機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題答案匯總(完整版) - 道客巴巴 (2)

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1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考試資料 1. 機(jī)電一體化：在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息與控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)、并將機(jī)械 裝置與電子設(shè)備以以及軟件等有機(jī)結(jié)合而成的系統(tǒng)的總稱。 2. 工業(yè)三大要素：物質(zhì)、能量和信息 3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)、電子信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系 統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。 4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程：（1）根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)（2）系統(tǒng)功能部 件、功能要素的劃分（3）接口的設(shè)計(jì)（4）綜合評價(jià)（5）可靠性復(fù)查（6）試制與調(diào)試 5. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法：（1）機(jī)電互補(bǔ)法：利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī) 械產(chǎn)品中的復(fù)雜機(jī)械

2、功能部件或功能子系統(tǒng)。（2）結(jié)合法：將各組成要素冇機(jī)結(jié)合為一體構(gòu) 成專用或通用的功能部件。（3）組合法：將用結(jié)合法制成的功能部件、功能模塊，像積木那 樣組合成各種機(jī)電-?體化產(chǎn)品。 6. 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)類型：（1）開發(fā)性設(shè)計(jì)：是沒有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理 和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的系統(tǒng)。（2）適應(yīng)性設(shè)計(jì)：是在總的方案原 理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械機(jī)構(gòu) 或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附 加價(jià)值。（3）變異性設(shè)計(jì)：是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)

3、格 尺寸使Z適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。 7. 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)程序：（1）明確設(shè)計(jì)思想（2）分析綜合要求（3）劃分功能模塊（4）決 定性能參數(shù)（5）調(diào)研類似產(chǎn)品（6）擬定總體方案（7）方案對比定型（8）編寫總體設(shè)計(jì)論 證書 8. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證目的功能要求與適當(dāng)壽命的前提下不斷降低成本。 9. 設(shè)計(jì)規(guī)律：根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先確定離散元素間的邏輯關(guān)系，然后研究其相互間的物理關(guān)系 這樣就可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和手冊確定其結(jié)構(gòu)關(guān)系，最終完成全部設(shè)計(jì)工作。 10. 綠色設(shè)計(jì)：在新產(chǎn)品的開發(fā)階段，就考慮其整個(gè)生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，從而減少對 環(huán)境的污染、資源的浪費(fèi)、使用安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。

4、 11. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。日的是使執(zhí)行元件與負(fù)載之 間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。 12. 機(jī)電一體化對傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基木要求：傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、 傳遞轉(zhuǎn)矩大。 13. 諧波齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、 承載能力強(qiáng)、效率髙等一系列優(yōu)點(diǎn)。傳動(dòng)比： 14. 導(dǎo)軌的主要作用：支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌 副主要由承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件兩大部分組成。導(dǎo)軌副按其接觸面的摩擦性質(zhì)可分為：滑動(dòng)導(dǎo)軌、 滾動(dòng)導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。

5、 15. 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求：導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化 影響小以及結(jié)構(gòu)工藝好。 16. 軸系設(shè)計(jì)的基本要求：（1）旋轉(zhuǎn)精度（2）剛度（3）抗振性（4）熱變形（5）軸上零件 的布置 17. 執(zhí)行元件分為：電氣式、液壓式和氣壓式（按使用能量不同分） 1&電氣式執(zhí)行元件優(yōu)點(diǎn)：操作簡便；編程容易；能實(shí)現(xiàn)定位伺服；響應(yīng)快、易與CPU相接; 體積小、動(dòng)力較人；無污染。缺點(diǎn)：瞬時(shí)輸出功率人；過載差，特別是由于某種原因而卡住 時(shí)，會(huì)引起燒毀事故，易受外部噪聲影響。 19. 氣壓式執(zhí)行元件優(yōu)點(diǎn)：氣源方便、成本低；無泄露污染；速度快、操作比較簡單。缺點(diǎn)： 功率小，體積大，動(dòng)

6、作不夠平穩(wěn)；不易小型化；遠(yuǎn)距離傳輸困難；工作噪聲大、難丁伺服。 20. 液壓式執(zhí)行元件優(yōu)點(diǎn)：輸岀功率大，速度快，動(dòng)作平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)定位伺服；易與CPU相 接；響應(yīng)快。缺點(diǎn)：設(shè)備難于小型化；液壓源或液壓油要求嚴(yán)格；易泄露且冇污染。 共69 頁第 2頁 21?機(jī)電一體化對執(zhí)行元件的基本要求：（1）慣量小、動(dòng)力大（2）體積小、重量輕（3）便 于維修、安裝（4）宜于微機(jī)控制 22?步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：（1）步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響，只要在它們的 大小未引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生“丟步”現(xiàn)象之前，就不影響其正常工作（2）步進(jìn)電機(jī)的步距角有 誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累積誤差，但轉(zhuǎn)

7、子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)? “零”，因此不會(huì)長期積累（3）控制性能好，在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步”。 23?步進(jìn)電機(jī)的種類：可變磁組型、永磁型、混合型（旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)的分類） 24?步進(jìn)電機(jī)的工作原理：步進(jìn)電機(jī)定子有六個(gè)均勻分布的磁極，每兩個(gè)相対磁極組成一相， 即有A-A\ B-B\ C-C三相，磁極上繞有勵(lì)磁繞組。假定轉(zhuǎn)子具有均勻分布的四個(gè)齒，當(dāng) A、B、C三個(gè)磁極的繞組依次通電時(shí)，則A、B、C三對磁極依次產(chǎn)生磁場吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 25?步進(jìn)電機(jī)步距角：a =360 / （zm） z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)，m—運(yùn)行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整 數(shù)倍，即m二KN （N為電動(dòng)機(jī)的相數(shù),單拍時(shí)

8、K二1,雙拍時(shí)K二2） 26?步進(jìn)電機(jī)功放電路：單電壓功率放大電路、高低壓功率放大電路、恒流源功率放大電路、 斬波恒流功率放大電路、調(diào)頻調(diào)壓功放電路。 27?脈寬調(diào)制直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（PWM）原理：當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓U時(shí)就可得到一定 寬度與U成比例的脈沖方波來給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞 冋路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。 2&交流電機(jī)矢量控制：就是要同時(shí)控制電動(dòng)機(jī)輸入電流II的幅值和相位q>,以得到交流電 動(dòng)機(jī)的最佳控制。 29?從控制的角度出發(fā)，微機(jī)應(yīng)能滿足具有較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲(chǔ)容量、完善的輸 入/輸出通道和實(shí)時(shí)

9、時(shí)鐘等要求。（從不同的被控制對象角度而言，還應(yīng)考慮幾個(gè)特殊要求： 字長、速度、指令。） 30?微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)：小型化、超小型化，具有一般計(jì)算機(jī)的信息處理、計(jì)測、控制 和記憶功能，價(jià)格低廉，且可靠性高、耗電少。選用要點(diǎn)：不同領(lǐng)域可選用不同品種、不同 檔次的微機(jī)。4位機(jī)常用于較簡單、規(guī)模較小的系統(tǒng)，16位和32位機(jī)及64位機(jī)主要用于較 共69 頁第 3頁 復(fù)雜的大系統(tǒng)，8位機(jī)則用于中等規(guī)模的系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用范圍廣，不但用于簡單小系統(tǒng), 而且不斷被復(fù)雜大系統(tǒng)所應(yīng)用。 31?單片機(jī)具有：功能全、體積小、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。 32?機(jī)電一體化對檢測傳感器的基本要求：（1）體積小、

10、重量輕、對整機(jī)的適應(yīng)性好；（2） 精度和靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、信噪比高；（3）安全可靠、壽命長；（4）便于與計(jì)算 機(jī)連接；（5）不易受被測對象的影響，也不影響外部環(huán)境；（6）對環(huán)境條件適應(yīng)能力強(qiáng)；（7） 現(xiàn)場處理簡單、操作性能好；（8）價(jià)格便宜。 33?穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)包括：使系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到技術(shù)要求、執(zhí)行元件的參數(shù)選擇、功率的匹 配及過載能力的驗(yàn)算、各主要元部件的選擇與控制電路設(shè)計(jì)、信號的有效傳遞、各級增益的 分配，各級之間阻抗的匹配和抗干擾措施等，并為后面動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的校正補(bǔ)償裝置的引入留 有余地。 34?動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)包括：設(shè)計(jì)校正補(bǔ)償裝置，使系統(tǒng)滿足動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)要求；通常要進(jìn)行計(jì)

11、算機(jī) 仿真，或借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。 35.機(jī)電一體化伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)就是要從兩頭入手，即首先從系統(tǒng)應(yīng)具有的輸出能力及 36?工業(yè)機(jī)器人一般由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)等組 成。 37?工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)：握取重量、運(yùn)動(dòng)速度、自由度、定位精度、程序編制與存 儲(chǔ)容量。 38?自由度：確定工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器在運(yùn)動(dòng)空間的位置和姿態(tài)的、獨(dú)立的變化參數(shù)就 是工業(yè)機(jī)器人的自由度。一般具有4、6個(gè)自由度即滿足使用要求。 39?工業(yè)機(jī)器人按坐標(biāo)形式分為：直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、極坐標(biāo)型、SCARA型、多關(guān)節(jié) 型。 41、 繪制由光電編碼器等組成的工作臺(tái)閉

12、環(huán)伺服系統(tǒng)框圖。 42、 有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給三相六拍通電的步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組，測得 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min,已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，求： （1） 、步進(jìn)電機(jī)的步距角 （2） 、脈沖電源的頻率 43、如圖所示的機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，減速機(jī)構(gòu)為兩級減速箱，已知齒輪齒數(shù)之比為Z2/Z1二3, Z4/Z3二5,減速機(jī)構(gòu)的效率為口二0.92,各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1 =29. 4Nm2 ,J2 =78. 4Nm2 J3 =49Nm2 ,J4 =196Nm2 ,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm二294Nm2 ,負(fù)載慣量JL =450. 8Nm2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2二470Nm ,試求：

13、 （1）、折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 （2）、折算到電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 1. 機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵是微電子技術(shù)和 機(jī)械技術(shù) 滲透過程中形成的一個(gè)新概念。 2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）是機(jī)械和微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。 3. 工業(yè)三大要素是物質(zhì)、能量、信息；機(jī)電一體化工程研究所追求的三大目標(biāo)是：省能源、 省資源、智能化。 4. 機(jī)電一體化研究的核心技術(shù)是接口問題。 5. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）構(gòu)成的五大部分（或子系統(tǒng)）是：機(jī)械系統(tǒng)、電子信息處理系 統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)。 6. 機(jī)電一體化接口按輸入/輸出功能分類機(jī)械接口、物理接口、信息接口、環(huán)境接口 7. 機(jī)電一體化系

14、統(tǒng)（產(chǎn)品）按設(shè)計(jì)類型分為：開放性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)。 8. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）按機(jī)電融合程度分為：機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī) 電組合法。 9. 機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能、控制功能基礎(chǔ)上引入 微電 子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。 10?機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三大功能應(yīng)具有的兩大重要特征（轉(zhuǎn)換作用方式）：以能源轉(zhuǎn)換為主 和以信息轉(zhuǎn)換為主 11. 絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式有：螺母固定絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)、絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)、螺 母轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿移動(dòng)、絲桿固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)四種形式。 12?滾珠絲杠副按螺紋滾道截面形狀分為

15、單圓呱和雙圓弧兩類；按滾珠的循環(huán)方式分為內(nèi)循 環(huán)和外循環(huán)兩類。 13?滾珠絲杠副軸向間隙調(diào)整與預(yù)緊的基本方法有：雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差預(yù)緊 調(diào)整、雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊、彈簧自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊四種方式。 14?滾珠絲杠副常選擇的支承方式有：單推一單推式、雙推一雙推式、雙推一簡支式、雙推 一自由式。 15. 機(jī)電一休化系統(tǒng)（產(chǎn)品）常用齒輪傳動(dòng)形式冇定軸輪系、行星輪系和諧波輪系三種形式。 16. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)中，常用的傳動(dòng)比分配原則有：重量最輕原則、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最 小原則、傳動(dòng)精度最優(yōu)原則等。 17. 常用導(dǎo)軌副的截面形式有：三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌、圓形導(dǎo)軌四種形式。

16、18?導(dǎo)軌剛度主要指：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度和局部剛度。 19. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中，?？蛇x擇的執(zhí)行元件：電磁式、液壓式、氣壓式和其他形 式的執(zhí)行元件。 20. 電動(dòng)機(jī)的工作特性分為恒轉(zhuǎn)矩工作和恒功率工作兩個(gè)階段，其轉(zhuǎn)折點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和功率分別 稱為：額定轉(zhuǎn)速和額定功率；伺服電動(dòng)機(jī)用于調(diào)速控制時(shí)，應(yīng)該工作在恒轉(zhuǎn)矩階段。 21. 步進(jìn)電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式可分為：反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī) 三種。 22. 步進(jìn)電機(jī)的工作方式有：單拍工作方式和倍拍工作方式。 23. 步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)控制精度主要由步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和工作方式?jīng)Q定的；為了進(jìn)一步提 共69 頁第 7頁 高步

17、進(jìn)電機(jī)的控制精度，可以采用細(xì)分電路來提高控制精度。 24. 依據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作原理，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制電路主要由：方向控制電路、環(huán)形分配 電路、驅(qū)動(dòng)放大電路等組成。 25. 機(jī)電一體化系統(tǒng)中，常用的微型計(jì)算機(jī)類型有：單片機(jī)控制系統(tǒng)、 單板機(jī)控制系統(tǒng)、 工業(yè)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)三種。 26. 提高機(jī)電一體化控制系統(tǒng)工作可靠性的措施主要有：隔離技術(shù)、屏蔽技術(shù)和濾波技術(shù) 27. 常用傳感器主要分為模擬信號檢測傳感器、數(shù)字信號檢測傳感器、開關(guān)信號檢測傳感 器三種形式。 28. 機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析設(shè)計(jì)方法主要有穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法兩種 29. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的負(fù)載分析中，常見的典

18、型負(fù)載形式有：慣 載、內(nèi)力負(fù)載、彈性負(fù)載、摩擦負(fù)載等。 30. 在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)負(fù)載和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的等效中，遵循的基本原則是能量守 簡述題 1. 機(jī)電一體化技術(shù)（或產(chǎn)品）的定義。 在機(jī)械的主功能，動(dòng)力功能，信息功能，控制功能基礎(chǔ)上引入微電子技術(shù)， 電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)的結(jié)合所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。 2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的是什么？ 主要目的：增加機(jī)械系統(tǒng)或產(chǎn)品的附加值和自動(dòng)化程度。 3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的主要構(gòu)成單元或組成部分有哪些？ 機(jī)械系統(tǒng)，電子信息處理系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)，執(zhí)行控制系統(tǒng) 4. 簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的機(jī)電結(jié)合（融合）設(shè)計(jì)方法。 機(jī)

19、電結(jié)合設(shè)計(jì)方法是將個(gè)組成要素有機(jī)的結(jié)合為一體而構(gòu)成專用或通用的 之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分 5. 簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的機(jī)電組合設(shè)計(jì)方法，特點(diǎn)是什么？。 5、簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的機(jī)電組合設(shè)計(jì)方法，特點(diǎn)是什么？。 共69 頁第 7頁 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電組合設(shè)計(jì)方法是將用結(jié)合法制成的功能部件，功能模塊，像積木那樣 組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)，特點(diǎn)是可以縮短設(shè)計(jì)與研制周期，節(jié)約工裝設(shè)備費(fèi)用，且有利 于生產(chǎn)管理，使用和維修。 6. 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中的基本功能和作用是什么？ 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的基本功能是傳遞力/轉(zhuǎn)矩和速度/轉(zhuǎn)速。實(shí)質(zhì)上是

20、一種轉(zhuǎn) 矩，轉(zhuǎn)速變換器。作用是使執(zhí)行原件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達(dá)到合理的匹配 7. 簡答機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)的主要功能，目的，基本要求。 功能：傳遞力/轉(zhuǎn)矩和速度/轉(zhuǎn)速 0的：使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達(dá)到合理的匹配。 基本要求：轉(zhuǎn)動(dòng)間隙小，精度高，體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。 8. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的機(jī)械部分與一般機(jī)械系統(tǒng)相比，應(yīng)具備哪些特殊要求？ 1 ?較高的定位精度。2?良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性一響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，收斂時(shí)間合理。3o無間隙, 低摩擦，低慣量，大剛度。4O高的消振頻率，合理的阻尼比 9. 簡述滾珠絲杠傳動(dòng)裝置的組成，結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。

21、滾珠絲杠傳動(dòng)裝置的組成由帶螺旋槽的絲桿，螺母，滾動(dòng)元件，回珠裝置組成。 結(jié)構(gòu)：絲桿輕動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠螺紋滾道滾動(dòng)，為阻止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽 兩端沒冇滾珠冋程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返冋通道，從而形成滾珠滾動(dòng)的閉合通路。 應(yīng)用特點(diǎn)：阻尼小，傳動(dòng)效率高，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適應(yīng)大剛度傳遞，可實(shí)現(xiàn)無間隙工作， 不能自鎖 10. 試分析齒輪傳動(dòng)中，定軸傳動(dòng)、行星傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)的組成與傳動(dòng)特點(diǎn)。 定軸傳動(dòng)由圓柱齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪傳動(dòng)，蝸桿蝸桿傳動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單。傳遞可靠，用 幾何特性來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。行星傳動(dòng)主要是由傳動(dòng)齒輪，定位齒輪，行星輪和行星架組成。特點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比更

22、大，幾何特性+機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理來實(shí)現(xiàn)。諧波傳動(dòng)主要又鋼輪，柔 輪，波發(fā)生器組成。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，充分發(fā)揮材料的特性，傳動(dòng)比可大， 也相當(dāng)可靠，兒何特性+材料彈性變化特性實(shí)現(xiàn)傳動(dòng) 共69 頁第 8頁 11 ?滾動(dòng)導(dǎo)軌副應(yīng)達(dá)到的基本要求。 高的導(dǎo)向精度，高的耐磨性，足夠的剛度，良好的工藝性 12. 導(dǎo)軌的剛度所包含的主要內(nèi)容有哪些？以及各部分對導(dǎo)軌副的導(dǎo)向精度影響如何？ 靜剛度一抵抗恒定載荷的能力。動(dòng)剛度一抵抗變變載荷的能力。每一類剛度都包括：結(jié)構(gòu)剛 度，接觸剛度，局部剛度 13. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對執(zhí)行元件的基木要求是什么？ 1慣量小，動(dòng)力大。2體積小，重量輕。3

23、安裝方便，便于維護(hù)。4易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制 14. 機(jī)電一體化系統(tǒng)対伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求 1性能密度大。2快速響應(yīng)性好。3位置控制與速度控制精度高，調(diào)速范圍大，低速平穩(wěn)性 好，分辨率高以及振動(dòng)噪音小。4能適應(yīng)頻繁啟動(dòng)，可靠性高，壽命長。5易于與計(jì)算機(jī)對 接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制 15 ?常用伺服電動(dòng)機(jī)有哪些工作特點(diǎn)？ 2個(gè)工作區(qū)。1恒轉(zhuǎn)矩工作區(qū)，2恒功率工作區(qū) 16. 對于伺服電動(dòng)機(jī)半閉環(huán)控制系統(tǒng)而言，控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成有哪些？ 主要是指令控制器，反饋調(diào)節(jié)器，功率放大與整形電路，執(zhí)行元件 17. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)的基本要求是什么？ 提高驅(qū)動(dòng)信號，控制有效，可靠性，整形抗干擾

24、電路 18?簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對檢測傳感器的基本要求。 1體積小，重量輕，適應(yīng)性好。2精度和靈敏性高，響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，信噪比高。3安全 可靠，壽命長。4便于與計(jì)算機(jī)對接。5不易受被檢測對象和外部環(huán)境的影響。6環(huán)境適應(yīng) 能力強(qiáng)。7現(xiàn)場安裝處理簡單，操作方便。8價(jià)格便宜 19.簡答通用微機(jī)控制系統(tǒng)核心部件，通用微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)。 通用微型計(jì)算機(jī)的核心部件為可編程控制器和工業(yè)計(jì)算機(jī)。 構(gòu)成;控制系統(tǒng)以通用微型計(jì)算機(jī)為核心，設(shè)計(jì)專用或選用通用的集成IC芯片，接口電路， 執(zhí)行元件，傳感器，以及相互合理匹配元件，組成具有較好通用能力的控制器。軟件采用通 共69 頁第 9頁

25、用平臺(tái)軟件系統(tǒng)。 20?簡答專用微機(jī)控制系統(tǒng)核心部件，專用微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)。 核心部件為單片機(jī)和單板機(jī) 構(gòu)成由專用IC芯片，接口電路，執(zhí)行元件，傳感器相互合理匹配成專用控制器。 特點(diǎn)：軟件采用專用機(jī)器代碼或語言，可靠性強(qiáng)，成本低，但適應(yīng)能力差，用于大批量生產(chǎn) 的機(jī)電一體化產(chǎn)品 21. 光電隔離電路的組成有哪些？主要作用是什么？ 主要由光耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件輸入電路，光源，光敏元件，輸出放大電路組成 作用：1可將輸入輸出兩部分的供電電源和電路的地線分離。2可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)要求 的電平輸出，從而具有初級功率放大作用。3提高對負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力 22?機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，

26、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的目的和基本要求是什么？ 目的：實(shí)現(xiàn)指令信號和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)信號之間的有效匹配。要求：信號類型轉(zhuǎn)換，能量放人，質(zhì) 量的保證 23. 研究機(jī)電一體化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法的主要冃的是什么？ 主要目的是使控制被控制對象能完成所需要的機(jī)械運(yùn)動(dòng)即進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，動(dòng)力學(xué)分 析以及計(jì)算，保障整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體性能 24. 在機(jī)電-體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)中，分析研究機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載和慣性特征，進(jìn)行等效負(fù)載 和慣 原則：能量守恒。目的:為使選擇的執(zhí)行軟件與被控對象的固有參數(shù)相匹配,將輸出軸個(gè)部 分的慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)換到執(zhí)行元件的輸出端，以便確定執(zhí)行元件。 25. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的目的

27、是什么？ 機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的冃的；在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，過度過程的品 質(zhì)，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定精度，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo)參數(shù)。 26. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究的主要性能指標(biāo)參數(shù)有哪些？ 主要有：響應(yīng)時(shí)間，超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)誤差，收斂時(shí)間。振蕩次數(shù)，過度時(shí)間的位置誤差。（動(dòng) 共69 頁第 10頁 態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差等) 三、分析論述題 1. 簡述如圖2所示死杠螺母傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。P24 A：結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)精度高。螺母支撐絲桿可消除軸向躥動(dòng)， 剛性較差。B：結(jié)構(gòu)緊湊，絲桿剛性較高，要限制螺母移動(dòng)，需 導(dǎo)向裝置。C：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間較大，傳動(dòng)時(shí)間需限制螺母 移動(dòng)和絲桿轉(zhuǎn)

28、動(dòng)。D：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，絲桿剛性較高，但使用 不方便，使用較少。 2. 試分析單圓弧軌道和雙圓弧軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(設(shè)計(jì)、制造、使用與維護(hù)) P25 單圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度由加工質(zhì)量保證，軸向間隙小，無軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊 能力，加工困難，加工精度要求高，成本高，一般在輕載條件下工作。 雙圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，存在軸向間隙，加工質(zhì)量易于保證，在使用雙螺母結(jié)構(gòu)的條件下， 具有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，傳遞精度高。 圖1絲杠螺母傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式 10. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中，敘述所增加PID調(diào)節(jié)器內(nèi)各壞節(jié)的調(diào)節(jié)特點(diǎn)，試分析控 制系統(tǒng)中增加PID調(diào)節(jié)器的主要作用是什么？ 答：

29、①比例(P)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)作用的大小主要取決于增益KP(比例系數(shù))的大小。KP越大，作用 越強(qiáng)，但是存在調(diào)節(jié)誤差，且KP太大會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。②積分⑴調(diào)節(jié)：可以減少或消除 誤差，但積分調(diào)節(jié)器響應(yīng)較慢。③比例一積分調(diào)(PI)節(jié)：既客服了單純比例調(diào)節(jié)有調(diào)節(jié)誤差 的缺點(diǎn)，又避免了積分環(huán)節(jié)響應(yīng)慢的弱點(diǎn)，既能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，又能改善其動(dòng)態(tài)性能。 ④比例一積分一微分(PID)調(diào)節(jié)： 主要作用：不但能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能也能改善其動(dòng)態(tài)性能，但是，由于它含有微分作 用，在噪聲比較大或要求響應(yīng)快的系統(tǒng)中不宜采用；PID調(diào)節(jié)器能使閉環(huán)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，其 共69 頁第 11頁 動(dòng)態(tài)性能也比用PI調(diào)節(jié)器時(shí)更好。

30、 機(jī)電一體化系統(tǒng)習(xí)題答案 第一章 思考與練習(xí)題一 一.名詞解釋 1. 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新 興邊緣性技術(shù)學(xué)科。 二.簡答題 1. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成部分主要分為哪兒種？ 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)主要分為：機(jī)械本體、動(dòng)力部分、測試傳感部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制性處理單元以及接口等部分組成。 2. 接口技術(shù)的作用？ 答：是系統(tǒng)中各單元和壞節(jié)之間進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的連接界面，是外設(shè)和數(shù)控裝置之間的橋梁。 其功能為：變換、放大和傳遞。 第二章 思考題1 一. 名詞解釋 1. 誤

31、差：是對某一特定的物理量進(jìn)行度量時(shí)，所測得數(shù)值與真值得差值。 2. 準(zhǔn)確度：通常用來反映系統(tǒng)的測量值與真值的近似程度，反映了系統(tǒng)誤差的大??； 精密度：是從隨機(jī)誤差的角度來反 映系統(tǒng)的測量值與真值的近似程度；精確度則是系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合反映。 3. 傳動(dòng)精度：是指機(jī)械傳動(dòng)鏈單向傳動(dòng)時(shí)，其輸入端與輸出端瞬時(shí)傳動(dòng)比的實(shí)際值與理論值之差。 4. 裝配精度：是是指不同零件或不見按照特定要求組裝成具有一定功能的綜合精度，包括零件或不見的相對位置精度、運(yùn) 動(dòng)精度、接觸精度。 5. 機(jī)床加工精度：是一項(xiàng)綜合型精度指標(biāo)，即指機(jī)床在加工工件時(shí)所能達(dá)到的精確度。 6. 機(jī)床定位精度：是指機(jī)床或儀器

32、主耍部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所能達(dá)到的實(shí)際位置的精度。（是一個(gè)具有綜合性質(zhì)的精度指標(biāo)，其 定位形式大致可分為手動(dòng)定位、自動(dòng)間歇定位和連續(xù)定位三種形式。） 二. 簡答題 1. 機(jī)械系統(tǒng)在機(jī)電一體化屮的作用？ 答：機(jī)械系統(tǒng)在機(jī)電一體化中起著傳遞功率、支撐、連接、執(zhí)行的功能。 2. 機(jī)床精度與機(jī)床加工精度有什么不同？（判斷） 答：二者的概念Z間有一定的區(qū)別，機(jī)床加工精度是指在加工吋體現(xiàn)出來的精度，與機(jī)床設(shè)備本身使用的時(shí)間年限、加工時(shí) 的切削力、環(huán)境溫度等都有關(guān)系，而機(jī)床精度所描述的是機(jī)床的原始精度，不考慮上述這些情況。 4. 什么是六點(diǎn)定位原理？ 答：任何一個(gè)物體在三維空間中，相對三個(gè)互相垂

33、直的坐標(biāo)系OXYZ來說，都有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo) 軸的移動(dòng)，以、、G表示，及繞著X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，用5、y > 9表示，如圖所示。如果說某物體在某一方向上的 自由度被限制住了，實(shí)際上是說該物體在該方向上有了一個(gè)確定的位置。當(dāng)物體的六個(gè)自由度完全被限制住時(shí).該物體在坐 標(biāo)系中的位置也就完全被確定了，也就是我們所說的六點(diǎn)定位原理。 5. 機(jī)械系統(tǒng)的組成部分主要有哪些？ 答：一般由減速裝置、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動(dòng)部件以及連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等非線性傳動(dòng)部件、導(dǎo)向 支承部件、旋轉(zhuǎn)支承部件、軸系及架體等機(jī)構(gòu)組成。 6. 舉例說明，為什么有些零件在加工是不需耍六點(diǎn)定位？

34、 答：由六點(diǎn)定位原理可知，一個(gè)零件在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)完全定位需要限定六個(gè)自由度。但是在一些特定環(huán)境下，沒有必要去 限定六個(gè)自由度。例如，在銃床上銃削軸類零件的鍵槽時(shí)，繞軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度就沒有必要限定，因?yàn)閺亩嗣嫔蟻砜? 所得到的圓是關(guān)于過軸線的任意一個(gè)平面對稱的。 思考與練習(xí)題2 二?簡答題 1. 常見的機(jī)械傳動(dòng)主要有什么？機(jī)械傳動(dòng)的作用？ 主要有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系減速器及機(jī)械無極變速傳動(dòng)、連桿傳動(dòng)、凸輪傳動(dòng)、棘輪傳 動(dòng)、槽輪傳動(dòng)和不完全齒輪傳動(dòng)等等。 作用：某種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)既可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的變換，也可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的變化，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳動(dòng)。 2.

35、簡述傳動(dòng)比的分配原則？ 答：(1)重量最輕原則 ⑵輸出軸轉(zhuǎn)角謀差最小原則 (3) 等效傳動(dòng)慣量最小原則 3. 舉例說明各類支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？(判斷) 答:(1).圓柱支撐 優(yōu)點(diǎn)：具有較大的接觸衣面，承受載荷較大； 缺點(diǎn)：方向精度和置中精度較差，且摩擦阻力矩較大。 (2) .圓錐支撐 優(yōu)點(diǎn)：承載能力較強(qiáng)，方向精度和置中精度較高；缺點(diǎn)：摩擦阻力矩也較大，置中精度必惻柱支撐好； 缺點(diǎn)：對溫度變化比較敏感，制造成本較高。 (3) .填入式滾動(dòng)支撐 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沒有內(nèi)圈和外圈，僅在相對運(yùn)動(dòng)的零件上加工出滾道面，用標(biāo)準(zhǔn)滾珠散裝在滾道內(nèi)。主要有三種形式。 (4) .球面支撐 (5)

36、.頂針支撐 4. 機(jī)械機(jī)構(gòu)的工藝性主要包括那些內(nèi)容？ 答：機(jī)械結(jié)構(gòu)的工藝性包括毛坯鑄造的工藝性、焊接零件的結(jié)構(gòu)工藝性、零部件的裝配工藝性、零部件的機(jī)械加工工 藝性等幾方面內(nèi)容。 5. 在機(jī)械系統(tǒng)中設(shè)計(jì)選擇構(gòu)件時(shí)，為什么要考慮動(dòng)平衡問題？ 答：如果回轉(zhuǎn)件動(dòng)件的結(jié)構(gòu)不對稱、制造不準(zhǔn)確或材質(zhì)不均勻，都會(huì)使整個(gè)回轉(zhuǎn)件在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生離心力系的不平衡，使 離心力系的合力和合力偶矩不等于零。產(chǎn)生的離心力為F = mnv 2,它的方向隨著回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生周期性的變化， 并在軸承中引起一種附加的動(dòng)力，使整個(gè)機(jī)械產(chǎn)生周期性的振動(dòng)。振動(dòng)容易引起機(jī)械工作精度和可靠性降低，零件材料的疲 勞損壞等。 思考與練

37、習(xí)題3 一. 名詞解釋 1. 軸系零部件：軸、軸承、聯(lián)軸器和離合器及軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)零件組合起來成一個(gè)系統(tǒng)，常稱為軸系零部件。 4. 導(dǎo)軌：導(dǎo)向支承部件的作用是支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)耍求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。這樣的部件通常被稱為導(dǎo)軌 副，簡稱導(dǎo)軌。 二. 簡單題 1. 軸的功能及分類？ 軸是機(jī)械屮的重要零件，功能：支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 分類： (1) 三點(diǎn)支承方式，前后及中間三處均有軸承支承，并且前后的軸承皆為雙列短圓柱滾子軸承。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單，剛度較高， 極限轉(zhuǎn)速較高，承載能力強(qiáng)。 (2) 浮動(dòng)支承方式，只傳遞轉(zhuǎn)矩而不支承彎矩或受彎矩較小，兩支點(diǎn)并不固定。

38、(3) 定軸心的兩支點(diǎn)傳動(dòng)軸，不近承受轉(zhuǎn)矩，而且還承受彎矩和軸向力。 4. 零件在軸上固定時(shí)，什么吋候采用軸肩固定、什么時(shí)候采用套筒固定？ 為了使零件端面與軸肩能很好地貼合，軸上圓角半徑r應(yīng)比軸上零件孔端的圓角半徑R或倒角高度C稍微小些時(shí)用軸 肩固定。 當(dāng)軸上兩個(gè)零件相距不人時(shí)，常采用套筒作軸向固定。作用：能承受較大的軸向力，克服應(yīng)力集中。 5. 導(dǎo)軌副的種類？ 按導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的軌跡分類(1)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副.(2)滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副 6. 對導(dǎo)軌副的基本要求？ 機(jī)電一體化系統(tǒng)對導(dǎo)軌的基本要求是導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性 好等。 弟二早

39、 思考與練習(xí)題1 一.名詞解釋 1?傳感器：是將被測量(包括各種物理量、化學(xué)量和生物量等)變換成系統(tǒng)可識別的、與被測量有確定對應(yīng)關(guān)系的右用電信號 的一種裝置。 2. 感應(yīng)同步器：感應(yīng)同步器是一種電磁位置檢測元件，感應(yīng)同步器是利用電磁感應(yīng)原理把兩個(gè)平面繞組間的位移量轉(zhuǎn)換成電 信號的一種位移傳感器。 3. 感應(yīng)同步器的鑒相方式：是通過檢測感應(yīng)電壓的相位來測量位移(判斷) 4. 感應(yīng)同步器的鑒幅方式：是通過檢測感應(yīng)電壓的幅值來測量位移(判斷) 思考與練習(xí)題2 一.名詞解釋 1. 光柵:是在透明的玻璃板上，均勻地刻出許多明暗相間的條紋，或在金屬鏡面上均勻地劃出許多間隔相等的條紋，通

40、常 線條的間隙和寬度是相等的。 / 2.莫爾條紋：如果把兩塊柵距“相等的光柵平行安裝，且讓它們的刻痕之間有較小的夾角0時(shí)，這時(shí)光柵上會(huì)出現(xiàn)若 就是莫爾條紋。它們沿著與光柵條紋幾乎垂直的方向排列. * 六十進(jìn)制 十進(jìn)制 二進(jìn)制 丁條明暗相間的間隔相等的粗大條紋， 道線光肌 分類：pt量光柵Y 光柵J 「 圓光柵Y 物理光柵 1. 簡述光柵莫爾條紋的特點(diǎn) (1) ?用平行光束照射時(shí)，莫爾條紋由亮帶到暗帶，再由暗帶到亮帶,透過的光強(qiáng)度為正弦分布. (2) .起位移放大作用 ⑶漠爾條紋的位移與光柵的移動(dòng)成比例。 (4) .起平均謀差的作用 思考與練習(xí)題3 1. 什

41、么是碼盤式編碼器？ 碼盤式編碼器也稱為絕對編碼器，它將角度轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，能方便地與數(shù)字系統(tǒng)(如微機(jī))聯(lián)接。 碼盤式編碼器按其結(jié)構(gòu)可分為接觸式、光電式和電磁式三種，后兩種為非接觸式編碼器。 5. 檢測電路主要包括哪個(gè)部分？ 磁柵檢測電路包括：磁頭勵(lì)磁電路、讀取信號的放大、濾波及辨向電路，細(xì)分內(nèi)插電路，顯示及控制電路等各個(gè)部分。 思考與練習(xí)題5 一.名詞解釋 1.霍爾效應(yīng) 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場屮，當(dāng)有電流流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍 爾效應(yīng)。 3. 熱電效應(yīng) 將兩種不同成分的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合冋路，如圖3.36所示，當(dāng)閉合冋路的兩個(gè)接點(diǎn)

42、分別置于不同的溫度場中，冋路中 產(chǎn)生一個(gè)方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)的電動(dòng)勢，這種效應(yīng)稱為“熱電效應(yīng)S 圖3.36熱電偶的組成 共69 頁第 20頁 二.簡答題 1.簡述直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理。 直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理與普通直流發(fā)電機(jī)相同。圖3.20所示為電磁式直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理圖。 圖3.20直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理 在恒定磁場中，旋轉(zhuǎn)的電樞組切割磁通，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由電刷兩端引出的電樞電壓為: 空載運(yùn)行時(shí)，電樞電流厶=0,直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓就等于電樞感應(yīng)電動(dòng)勢，B|j： 輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。 負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞電流

43、/ H0,若不計(jì)電樞反應(yīng)的影響，不計(jì)電刷接觸壓降，直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為: a U U = E - I R = E -R — a a a a a Rl 把式上兩式結(jié)合，整理后得： C（f>n U =—-——=Cn R 1 + — R. 在理想情況下，系數(shù)c中的參數(shù)均為常數(shù)，因而從式中可以看出測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與轉(zhuǎn)速嚴(yán)格成正比。 2. 簡述霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理。 假設(shè)薄片為N型半導(dǎo)體，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場方向垂直于薄片，加圖3.21所示，在薄片左右兩端通以電流/（稱為 控制電流），那么半導(dǎo)體中的載流子（電子）將沿著與電流/相反的方向運(yùn)動(dòng)。由丁?外磁場B的作用，

44、使電子受到磁場力仇（洛 侖茲力）而發(fā)牛偏轉(zhuǎn)，結(jié)果在半導(dǎo)體的后端面上電子有所積累，而前端面缺少電子，因此后端面帶負(fù)電，前端而帶正電，在 前后端面間形成電場。該電場產(chǎn)生的電場力丘阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)幾與盡相等時(shí)，電子積累達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這時(shí)，在 半導(dǎo)體前后兩端面之間（即垂直于電流和磁場方向）建立電場，稱為霍爾電場陥，相應(yīng)的電勢稱為霍爾電勢5。 圖3.21霍爾原理效應(yīng)圖 由實(shí)驗(yàn)可知，霍爾電勢的大小與激勵(lì)電流/和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與半導(dǎo)體薄片厚度d成反比，即 IB 4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的檢測壞節(jié)有哪幾類？主要可以測量什么？ 根據(jù)被檢測物理量特性的不同，檢測環(huán)節(jié)可分為：

45、 (1) 運(yùn)動(dòng)學(xué)檢測系統(tǒng)：主要完成對位移、速度、加速度和振動(dòng)的檢測； (2) 力學(xué)參數(shù)檢測系統(tǒng)：主要完成對拉力、壓力、彎曲力矩和應(yīng)力的檢測； (3) 其他物理量檢測系統(tǒng)：可對溫度檢測、濕度檢測、酸堿度檢測、聲音檢測和圖像檢測系統(tǒng)等。 第四章 思考與練習(xí)題 一. 名詞解釋 濾波：所謂濾波，就是從所測量的信號中除去不需要的信號。 二. 簡單題 2. 控制系統(tǒng)中常用的輸入裝置有哪些？ 常用的輸入裝置是鍵盤.各種開關(guān)和接口電路等。 3. 共陽極和共陰極的LED有何不同之處？ 答:LED數(shù)碼管顯示器共陰極的接法是發(fā)光二極管的陰極接地，當(dāng)數(shù)碼管的筆劃發(fā)光二極管的陽極為高電平吋，該筆劃

46、被 點(diǎn)亮。共陽極的接法是發(fā)光二極管的陽極接高電平，當(dāng)數(shù)碼管的筆劃發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，該筆劃被點(diǎn)亮?？俍, 主要區(qū)別在于LED數(shù)碼管的接法和驅(qū)動(dòng)筆劃的數(shù)據(jù)電平的不同。 4. 控制系統(tǒng)主耍有哪些部分組成？ 機(jī)電一?體化的控制系統(tǒng)一般由數(shù)控裝置、輸入、輸出裝置、接口、功率放大電路等幾部分組成。 5. 控制系統(tǒng)中的信息顯示主要的方法是什么？ 方法分為： (1) 用CRT顯示信息，利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和有關(guān)語言丁具提供的顯示功能調(diào)用或命令語句實(shí)現(xiàn)信息的顯示。 (2) 用數(shù)碼管顯示，用專用的顯示電路和專用的顯示程序。 6?矩陣式鍵盤工作原理？ 矩陣式鍵盤由一組行線(力)與一組列線(馮

47、交叉構(gòu)成，按鍵位于交叉點(diǎn)上，為對各個(gè)鍵進(jìn)行區(qū)別，可以按一定規(guī)律分 別為各個(gè)鍵命名鍵號。 將列線通過上拉電阻接至+5V電源，當(dāng)無鍵按下時(shí)，行線與列線斷開，列線呈高電平。當(dāng)鍵盤上某鍵按下時(shí)，則該鍵對 應(yīng)的行線與列線被短路。 第五章 思考與練習(xí)題2 二?簡答題 1.步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速包括哪幾個(gè)方而的控制？如何控制？ ? 1)步進(jìn)電機(jī)速度控制 控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度，實(shí)際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出步進(jìn)脈沖的頻率或者換相的周期。 系統(tǒng)可用兩種辦法來確立步進(jìn)脈沖的周期： 一種是軟件延時(shí)：通過延時(shí)子程序的方法來實(shí)現(xiàn)的，它占有CPU時(shí)間。 另一種是用定時(shí)器方法：是通過設(shè)置定時(shí)時(shí)間常數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)的。

48、 2)步進(jìn)電機(jī)的加減速控制 一般用微機(jī)控制系統(tǒng)的加減速，控制吋需準(zhǔn)備下列數(shù)據(jù)：①加減速的斜率；②加速過程的總步數(shù)；③恒速運(yùn)行總步數(shù); 共69 頁第 17頁 ④減速運(yùn)行的總步數(shù)。 2. 簡述三相單三拍或者三相雙三拍工作原理（任選其一）。 （一）以三相單三拍為例： 當(dāng)A相繞組通人直流電流心時(shí)，由于磁力線力圖通過磁阻最小的路徑，轉(zhuǎn)子將受到磁阻轉(zhuǎn)矩的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 到其軸線與A相繞組軸線相重合的位置時(shí)，磁阻轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子停留在該位置，如圖5.8a所示。 如果A相繞組不斷電，轉(zhuǎn)子將一直停留在這個(gè)平衡位置，稱為“自鎖二要使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以將A相繞組斷電，而 使B相繞組通電。這樣轉(zhuǎn)子就

49、會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30。，到其軸線與B相繞組軸線相重合的位置，如圖5.8b所示。 繼續(xù)改變通電狀態(tài)，即使B相繞組斷電，C相繞組通電，轉(zhuǎn)子將繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30。，如圖5.8c所示。 如果三相定子繞組按照A-C-B順序通電，則轉(zhuǎn)子將按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。上述定子繞組的通電狀態(tài)每切換一次稱為“一 拍"，其特點(diǎn)是每次只有一相繞組通電。每通入一個(gè)脈沖信號，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一-個(gè)角度，這個(gè)角度稱為步距角。每經(jīng)過三拍完成 —次通電循環(huán)，所以稱為“三相單三拍”通電方式。 （二）以三相雙三拍為例： m I 快妍弗軸焜酸（三三帕、 三相雙三拍運(yùn)行方式的通電順序是AB-BC-CA-ABo由于每拍都有兩相繞組

50、同時(shí)通電、如A、B兩相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子齒極 1、3受到定子磁極A、X的吸引、而2、4受到B、Y的吸引，轉(zhuǎn)子在兩者吸力相平衡的位置停止轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖la所示。下一 拍B、C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子將順時(shí)針轉(zhuǎn)過30。，達(dá)到新的平衡位置，如圖lb所示。再下一拍C、A相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子將再順時(shí)針 轉(zhuǎn)過30。，達(dá)到新的平衡位置，如圖lc所爾。可見這種運(yùn)行方式的步距角也是30。。3.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制是如何來實(shí)現(xiàn)的？ 包括哪幾部分？ 答：步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)是通過弱電驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電來實(shí)現(xiàn)的。 其中步進(jìn)電機(jī)的弱電部分實(shí)現(xiàn)了頻率、數(shù)量和方向的變化，主要包括脈沖混合電路、加減脈沖分配電路、加減速電路和 環(huán)形分配器四個(gè)部分。 思考與練習(xí)題3

51、 ? 一?名詞解釋 2. 脈寬調(diào)制：所謂脈寬調(diào)制，就是使功率晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)頻率恒定，用改變開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的方法來調(diào)整 晶休管的輸出。使電機(jī)兩端得到寬度隨時(shí)間變化的電壓脈沖。當(dāng)開關(guān)在單周期內(nèi)的導(dǎo)通吋間隨時(shí)間發(fā)生連續(xù)地變化吋，電機(jī) 共69 頁第 18頁 電樞得到的電壓的平均值也隨時(shí)間連續(xù)地發(fā)生變化，而由于內(nèi)部的續(xù)流電路和電樞電感的濾波作用，電樞上的電流則連續(xù)地 改變，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 思考與練習(xí)題4 一. 填空題 1. 變頻調(diào)速的主要環(huán)節(jié)是為電機(jī)提供頻率可變電源的（變頻器），主要分為（交一交變頻）和（交一直一交）變頻兩種。 2. 交流伺服電機(jī)主要分為冰磁同

52、步伺服電機(jī)）和（籠型異步伺服電機(jī)）兩類。 3. 液壓控制系統(tǒng)主要由（動(dòng)力元件）、（執(zhí)行元件）、（控制元件）以及（輔助元件）四個(gè)部分組成。 4. 氣動(dòng)回路的基本控制方式一般有（電氣一氣動(dòng)控制方式）、（全氣動(dòng)控制方式）和（機(jī)械操作方式）三種。 二. 簡答題 3. 試述液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)傳動(dòng)的異同點(diǎn)。 相同點(diǎn)：（1）組成部分都是有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成； ⑵工作原理相似，工作原理都是先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為便丁?輸送的液（氣）壓能，后又將液（氣）壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能做功， 以實(shí)現(xiàn)某種控制。 不同點(diǎn)：（1）匸作介質(zhì)不同，液壓傳動(dòng)的介質(zhì)是液壓油，而氣壓傳動(dòng)的T作介質(zhì)是壓縮空氣。 （2

53、） 氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)比較其元件結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)中不必有回氣管，不污染環(huán)境；氣動(dòng)系統(tǒng)在惡劣工作環(huán)境屮， 安全可靠性優(yōu)丁?液壓系統(tǒng)。 （3） 氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)比較工作壓力較低，輸出功率較小，因此氣信號傳遞的速度慢，不宜用于高速傳遞的回路 中。氣壓傳動(dòng)的壓縮控制，容易使載荷變化使動(dòng)作穩(wěn)定性比液壓介質(zhì)差。 （4） 另外氣壓傳動(dòng)排氣噪聲大，在系統(tǒng)屮需加消聲器。 4. 什么是液壓傳動(dòng)？ 液壓傳動(dòng)控制本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液壓能，后又將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能做功， 以實(shí)現(xiàn)某種控制冃的。 7.試述什么是SPWM調(diào)制 SPWM調(diào)制是用脈沖寬度不等的一系列矩形脈沖去逼近一

54、?個(gè)所需要的電壓信號；它是利用三角波電壓與正弦參考電壓 相比較，以確定各分段矩形脈沖的寬度。 圖5.24為三角波調(diào)制法原理。它利用三角波與參考電壓正弦波相比較，以確定各段矩形脈沖的寬度。在電壓比較器A 的兩輸入端分別輸入正弦波參考電壓"R和頻率與幅值固定不變的三角波電壓如，在A的輸出端便得到PWM調(diào)制電壓脈沖。 PWM脈沖寬度確定可由圖5.24（b）看出。當(dāng)垃0/r時(shí)，A輸出端為高電平，而血刁壓時(shí)，A輸出端為低電平。你與叫的 交點(diǎn)之間的距離隨正弦波的大小而變化.而交點(diǎn)之間的距離決定了比較器A輸出脈沖的寬度，因而可以得到幅值相等而寬 度不等的脈沖調(diào)制信號知。 圖5 24三角波調(diào)制法原理

55、 第7章 工業(yè)機(jī)器人技術(shù) ?—、名詞解釋 ? 1、機(jī)器人：機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能操作機(jī)，這種操作機(jī)具有幾個(gè)軸，能夠借 助可編程操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行各種任務(wù)。 ? 2、兀余自由度：當(dāng)機(jī)器人的自由度數(shù)大于六個(gè)，且有任意六個(gè)關(guān)節(jié)線性無關(guān)吋，我們稱這樣的機(jī)器人為冗余自由度機(jī) 器人。 ? 二、簡答題 ? 1、按照信息輸入形式機(jī)器人主要分為哪幾類？ ? 答：主要有：⑴操縱機(jī)器人（2）程序機(jī)器人（3）示教再現(xiàn)機(jī)器人（4）計(jì)算機(jī)控制工業(yè)機(jī)器人（5）智能機(jī)器人。 ? 2、按坐標(biāo)分類機(jī)器人主要分為哪幾類？ ? 答：主要有（1）直角坐

56、標(biāo)型（2）圓柱坐標(biāo)型（3）球坐標(biāo)型（4）全關(guān)節(jié)型 ? 3、機(jī)器人的機(jī)械部分主要由哪兒部分組成？ ? 答：機(jī)器人的機(jī)械部分是由機(jī)座、腰部、大臂、小臂、腕部、夾持器構(gòu)成。 ? 4、工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成？ ? 答：工業(yè)機(jī)器人是由機(jī)座、手臂、手腕、手指等幾部分組成的，這幾部分構(gòu)成了機(jī)器人的整個(gè)結(jié)構(gòu)部分。 ? 5、機(jī)器人手腕的腕冋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的組合運(yùn)動(dòng)形式？ ?答：主要有俯仰、偏擺、橫滾。 ? 6、機(jī)器人末端夾持器主要分為哪幾類？ ? 答：⑴夾鉗式取料手（2）吸附式取料手（3）專用操作器及轉(zhuǎn)換器（4）仿生多指靈巧手。 ? 7、簡述機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)形式？ ? 答：主要有：直線運(yùn)動(dòng)，例如手臂的

57、伸縮、升降及橫向（或縱向）移動(dòng)；有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，例如手臂的左右回轉(zhuǎn)，上下擺動(dòng); 有復(fù)合運(yùn)動(dòng)的，如直線和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，兩直線運(yùn)動(dòng)的組合，兩回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。 第一章 1- 1試說明較為人們所接受的機(jī)電一體化的含義。P1 機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)， 并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。 1- 2機(jī)4電一休化的目的是什么？ P2 機(jī)電一體化的目的是提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價(jià)值，即多功能、高效率、高可靠性、省 材料省能源，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，從而不斷滿足人們生活的多樣化 和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。 1

58、- 3機(jī)電一體化時(shí)代的特征是什么？ P2 機(jī)電有機(jī)結(jié)合 1- 4何謂機(jī)電一體化技術(shù)革命？ P2 將微型計(jì)算機(jī)等微電子技術(shù)用于機(jī)械并給機(jī)械以“智能”的技術(shù)革新潮流可成“機(jī)電一 體化技術(shù)革命”。 1-7機(jī)電一體化系統(tǒng)由哪些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？ P9 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）要素 功 能 控制器（計(jì)算機(jī)等） 控制（信息儲(chǔ)存、處理、傳送） 檢測傳感器 計(jì)測（信息收集與變換） 執(zhí)行元件 驅(qū)動(dòng)（操作） 動(dòng)力源 提供動(dòng)力（能量） 機(jī)構(gòu) 構(gòu)造 1-8工業(yè)三大要素指的什么？ P12 物質(zhì)、能量和信息 1-9機(jī)電一體化的三大效果是什么？ P12 省能、省資源、智能

59、化 1-11機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的主要評價(jià)內(nèi)容是什么？ P11 1-13根據(jù)不同的接口功能說明接口的種類。 P10 根據(jù)接口的交換、調(diào)整功能分為：①零接口②無源接口③有源接口④智能接口 根據(jù)接口的輸入/輸出功能分為：①機(jī)械接口②物理接口③信息接口④環(huán)境接口 1-14機(jī)電一體化工程與系統(tǒng)工程有何異同？ P16 系統(tǒng)工程 機(jī)電一體化丁?程 產(chǎn)生年代 20世紀(jì)50年代（美國） 20世紀(jì)70年代（日本） 對象 大系統(tǒng) 小系統(tǒng) 機(jī)器 基本思想 系統(tǒng)概念 機(jī)電一體化概念（系統(tǒng)及接口概念） 技術(shù)方法 利用軟件進(jìn)行優(yōu)化、仿真、 鑒定、檢查等 硬件的超精密定

60、位、超精密加工、優(yōu)化設(shè)計(jì)、 微機(jī)控制及仿真等 信息處理系統(tǒng) 大型計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī) 實(shí)例 阿波羅計(jì)劃 銀行在線系統(tǒng) 日本新干線 航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星等 CNC機(jī)床 ROBOT （機(jī)器人） VTR （錄像機(jī)）、DVD 照相機(jī)、攝像機(jī)等 共同點(diǎn) 應(yīng)用計(jì)算機(jī)，具有實(shí)用性、綜合性、復(fù)合性 1-15說明機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想方法。P19 ①計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ②虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì) ③快速響應(yīng)設(shè)計(jì)④綠色設(shè)計(jì) ⑤反求設(shè)計(jì)⑥網(wǎng)絡(luò)合作設(shè)計(jì) 1-16什么是機(jī)電互補(bǔ)法、融合法、組合法？ P12 機(jī)電互補(bǔ)法：又稱取代法，該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品 （系統(tǒng)）中的復(fù)雜

61、機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)。 融合法：它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)），其要 素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。 組合法：它是將結(jié)合法制成的專用或通用功能部件（子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組 合成各個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱組合法。 1-17開發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)有何異同？ P13 開發(fā)性設(shè)計(jì)：它是沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在 質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品（系統(tǒng)）。 變異性設(shè)計(jì)：它是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使 之適應(yīng)于量的方面有所變更的需求。 適應(yīng)性設(shè)計(jì)：它是在總的

62、設(shè)計(jì)方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部 更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng) 性設(shè)計(jì)9以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價(jià)值。 1-19現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比較有何突出特點(diǎn)？ P19 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與用經(jīng)驗(yàn)公式、圖表和手冊為設(shè)計(jì)依據(jù)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不同，它是以計(jì)算 機(jī)為輔助手段進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效方法。其設(shè)計(jì)步驟通常是：技術(shù)預(yù)測-市場需求 -信息分析-科學(xué)類比-系統(tǒng)設(shè)計(jì)-創(chuàng)新性設(shè)計(jì)-因吋制宜的選擇各種具體的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法-機(jī)電 一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量綜合評價(jià)等。 1-20簡述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與并行工程、虛擬設(shè)計(jì)、快速響應(yīng)設(shè)計(jì)

63、、綠色設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)等 的含義。 pi9 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：是設(shè)計(jì)機(jī)電一體化船票（系統(tǒng)）的有力工具。用來設(shè)計(jì)一般機(jī)械產(chǎn)品 的CAD的研究成果，包括計(jì)算機(jī)硬件和軟件，以及圖像儀和繪圖儀等外圍設(shè)備，都可以用于 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，需要補(bǔ)充的不過是有關(guān)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的數(shù)據(jù)、計(jì)算方 法和特殊表達(dá)的形式而已。 并行工程：是把產(chǎn)品（系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)、制造及其相關(guān)過程作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行綜合（并 行）協(xié)調(diào)的一種工作模式。 虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)：是虛擬環(huán)境中的產(chǎn)品模型，是現(xiàn)實(shí)世界中的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的映像。 快速響應(yīng)設(shè)計(jì)：是實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)工程的重要一環(huán)。是企業(yè)面對瞬息萬變的市場環(huán)境，不 斷迅速開發(fā)適應(yīng)市場

64、需求的新系統(tǒng)（產(chǎn)品），以保證企業(yè)在激烈競爭環(huán)境中立于不敗之地的重 要工程。 綠色設(shè)計(jì)：是從并行工程思想發(fā)展而出現(xiàn)的一個(gè)新概念。就是在新系統(tǒng)（產(chǎn)品）的開發(fā) 階段，就考慮其整個(gè)生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，從而減少對環(huán)境的污染、資源的浪費(fèi)、使用 安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。 反求設(shè)計(jì)：反求設(shè)計(jì)思想屬于反向推理、逆向思維體系。 網(wǎng)絡(luò)合作設(shè)計(jì)：是現(xiàn)代設(shè)計(jì)最前沿的一種方法。其核心是利用網(wǎng)絡(luò)工具來匯集設(shè)計(jì)知識、 資源以及知識獲取的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第二章 2- 1設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，常提出哪些要求？ P23 低摩擦、無間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)?/p>

65、阻尼比等要求。 2- 2機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？ P24 傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 2- 3機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？ P24 對工作機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，既要求能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變換，又要求能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的變換；對信息 機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，則主要要求具有運(yùn)動(dòng)的變換功能，只需要克服慣性力（力矩）和各種摩擦 阻力（力矩）及較小的負(fù)載即可。 2- 4簡述絲杠螺母機(jī)構(gòu)的分類及其特點(diǎn)。P25 絲杠螺母機(jī)構(gòu)主要用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這些 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)既有以傳遞能量為主的（如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)龋?，也有以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的（如工 作臺(tái)的進(jìn)給絲杠），還有調(diào)整零件之

66、間相對位置的（如螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）。 2-6絲杠螺母副的組成要素有哪些？ P26 滾珠絲杠副構(gòu)成原理：1 ■反向器；2-螺母；3■絲杠；4.滾珠。 2-7滾珠絲杠副的傳動(dòng)特點(diǎn)？ P26 軸向剛度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高、不易磨損、使用壽命長等特點(diǎn)。 2-9滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？ P32 1、 雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式 2、 雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式 3、 雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式 4、 彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式 5、 單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式 2-13簡述滾珠絲杠副的支承方式及特點(diǎn)？ P34 1單推一單推式：軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時(shí)，預(yù)緊力較大，但軸承壽命比雙推一雙 工弋彳氐O 2雙推一雙推式：該方式適合于高剛度，高轉(zhuǎn)速，高精度的精密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。 3雙推一簡支式：雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于屮速、傳動(dòng) 精度較高的長絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。 4雙推一自由式：軸向剛度和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動(dòng)系 統(tǒng)。 2-15齒輪傳動(dòng)部件的作用有哪些？ P38 傳遞轉(zhuǎn)矩、改變轉(zhuǎn)速、改變轉(zhuǎn)向 2-16各