机电一体化大作业

1、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1.2m 0.25m 溜板和刀架的质量为20kg。滚珠丝杠的导程l =6mm，试回答和计算下列问题：F0F图 数控车床小托板系统简图1. 本设计系统中的计算机拟采用分）2. 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ABCA的顺序通电，转子则沿反时针方向一步步地转动。3. 分）工作，脉冲当量为 i 分）l0.66根据题

2、意：i 200 5.设工作时丝杠轴向切削分力为F 1304N ，垂直切削分力为F 1779.3N ，传动系统yx的总效率为 0.85。（1） 计算切削负载力等效到电机轴的等效力矩T (N)FeqF l1779.36T 1000(Nmm) Nm)Fx0i 23.142（2） 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T (N)ceq摩擦阻力F (Mg F ) (209.81304)0.1150(N)cxF l6T Nmm) Nm)cc0i 220.85（3） 齿轮Z ,Z 的转动惯量为J 1.610 Kgm ，J 6.410 K

3、gm ，丝424212z1z2杠的转动惯量J 1.210 Kgm 。求机械系统等效到电机轴上的等效转动惯量J 。32s（20分）11111根据题意： J J J J Mv2222222222eqmZ1mZ2sss1又： mi4smllv s 0m 01122v2lJ J Jeq JM J J J M ( )2s2s2044Z1Z2sZ1Z2s2mmm110.0062所以：1.610 6.410 1.210 654434421.610 1.610 310 0.1521044446.35210 (Kgm ) 6.352(Kgcm )4226.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

4、，其加速时间为，计算系统的总转矩（10 最大加速力矩T T T T T T (J J ) T T (J J )FcmFcFc0.1eqeqeqeqeqeqmeqeqeqmvim / 2又： 8.7( /s)l06(mm)所以：8.78.70.1T Nm)0.0843(Nm)(Kgm)( /s)2.4( /s )24220.1Nm)Nm)0.0552(Nm)0.0418(Nm) Nm)T 考虑机械效率T 1.39(Nm)0.857.验算最大静转矩T和起动转矩T 分）jmaxq查附件 2 可知：SM3910 的步距角为，最大静转矩(保持扭矩)T 4(Nm)j则T T0.87 40.87 3.48 Tqj满足要求。8.确定步进电机的空载最大启动频率 f ，并判断步进电机是否能够在不丢步的情况下直q 分）最大空载惯性力矩8.70.1T (J J )(2.4) mt444mNm)空载起动力矩T T T N)cmkqeqeq查附件 2 表知： f 可以达到 10KHz 以上，按数据给定使用 3KHz 启动，不丢步。满足要q求。9.确定步进电机的空载最大运行频率 f 分）maxf 0.600v il又：所。 0mvmlmaxmax0i以0.662v