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机电一体化大作业机电一体化大作业机电一体化大作业资料仅供参考文件编号：2022年4月机电一体化大作业版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：Fy某车床进行数控改造，其小拖板结构简图如图所示，已知进给系统行程为200mm，快速移动的最大速度为/min，最大切削进给速度为/min，溜板和刀架的质量为20kg。滚珠丝杠的导程=6mm，试回答和计算下列问题：FyFxFx图数控车床小托板系统简图本设计系统中的计算机拟采用PLC，请简述其特点。（6分）(1)可靠性高。(2)适应性强，应用灵活。(3)编程简单、容易掌握。(4)控制系统设计、安装、调试方便，工作量少(5)维修方便。(6)体积小，能耗低本设计系统中拟选择反应式三相步进电机驱动，请简述其工作原理。（6分）设步进电机的三项分别是A、B、C，将电脉冲加到A相，A相产生磁通，并对转子产生磁拉力，l、3两个齿与定子的A相磁极对齐。而后再将电脉冲通入B相励磁绕组，B相磁极便产生磁通。使转子2、4两个齿与定子B相磁极对齐。如果按照A→B→C→A的顺序通电，转子则沿反时针方向一步步地转动。本设计系统中的传感器拟采用光栅传感器，请简述该传感器的特点。（6分）①精度高。②可用于大量程测量兼有高分辨力；③可实现动态测量，易于实现测量及数据处理的自动化；④具有较强的抗干扰能力⑤高精度光栅制作成本高，4.对于初步选用的反应式三相步进电机，假设其步距角为º/º，采用三项六拍的通电方式工作，脉冲当量δ为，，请计算传动链中的传动比。（8分）根据题意：5.设工作时丝杠轴向切削分力为，垂直切削分力为，传动系统的总效率为。计算切削负载力等效到电机轴的等效力矩。（8分）根据加工需要，选择燕尾形导轨，在良好的润滑情况下，其摩擦系数为，计算切削运行时摩擦负载力等效到电机轴的等效力矩。（8分）摩擦阻力齿轮的转动惯量为，，丝杠的转动惯量。求机械系统等效到电机轴上的等效转动惯量。（20分）根据题意：又：所以：6.如果选择三相反应式步进电机，根据系统切削时最大速度的需要，其加速时间为，计算系统的总转矩（10分）（忽略电机转子的转动惯量影响）最大加速力矩又：所以：考虑机械效率7.验算最大静转矩和起动转矩是否满足系统要求，确定步进电机的型号。（8分）查附件2可知：SM3910的步距角为º，最大静转矩(保持扭矩)则满足要求。8.确定步进电机的空载最大启动频率，并判断步进电机是否能够在不丢步的情况下直接启动，如果不能，应采取什么样的措施。（10分）最大空载惯性力矩空载起动力矩查附件2表知：可以达到10

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