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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）
