机电一体化1118历年计算题汇总

1、四、计算题 (8分)1、如图所示步进电机驱动滚珠丝杠的高速定位系统。已知工作台的重量为W2000N，工作负载F0，工作台与导轨之间的摩擦系数选择的步进电机每转脉冲数240脉冲转；根据工作台定位精度选用脉冲当量005mm脉冲；滚珠丝杠的导程t12mm，直径为d36mm；系统总效率为，。试计算：(1)齿轮的减速比；(2)折算到电机轴上的负载转矩T。 解：(1)齿轮的减速比i2、如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m60kg，负载力为F11200N，最大加速度为10ms2，丝杠直径为d16mm，导程t=4mm，齿轮减速比为i5，总效率为v40，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。解：(1)

2、计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成3、(6分)已知传动机构如图所示，试计算电机轴上的总等效惯量。(列出算式)1(6分)解：等效惯量可以分为以下几个部分来计算1、设有一大功率电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统如图所示，假设齿轮箱的传动效率为100%，齿轮箱的传动比i=3.2，已知齿轮采用相同材料，宽度b相同，各齿轮的模数m=3，主动齿轮的齿数z1=20、z3=25，请根据重量最小原则设计齿轮传动系统，推导并计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。（提示：齿轮的质量为）解：设一级齿轮的传动比为i1，第二级齿轮的传动比i2。齿轮传动系统的总重量：则根据重量最小原则，令，得：，i2=

3、3.2/2=1.6则：z2=40、z4=402、设有一小功率电动机驱动的二级齿轮传动减速系统如图所示，假设齿轮箱的传动效率为100%，齿轮箱的总传动比i=2，已知齿轮采用相同材料，齿轮的宽度相等，各齿轮的模数m=4，主动齿轮的齿数：z1=z3=30，请根据转动惯量最小原则设计齿轮传动系统，计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。解：设一级齿轮的传动比为i1，转换到电机轴的齿轮惯量：根据转动惯量最小原则，令，得或 i1=i21.414，z2=z4=4220现有如下图所示的双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程为L0=6mm、左端齿轮齿数为100、右端齿轮齿数为98。当两端转向相同时，一端的外

4、齿轮相对于另一端的外齿轮转过2个齿时，试求两个螺母之产生的相对轴向位移?解：左端外齿轮旋转一周，螺母轴向移动6mm，则每转一个齿，螺母的轴向移动6l00右端外齿轮旋转一周，螺母轴向移动6mm，烈每转一个齿，螺母的轴向移动698=00612mm：当两端转向相同时：一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过1个齿时，相对移动的轴向距离为00612006=0.0012(mm)，所以当一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过2个齿时相对移动的轴向距离为(O0612006)*2=00024(mm)。QQQ已知某工作台采用直流电机和丝杠螺母机构驱动(如图所示)，已知工作台的行程L250mm，丝杠导程t4mm，齿轮减速比为i5，要求工作台位移的测量精度为0005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。(1)试采用高速端(电机)测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数。(2)若选取ns200脉冲转的旋转编码器是否合用?解：(1)(6分)在高速端进行测量：设传感器的每转脉冲数为n，每个脉冲对应工作台的位移为：满足题目要求。QQQ已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L250mm，丝杠导程 t4mm，齿轮减速比为i5，要求工作台位移的测量精