1、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（一）一、填空題1控制計算機 控制軟件 硬件接口電路2民用機電一體化 辦公機電一體化 產(chǎn)業(yè)機電一體化3質(zhì)量目標(biāo)管理 實行可行性設(shè)計 進行設(shè)計質(zhì)量評審4定期預(yù)測 定量預(yù)測5精度 穩(wěn)定性 快速響應(yīng)性6前小后大7轉(zhuǎn)子慣量8傳動誤差 回程誤差二、簡答題1機電一體化系統(tǒng)中，傳感測試部分的作用是什么？機電一體化系統(tǒng)中傳感測試部分的作用是對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，變?yōu)榭勺R別的信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)分析處理后產(chǎn)生控制信息。2簡述機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的工程路線（主要步驟）機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的工程路線（主要步驟）：擬定產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)和技術(shù)規(guī)范；

2、收集資 料，市場分析，可行性分析和技術(shù)經(jīng)濟性分析；總體方案設(shè)計；總體方案的評審和評價；詳細(xì)設(shè)計；詳細(xì)設(shè)計方案的評審和評價；試制樣機；樣機實驗，測試；技術(shù)評價與審定；小批量生產(chǎn)；試銷；正常生產(chǎn)；銷售。3為什么采用機電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度？機電一體化技術(shù)使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術(shù)實現(xiàn)自動檢測，控制，補償和校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。4影響機電一體化系統(tǒng)傳動機構(gòu)動力學(xué)特性的主要因素有哪些？影響系統(tǒng)傳動機構(gòu)動力學(xué)特性的主要因素有系統(tǒng)的負(fù)載變化；傳動系統(tǒng)的慣性；傳動系統(tǒng)的固有頻率；傳動系統(tǒng)中的摩擦與潤滑。5轉(zhuǎn)

3、動慣量對傳動系統(tǒng)有哪些影響？在傳動系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動慣量增大使機械負(fù)載增加，功率消耗大；使系統(tǒng)相應(yīng)速度變慢，降低靈敏度；使系統(tǒng)固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振。6為減小機械系統(tǒng)的傳動誤差，可采用哪些結(jié)構(gòu)措施？減小機械系統(tǒng)的傳動誤差可采用的結(jié)構(gòu)措施有：適當(dāng)提高零部件本身的精度；合理設(shè)計傳動鏈，減小零部件制造、裝配誤差對傳動精度的影響；采用消隙機構(gòu)，以減小或消除回程誤差。三、計算題1圖示絲杠螺母驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量m=200Kg，絲杠螺距t=5mm,絲杠長度L=0.8m,中徑為d=30mm,材料密度為，齒輪齒數(shù)分別為z120，z245，模數(shù)m2mm，齒寬b20mm。試求折算到電機軸上的總等效慣量J？解：

4、（1）計算各傳動件的轉(zhuǎn)動慣量材料密度，齒輪的計算直徑按分度圓直徑計算，絲杠的計算直徑取中徑。由工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量為（2）折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量2試設(shè)計一數(shù)控機床工作臺用滾珠絲杠副。已知平均載荷Fm3600N，絲杠工作長度l1.25m，平均轉(zhuǎn)速nm120r/min，每天開機6h，每年250個工作日計，要求工作10年以上。絲杠材料為CrWMn鋼，滾道硬度為5862HRC，絲杠傳動精度要求為0.03mm。解：（1）求計算載荷由題設(shè)條件，查表取KF1.2，查表取KH1.0，假設(shè)絲杠為D級精度，查表3.6，取KA1.0。則計算載荷 FcKFKHKAFm1.21.01.036004320 N（

5、2）計算所要求的額定動載荷Ca預(yù)期使用壽命 Lh62501015000h并代入 nm120r/min，F(xiàn)C4320N（3）根據(jù)Ca的值選擇滾珠絲杠副選用型號系列，按照滿足CaCa的原則，并考慮各種因素，查表選出合用的滾珠絲杠型號規(guī)格，其主要參數(shù)尺寸：公稱直徑 D050mm導(dǎo)程 l06mm螺旋角 211滾珠直徑 d03.969mm絲杠小徑 d145.63mm（4）檢驗穩(wěn)定性取彈性模量 E2.06105 MPa，查表長度系數(shù)2/3絲杠軸慣性矩 不發(fā)生失穩(wěn)之最大載荷安全系數(shù) 查表許用安全系數(shù)S2.53.3。由SS，可知絲杠是安全的，穩(wěn)定性合乎要求。（5）檢驗剛度計算轉(zhuǎn)矩 取摩擦系數(shù)f0.002，則arctan0.002653按最不利情況計算導(dǎo)程誤差，每個導(dǎo)程的變形量=6.44102m絲杠在工作長度上的導(dǎo)程誤差通常，絲杠的導(dǎo)程誤差L應(yīng)小于其傳動精度的1/2，即絲杠的剛度滿足要求。四、分析題按照機電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素，圖示數(shù)控機床的各個部分歸類如下： （1）控制及信息處理