执行机构是用以完成操作任务的直接装置。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动 下，完成预定的操作。一般要求它具有较高的灵敏度、精确度，良好的重复性和可靠性。由于计 算机的强大功能，使传统的作为动力源的电动机发展为具有动力、变速与执行等多重功能的同服 电动机，从而大大地简化了传动和快行机构。 除以上三部分外，机电一体化系统的机械部分通常还包括机座、支架、壳体等。 三、机城系统的设计思想 机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计和动态设计 1、静态设计 静态设计是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。该方案只是 个初步的轮，包括系统主要零、部件的种类，各部件之间的联接方式，系统的控制方式，所 需能源方式等。 有了初步设计方案后，开始着手按技术要求设计系统的各组成部件的结构、运动关系及参数： 零件的材料、结构、制造精度确定：执行元件（如电机）的参数、功率及过载能力的验算：相关 元、部件的选择：系统的阻尼配置等。以上称为稳态设计。稳态设计保证了系统的静态特性要求。 2、动态设计 动态设计是研究系统在频率域的特性，是借助静态设计的系统结物，通过建立系统组成各环 节的数学模型和推导出系统整体的传递函数，利用自动控制理论的方法求得该系统的频率特性（幅 频特性和相频特性)。系统的频率特性体现了系统对不同频率信号的反应，决定了系统的稳定性、 最大工作频率和坑干扰能力。 静态设计是忽路了系统自身运动因素和干扰因素的影响状态下进行的产品设计，对于伺服精 度和响应速度要求不高的电一体化系统，静态设计就能够满足设计要求。对于精密和高速智能 化机电一体化系统，环境干扰和系统自身的结构及运动因素对系统产生的影响会很大，因此必须 通过调节各个环节的相关参数，改变系统的动态特性以保证系统的功能要求。动态分析与设计过 程往往会改变前期的部分设计方案，有时甚至会推翻整个方案，要求重新进行静态设计。 第二节机械传动设计的原则 一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置，是一种扭矩和转速 的变换器，其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配，并可通过机构变换实现对输出 的速度调节。 在机电一体化系统中，伺服电动机的同服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变 速机构，只有当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时，才通过传动装置变速。由于机电一体 化系统对快速响应指标要求很高，因此机电一体化系统中的机械传动装置不仅仅是解决同服电机 与负载间的力矩匹配问题。而更重要的是为了提高系统的同服性能。为了提高机械系统的伺服州 能，要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性好、间隙小，并满足小 型、轻量、高球、低噪声和高可靠性等要求， 二、总传动比的确定 根据上面所述，机电一体化系统的传动装置在满足同服电机与负载的力矩匹配的同时，应具 有较高的响应速度，即启动和制动速度。因此，在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则 2 2 执行机构是用以完成操作任务的直接装置。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动 下，完成预定的操作。一般要求它具有较高的灵敏度、精确度，良好的重复性和可靠性。由于计 算机的强大功能，使传统的作为动力源的电动机发展为具有动力、变速与执行等多重功能的伺服 电动机，从而大大地简化了传动和执行机构。 除以上三部分外，机电一体化系统的机械部分通常还包括机座、支架、壳体等。 三、机械系统的设计思想 机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计和动态设计。 1、静态设计 静态设计是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。该方案只是 一个初步的轮廓，包括系统主要零、部件的种类，各部件之间的联接方式，系统的控制方式，所 需能源方式等。 有了初步设计方案后，开始着手按技术要求设计系统的各组成部件的结构、运动关系及参数； 零件的材料、结构、制造精度确定；执行元件（如电机）的参数、功率及过载能力的验算；相关 元、部件的选择；系统的阻尼配置等。以上称为稳态设计。稳态设计保证了系统的静态特性要求。 2、动态设计 动态设计是研究系统在频率域的特性，是借助静态设计的系统结构，通过建立系统组成各环 节的数学模型和推导出系统整体的传递函数，利用自动控制理论的方法求得该系统的频率特性（幅 频特性和相频特性）。系统的频率特性体现了系统对不同频率信号的反应，决定了系统的稳定性、 最大工作频率和抗干扰能力。 静态设计是忽略了系统自身运动因素和干扰因素的影响状态下进行的产品设计，对于伺服精 度和响应速度要求不高的机电一体化系统，静态设计就能够满足设计要求。对于精密和高速智能 化机电一体化系统，环境干扰和系统自身的结构及运动因素对系统产生的影响会很大，因此必须 通过调节各个环节的相关参数，改变系统的动态特性以保证系统的功能要求。动态分析与设计过 程往往会改变前期的部分设计方案，有时甚至会推翻整个方案，要求重新进行静态设计。 第二节 机械传动设计的原则 一、机电一体化系统对机械传动的要求 机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置，是一种扭矩和转速 的变换器，其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配，并可通过机构变换实现对输出 的速度调节。 在机电一体化系统中，伺服电动机的伺服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变 速机构，只有当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时，才通过传动装置变速。由于机电一体 化系统对快速响应指标要求很高，因此机电一体化系统中的机械传动装置不仅仅是解决伺服电机 与负载间的力矩匹配问题。而更重要的是为了提高系统的伺服性能。为了提高机械系统的伺服性 能，要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性好、间隙小，并满足小 型、轻量、高速、低噪声和高可靠性等要求。 二、总传动比的确定 根据上面所述，机电一体化系统的传动装置在满足伺服电机与负载的力矩匹配的同时，应具 有较高的响应速度，即启动和制动速度。因此，在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则