《机电一体化系统设计》课程作业.doc

2．机电一体化产品按用途可以划分为　　　　　　 、　　　　　　 和　　　　　　 产品。 3．机电一体化系统设计的质量管理主要体现在　　　　　 、　　　　　 和　　　　　 三个方面。 4．市场预测主要包括　　　　 和　　　　 方法。 5．机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在　　　、　　　　 和 　　　　　　等方面的要求。 6．在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守　　　　　 原则。 7．当负载折算到电机轴上的惯量等于　　　　　 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。 8．机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为　　　　 和　　　　 两种。 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？ 2．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤） 3．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？ 4．影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些？ 5．转动惯量对传动系统有哪些影响？ 6．为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？ 三、计算题 1．图示丝杠螺母驱动系统，已知工作台的质量m=200Kg，丝杠螺距t=5mm,丝杠长度L=0.8m,中径为d=30mm,材料密度为，齿轮齿数分别为z1＝20，z2＝45，模数m＝2mm，齿宽b＝20mm。试求折算到电机轴上的总等效惯量J。 2．试设计一数控机床工作台用滚珠丝杠副。已知平均载荷Fm＝3600N，丝杠工作长度l＝1.25m，平均转速nm＝120r/min，每天开机6h，每年250个工作日计，要求工作10年以上。丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为58～62HRC，丝杠传动精度要求为±0.03mm。 注：本题可开卷完成 四、分析题 一数控系统如图所示，试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。 　一、填空题 　　1．在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的　　　　 对输出精度基本无影响，而误差的　　　　　 影响系统的输出精度。 　　2．为提高闭环系统的稳定性，应增大执行装置的　　　　　 和系统的　　　　　 。 　　3．对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的　　　　　　 增大，有利于系统的稳定性。 　　4．对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的　　　 。 　　5．步进电机的驱动电源由　　　　 、　　　　　 和　　　　　　　 组成。 　　6．由矩频特性曲线可知，步进电机的　　　　　　　 小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而　　　 。 　　7．当前，广泛采用的直流伺服电机的驱动电路有　　　　　　　 和　　　　　　　　 两种。 　　8．交流异步电动机的转速与　　　　 、　　　　 和　　　　　 有关。 　　9．液压系统的伺服控制元件主要有　　　　　 和　　　　　　 。 　　10．评定定位系统的主要性能指标是　　　　　 和　　　　　 。 　　二、简答题 　　1．如何提高伺服系统的响应速度？ 　　2．步进电机是如何实现速度控制的？ 　　3．试述直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。 　　4．交流伺服电机有哪些类型？交流伺服驱动的主要特点是什麽？ 　　三、分析题 　　1．如图所示的系统，试分析传感器的误差对输出精度的影响。 　　图1　 电机驱动直线伺服系统 　　2．如图所示的伺服系统，试分析齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响。 图2　 开环步进电机位置控制系统 　　四、计算题 　　1．如图1所示的电机驱动直线伺服系统，已知工作台的质量为50kg，工作台与导轨间的摩擦系数f＝0.1，负载力为1000N，丝杠直径为16mm，导程为4mm，齿轮减速比为5，工作台的最大线速度为0.05m/s，试求： 　　（1）折算到电机轴上的负载力矩； 　　（2）电机轴的转速； 　　（3）电机所需功率。 　　2．如图2所示的开环步进电机位置控制系统，已知负载力F=2000N，工作台长L=400mm，往复精度为mm，丝杠导程6mm，直径d＝32mm，步进电机的步距角为α＝，试确定齿轮减速比i。 C.数控机床 D.工业机器人 2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ) A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变 3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( ) A.内循环插管式 B.外循环反向器式 C.内、外双循环 D.内循环反向器式 4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( ) A.100mm B.20mm