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1、《机电一体化系统设计基础》形成性考核册学生姓名：陶奇学生学号：1161101206761班级：11春机械专业：机械制造与自动化机电一体化系统设计基础课程作业（一）一、填空题1.控制及信息处理单元一般rti控制计算机、控制软件和硬件接口电路组成。1.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电•体化、办公机电-体化和产业机电-体化产品。2.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。3.市场预测主要包括定期预测和定量预测方法。4.机电一体化系统屮，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。5.在多级传动中，为了减小传动
2、误差，传动比的分配应遵守前小后大原则。6.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时,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谋弟可分为传动谋并和回程谋滓两种。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？机电一体化系统屮传感测试部分的作用是对系统运行屮所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变为可识别的信号，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。2.简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）机电一•体化产品设计的工程路线（主要步骤人拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方
3、案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细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，补偿和校止因各种干扰因索造成的误差,从而提高精度。1.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？影响系统传动机构动力学特性的主要因索冇系统的负载变化；传动系统的惯性；传动系统的固有频率；传动系统屮的摩擦与润滑。2.转动惯量对传动系统有哪些影响？在传动系
4、统屮，转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度;使系统固有频率卜•降，容易产生谐振。3.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：适当提高零部件木身的精度；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，以减小或消除冋程误差。三、计算题1.图示丝杠螺母驱动系统，己知工作台的质量/；F200Kg,丝杠螺距Z=5mm,丝杠长度A=0.8m,中径为^30mm,材料密度为齿轮齿数分别为乙=20,7=45,模数加=2mni,齿宽方=20mm。试求折算到电机轴上的总等效惯量J.°=3.92x1
5、0-5檢•加$龙x7.8x10?x0.044><0・02327rx7.8xlO3xO.OyxO.O2=1.0x10-m2龙x7.8xlO3xO.O3°xO・832=4.96xlO-4^-m2工作台折算到丝杠上的转动惯量为（2）折算到电机轴上的转动惯量二几+A人2+人+兀）=3.92乂10-51+2.252(l.OxlO-3+4.96X10'4+1.2X10-4)=3.58xl0-4^./??22•试设计一数控机床工作台用滚珠丝杠副。已知平均载荷?；=3600N,丝杠工作长度7=1.25m,平均转速几=120r/niin,每天开机6h,每年250个工作日计，要求工作10年以上。丝杠
6、材料为CrWMn钢，滚道皱度为58〜62I1RC,丝杠传动精度要求为土0.03mmo注：本题可开卷完成解：（1）求计算载荷由题设条件，查表3.4取心=1.2,查表3.5取Kh=1.O,假设丝杠为D级精度，查表3.6,取Ka=1・0°则计算载荷Fc==1.2X1.0X1.0X3600=4320N（2）计算所要求的额定动载荷CJ预期使用寿命厶'=6X250X10=15000h并代入n=120r/min,尺=4320、C：=FCJn,,,Lh4=4320x3=20563N"cV1.67xlO4V1.67X104（3）根据C/的值选择滚珠丝杠副设选用FCI型号系列，按照满足CPC,的原则
7、，并考虑各种因素，查表3.7选出合用的滚珠丝杠型号规格为FCI-5006-3,其主要参数尺寸:公称直径Z!,=50mm导程厶=6mm螺旋角X=2。ir滚珠H径么=3.969mm丝杠小径M=45・63mm(4)检验稳定性取弹性模量E=2.06X105MPa,查表3.8长度系数u=2/3丝杠轴惯性矩心兰盃=3.14x0.04563、2.13x10—了n?6464不发生失稳之最大载荷fEl二3.142x2.06xl0"x2.13xl(r7=23乂］0讥(2/3x1.25)2W=："=■
