【正文】 動(dòng)機(jī)，就其基本結(jié)構(gòu)而言，可以認(rèn)為是一臺(tái)由電子開(kāi)關(guān)電路、永磁式同步電動(dòng)機(jī)以及位置傳感器三者組成的“電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”。、無(wú)刷直流電機(jī)的基本工作原理為了更加清晰地闡述無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)。圖中采用光電器件作為位置傳感器，以3個(gè)功率晶體管VVV3構(gòu)成功率邏輯單元。光電器件的VPVPVP3安裝位置各相差120度，均勻分布在電機(jī)的一端。借助于安裝在電機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板（也稱(chēng)為截光器）的作用，使得從光源射來(lái)的光線依次照射在各個(gè)光電器件上，并依照某一光電器件是否被照射到光線來(lái)判斷轉(zhuǎn)子磁極的位置。假定此時(shí)光電器件VP1被照射，從而使功率管V1呈導(dǎo)通狀態(tài)，電流注入繞組,假設(shè)該繞組電流同轉(zhuǎn)子磁極作用后所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子的磁極按照順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)過(guò)120度以后，直接裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板也跟著同時(shí)旋轉(zhuǎn)，并遮住VP1而使VP2受光照射，從而使功率管V1截止，功率管V2導(dǎo)通，電流從繞組流出而流入繞組，使得轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，并帶著遮光板同時(shí)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極再次轉(zhuǎn)過(guò)120度以后，此時(shí)旋轉(zhuǎn)遮光板VP2已經(jīng)遮住而使VP3受光照身，從而使功率管V2截止，功率管V3導(dǎo)通，電流流入繞組，于是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過(guò)120度以后，重新開(kāi)始下次360度的旋轉(zhuǎn)。上述過(guò)程可以看成是按一定順序換相通電的過(guò)程，或者說(shuō)是磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程。在換相過(guò)程中，定子各相繞組在工作氣隙中所形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是跳躍式運(yùn)動(dòng)的。這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在一周內(nèi)有三種形態(tài)，每種磁狀態(tài)持續(xù)120度。它們跟蹤轉(zhuǎn)子，并與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)相互作用，能夠產(chǎn)生推動(dòng)轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。、氣缸、氣缸的工作原理、分類(lèi)及安裝形式 普通雙作用氣缸 3－緩沖柱塞 2－活塞 4－缸筒 5－導(dǎo)向套 6－防塵圈7－前端蓋 8－氣口 9－傳感器 10－活塞桿 11－耐磨環(huán) 12－密封圈 13－后端蓋 14－緩沖節(jié)流閥以氣動(dòng)系統(tǒng)中最常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來(lái)說(shuō)明。它由缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個(gè)腔。有活塞桿腔稱(chēng)為有桿腔，無(wú)活塞桿腔稱(chēng)為無(wú)桿腔。當(dāng)從無(wú)桿腔輸入壓縮空氣時(shí)，有桿腔排氣，氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力克服阻力負(fù)載推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，使活塞桿伸出；當(dāng)有桿腔進(jìn)氣，無(wú)桿腔排氣時(shí)，使活塞桿縮回。若有桿腔和無(wú)桿腔交替進(jìn)氣和排氣，活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。氣缸的種類(lèi)很多，一般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征、功能、驅(qū)動(dòng)方式或安裝方法等進(jìn)行分類(lèi)。分類(lèi)的方法也不同。按結(jié)構(gòu)特征，氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種。按運(yùn)動(dòng)形式分為直線運(yùn)動(dòng)氣缸和擺動(dòng)氣缸兩類(lèi)。氣缸的安裝形式可分為1）固定式氣缸 氣缸安裝在機(jī)體上固定不動(dòng)，有腳座式和法蘭式。2）軸銷(xiāo)式氣缸 缸體圍繞固定軸可作一定角度的擺動(dòng)，有U形鉤式和耳軸式。3）回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機(jī)床主軸上，可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種氣缸常用于機(jī)床上氣動(dòng)卡盤(pán)中，以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝卡。4）嵌入式氣缸 氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi)。、氣缸的技術(shù)參數(shù)1）氣缸的輸出力 氣缸理論輸出力的設(shè)計(jì)計(jì)算與液壓缸類(lèi)似，可參見(jiàn)液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算。如雙作用單活塞桿氣缸推力計(jì)算如下：理論推力（活塞桿伸出）Ft1＝A1p （131）理論拉力（活塞桿縮回）Ft2＝A2p （132）式中 FtFt2——?dú)飧桌碚撦敵隽Γ∟）；AA2——無(wú)桿腔、有桿腔活塞面積（m2）；P——?dú)飧坠ぷ鲏毫Γ≒a）。實(shí)際中，由于活塞等運(yùn)動(dòng)部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力，活塞桿的實(shí)際輸出力小于理論推力，稱(chēng)這個(gè)推力為氣缸的實(shí)際輸出力。氣缸的效率 h 是氣缸的實(shí)際推力和理論推力的比值，即 （133）所以 （134）氣缸的效率取決于密封的種類(lèi)，氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤(rùn)滑狀態(tài)。此外，氣缸的運(yùn)動(dòng)速度、排氣腔壓力、外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生一定的影響。2）負(fù)載率β 從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知，要精確確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的。于是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時(shí)，常用到負(fù)載率的概念。氣缸的負(fù)載率β定義為 （l3－5）氣缸的實(shí)際負(fù)載是由實(shí)際工況所決定的，若確定了氣缸負(fù)載率q，則由定義就能確定氣缸的理論輸出力，從而可以計(jì)算氣缸的缸徑。對(duì)于阻性負(fù)載，如氣缸用作氣動(dòng)夾具，負(fù)載不產(chǎn)生慣性力，；對(duì)于慣性負(fù)載，如氣缸用來(lái)推送工件，負(fù)載將產(chǎn)生慣性力，負(fù)載率β的取值如下 β＜ 當(dāng)氣缸低速運(yùn)動(dòng)，v ＜100 mm/s時(shí)； β＜ 當(dāng)氣缸中速運(yùn)動(dòng)，v＝100～500 mm/s時(shí)； β＜ 當(dāng)氣缸高速運(yùn)動(dòng)，v ＞500 mm/s時(shí)。3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動(dòng)的容積，稱(chēng)這個(gè)容積為壓縮空氣耗氣量，一般情況下，氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量。4）氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的動(dòng)態(tài)特性是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力，溫度，活塞速度、位移等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。它能真實(shí)地反映氣缸的工作性能。、氣缸的選型及計(jì)算：氣缸的選型步驟：氣缸的選型應(yīng)根據(jù)工作要求和條件，正確選擇氣缸的類(lèi)型。下面以單活塞桿雙作用缸為例介紹氣缸的選型步驟。（1）氣缸缸徑。根據(jù)氣缸負(fù)載力的大小來(lái)確定氣缸的輸出力，由此計(jì)算出氣缸的缸徑。（2）氣缸的行程。氣缸的行程與使用的場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選用滿行程。（3）氣缸的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算（4）氣缸的安裝形式。氣缸的安裝形式根據(jù)安裝位置和使用目的等因素決定。一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)（如車(chē)床、磨床等），應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外，還需作圓弧擺動(dòng)時(shí)，則選用軸銷(xiāo)式氣缸。有特殊要求時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)的特種氣缸。（5）氣缸的緩沖裝置。根據(jù)活塞的速度決定是否應(yīng)采用緩沖裝置。（6）磁性開(kāi)關(guān)。當(dāng)氣動(dòng)系統(tǒng)采用電氣控制方式時(shí)，可選用帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸。（7）其它要求。如氣缸工作在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需在活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無(wú)污染時(shí)需選用無(wú)給油或無(wú)油潤(rùn)滑氣缸。氣缸直徑計(jì)算氣缸直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算需根據(jù)其負(fù)載大小、運(yùn)行速度和系統(tǒng)工作壓力來(lái)決定。首先，根據(jù)氣缸安裝及驅(qū)動(dòng)負(fù)載的實(shí)際工況，分析計(jì)算出氣缸軸向?qū)嶋H負(fù)載F，再由氣缸平均運(yùn)行速度來(lái)選定氣缸的負(fù)載率q，初步選定氣缸工作壓力（ MPa～ MPa），再由 F／q，計(jì)算出氣缸理論出力Ft，最后計(jì)算出缸徑及桿徑，并按標(biāo)準(zhǔn)圓整得到實(shí)際所需的缸徑和桿徑本設(shè)計(jì)共用到四個(gè)氣缸，兩個(gè)定位氣缸，兩個(gè)升降氣缸。綜合以上幾點(diǎn)，最終選擇的定位氣缸型號(hào)為c95k，升降氣缸型號(hào)為cp95s、電源控制按鈕：電源控制按鈕選用LA158系列控制按鈕開(kāi)關(guān)，該控制開(kāi)關(guān)具有復(fù)位按鈕、自鎖按鈕、帶燈按鈕、蘑菇鈕、旋鈕、鑰匙鈕、急停鈕，觸點(diǎn)有自潔功能，觸頭材質(zhì)銀鎳合金,在低電壓場(chǎng)合也能接觸可靠，而且防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP65，配置硅膠防護(hù)照具備出色的防水防塵性能。安裝方便,牢固,外形美觀，品種齊全，可以為工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)床,醫(yī)療器械、電力、機(jī)械、通訊、運(yùn)輸、冶金、化工等行業(yè)客戶(hù)提供最佳的解決方案和高品質(zhì)、高性能、高可靠性的控制元件。主要參數(shù)如表31所示：表31品牌ANIUEC型號(hào)LA1582BW35B1最高電壓380（V）額定發(fā)熱電流10（A）用途廣泛用于電控系統(tǒng)中頭部保護(hù)等級(jí)IP20產(chǎn)品認(rèn)證CCC,CE,UL、傳動(dòng)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用的傳動(dòng)系統(tǒng)為以橡膠為原材料制作的三角帶傳動(dòng)，帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，且其造價(jià)低廉、不需潤(rùn)滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)，在近代機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛。摩擦型帶傳動(dòng)能過(guò)載打滑、運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確（滑動(dòng)率在2%以下）；同步帶傳動(dòng)可保證傳動(dòng)同步，但對(duì)載荷變動(dòng)的吸收能力稍差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)有噪聲。帶傳動(dòng)除用以傳遞動(dòng)力外，有時(shí)也用來(lái)輸送物料、進(jìn)行零件的整列等。、帶傳動(dòng)種類(lèi)及其選擇基本分類(lèi)根據(jù)用途不同，有一般工業(yè)用傳動(dòng)帶、汽車(chē)用傳動(dòng)帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動(dòng)帶和家用電器用傳動(dòng)帶。摩擦型傳動(dòng)帶根據(jù)其截面形狀的不同又分平帶、V帶和特殊帶（多楔帶、圓帶）等。傳動(dòng)帶的種類(lèi)通常是根據(jù)工作機(jī)的種類(lèi)、用途、使用環(huán)境和各種帶的特性等綜合選定。若有多種傳動(dòng)帶滿足傳動(dòng)需要時(shí)，則可根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的緊湊性、生產(chǎn)成本和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，以及市場(chǎng)的供應(yīng)等因素，綜合選定最優(yōu)方案。 平型帶傳動(dòng)平型帶傳動(dòng)工作時(shí)帶套在平滑的輪面上，借帶與輪面間的摩擦進(jìn)行傳動(dòng)。傳動(dòng)型式有開(kāi)口傳動(dòng)、交叉?zhèn)鲃?dòng)和半交叉?zhèn)鲃?dòng)等，分別適應(yīng)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸不同相對(duì)位置和不同旋轉(zhuǎn)方向的需要。平型帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但容易打滑，通常用于傳動(dòng)比為3左右的傳動(dòng)。平型帶有膠帶、編織帶、強(qiáng)力錦綸帶和高速環(huán)形帶等。膠帶是平型帶中用得最多的一種。它強(qiáng)度較高，傳遞功率范圍廣。編織帶撓性好，但易松弛。強(qiáng)力錦綸帶強(qiáng)度高，且不易松弛。平型帶的截面尺寸都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，可選取任意長(zhǎng)度，用膠合、縫合或金屬接頭聯(lián)接成環(huán)形。高速環(huán)形帶薄而軟、撓性好、耐磨性好，且能制成無(wú)端環(huán)形，傳動(dòng)平穩(wěn)，專(zhuān)用于高速傳動(dòng)。 三角帶傳動(dòng)三角帶傳動(dòng)工作時(shí)帶放在帶輪上相應(yīng)的型槽內(nèi)，靠帶與型槽兩壁面的摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。三角帶通常是數(shù)根并用，帶輪上有相應(yīng)數(shù)目的型槽。用三角帶傳動(dòng)時(shí),帶與輪接觸良好,打滑小,傳動(dòng)比相對(duì)穩(wěn)定,運(yùn)行平穩(wěn)。三角帶傳動(dòng)適用于中心距較短和較大傳動(dòng)比(7左右)的場(chǎng)合,在垂直和傾斜的傳動(dòng)中也能較好工作。此外，因三角帶數(shù)根并用，其中一根破壞也不致發(fā)生事故。三角膠帶是三角帶中用得最多的一種，它是由強(qiáng)力層、伸張層、壓縮層和包布層制成的無(wú)端環(huán)形膠帶。強(qiáng)力層主要用來(lái)承受拉力，伸張層和壓縮層在彎曲時(shí)起伸張和壓縮作用，包布層的作用主要是增強(qiáng)帶的強(qiáng)度。三角膠帶的截面尺寸和長(zhǎng)度都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。此外，尚有一種活絡(luò)三角帶,它的截面尺寸的標(biāo)準(zhǔn)與三角膠帶相同,而長(zhǎng)度規(guī)格不受限制，便于安裝調(diào)緊，局部損壞可局部更換，但強(qiáng)度和平穩(wěn)性等都不如三角膠帶。三角帶常多根并列使用，設(shè)計(jì)時(shí)可按傳遞的功率和小輪的轉(zhuǎn)速確定帶的型號(hào)、根數(shù)和帶輪結(jié)構(gòu)尺寸。 同步齒形帶傳動(dòng)這是一種特殊的帶傳動(dòng)。帶的工作面做成齒形，帶輪的輪緣表面也做成相應(yīng)的齒形，帶與帶輪主要靠嚙合進(jìn)行傳動(dòng)。同步齒形帶一般采用細(xì)鋼絲繩作強(qiáng)力層，外面包覆聚氯脂或氯丁橡膠。強(qiáng)力層中線定為帶的節(jié)線，帶線周長(zhǎng)為公稱(chēng)長(zhǎng)度。帶的基本參數(shù)是周節(jié)p和模數(shù)m 。周節(jié)p等于相鄰兩齒對(duì)應(yīng)點(diǎn)間沿節(jié)線量得的尺寸，模數(shù)m＝p/π。中國(guó)的同步齒形帶采用模數(shù)制，其規(guī)格用模數(shù)帶寬齒數(shù)表示。 與普通帶傳動(dòng)相比，同步齒形帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是： ①鋼絲繩制成的強(qiáng)力層受載后變形極小，齒形帶的周節(jié)基本不變,帶與帶輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),傳動(dòng)比恒定、準(zhǔn)確；②齒形帶薄且輕，可用于速度較高的場(chǎng)合，傳動(dòng)時(shí)線速度可達(dá)40米／秒，傳動(dòng)比可達(dá)10，傳動(dòng)效率可達(dá)98％； ③結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨性好； ④由于預(yù)拉力小，承載能力也較??；⑤制造和安裝精度要求甚高，要求有嚴(yán)格的中心距，故成本較高。同步齒形帶傳動(dòng)主要用于要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確的場(chǎng)合，如計(jì)算機(jī)中的外部設(shè)備、電影放映機(jī)、錄像機(jī)和紡織機(jī)械等。 、帶傳動(dòng)效率帶傳動(dòng)的功率損失有： （1）滑動(dòng)損失 摩擦型帶傳動(dòng)工作時(shí)，由于帶輪兩邊的拉力差及其相應(yīng)的變形差形成彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致帶與從動(dòng)輪的速度損失。彈性滑動(dòng)率通常在1%～2%之間。嚴(yán)重滑動(dòng)，特別是過(guò)載打滑，會(huì)使帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇降低，磨損加劇，嚴(yán)重影響帶的壽命。滑動(dòng)損失隨緊、松邊拉力差的增大而增大，隨帶體彈性模量的增大而減小。 （2）內(nèi)摩擦損失 帶在運(yùn)行中的反復(fù)伸縮，在帶輪上的撓曲會(huì)使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起功率損失。 內(nèi)摩擦損失隨預(yù)緊力、帶厚與帶輪直徑比的增加而增大。減小帶的拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。（3）帶與帶輪工作面的粘附性以及V帶楔入、退出輪槽的側(cè)面摩擦損失。 （4）空氣阻力損失 高速運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行風(fēng)阻引起的功率損失。其損失與速度的平方成正比。因此設(shè)計(jì)高速帶傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)減小帶的表面積，盡量用厚而窄的帶；帶輪的輪輻表面應(yīng)平滑（如用橢圓輪輻）或用輻板以減小風(fēng)阻。 （5）軸承摩擦損失 軸承受帶拉力的作用，是引起功率損失的重要因素之一。 綜合上述損失，帶傳動(dòng)的效率約在80%～98%范圍內(nèi)，進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)帶的種類(lèi)選取。 、帶傳動(dòng)特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維護(hù)方便、 有良好的撓性和彈性、過(guò)載打滑。（2） 缺點(diǎn)：傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動(dòng)裝置外部尺寸大、效率低。 因此，帶傳動(dòng)常適用于大中心距、中小功率、帶速v =5～25m/s，i≤7的情況。 、使用和維護(hù)注意事項(xiàng)：（1）安裝：減小中心距，松開(kāi)張緊輪，裝好后再調(diào)整。（2）V帶注意型號(hào)、基準(zhǔn)長(zhǎng)度。（3）兩帶輪中心線平行，帶輪斷面垂直中心線，主、從動(dòng)輪的槽輪在同一平面內(nèi)，軸與軸端變形要小。（4）定期檢查。不同帶型、不同廠家生產(chǎn)、不同新舊程度 的V帶不易同組使用。（5）保持清潔，避免遇酸、堿或油污使帶老化。、機(jī)座設(shè)計(jì)要素：、機(jī)座材料機(jī)座材料應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工藝、成本、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)周期等要求正確選擇，常用的有：鑄鐵鑄鐵容易鑄成形狀復(fù)雜的零件；價(jià)格較便宜；鑄鐵的內(nèi)摩擦大，有良好的抗振性。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，單件生產(chǎn)成本較高；鑄件易產(chǎn)生廢品，質(zhì)量不易控制；鑄件的加工余量大，機(jī)械加工費(fèi)用大。 常用的灰口鑄鐵有兩種：HT200適用于外形較簡(jiǎn)單，單位壓力較大（p5公斤/厘米2）的導(dǎo)軌，或彎曲應(yīng)力較大的（σ≥300公斤/厘米2）床身等；HT150的流動(dòng)性較好，但機(jī)械性能稍差，適用于形狀復(fù)雜而載荷不大的機(jī)座。若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求，應(yīng)采用耐磨鑄鐵。鋼