随着科技的发展,机械的内涵不断变化。机电一体化已成为现代机械的最主要特征,机电一体化拓展到光、机、电、声、控制等多学科的有机融合。现代机械系统综合运用了机械工程、控制系统、电子技术、计算机技术和电工技术等多种技术,是将计算机技术融合于机械的信息处理和控制功能中,实现机械运动、动力传递和变换.完成设定的机械运动功能的机械系统。就功能而言,一台现代化的机械包含四个组成部分。
动力系统包括动力机及其配套装置.是机械系统工作的动力源。按能量转换性质的不同,有把自然界的能源(一次能源)转变为机械能的机械,如内燃机、汽轮机、水轮机等动力机;有把二次能源(如电能、液能、气能)转变为机械能的机械。如电动机、液压马达、气动马达等动力机。动力机输出的运动通常为转动,而且转速较高。选择动力机时,应伞面考虑执行系统的运动和工作载荷、机械系统的使用环境和工况,以及工作载荷的机械特性等要求,使系统既有良好的动态性能,又有较好的经济性。
传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。传动系统主要有以下几项功能。
①减速或增速。把动力机的速度降低或提高,以适应执行系统工作的需要。
②变速。当用动力机进行变速不经济、不可能或不能满足要求时,可通过传动系统实行变速(有级或无级),以满足执行系统多种速度的要求。
③改变运动规律或形式。把动力机输出的均匀、连续、旋转的运动转变为按某种规律变化的旋转或非旋转、连续或间歇的运动,或改变运动方向,以满足执行系统的运动要求。
④传递动力。把动力机输出的动力传递给执行系统,供给执行系统完成预定任务所需的转矩或力。
如果动力机的工作性能完全符合执行系统工作的要求,也可省略传动系统,而将动力机与执行系统直接连接。
执行系统包括机械的执行机构和执行构件,它是利用机械能来改变作业对象的性质、状态、形状或位置。或对作业对象进行检测、度量等,以进行生产或达到其他预定要求的装置。不同的功能要求,对运动和工作载荷的机械特性要求也不相同,因而各种机械系统的执行系统也不相同。执行系统通常处在机械系统的末端,直接与作业对象接触,是机械系统的主要输出系统。因此,执行系统工作性能的好坏,将直接影响整个系统的性能。执行系统除应满足强度、刚度、寿命等要求外,还应满足运动精度和动力学特性等要求。
操纵系统和控制系统都是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行,并准确、可靠地完成整机功能的装置。二者的主要区别是:操纵系统一般是指通过人工操作来实现启动、离合、制动、变速、换向等要求的装置;控制系统则是指通过人工操作或测量元件获得的控制信号,经由控制器,使控制对象改变其工作参数或运行状态而实现上述要求的装置,如伺服机构、自动控制装置等。良好的控制系统可以使机械处于最佳运行状态,提高其运行稳定性和可靠性,并有较好的经济性。
此外,根据机械系统的功能要求,还有润滑系统、计数系统、行走系统、转向系统等。