0991機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)課件-資料下載頁
2024-10-11 19:33本頁面
【正文】 之間的傳遞函數(shù)W(s)KU(s)=TLJMs2+RJMs+KEKT五、綜合題1．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。解：齒輪減速器存在兩種誤差：傳動誤差和回程誤差。傳動誤差主要由溫度或彈性導(dǎo)致的齒輪變形產(chǎn)生；回程誤差主要是由齒輪間隙造成。為提高齒輪傳動系統(tǒng)中傳遞運動的精度，各級傳動比應(yīng)按“先小后大”原則分配，設(shè)各級轉(zhuǎn)角誤差為Dfk、第k個齒輪到第n級輸出軸的傳動比為ikn，設(shè)各級轉(zhuǎn)角誤差折算到末級輸出軸上的總誤差為DfDfn=Df/imaxmax229。knk絲杠螺母機構(gòu)傳動誤差主要由絲杠與螺母之間的間隙決k=1定，通?？捎善溟g的調(diào)整、預(yù)緊調(diào)整到最小程度，由于這個誤差是在末級上，其大小直接影響輸出精度。傳感器的誤差對輸出精度的影響是通過控制產(chǎn)生的，由于傳感的誤差必然導(dǎo)致控制的誤差?？梢哉f，傳感器的誤差直接決定對輸出精度的影響。2．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。解：（1），。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)中的哪一個基本要素？解答：圖中各部可分為：（1）控制及信息處理單元：鍵盤、計算機、顯示（2）測試傳感部分：光電編碼器、信號處理（3）能源：電源（4）驅(qū)動部分：功放、電機（5）執(zhí)行機構(gòu)：聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲杠螺母機構(gòu)、工作臺 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？解答：齒輪傳動鏈位于電機之后，前向通道的閉環(huán)之外，其傳動誤差的低頻分量和高頻分量都不能通過閉環(huán)控制來消除，都會影響輸出精度。如圖所示的系統(tǒng)，試分析傳感器的誤差對輸出精度的影響。解答：傳感器位于閉環(huán)之內(nèi)的反饋通道上，其誤差的高頻分量（噪聲信號）因系統(tǒng)的低通作用得到校正，不影響輸出精度；傳感器誤差的低頻分量，如靜態(tài)精度（分辨率等）直接影響輸出精度，它決定了系統(tǒng)精度的上限。試分析圖示傳動系統(tǒng)中，信號變換電路及絲杠螺母機構(gòu)的傳動誤差對工作臺輸出精度的影響。解答：信號變換電路位于輸入通道，誤差的低頻分量會影響輸出精度，因此對靜態(tài)精度有較高要求；而誤差的高頻分量對輸出精度幾乎沒有影響，允許存在一定程度的高頻噪聲。絲杠螺母機構(gòu)位于閉環(huán)之后，其誤差的低頻分量和高頻分量都會影響輸出精度，因此要盡量消除傳動間隙和傳動誤差。對比說明步進電機和直流伺服電機驅(qū)動的特點。（10分）解答：步進電機與直流電機驅(qū)動的主要有如下不同特點：（1）在工作原理方面，步進電機通過改變輸入脈沖的數(shù)量、頻率和順序來控制電機；而直流電機主要是靠改變電樞兩端的電壓來調(diào)速，調(diào)速特性好，調(diào)速范圍寬。（2）步進電機可以實現(xiàn)開環(huán)位置控制；而直流電機一般用于閉環(huán)位置控制。（3）步進電機具有自鎖能力；而直流電機沒有斷電自鎖能力。（4）步進電機的輸出扭矩較小，而直流電機的輸出扭矩可以很大。此外，步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角不受電源電壓波動的影響，但對電源的要求比較高。如圖所示電機驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量為m=50Kg，負載力為F,最大加速度為10m/s2,絲杠直徑為l=1000Nd=16mm,導(dǎo)程t=4mm,齒輪減速比為i=5,總效率為h=30%，忽略絲杠慣量的影響，試計算電機的驅(qū)動力矩。解：（1）計算負載力負載力由外負載力、慣性負載力兩部分構(gòu)成外負載力 F慣性負l=1000N載力FmFm=ma=50180。10=500N（2）電機上的負載力矩T=1it2p(F)1ml+Fm為h14180。103=52p(1000+500)，==200Kg，負載力為Fl=1500N，最大加速度為a＝5m/s2,工作臺與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)μ=，絲杠直徑為d=36mm,導(dǎo)程t=8mm,齒輪減速比為i=5,總效率為h=30%，忽略絲杠慣量的影響，試計算電機的驅(qū)動力矩。（重力加速度取g＝10m/s2）解：（1）計算負載力負載力由外負載力、慣性負載力和摩擦力三部分構(gòu)成外負載力F1500Nl=慣性負載力Fm=ma=200180。5=1000N摩擦力Ff=mmg=180。200180。10=200N（2）電機上的負載力矩為T=1t1mi2p(Fl+Fm+Ff)h=18180。103152p(1500+1000+200)=第五篇：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)作業(yè)第二部分2．為提高機電一體化機械傳動系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)設(shè)法（A）。A．增大系統(tǒng)剛度B．增大系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量C．增大系統(tǒng)的驅(qū)動力矩D．減小系統(tǒng)的摩擦阻力3．導(dǎo)程L0=8mm的絲杠驅(qū)動總質(zhì)量為60kg的工作臺與工件，則其折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動慣量為（B）kgmm2。A．．97C．．4．傳動系統(tǒng)的固有頻率對傳動精度有影響，（B）固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動誤差，（A）系統(tǒng)剛度可提高固有頻率。AA．提高，提高B．提高，減小C．減小，提高D．減小，減小5．下列哪種方法是采用單螺母預(yù)緊原理來消除滾珠絲杠副的間隙？（D）A．螺紋調(diào)隙式B．雙螺母墊片調(diào)隙式C．齒差調(diào)隙式D．偏置導(dǎo)程法(?A)。B7．多級齒輪傳動中，各級傳動比“前小后大”的分配原則不適用于按（D）設(shè)計的傳動鏈。A．最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則（小功率傳動裝置）B．最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則（大功率傳動裝置）C．輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則D．重量最輕原則8．某機電一體化系統(tǒng)需要消除齒輪傳動的齒側(cè)間隙，采取下列哪種方法使得調(diào)整過程中能自動補償齒側(cè)間隙？（D）A．偏心套調(diào)整法B．軸向墊片調(diào)整法C．薄片錯齒調(diào)整法D．軸向壓簧錯齒調(diào)整法三、簡答題1．完善的機電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？
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