǒng)設(shè)計課程改革探索［J］．裝備制造技術(shù)，2016(01)．
