機(jī)電一體化1118歷年計(jì)算題匯總

1、四、計(jì)算題 (8分)1、如圖所示步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠的高速定位系統(tǒng)。已知工作臺的重量為W2000N，工作負(fù)載F0，工作臺與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)選擇的步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)240脈沖轉(zhuǎn)；根據(jù)工作臺定位精度選用脈沖當(dāng)量005mm脈沖；滾珠絲杠的導(dǎo)程t12mm，直徑為d36mm；系統(tǒng)總效率為，。試計(jì)算：(1)齒輪的減速比；(2)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T。 解：(1)齒輪的減速比i2、如圖所示電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量為m60kg，負(fù)載力為F11200N，最大加速度為10ms2，絲杠直徑為d16mm，導(dǎo)程t=4mm，齒輪減速比為i5，總效率為v40，忽略絲杠慣量的影響，試計(jì)算電機(jī)的驅(qū)動力矩。解：(1)

2、計(jì)算負(fù)載力負(fù)載力由外負(fù)載力、慣性負(fù)載力兩部分構(gòu)成3、(6分)已知傳動機(jī)構(gòu)如圖所示，試計(jì)算電機(jī)軸上的總等效慣量。(列出算式)1(6分)解：等效慣量可以分為以下幾個部分來計(jì)算1、設(shè)有一大功率電動機(jī)驅(qū)動的二級齒輪傳動減速傳動系統(tǒng)如圖所示，假設(shè)齒輪箱的傳動效率為100%，齒輪箱的傳動比i=3.2，已知齒輪采用相同材料，寬度b相同，各齒輪的模數(shù)m=3，主動齒輪的齒數(shù)z1=20、z3=25，請根據(jù)重量最小原則設(shè)計(jì)齒輪傳動系統(tǒng)，推導(dǎo)并計(jì)算各級齒輪傳動比和齒輪2、齒輪4的齒數(shù)。（提示：齒輪的質(zhì)量為）解：設(shè)一級齒輪的傳動比為i1，第二級齒輪的傳動比i2。齒輪傳動系統(tǒng)的總重量：則根據(jù)重量最小原則，令，得：，i2=

3、3.2/2=1.6則：z2=40、z4=402、設(shè)有一小功率電動機(jī)驅(qū)動的二級齒輪傳動減速系統(tǒng)如圖所示，假設(shè)齒輪箱的傳動效率為100%，齒輪箱的總傳動比i=2，已知齒輪采用相同材料，齒輪的寬度相等，各齒輪的模數(shù)m=4，主動齒輪的齒數(shù)：z1=z3=30，請根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量最小原則設(shè)計(jì)齒輪傳動系統(tǒng)，計(jì)算各級齒輪傳動比和齒輪2、齒輪4的齒數(shù)。解：設(shè)一級齒輪的傳動比為i1，轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸的齒輪慣量：根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量最小原則，令，得或 i1=i21.414，z2=z4=4220現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為L0=6mm、左端齒輪齒數(shù)為100、右端齒輪齒數(shù)為98。當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)，一端的外

4、齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個齒時(shí)，試求兩個螺母之產(chǎn)生的相對軸向位移?解：左端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動6mm，則每轉(zhuǎn)一個齒，螺母的軸向移動6l00右端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動6mm，烈每轉(zhuǎn)一個齒，螺母的軸向移動698=00612mm：當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)：一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過1個齒時(shí)，相對移動的軸向距離為00612006=0.0012(mm)，所以當(dāng)一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個齒時(shí)相對移動的軸向距離為(O0612006)*2=00024(mm)。QQQ已知某工作臺采用直流電機(jī)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(如圖所示)，已知工作臺的行程L250mm，絲杠導(dǎo)程t4mm，齒輪減速比為i5，要求工作臺位移的測量精度為0005mm(忽略齒輪和絲杠的傳動誤差)。(1)試采用高速端(電機(jī))測量方法，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。(2)若選取ns200脈沖轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用?解：(1)(6分)在高速端進(jìn)行測量：設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為n，每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為：滿足題目要求。QQQ已知某工作臺采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動，已知工作臺的行程L250mm，絲杠導(dǎo)程 t4mm，齒輪減速比為i5，要求工作臺位移的測量精