“机电传动与控制”习题 06-07学年第2学期（200703-200707）
第1次作业（第二章）
1．简述组合开关与自动开关的区别。
答：组合开关又称转换开关，不能直接带负载起动电动机，不具有保护功能；自动开关主要在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路。
2．自动开关有哪几种保护。
答：过载、短路及欠压。
3、简述热继电器与熔断器的用途的区别及原因。
答：熔断器在电路严重过载或短路时起保护作用，热继电器起过载、断相及电流不平衡的保护。电路中的电流超过短路保护电流时，熔断器立即熔化切断电路，而电路中的电流短时超过额定电流时热继电器不动作，但一定时间连续超过额定电流，热继电器动作，切断控制电路中的接触器线圈，从而切断主电路，以避免电路长时间过载。
第2次作业（第二章）
1、（参考书［1］2-2）试用延时动作瞬时复位的时间继电器、中间继电器、按钮开关等画出控制一个电动机只通电一定时间的电路。
解：该电动机为小容量电动机。
3～50Hz
FU2
KA
KA
KT
2、（参考书［1］2-3）在下图的能耗制动控制电路中，若用断电延时触头代替该图中的通电延时触头，请修改控制电路（重新画图）。
解：
KM1
KM2
KM1
SB2SB1FR
SB1
KM2
KT KM2
KT KM1
3、（参考书［1］2-4）下图为双速电机的控制图，若将图中的开关SA改为控制按钮SB，且不改变原电路功能，试设计该控制电路图。
解：
第3次作业（第三章）
1、（参考书［1］P27-1）下图为机床自动间歇润滑的控制电路图，KM控制润滑泵电机运行。KT1、KT2为通电延时时间继电器。
（1）试说明其工作原理；
（2）说明开关SA和按钮SB的作用；
（3）写出各继电器和接触器的逻辑表达式。
解：
（1）机床自动间歇润滑的工作原理为：
旋转SA 闭合→KM 和KT1线圈同时得电→机床开始润滑→KT1定时时间到则KT1常开触点闭合→KA 和KT2线圈得电并自锁→KA 常闭触点断开、从而使KM 和KT1线圈断电→机床停止润滑→KT2延时时间到则KT2常闭触点断开→KA 线圈断电→KA 常开触点复位断开、常闭触点复位闭合→KT2线圈断电，同时KM1和KT1线圈又得电，机床又开始润滑，如此循环。
（2）SA 为长动开关，机床自动间歇润滑；SB2为点动按钮。 （3）SB KA SA KM +?= SB KA SA KT +?=1
2)1(KT KA KT KA += KA KT KT +=12
2、（参考书［2］8.16）要求三台电动机1M 、2M 、3M 按一定顺序启动：即1M 启动后，2M 才能启动；2M 启动后3M 才能启动；停车时则同时停止。试设计此控制线路。
方法一：缺点：KM2、KM3控制触点太多
KM1KM3
KM2
改为方法二：绘制三条控制分支，分别用SB2－SB4来使得KM1－KM3线圈得电自锁，然后在KM2
线圈上方串联KM1常开，在KM3线圈上方串联KM2常开。SB1仍然放在这三条分支的公共上方部分。
第8章带传动 一、选择填空： 1．带传动主要依靠来传递运动和动力的。 A．带与带轮接触面之间的正压力Ｂ．带的紧边压力 Ｃ．带与带轮接触面之间的摩擦力Ｄ．带的初拉力 ２．带传动不能保证精确的传动比，其原因是。 A．带容易变形和磨损B．带在带轮上打滑 C．带的弹性滑动Ｄ．带的材料不遵守虎克定律 ３．带传动的设计准则为。 Ａ．保证带传动时，带不被拉断 Ｂ．保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损 Ｃ．保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度 ４．普通Ｖ带带轮的槽形角随带轮直径的减小而。 Ａ．增大Ｂ．减小Ｃ．不变 ５．设计Ｖ带传动时发现Ｖ带根数过多，可采用来解决。 Ａ．增大传动比Ｂ．加大传动中心距 Ｃ。选用更大截面型号的Ｖ带 ６．速比不等于１的带传动，当工作能力不足时，传动带将在打滑。 Ａ．小轮表面Ｂ．打轮表面Ｃ．两轮表面同时 ７．带传动采用张紧轮的目的是。 Ａ．减轻带的弹性滑动Ｂ．提高带的寿命 Ｃ．改变带的运动方向Ｃ．调节带的初拉力 ８．在设计Ｖ带传动中，选取小带轮直径d1＞d min，d min主要依据选取。 Ａ．带的型号Ｂ．带的线速度 Ｃ．传动比Ｄ．高速轴的转速 ９．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。 Ａ．带不是绝对挠性体Ｂ．带绕过带轮时产生离心力 Ｃ．带的松边与紧边拉力不等 10．确定单根带所能传递功率的极限值P0的前提条件是。 A．保证带不打滑B．保证带不打滑、不弹性滑动 C．保证带不疲劳破坏D．保证带不打滑、不疲劳破坏11．带传动的挠性摩擦欧拉公式推导的前提条件是。 A．带即将打滑B．忽略带的离心力 C．带即将打滑，且忽略带的离心力D．带即将打滑，且忽略带的弯曲应力12．带传动中，用方法可以使小带轮包角α1加大。 A．增大小带轮直径d1B．减小小带轮直径d1 C．增大大带轮直径d2D．减小中心距a 13．带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F２，则其传递的有效圆周力为。 Ａ．F1＋F２Ｂ．（F1－F２）/２Ｃ．F1＋F２Ｄ．（F1＋F２）/２14．带传动中，带和带轮打滑。 A．沿大轮先发生B．沿小轮先发生
习题 一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 带传动是依靠 来传递运动和功率的。 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 。 A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命 C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 。 A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 。 A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V 带型号，主要取决于 。 A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 。 A. 传动比 B. 带的线速度 C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 。 A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 。 A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 。 A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 ，应限制小带轮的最小直径。
哈工大机械设计大作业V带传动设计完美版
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Ｈarbin Insｔiｔutｅof Ｔｅchnoｌogｙ 机械设计大作业说明书 大作业名称：机械设计大作业 设计题目：V带传动设计 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 2014.1０.25 哈尔滨工业大学
目录 一、大作业任务书 ........................................................................................................................... 1 二、电动机的选择 ........................................................................................................................... 1 三、确定设计功率d P ..................................................................................................................... 2 四、选择带的型号 ........................................................................................................................... 2 五、确定带轮的基准直径1d d 和2d d ............................................................................................. 2 六、验算带的速度 ........................................................................................................................... 2 七、确定中心距a 和V 带基准长度d L ......................................................................................... 2 八、计算小轮包角 ........................................................................................................................... 3 九、确定V 带根数Z ........................................................................................................................ 3 十、确定初拉力0F ......................................................................................................................... 3 十一、计算作用在轴上的压力 ....................................................................................................... 4 十二、小V 带轮设计 .. (4) 1、带轮材料选择 ............................................................................................................. 4 2、带轮结构形式 . (4) 十二、参考文献 ............................................................................................................................... 6 ?
《机电控制技术》 课程大作业一 基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：1108110 学号：1110811005 姓名：崔晓蒙 2013-06-17
设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 额定功率200W ； 额定电压48V ； 额定电流4A ； 额定转速n=500r/min ； 电枢回路总电阻R=0.8Ω；(本次选为8Ω） 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5； 电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ； 要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==* * im nm U U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。 试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%； 空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。
1.计算电流和转速反馈系数 电流反馈系数：） （A V I U nom im /25.14210 *=?==λβ 转速反馈系数：)/min (02.0500 10 *r V n U nom nm ===α 2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数 由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==， 调制周期s f T s 0001.010 1 14=== ， 按电流环小时间常数的近似处理方法，有 s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑ 2.2选择电流调节器结构 电流环可按Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI 调节器，其传递函数为 s s K s G i i i ACR ττ1 )(+= 2.3选择调节器参数 超前时间常数：s T l i 008.0==τ。 电流超调量由题给为%5≤i σ，电流环开环增益：取5.0=∑i I T K ，因此 6667.16660003 .05 .05.0=== ∑i I T K 于是，电流调节器的比例系数为 .7778718 .425.18 008.06667.1666=???==s i I i K R K K βτ 2.4检验近似条件 电流环的截止频率1/s 6667.1666==I ci K ω。 1）近似条件一：s ci T 31≤ ω
第13章带传动(第一次作业) 1. 带传动由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的带 组成，依靠带与带轮之间的摩擦力进行传动。 2. 带传动中，带中产生的应力有：_拉应力__、__弯曲应力__、_离应力__三种。 3. 带传动运转时应使带的__松边在上， _紧__边在下，目的是__增大包角___。 4. 主动轮的有效拉力与_____初拉力____、_当量摩擦系数__、__包角___有关。 5. 当A型V带的初步计算长度为1150时，其基准长度为_____1120_______。 6. 单根V带所能传递的功率与___速度__、__当量摩擦系数___、__包角___有关。 7. 在传动比不变的条件下，V带（三角带）传动的中心距增大，则小轮的包角增大，因而承载能力增大。 7. 已知V带的截面夹角是40度，带轮轮槽的?角应比40__小_，且轮径越小，?角越_小_。 8. 带传动中的初拉力F0是由于_安装时把带张紧__产生的拉力。运转时，即将进入主动轮的一边，拉力由F0______增大___到F1；而将进入从动轮的一边，拉力由F0_______降低_____到F2。有效拉力为_____ F＝F1-F2_______。 9. 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带_紧边进入主动轮_处，其值为_σ1+ σb1+ σc___。带中的最小应力发生在松边处。10．在一般传递动力的机械中，主要采用C传动。 A、平带 B、同步带 C、V带 D、多楔带 11. 带传动中，在相同的预紧力条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带______C______。 A、强度高 B、尺寸小 C、有楔形增压作用 D、没有接头 12. 设计带传动时，胶带的标准长度是指带的C。 A、内周长 B、外周长 C、节线长 D、平均长度 13. 带传动的优点是____C ________。 A. 结构紧凑，制造成本低廉 B. 结构简单，传动比准确，中心距便于调整 C. 结构简单，制造成本低廉，传动平稳，吸震，适用于中心距较大的传动 14. 如果功率一定，带传动放在_____A______好。 A.高速级 B.低速级 C. 两者均可 D. 根据具体情况而定 15. 与齿轮传动相比，带传动的主要优点是____A_________。 A.工作平稳，无噪声 B.传动的重量轻 C.摩擦损失小，效率高 D.寿命较长 16. 和普通带传动相比较，同步带传动的优点是____ABD_____。 A.传递功率大 B.传动效率高 C.带的制造成本低 D.带与带轮间无相对滑动
HａrｂｉｎI n s t i tｕt e o fＴeｃh n o lｏｇy 机械设计大作业说明书大作业名称：轴系设计 设计题目: 5.1.5 班级：１2０８105 设计者: 学号： 指导教师: 张锋 设计时间：２０14．12.03 哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目___轴系部件设计＿_＿_ 设计原始数据: 方案电动机 工作功 率P/k Ｗ 电动机满 载转速n ｍ /(r／miｎ) 工作机的 转速ｎ w /(r/min） 第一级 传动比 ｉ1 轴承座 中心高 度 H/mm 最短工 作年限 工作环 境 5.1．５ 3 710 80 2 170 3年３ 班 室内清 洁 目录 一、选择轴的材料 (1) 二、初算轴径 (1) 三、轴承部件结构设计 (1) 3.1轴向固定方式 (2) ３.2选择滚动轴承类型 (2) 3.3键连接设计 (2) ３.4阶梯轴各部分直径确定 (2) 3．5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (2) 四、轴的受力分析 (3) 4.１画轴的受力简图 (3) 4.２计算支反力 (3) 4.３画弯矩图 (3) 4.4画转矩图 (5) 五、校核轴的弯扭合成强度 (5)
六、轴的安全系数校核计算………………………………………………６ 七、键的强度校核 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 九、轴上其他零件设计 (9) 十、轴承座结构设计 (9) 十一、轴承端盖（透盖）.........................................................９参考文献 (10)
一、选择轴的材料 该传动机所传递的功率属于中小型功率，因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。 二、初算轴径 对于转轴,按扭转强度初算直径 3min m P d C n ≥ 式中: P ————轴传递的功率,KW ； m n ————轴的转速,r/mi ｎ; Ｃ————由许用扭转剪应力确定的系数，查各种机械设计教材或机械设计手册。 根据参考文献1表9.４查得Ｃ=118~106,取C=118, 所以, mm n P C d 6.23355 85.211833==≥ 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大５%，即 ????d ≥23.6×（1+5％)＝24.675mm 按照ＧB ２８2２-2０05的a R ２0系列圆整，取d=２5ｍｍ。 根据GB/Ｔ10９6—2００３，键的公称尺寸78?=?h b ，轮毂上键槽的尺寸 b=8m ｍ，mm t 2.0013.3+= 三、轴承部件结构设计 由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同,因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。以下是轴段的草图: ３.1及轴向固定方式 因传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,估计轴不会长,故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从min d 处开始设计。 3.2选择滚动轴承类型 因轴承所受轴向力很小,选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度,齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境清 洁,脂润滑,密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。 3．３ 键连接设计 轴段⑦ 轴段⑥ 轴段⑤ 轴段④ 轴段③ 轴段② 轴段① L1 L2 L3 图1
《机电系统控制基础》大作业一 基于MATLAB的机电控制系统响应分析 哈尔滨工业大学 2013年11月4日
1 作业题目 1. 用MATLAB 绘制系统2 ()25()() 425 C s s R s s s Φ== ++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。 2. 用MATLAB 求系统2 ()25 ()()425 C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标：上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。 3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下： X i 伺服电机原理图如下： L R (1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1，减速器输出轴上的转动惯量为J 2，减速器减速比为i ，滚珠丝杠的螺距为P ，试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ； (2)假定工作台质量m ，给定环节的传递函数为K a ，放大环节的传递函数为K b ，包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ，电动机的反电势常数为K d ，电动机的电磁力矩常数为K m ，试建立该数控直线工作平台的数学模型，画出其控制系统框图； (3)忽略电感L 时，令参数K a =K c =K d =R=J=1，K m =10，P/i =4π，利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。
2 题目1 单位脉冲响应曲线 单位阶跃响应曲线
源代码 t=[0:0.01:1.6]; %仿真时间区段和输入 nC=[25]; dR=[1,4,25]; fi=tf(nC,dR); %求系统模型 [y1,T]=impulse(fi,t); [y2,T]=step(fi,t); %系统响应 plot(T,y1); xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on; plot(T,y2); xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on; %生成图形 3 题目2 借助Matlab，可得： ans = 0.4330 0.6860 25.3826 1.0000 即
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 上机电算说明书 课程名称：机械设计 电算题目：普通V带传动 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2015.11.11-2015.12.1 哈尔滨工业大学
目录 一、普通V带传动的内容 (1) 二、变量标识符 (1) 三、程序框图 (2) 四、V带设计C程序 (3) 五、程序运行截图 (10) 参考文献 (11)
一、普通V带传动的内容 给定原始数据：传递的功率P，小带轮转速n1 传动比i及工作条件 设计内容：带型号，基准长度Ld，根数Z，传动中心距a，带轮基准直径dd1、dd2，带轮轮缘宽度B，初拉力F0和压轴力Q。 二、变量标识符 为了使程序具有较好的可读性易用性，应采用统一的变量标识符，如表1所示。表1变量标识符表。 表1 变量标识符表
三、程序框图
四、V带设计c程序 #include
哈尔滨工业大学工业工程系 机电系统控制技术大作业 班级：1008401班 学号：1100800807 姓名：匡野 日期：2013.7.14 指导教师：崔贤玉成绩：
机电系统控制技术大作业要求 根据PI 、PD 、PID 调节器的频率特性简述其校正的作用；以近似PID 调节器为例详述其校正的过程；最后以下题的指标要求为例详细设计校正网络及参数。 题：某单位反馈系统的开环传递函数为 ()11(1)(1)1060K G s s s s =++ 当输入速度为1rad/s 时，稳态位置误差为 e ss ≤1 126rad ，相位裕度,0()30c γω≥，幅值穿越频率,20c ω≥rad/s 。
（1）根据稳态精度位置误差求出系统开环放大系数 原系统为I型系统，所以 。 做出原系统的图，如图所示。由图可得，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，原系统不稳定。 （2）选择校正方式 虽然采用一级超前校正，无法实现如此大的相位超前；若采用两级超前校正，虽可以实现需要的相位超前，但响应速度将远远超出性能指标的要求，带宽过大，抗高频干扰能力变差，同时需要放大器，系统结构复杂，故不宜采用两级超前校正。如采用串联滞后校正，虽
可实现相位裕量的要求，但响应速度又不能满足要求，同时之后校正装置的转折频率必须远离错误！未找到引用源。，则校正装置的时间常数错误！未找到引用源。将大大增加，物理上难以实现，故也不宜采取滞后校正。因此，现拟采用无源串联滞后-超前网络来校正。（3）设计滞后-超前校正装置 首先选择校正后系统的幅值穿越频率错误！未找到引用源。。从原系统的博德图可以看出，当错误！未找到引用源。时，原系统的相角为错误！未找到引用源。。故选择校正后的系统幅值穿越频率错误！未找到引用源。较为方便。这样在错误！未找到引用源。处，所需相位超前角应大于或等于错误！未找到引用源。。当错误！未找到引用源。选定之后，下一步确定滞后-超前校正网络的相位滞后部分打的转折频率错误！未找到引用源。，选错误！未找到引用源。。且取错误！未找到引用源。，则滞后部分的另一转折频率错误！未找到引用源。，故滞后-超前校正网络的滞后部分的传递函数错误！未找到引用源。就可确定为 滞后-超前校正网络网络超前部分可确定如下：因为校正后的幅值穿越频率错误！未找到引用源。，从图1可以找出，未校正系统在错误！未找到引用源。处的对数幅值错误！未找到引用源。。因此，如果滞后-超前校正网络在错误！未找到引用源。处产生错误！未找到引用源。幅值，则校正后的幅值穿越频率即为所求。根据这一要求，
百分之一叫做丝《对象》里面的《变换》就是相当于word里面的复制 金立GN180，,1499元 4、带传动的弹性滑动现象是不可避免的。（√） 5、正确安装在槽轮中的V带，其底面与轮槽的底面是不接触的。（√） 6、带的弹性滑动现象是可以避免的。（×） 7、所有的带传动都是利用带和带轮之间的摩擦传递运动和动力的。（×） 8、在带传动中，打滑是由于带与带轮之间的摩擦力不够大而造成的。（√） 9、带轮的槽角应小于V带的截面楔角。（√） 10、V带的截型有A、B、C、D、E、F、G七种。（×） 11、V带轮的槽角均小于V带截面的楔角。（√） 12、带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（×） 13、正是由于过载时产生了“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有过载保护作用。（×） 14、V带的长度是指其基准长度。(√) 1、V带中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应为（b）。 A：大于40°B：小于40°C：等于40°； 2、能保证瞬时传动比恒定的传动是（c ）。 A：带传动；B：链传动；C：齿轮传动； 3、线绳结构的V带，其线绳位于带的（b）。 A：顶胶层；B：抗拉层；C：底胶层 4、下列图所示的V带传动中，哪个图中的张紧轮位置是最合适的？（a ）。 5、带传动中，带每转一周，拉应力是 a 。（）。 A：有规律变化的；B：不变的C：无规律变化的； 6、带传动的最大应力发生在 c 。 A：绕入从动轮处；B：绕出从动轮处； C：绕入主动轮处；D：绕出主动轮处； 7、带传动的主要失效形式是带的( d)。 A：磨损和疲劳点蚀；B：磨损和胶合； C：胶合和打滑；D：疲劳破坏和打滑； 8、带传动是依靠（b ）来传递运动和动力的。 A：主轴的动力；B：带与带轮之间的摩擦力； C：主动轮上的转矩；D：从动轮上的转矩； 1、带传动中，打滑是怎样产生的？是否可以避免？
Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目：设计螺旋起重器（千斤顶） 系别： 班号： 姓名： 日期：
Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目：设计螺旋起重器 设计原始数据：题号3.1.1 起重量Fq=30 kN 最大起重高度H=180mm
一 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45#调制钢，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。 螺母材料用铝黄铜ZCuAl10Fe3。 二 耐磨性计算 螺杆选用45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表 5.8 查得[]p =18~25MPa 从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa 取[]25MPa p = 。 按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则 2d ≥ 由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数2ψ==1.2—2.5，取2ψ=。 则 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 2d －－－－－螺纹中径，mm ； []p －－－－－许用压强，MPa ； 查参考文献[2]表11.5取公称直径28d =mm ，螺距3P =mm ，中径226.5d =mm ，小径 324.5d =mm ，内螺纹大径428.5D =mm 。 三 螺杆强度校核 螺杆危险截面的强度条件为： 219.6d mm ≥==
e []σσ=≤ (2) 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 3d －－－－－螺纹小径，mm ； 1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，2 1tan(') 2Q d T F ψρ=+ (3) ψ为螺纹升角，ψ ； []σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。 查参考文献[1]表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，螺纹副当量摩擦角 'arctan 'arctan 0.08~arctan 0.10 4.5739~5.7106f ρ===，取'5.7106ρ=（由表5.10的注 释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。把数据代入(3)式中，得 把数据代入(2)式中，得 由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力 s []4σ σ= （4） 其中s 355 MPa σ=，则 []88.75a MP σ= 显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。 四 螺母螺牙强度校核 螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 4[]Q F Z D b ττπ= ≤ （5） 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ； 126.5 30000tan(2.0637 5.1427)502612T N mm =??+?= ?70.4e MPa σ==
6011机电一体化系统设计基础大作业 责任教师高秋红 学校：北京一轻高级技术学校学号：111100140 姓名： 一、基础知识题（每题10分，共40分） 1.机电一体化系统的定义？机电一体化产品的分类？ 答：机电一体化系统是由机械技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。 按发展水平分：功能附加型初级系统，功能代替型中级系统，机电融合型高级系统 按应用分：民用机电一体化产品，办公机电一体化产品和产业机电一体化产品 2. 机电一体化系统的基本组成要素？试分析试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。 答：按照机电一体化系统的基本结构要素，图示数控机床的各个部分归类如下：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示 （2）测试传感部分：光电编码器、信号处理 （3）能源：电源 （4）驱动部分：功放、电机 （5）执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台
3. 为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？ 机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。 4．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤） 机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；试销；正常生产；销售。 二、综合分析设计题（60分） 1．已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示。要求： （1）说明单自由度驱动系统的两种测量方案；（20分） 要求给出传感器的类型及具体安装位置。 （2）确定整个系统的控制方案、画出控制系统原理图。（40分） 要求写出两种控制方案，方案一使用工业PC机完成系统的控制和方案二使用单片机完成系统的控制。 解：依题意有两种测量方案 1）高速端测量方案： 传感器安装在电机的尾部，通过测量电机的转角实现工作台位移的间接测量。可选用光电编码器式传感器或者磁电式编码器。
习题与参考答案 一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 带传动是依靠 来传递运动和功率的。 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 。 A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命 C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 。 A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 。 A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V 带型号，主要取决于 。 A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 。 A. 传动比 B. 带的线速度 C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 。 A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 。 A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 。 A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 ，应限制小带轮的最小直径。 A. 带内的弯曲应力过大 B. 小带轮上的包角过小
哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目: 轴系部件设计 系别: 英才学院 班号: 1436005 姓名: 刘璐 日期: 2016.11.12
哈尔滨工业大学机械设计作业任务书 题目：轴系部件设计 设计原始数据： 图1 表 1 带式运输机中V带传动的已知数据 方案d P （KW） (/min) m n r(/min) w n r 1 i轴承座中 心高H（mm） 最短工作 年限L 工作 环境 5.1. 2 4 960 100 2 180 3年3班 室外 有尘 机器工作平稳、单向回转、成批生产
目录 一、带轮及齿轮数据 (1) 二、选择轴的材料 (1) 三、初算轴径d min (1) 四、结构设计 (2) 1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2) 2. 确定轴的轴向固定方式....................................... 错误!未定义书签。 3. 选择滚动轴承类型，并确定润滑、密封方式 .................. 错误!未定义书签。 4. 轴的结构设计................................................ 错误!未定义书签。 五、轴的受力分析 (4) 1. 画轴的受力简图 (4) 2. 计算支承反力 (4) 3. 画弯矩图 (5) 4. 画扭矩图 (5) 六、校核轴的强度 (5) 七、校核键连接的强度 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 1. 计算轴承的轴向力 (8) 2. 计算当量动载荷 (8) 3. 校核轴承寿命 (8) 九、绘制轴系部件装配图（图纸） (9) 十、参考文献 (9)
1、带传动是依靠＿＿来传递运动和功率的。 A、带与带轮接触面之间的正压力 B、带与带轮接触面之间的摩擦力 C、带的紧边拉力 D、带的松边拉力 2、带张紧的目的是＿＿。 A、减轻带的弹性滑动 B、提高带的寿命 C、改变带的运动方向 D、使带具有一定的初拉力 3、与链传动相比较，带传动的优点是＿＿。 A、工作平隐，基本无噪声 B、承载能力大 C、传动效率高 D、使用寿命长 4、与平带传动相比较，V带传动的优点是＿＿。 A、传动效率高 B、带的寿命长 C、带的价格便宜 D、承载能力大 5、选取V带型号，主要取决于＿＿。 A、带传递的功率和小带轮转速 B、带的线速度 C、带的紧边拉力 D、带有松边拉力 6、V带传动中，小带轮直径的选取取决于＿＿。 A、传动比 B、带的线速度 C、带的型号 D、带传递的功率 7、中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由＿＿决定。 A、小带轮直径 B、大带轮直径 C、两带轮直径之和 D、两带轮直径之差 8、两带轮直径一定时，减小中心距将引起＿＿。 A、带的弹性滑动加剧 B、带传动效率降低 C、带工作噪声增大C、小带轮上的包角减小 9、带传动的中心距过大时，会导致＿＿。 A、带的寿命缩短 B、带的弹性滑动加剧 C、带的工作噪声增大 D、带在工作时出现颤动 10、设计V带传动时，为防止＿＿，应限制小带轮的最小直径。 A、带内的弯曲成力过大 B、小带轮上的包角过小 C、带的离心力过大 D、带的长度过长 11、一定型号V带内弯曲应力的大小，与＿＿成反比关系。 A、带的线速度 B、带轮的直径 C、带轮上的包角 D、传动比 12、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带＿＿。 A、进入大带轮处 B、紧边进入小带轮处 C、离开大带轮处 D、离开小带轮处 13、带传动产生弹性滑动的原因是＿＿。 A、带与带轮间的摩擦系数较小 B、带绕过带轮产生了离心力 C、带的紧边和松边存在拉力差 D、带传递的中心距大 ［正确答案］ 答案：B、D、A、D、A、C、D、D、D、A、B、B、C
目录 本科生课程论文 ........................................................................... 错误!未定义书签。 一、仿真题目 (2) 单闭环直流调速系统仿真 (2) 二、仿真过程 (2) 2.1 仿真总图 (2) 2.2 PWM模块 (3) 2.3 电机模块 (3) 2.4 仿真结果 (4) 三、心得体会 (10)
一、仿真题目 单闭环直流调速系统仿真 直流电动机：型号为Z4-132-1，额定电压400N U =V ，额定电流52.2dN I =A ，额定转速为2610 r/min ，反电动势系数e C =0.1459 V ?min/r ，允许过载倍数λ=1.5；PWM 变换器开关频率：8KHz ，放大系数：s K =107.5；(538/5=107.5)，直流母线电压为538V 。 电枢回路总电阻： 0.368R =Ω； 时间常数：电枢回路电磁时间常数l T =0.0144s ，电力拖动系统机电时间常数 m T =0.18s ；转速反馈系数0.00383min/V s =?α(N n V /10≈)； 对应额定转速时的给定电压V U n 10* =。 ● 在matlab/simulink 仿真平台下搭建系统仿真模型。其中PWM 变换器利用给 出的PWM 控制器模块和simulink/Powersystem 工具包中的功率封装模块搭建，不能直接利用传递函数建模。比例积分调节器进行积分和输出限幅，输出限幅值为+5和-5。 ● 给出采用比例调节器（7p K =）、比例积分调节器时（7p K =，1107 =τ ）空载起动 到额定转速的转速波形，并就稳态静差和动态性能进行对比，分析说明原因。 ● 给出采用比例积分调节器时（7p K =，1107 =τ ）的转速、电流、电枢电压波形， 分析空载起动过程中电流过流原因，请给出解决过流问题的方法。 ● 在4s 突加40%额定负载，给出仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输 出），并加载过程中波形变化加以分析，比较加载前后稳态转速，说明原因。 二、仿真过程 2.1 仿真总图
《带传动》课堂练习题 一、填空题 1、普通V带传动中，已知预紧力F0=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为2900 ，松边拉力F2为2100 。 2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于F0 、、 f 三个因素。 3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。 4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。 5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。 6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。 7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。 8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D1lim。的主要目的是防止带的弯曲应力过大。 9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。 10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显着的相对滑动，多发生在小带轮上。刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=F2e f。11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。 12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥d rnin，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。 13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。最大应力等于1+b1+c ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。