机电系统设计试卷5答案-精品文档资料系列.docx

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1、机电系统设计试题五答案一、(20分)填空题1、机电一体化系统主要的五大组成部份是:控制系统(单元、装置)、传感检测系统(单元、装置)、执行系统(单元、装置)、驱动(动力)系统(单元)、机械本体。2、常用的控制系统的类型包括:机械控制、电子控制和流体控制;或开环控制、半闭环控制和闭环控制三大类。3、齿轮传动中消除齿侧间隙的方法主要有:双片齿轮错齿法、偏心套调整法和轴向调整法等4、组成谐波齿轮传动的三个基本构件是:柔轮、刚轮、波发生器。5、伺服机械传动系统的设计指标主要包括:传动精度高、响应速度快、稳定性工6、主轴组件设计的基本要求:就是在一定的蝇和速度下,获得一定的回转精二、(24分)简述题说明

2、:主要要点答全满分,要点不全酌情扣分1、什么是阿贝原则?满足阿贝原则的目的是什么?答:阿贝原则:若使量仪给出正确的测量结果,必须将仪器的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。目的是提高测量精度.2、滚珠丝杠副常用的支承方式有哪些?计算其传动刚度时应考虑哪些刚度?最小传动刚度如何计算?答:常用的支承方式:一端固定、一端自由;一端固定、一端简支;两端简支;两端固定四种形式。进行计算时考虑的刚度:滚珠丝杠的拉压刚度;滚珠丝杠与螺母接触刚度;推力轴承轴向接触刚度;轴承支座的刚度;螺母支座的刚度等。最小传动刚度为:3、滚珠丝杠预紧方式有哪些?其最佳预紧力和最大轴向载荷F的关系?答:滚珠丝杠的预紧方式有双螺母

3、垫片式、双螺母螺纹式、双螺母齿差式等;其最佳预紧力为和最大轴向载荷F的1/34、分析造成导轨低速运动时产生爬行的因素及消除爬行的措施。答:产生主要原因:、静摩擦力和动摩擦力之间的差值,越大越容易产生爬行;、进给传动系统刚度太低;、运动速度太低。消除的措施:、提高传动系统刚度;、减小摩擦力的变化。三、(6分)某四相反应式步进电动机,转子齿数为120个齿,当其按照A-B-C-D、A-AB-B-BC-C-CD-D-DA和AB-BC-CD-DA三种通电方式运行时,试分别计算其步距角。说明:解答全该题所有要点给满分,未答全面的按步骤扣分。要点:按A-B-C-D:m=4,k=l,z=120;a=360Az

4、=0.75;(2分)按A-AB-B-BC-C-CD-D-DA:m=4,k=2,z=120;=360/Q=O.375;(2分)按AB-BC-CD-DA:m=4,k=l,z=120;=360/公=0.75;(2分)四、(12分)下图为一传动系统简图,其中步进电机的步距角为1.5,丝杠导程为L=4mm,试根据所给参数回答下列问题:其中:L:丝杠导程;Js:丝杠的转动惯量;电机转子转动惯量;Jd:大齿轮转动惯量;Zrf:大齿轮齿数;JxZ小齿轮转动惯量;Zx:小齿轮齿数;团:工作台质量步进电机传动系统简图1、试计算该传动系统的脉冲当量。2、试计算传动系统折算到电机轴上的等效转动惯量。解答全该题所有要点

5、给满分,要点不全酌情扣分。答案要点:解:UaLaLZ1.54ZZo=-=(mm/p).36Oi360Zd360Zd60Zd1、J=JM+J+7L哈2=+ J + TJd + Js + m((3分)(4分)P PTf = Ff- = mg-= 0.15 X 100 X 9.8 X6 XlOT X 23.145五、(15分)已知某工作台采用伺服电机滚珠丝杠螺母机构驱动,丝杠导程p=6mm,传动比7=5,工作台的质量/ZFlOOKg,进给方向受力=600N,最大进给速度vmax=0.6mmin,摩擦系数U=O.15,空载启动时间为t=20ms,系统折算到电机轴上的总转动惯量J=0.08Kgm2o要求

6、工作台位移的测量精度为0.002mm(即工作台的脉冲当量),采用旋转编码器安装在电机的尾部,通过测量电机的转角实现对工作台位移的间接测量。试分别计算:1、折算到电机轴上的负载力矩,、惯性力矩Imax和摩擦力矩T/。2、确定旋转编码器的每转脉冲数(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。说明:解答全该题所有要点给满分16分,未答全面的按步骤扣分。1、TL=FL2=600X建,XIoR设传动效率为1,以下同上)=0.115Nmddn2ri加=J总JX=J.X而=J总2H金=JgF而0.6= 0.08 X23.14S606IO-320IOT=209Nm(3分)=0,028Nm360it 0.002 5 360,

7、0.66l=粉所以W;旋转编码器每转脉冲数=半=翟=600个/转W06(5分)六、(13分)两支承主轴组件前端径向受力后,端部将产生位移(变形),该位移是由哪两部分组成?试分析跨距对组件刚度的影响。说明:主要要点答全满分,要点不全酌情扣分。主轴端部受力后,产生位移y由两部分组成:y=yl+y2(yl:刚性支承下弹性主轴端部位移;y2:弹性支承下刚性主轴端部位移);主轴组件刚度主要取决于主轴本身的刚度和主轴支承的刚度。当支承间跨距LL合理时,主轴组件刚度本不足是由于主轴的刚性不足而下降的,应设法提高主轴的刚性。当支承间跨距LL合理时,主轴组件的刚度由于支承刚性不足的原因而下降的,应设法提高支承的刚性七、(10分)以自己生活中熟悉的某机电系统为案例,进行系统总体方案设计。说明:主要要点答全满分,要点不全酌情扣分。案例简介(可行性论证)(0-2分);原理方案设计(黑箱法)(0-2分);功能分析(0-2分);原理方案决策(0-1分);结构方案设计(0-2分);布局设计;(OT分)

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