機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（20180528考試試題）

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)(20180528考試試題)某車床進(jìn)行數(shù)控改造，其小拖板結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，已知進(jìn)給系統(tǒng)行程為200mm,快速移動(dòng)的最大速度為l2m/min,最大切削進(jìn)給速度為0.25m/min,溜板和刀架的質(zhì)量為20kg,滾珠絲桿的導(dǎo)程=6mm,試回答下列問題:圖數(shù)控車床小托板系統(tǒng)筒圖1、對于初步選用的反應(yīng)式三相步進(jìn)電機(jī)，假設(shè)其步距角為0.6°/12°,采用三項(xiàng)六拍的通電方式工作，脈沖當(dāng)量為0.005mm,請計(jì)算傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)比i。. cd0 _0.6x6_ 21 360°8 360x0.005 一2、設(shè)工作時(shí)絲杠軸向切削分力為fy=1304n,垂直切削分力為f

2、x=3.1779n,傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率為0.85o(1)計(jì)算切削負(fù)載力等效到電機(jī)軸的等效力矩)teqf(nm)；fx x l0 1779.3 x 6t f = c .=-一-一=1000(n/mm)eq 2nx ixt 2 x 3.14 x 2 x 0.85(2)齒輪z1，z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為jzi=l.6x10-4kgm2, jz2=6.4xlo-4kgm2,絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量js=1.2xlo-3kgm2o求機(jī)械系統(tǒng)等效到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量jeqojng2 = jzi2 + ：/z2 破 + 層 + !必2又：o)s =u)1o)siq o) iqv =2n 8tt,、2, >2ijng

3、= /z1 +/z2 / +人法 +=加 +-z2 x ; + m x所以：=1.6 x 10-4 = l x 6. 4 x io"4 + -x 1.2 x io"3 +440.0062167t2x65=1.6x io"4 + 1.6x io 4 + 3 x io"3 + 0.152 x io"4=6.352 x 10一"kg - m2) = 6.352(kg - cm2)3、如果選擇三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，根據(jù)系統(tǒng)切削時(shí)最大速度的需要，其加速時(shí)間為0.1s, 計(jì)算系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)矩。(忽略電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量影響)最大加速力矩t = t"t：q + t：； =t"t：q + (j / j m)x 8 =嘰 + “ + (j 熱 + j又 ° = 0.25( 響)x 2" 2 = 8.7(* 6(mm)'q所以8 78 7t = l(nm) + 0.0843 (n.m) + 6.352 xio-4(kg2)x (rad/s2) + 2ax (rad/s2). 1 .1=l(7v.m) + 0.0843 (n.m)