【正文】 沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？ 4． 如圖所示的 電機驅(qū)動工作臺系統(tǒng) ，其中驅(qū)動 x向工作臺的三相雙三拍步進電機，轉(zhuǎn)子齒數(shù) z 為 100。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為 l0=6mm。 已知傳動系統(tǒng)的橫向 (x向 )脈沖當(dāng)量 δ為。試求： （ 1）步進電機的步距角 α； （ 2）減速齒輪的傳動比 i。 5． 某工作臺采用如圖所示的直流電機絲杠螺母機構(gòu)驅(qū)動，已知工作臺的行程 L=250mm，絲杠導(dǎo)程 t=4mm，齒輪減速比為 i=5，要求工作臺位移的測量精度為 （忽略齒輪和絲杠的傳動誤差）。 （ 1）若采用高速端測量方法， 將 旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電機輸出軸上，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的電電 機機 滾滾 珠珠 絲絲 杠杠 工工 作作 臺臺 i 圖 電機驅(qū)動工作臺示意圖 工作臺 絲杠 滾珠螺母 齒輪減速器 聯(lián)軸器 DC 伺服 電機 i=5 15 每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。 （ 2）若采用低速端測量方法， 將傳感器與絲杠的端部直接相連， ns=500 脈沖 /轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用？ 圖 直流電機絲杠螺母機構(gòu)驅(qū)動工作臺 6． 圖示為電樞控制式直流電動機的工 作原理圖。圖中電機線圈的電流為 i； L與 R為線圈的電感與電阻；電機的輸入電壓為 u；折算到電機轉(zhuǎn)子軸上的等效負載轉(zhuǎn)動慣量為 JM；電機輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速分別為 T和 ω ； KE和 KT分別為電樞的電勢常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)，試求輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)。 7. 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù) Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為 120r/min，輸入脈沖頻率為多少 ?步距角為多少 8. 光柵傳感器，刻線數(shù)為 100 線 /mm，設(shè)細分時測得莫爾條紋 數(shù)為 400，試計算光柵位 移是多少毫米？若經(jīng)四倍細分后，記數(shù)脈沖仍為 400，則光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？ 9. 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子 80 個齒。 (1)要求電動機轉(zhuǎn)速為 60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少 ? (2)要求電動機轉(zhuǎn)速為 100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少 ? 10. 三相交流感應(yīng)電動機，電源頻率 50Hz，空載轉(zhuǎn)速為 1450r/min。 (1)該電動機為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少 ? (2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少 ? (3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組 電勢頻率各為 11. 刻線為 1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為 2mm，編碼器在 10 秒內(nèi)輸出 307200 個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？ 12. 有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，測得步進電機的轉(zhuǎn)速為 100r/min，已知轉(zhuǎn)子有 24 個齒，求： 1）步進電機的步距角； 工作臺 絲杠 滾珠螺母 齒輪減速器 聯(lián)軸器 DC伺服 電機 i=5 MJ?iu圖 直流電動機的工作原理 16 2）脈沖電源的頻率。 13. 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù) Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為 120r/min， 輸入脈沖頻率為多少 ?步距角為多少 14. 某光柵傳感器，刻線數(shù)為 100 線 /mm，設(shè)細分時測得莫爾條紋數(shù)為 400，試計算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細分后，記數(shù)脈沖仍為 400，則光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？ 15. 若 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器的參考電壓是 177。 2 .5V，試求出其采樣量化單位 q 。若輸入信號為1V，問轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少。 16. 刻線為 1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為 2mm，編碼器在 10 秒內(nèi)輸出 307200 個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少 ？ 17. 有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，測得步進電機的轉(zhuǎn)速為 100r/min，已知轉(zhuǎn)子有 24 個齒，求： 1）步進電機的步距角； 2）脈沖電源的頻率。 18. 若 12位 A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是 177。 2 .5V，試求出其采樣量化單位 q 。若輸入信號為 1V，問轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少。 19. 在齒輪齒條傳動機構(gòu)中，已知齒輪的齒數(shù)為 Z，模數(shù)為 m（ mm）。若齒輪的轉(zhuǎn)速為 n(r/min)，求齒條直線運動的速度 v=？ 20. 已知某一線性電位器的測量位移原理如圖所示 。若電位器的總電阻 R=2kΩ，電刷位移為 X時的相應(yīng)電阻 Rx=1kΩ，電位器的工作電壓 Vi=12V,負載電阻為 RL。 (1)已測得輸出電壓 Vo=,求 RL (2)試計算此時的測量誤差。 21. 三相交流感應(yīng)電動機，電源頻率 50Hz，空載轉(zhuǎn)速為 1450r/min。 (1)該電動機為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少 ? (2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少 ? (3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少 ? 2若某一光柵的條紋密度為 100 條 /mm，現(xiàn)利用光柵莫爾條紋的放大作用，把莫爾條紋的寬度調(diào)成 5mm，求光柵條紋間的夾角。 2 下圖中用 M法測量轉(zhuǎn)速時，脈沖發(fā)生器每旋轉(zhuǎn)一周輸出 100個脈沖，若檢測周期為 20ms，在一個檢測周期內(nèi)所測得的脈沖數(shù)為 50。試計算其轉(zhuǎn)速和 測速裝置的分辨率 。 17 2在齒輪齒條傳動機構(gòu)中，已知齒輪的齒數(shù)為 Z，模數(shù)為 m（ mm）。若齒輪的轉(zhuǎn)速為 n(r/min)，求齒條直線運動的速度 v=？ 2已知某一線性電位器的測量位移原理如圖所示。若電位器的總電阻 R=2kΩ，電刷位移為 X時的相應(yīng)電阻 Rx=1kΩ，電位器的工作電壓 Vi=12V,負載電阻為 RL。 (1)已測得輸出電壓 Vo=,求 RL (2)試計算此時的測量誤差。 2在齒輪齒條傳動機構(gòu)中，已知齒輪的齒數(shù)為 Z，模數(shù)為 m（ mm）。若齒輪的轉(zhuǎn)速為 n(r/min)，求齒條直線運動的速度 v=？ 2 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子 80個齒。 (1)要求電動機轉(zhuǎn)速為 60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少 ? (2)要求電動機轉(zhuǎn)速為 100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少 ? 2若某一光柵的條紋密度為 100 條 /mm，現(xiàn)利用光柵莫爾條紋的放大作用，把莫爾條紋的寬度調(diào)成 5mm，求光柵條紋間的夾角。 五、 綜合題 1． 某物料搬動機械手的結(jié)構(gòu)如圖所示，動作過程如圖所示，要求機械手的操作方式分為手動方式和自動方式。機械手有升降、水平移動、手爪夾持等 3 個自由度，采用電磁閥控制的氣缸驅(qū)動， PLC 控制。要求寫出物料搬動機械手設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的詳細工程路線。 物料搬動機械手結(jié)構(gòu)原理圖 2. 某車間內(nèi)的兩條自動生產(chǎn)線上需要一款搬運機器人，用于生產(chǎn)線間的產(chǎn)品搬運，如果該款機器人采用概念設(shè)計，請制訂出概念設(shè)計的流程。 3. 已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù) Z1=200, 剛輪齒數(shù) Z2=202，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。如圖 18 試求： (1)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速 n1。 (2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速 n2。 某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中 GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)= K1s (Ts+1)2 = 2S (+1)2 (1)確定 Kp和 Td的值，以使系統(tǒng)性能同時滿足： 在單位拋物線 (恒加速度 )函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 essa≤ ，幅值穿越 (截止 )頻率ω c=51s (2)計算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量 ? m。 （ 25分） 5． 如圖所示的系統(tǒng)，試分析齒輪減速器、絲杠螺母機構(gòu)及傳感器的誤差對輸出精度的影響。 6． 用 PLC 實現(xiàn)對一臺電動機的正反轉(zhuǎn)控制。控制要求為：首先電動機正轉(zhuǎn)起動， 3 秒后自動反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn) 2 秒后自動又回到正轉(zhuǎn)，如此循環(huán)；可以隨時停車。 （ 1）寫出 I/O 分配表； （ 2）選擇 PLC，畫出梯形圖。 7． 圖示直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸 (或與被測軸相連接的輸入軸 )上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成，光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指 示縫隙照射到光電器件上。試分析傳感器的測量原理。 8． 已知一個繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動方案分別如圖 a 和 b 所示。 （ 1）試分析兩種方案的特點； （ 2）畫圖說明方案（ a）減速器滾筒驅(qū)動測量位移的方法。 （ a）減速器滾筒驅(qū)動 （ b）絲杠滑臺驅(qū)動 19 9. 分析下圖調(diào)整齒側(cè)間隙的原理。 1. 鎖緊螺母 2. 圓螺母 3. 帶凸緣螺母 。 6－小齒輪 5－大齒輪 3－齒輪 4－預(yù)載裝置 7－齒條 11. 采用 PLC 設(shè)計二個電磁閥 A、 B 工作的系統(tǒng) 1) 按鈕 x1 為 A電磁閥打開，按鈕 x2 為 A電磁閥關(guān)閉 (輸出 y1)。 2) 按鈕 x3 為 B 電磁閥打開，按鈕 x4 為 B 電磁閥關(guān)閉 (輸出 y2)。 3) 只有 B 電磁閥在工作中， A電磁閥才能工作。 要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。 12. 半橋逆變電路的工作原理。 13. 分析下圖中傳動大負載時消除齒側(cè)齒側(cè)間隙的原理 6－小齒輪 5－大齒輪 3－齒輪 4－預(yù)載裝置 7－齒條 20 14. 分析擴展的 RAM6264的地址范圍和和工作原理。 （傳感器信號處理過程包括哪些環(huán)節(jié)？） 15. 分析下圖斬波限流電路的工作原理 16. 分析擴展的 ROM27256 的工作地址范圍和工作原理 17. 根據(jù)下面的電路圖 ,編寫利用該接口電路一次完成 A/D 轉(zhuǎn)換 ,并把轉(zhuǎn)換的結(jié)果的高 8位放入 R2 中 ,低 8 位放入 R3 中的程序段。 21 18. 分析下圖調(diào)整齒側(cè)間隙的原理 4－錐齒輪 3－鍵 5－壓簧 6－螺母 7－軸 周向彈簧調(diào)整法 19. 分析下圖差動螺旋傳動原理 設(shè)螺桿 3 左、右兩段螺紋的旋向相同，且導(dǎo)程分別為 Ph1 和 Ph2。 2 為可動螺母 20．已知數(shù)控機床控制系統(tǒng)如圖所示，試說明圖中的各個部分屬于機電一體化系統(tǒng)巾的哪一個基本要素 ? 22 21．試分析圖示傳動系統(tǒng)中，齒輪減速器的傳動誤差對工作臺輸出精度的影響 ?