2023年机电一体化系统设计基础课程作业解答一.docx

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1、机电一体化系统设计基础课程作业解答（一）一、填空题1 .控制计算机控制软件硬件接口电路2.民用机电一体化办公机电一体化产业机电一体化3.质量目的管理实行可行性设计进行设计质量评审4.定期预测定量预测5 .精度 稳定性快速响应性6 .前小后大7 .转子惯量8 .传动误差回程误差二、简答题1 .机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？机电一体化系统中传感测试部分的作用是对系统运营中所需要的自身和外界环境的各 种参数及状态进行检测，变为可辨认的信号，传输到信息解决单元，经分析解决后产生控制 信息。2 .简述机电一体化产品设计的工程路线（重要环节）机电一体化产品设计的工程路线（重要环节）：拟定产品

2、开发目的和技术规范;收集资 料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析;总体方案设计；总体方案的评审和评价；具体 设计;具体设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生 产；试销;正常生产；销售。3 .为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起 的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测,控制，补偿和校正因各种干扰因素导 致的误差，从而提高精度。4 .影响机电一体化系统传动机构动力学特性的重要因素有哪些？影响系统传动机构动力学特性的重要因素有系统的负载变化;传动系统的惯性;传动系 统的

3、固有频率；传动系统中的摩擦与润滑。5 .转动惯量对传动系统有哪些影响？在传动系统中，转动惯量增大使机械负载增长，功率消耗大；使系统相应速度变慢，减 少灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。6 .为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？减小机械系统的传动误差可采用的结构措施有：适当提高零部件自身的精度;合理设计 传动链，减小零部件制造、装配误差对传动精度的影响；采用消隙机构，以减小或消除回程 误差。三、计算题1 .图示丝杠螺母驱动系统，已知工作台的质量根=200Kg,丝杠螺距=5mm,丝杠长度L=0.8m,中径为d= 30mm,材料密度为夕= 7.8xl()3Kg/,齿轮齿数分别为Z1

4、= 20,z2 = 4 5,模数机=2mm,齿宽/? = 20mm。试求折算到电机轴上的总等效惯量(？解：(1)计算各传动件的转动惯量 材料密度.=7.8、1()3是/63,齿轮的计算直径按分度圆直径计算，丝杠的计算直径取中径。初2二空火832=3.92x10-5 人且27 x7.8x IO? x0.Q44 xO.0232J z2万 32=l.OxlCT3 kg 加 2x7.8x103x0.034x0.832=4.96 kg-m2工作台折算到丝杠上的转动惯量为,(t Y Q S,可知丝杠是安全的,稳定性合乎规定。(5)检查刚度计算转矩t = Fm殳tan(A +夕)取摩擦系数 f=0. 002

5、,则 P =ar c tanO. 002=6z 5 3T = 3600 xy xl0-3x tan(2 1V + 653) = 3.58N m按最不利情况计算导程误差，每个导程的变形量2 _ Fl I 77； _ 4F/01677；AjL0 =1=1；-EA 2tiGJc EA/d4G4x3600 x6x10-316 x3.58 x(6x10-3)23.14 x 0.04563 2 x 2.06 x 10H + 3.142 x 0.04563 4 x 0.81 x IO11 /丝杠在工作长度上的导程误差=学3鹏=13.4/411通常，丝杠的导程误差八七应小于其传动精度的1/2,即A er = x 0.03/71/71 = 0.015mm = 15/zm22丝杠的刚度满足规定。经上述计算验证，所选FCL5O0 6 3型丝杠各项性能均符合使用规定，可用。四、分析题 按照机电一体化系统的基本结构要素，图示数控机床的各个部分归类如下:(1)控制及信息解决单元：键盘、计算机、显示(2 )测试传感部分:光电编码器、信号解决电源(3)能源:功放、电机(4)驱动部分:(5 )执行机构:联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台