第一篇：機電一體化課后考試題答案

1試說明較為人們所接受的“機電一體化”的含義。

機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引用微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱 2機電一體化的目的是什么？

是使系統(tǒng)(產(chǎn)品)高附加價值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們生活的多樣化需求和生產(chǎn)的省力化、自動化需求。

4工業(yè)三大要素指的是什么？

物質(zhì)、能量和信息

5什么是機電互補法、融合法、組合法？

機電互補法又稱取代法。該方法的特點是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機械產(chǎn)品（系統(tǒng))中的復(fù)雜機械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補其不足。結(jié)合(融合)法：它是將各組成要素有機結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件(子系統(tǒng))，其要素之間機電參數(shù)的有機匹配比較充分。組合法：它是將結(jié)合法制成的功能部件(子系統(tǒng))、功能模塊，像積木那樣組合成各種機電一體化系統(tǒng)（品），故稱組合法。

6開發(fā)性設(shè)計、變異性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計有何異同？

開發(fā)性設(shè)計：它是沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計原理和要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。變異性設(shè)計：它是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價值。適應(yīng)性設(shè)計：

它是在設(shè)計方案和功能結(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要求。

7機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)的設(shè)計流程

(1)根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(2)系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分(3)接口的設(shè)計(4)綜合評價(或整體評價)(5)可靠性復(fù)查(6)試制與調(diào)試

8設(shè)計機械傳動部件時，為確保機械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，常提出哪些要求及措施？

為確保機械系統(tǒng)的傳動和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計中，常提出無間隙、低摩擦、低慣量精度、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫蟆檫_到上述要求，主要從以下幾方面采取措施：1)采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支承部件； 2)縮短傳動鏈，提高傳動與支承剛度；

3)選用最佳傳動比，以達到提高系統(tǒng)分辨率、減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量，盡可能提高加速能力;4)縮小反向死區(qū)誤差，如采取消除傳動間隙、減少支承變形的措施； 5)改進支承及架體的結(jié)構(gòu)設(shè)計以提高剛性、減少振動、降低噪聲。9 機電一體化系統(tǒng)傳動機構(gòu)的作用是什么？

使執(zhí)行元件與負載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達到合理（最佳）的匹配。10機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對傳動機構(gòu)的基本要求是什么？

傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、傳動轉(zhuǎn)矩大。13絲杠螺母副的組成要素有哪些？

滾珠絲杠螺母機構(gòu)由反向器(滾珠循環(huán)反向裝置)

1、螺母

2、絲杠3和滾珠4等四部分組成。

18簡述滾珠絲杠副的支承方式及其特點。

1，一端雙軸承固定，另一端懸臂，多用于短行程以及垂直傳動2，一端雙軸承固定，另一端單軸承支承（軸向可滑動，彌補熱脹冷縮和安裝誤差），結(jié)構(gòu)簡單，缺點是單軸承端支承剛性差一些。

3，一端雙軸承固定，另一端雙軸承支承（軸向可滑動，彌補熱脹冷縮和安裝誤差），結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，比單軸承端支承剛性好一些。

4，一端雙軸承固定，另一端雙軸承支承（軸向由圓螺母及碟簧預(yù)緊預(yù)拉伸），結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，軸向剛性好一些，高速旋轉(zhuǎn)不易甩動，特別用于水平布置，尤其雙向負載大且跨距大時候用。19齒輪傳動部件的作用有哪些？

1.傳遞扭矩2.改變轉(zhuǎn)速3.改變傳動方向

25已知:有一三級齒輪傳動減速器,如圖所示,z1~z6的轉(zhuǎn)角誤差分別是：

△φ1=0.06弧度/sec、△φ2=△φ3=0.03弧度/sec、△φ4=△φ5=0.015弧度/sec、△φ6=0.01弧度/sec。

減速比分別為：i1=i2=

2、i3=3，則i=12.求其總轉(zhuǎn)角誤差△φmax.解：△φmax=△φ1/i+(△φ2+△φ3)/(i2i3)+(△φ4+△φ5)/ 3+△φ6

=0.06/12+0.06/6+0.03/3+0.01

=0.035(弧度/sec)

26對滾動導(dǎo)軌副的基本要求

1)導(dǎo)向精度2)耐磨性 3)剛度4)工藝性 27試論述機電一體化的發(fā)展趨勢。

答：智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、人格化和自適應(yīng)化。28機電一體化系統(tǒng)對傳動機構(gòu)的基本要求是什么？

答：傳動間隙小、精度高、低摩擦、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、響應(yīng)速度快、傳動轉(zhuǎn)矩大、高諧振頻率以及與伺服電機等其他環(huán)節(jié)的動態(tài)性能相匹配等要求的傳動部件。

30開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變型設(shè)計有何異同

答：開發(fā)性設(shè)計是在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，設(shè)計出質(zhì)量和性能方面滿足目的的要求的新產(chǎn)品，是一種完全創(chuàng)新的設(shè)計。適應(yīng)性設(shè)計是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)，或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價值。變型設(shè)計是在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、功能結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)類型和尺寸等方面進行一些變異，設(shè)計出新產(chǎn)品。32絲杠螺母機構(gòu)的傳動形式及其特點是什么？

答：①螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動并移動。結(jié)構(gòu)簡單，精度較高，但剛性差。只適合行程較小的場合②絲杠轉(zhuǎn)動、螺母移動。結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好，適合工作行程較大的場合。③螺母移動、絲杠移動。機構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用很少。④絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動并移動。結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，但使用不方便，應(yīng)用較少。

34滾珠絲杠副的組成及特點有哪些？

答：由絲杠、螺母、滾珠、反向器組成。特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、無自鎖能力、軸向剛度高、運動平

穩(wěn)。傳動精度高、不易磨損、使用壽命長。

第二篇：機電一體化課后答案

機電一體化（第二版）

課后答案

第一章

1-1.試說明較為人們所接受的機電一體化的含義。

答：機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

1-7.機電一體化系統(tǒng)由哪些基本要素組成？分別實現(xiàn)哪些功能？

答：①.機電一體化系統(tǒng)由計算機、動力源、傳感件、機構(gòu)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五大要素組成。

②.對應(yīng)的五大功能為：控制、動力、計測、構(gòu)造、操作功能。

1-17.開發(fā)性設(shè)計、變異性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計有何異同？

答：

1、開發(fā)性設(shè)計是沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計原理要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品。

2、變異性設(shè)計是在設(shè)計方案和功能結(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。

3、適應(yīng)性設(shè)計是在總的設(shè)計方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。

所有機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計都是為了獲得用來構(gòu)成事物的有用信息。

1-20.簡述計算機輔助設(shè)計與并行工程、虛擬設(shè)計、快速響應(yīng)設(shè)計、綠色設(shè)計、反求設(shè)計等的含義。

答：

1、計算機輔助設(shè)計是設(shè)計機電一體化產(chǎn)品的有力工具，用來設(shè)計一般機械產(chǎn)品的CAD的研究成果。

2、并行工程是把產(chǎn)品的設(shè)計、制造及其相關(guān)過程作為一個有機整體進行綜合協(xié)調(diào)的一種工作模式。

3、虛擬設(shè)計是虛擬環(huán)境中的產(chǎn)品模型，是現(xiàn)實世界中的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的映像，是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的新一代計算機輔助設(shè)計。

4、快速響應(yīng)設(shè)計是實現(xiàn)快速響應(yīng)工程的重要環(huán)節(jié)，快速響應(yīng)工程是企業(yè)面對瞬息萬變的市場環(huán)境，不斷迅速開發(fā)適應(yīng)市場的新系統(tǒng)，快速響應(yīng)設(shè)計的關(guān)鍵是有效開發(fā)和利用各種系統(tǒng)信息資源。

5、綠色設(shè)計是從并行工程思想發(fā)展而出現(xiàn)的一個新概念。綠色設(shè)計就是在新系統(tǒng)的開發(fā)階段，就考慮其整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，從而減少對環(huán)境的污染、資源的浪費、使用安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。

反求設(shè)計是以現(xiàn)代設(shè)計理論、方法和技術(shù)為基礎(chǔ)，運用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有的系統(tǒng)進行剖析、重構(gòu)、再創(chuàng)造的設(shè)計。

第二章

2-10.現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程λ0=6mm、一端的齒輪齒數(shù)為100、另一端的齒輪齒數(shù)為98，當(dāng)其一端的外齒輪相對另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個齒時，試問：兩個螺母之間相對移動了多大距離？

答：Z1=100，Z2=98，ΔS=（2/Z1）*λ0=0.02*6mm=0.12mm

2-16.各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？

答：（1）各級傳動比的分配原則是：①重量最輕原則②輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則③等小傳動慣量最小原則

（2）輸出軸傳動誤差最小原則是：為提高機電一體化系統(tǒng)齒輪傳動的精度，各級傳動比影按先小后大的原則分配，一邊降低齒輪的加工誤差、安裝誤差及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響?？傓D(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，在設(shè)計中最末兩級的傳動比應(yīng)取大一些，并盡量提高最末一級齒輪副的加工精度。

2-19.設(shè)有一諧波齒輪減速器，其減速比為100，柔齒輪數(shù)為100。當(dāng)剛輪固定時，試求該諧波減速器的鋼輪齒數(shù)及輸出軸的傳動方向（與輸入軸的傳向相比較）。

答：根據(jù)公式：iHr=Zr/(zr-zg)可知：當(dāng)iHr=100時，Zg=99，當(dāng)iHr=-100時，Zg=101；故該諧波減速器的鋼輪齒數(shù)為101，柔輪輸出軸方向與波發(fā)生器輸入軸轉(zhuǎn)向相反。

2-21.簡述導(dǎo)軌的主要作用，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本要求。

答：導(dǎo)軌的作用是支承和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。

導(dǎo)軌副的組成：導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件和運動件兩大部分組成。

常用的導(dǎo)軌副種類很多，按其接觸面積的摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等；按其結(jié)構(gòu)特點可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。

導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求：導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。

第三章

3-2 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？

答：⒈慣量小、動力大

⒉體積小、重量輕

⒊便于維修、安裝

⒋易于微機控制

3-6 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。

答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時間比來獲得不同的電壓脈沖，通的時間越長，獲得的平均電壓越大，電機轉(zhuǎn)的就快，反之，電機轉(zhuǎn)的就慢。電機的換向是通過橋式電路來實現(xiàn)的，它是由四個大功率的晶體管組成，通過在不同晶體管的基極加正負脈沖從而實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)向控制。為使其實現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用橋式電路，其工作原理與線性放大橋式電路相似。

電橋由四個大功率的晶體管組成。如圖，分別記作 1.2.3.4.如果在 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同時，在 2 和 4 的基級上加以負脈沖，這時 1 和 3 導(dǎo)通，2 和 4 導(dǎo)通。設(shè)此時的電動機轉(zhuǎn)向為正；反之，則為負。電流的方向與前一情況相反，電動機轉(zhuǎn)向，顯然，如果改變加到 1 和 3，2 和 4這兩組管子基極上控制脈沖的正負和導(dǎo)通率就可以改變電動機的轉(zhuǎn)向和速。

3-11 簡述步進電機步距角大小的計算方法？

答：a=360/（K*M）

式中：Z=轉(zhuǎn)子齒數(shù)。M=運行拍數(shù)。通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即 M=K*N（N 為電動機的相數(shù)，單拍是 K=1，雙拍時 K=2）。

第四章

4-2 試說明微型計算機的基本特點及選用要點。

答：較完善的中斷系統(tǒng)，足夠的儲存容量，完備的輸入/輸出通道和實時時鐘；字長，速度，指令。

4-15 鍵盤鍵值是如何確定？

答：將行、列線按二進制順序排列，當(dāng)某一鍵按下時，鍵盤掃描程序執(zhí)行到給該列置0電平，讀出各行狀態(tài)為非1狀態(tài)，這時的行、列數(shù)據(jù)組合成鍵值。

4-17 試說明光電耦合器的光電隔離原理。

答：光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如書本P168圖 4.39?？刂戚敵鰰r，如圖4.39a所示可知，微機輸出的控制信號經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號為高電平時，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒有光發(fā)出。這時光敏晶體管截止，輸出信號幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓，當(dāng)控制信號為低電平時，法官二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，如圖4.39b所示。

4-19 試說明檢測傳感器的選用原則及注意事項。

答：首先要根據(jù)使用要求選擇適合自己所需要的，此外還可以采取某些技術(shù)措施來改善傳感器的性能如：平均技術(shù)，差分技術(shù)，穩(wěn)定性處理，屏蔽和隔離。選用傳感器時，要特別注意不同系列產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境、使用條件和維護要求。

第五章

5-1 回顧所學(xué)機械控制工程的相關(guān)知識，簡述機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與機械控制工程理論的關(guān)系。

答：隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機械控制工程基礎(chǔ)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。

5-4 簡述傳遞函數(shù)、系統(tǒng)的過渡過程、伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性的含義。

答：線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)定義為：在零初始值下，系統(tǒng)輸出量拉氏變換與輸入量拉氏變換之比。系統(tǒng)的過渡過程：當(dāng)系統(tǒng)受到外部干擾時，其輸出量必將發(fā)生變化，但由于系統(tǒng)總含有慣性或儲能元件，其輸出量不可能立即變化到與外部干擾相應(yīng)的值，而需要有一個過程，這個過程就是系統(tǒng)的過渡過程。伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性：1.系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)，即系統(tǒng)響應(yīng)的快速性和震蕩性。2.系統(tǒng)的穩(wěn)定精度，即穩(wěn)態(tài)誤差ess的大小。

5-5 用所學(xué)機械控制工程基礎(chǔ)對機電一體化系統(tǒng)元、部件的動態(tài)特性進行分析。

答：機械系統(tǒng)在傳遞運動的同時還將進行力的傳遞。因此，機械系統(tǒng)的各構(gòu)成零部件必須具有承受其所受力的足夠強度和剛度的尺寸。但尺寸一大，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量就大，系統(tǒng)的響應(yīng)就慢。如書本P207圖5.15a所示，輸入為力Fx(t)時，其響應(yīng)為Fy(t)或y(t)?f(x(t))，系統(tǒng)負載質(zhì)量和慣量不同，其響應(yīng)快慢也不同。含有機械負載的機械系統(tǒng)動態(tài)特性如圖5.15b所示。如果是齒輪減速器，其機構(gòu)的運動變換函數(shù)y?f(x)?()x就是線性變換。如果只有機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量Jm，則其動態(tài)特性為

1t1，如果只有負載轉(zhuǎn)動慣量JL，則其負載反2(Jms)力為JLs2y。包括負載在內(nèi)的機械總體的動態(tài)特性，以傳遞函數(shù)形式可表示為X(s)/Fx(s)?1/[(Jm?JL/i2)s2]

第六章

6-4 簡述數(shù)控機床坐標系的定義規(guī)則。

答：數(shù)控機床坐標系統(tǒng)采用右手直角笛卡兒坐標系，確定機床坐標系時，假定刀具相對工件做相對運動。該標準規(guī)定機床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標。當(dāng)機床有機個主軸時，則選一個垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。規(guī)定增大工件和刀具距離的方向為Z的正方向。

X坐標是水平的，它平行于工件的裝夾面。對工件旋轉(zhuǎn)的機床，取刀具遠離工件的方向為X的正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床則規(guī)定：當(dāng)Z軸為水平時，從刀具主軸后端向工件方向看，X正方向為向右方向；當(dāng)Z軸為垂直時，對單立柱機床，面對刀具主軸向主軸方向看，右手方向為正方向。y坐標按右手直角笛卡兒坐標系確定其正方向。

6-5 了解數(shù)控編程的輔助功能M指令代碼和數(shù)控G指令代碼。

答：M指令代碼：M00程序停機M01選擇停機，按下“選擇停”按鈕后才起作用；M02程序結(jié)束，到下一程序的起點；M03主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)；M04主軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)；M05主軸停轉(zhuǎn)；M06換刀；M07開#號冷卻液；M08開*號冷卻液；M09關(guān)閉冷卻液；M10夾緊；M11松開；M30程序終了，返回到程序起點。

G指令代碼：1.坐標平面選擇指令（G17、G18、G19）；2.絕對值和增量值編程指令（G90、G91）；3.快速點定位指令（G00）4.直線插補指令（G01）；5.圓弧插補指令（G01）；6.刀具半徑補償指令（G40、G41、G42）

6-6 簡述數(shù)控（CNC）加工程序編制的主要內(nèi)容。

答：數(shù)控（CNC）程序編制分手工編程和自動編程。手工編程是指從分析零件圖、制訂工藝規(guī)程、計算刀具運動軌跡、編寫零件加工程序單、制作程序介質(zhì)直到程序效應(yīng)，整個過程主要由人工來完成，這種人工制備零件加工程序的方法稱手工編程。編制零件加工程序的全部過程主要由計算機來完成的編程方法稱自動編程。

第七章

7-7 在閉環(huán)之外的動力傳動鏈齒輪傳動間隙對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有無影響？為什么

答：有。由于動力傳動鏈存在齒輪傳動間隙，當(dāng)電動機在齒隙范圍內(nèi)運動時，被控對象不轉(zhuǎn)動，沒有反饋信號，系統(tǒng)暫時處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)過齒隙后，主動輪于從動輪產(chǎn)生沖擊接觸，此時誤差角大于無齒輪加你時的誤差角，因此從動輪以較高的加速度轉(zhuǎn)動。又因為系統(tǒng)具有慣量，當(dāng)被控對象轉(zhuǎn)角?c等于輸入轉(zhuǎn)角?r時，被控對象不會立即停下來，而靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使被控對象比無間隙時更多地沖過平衡點，這又使系統(tǒng)出現(xiàn)較大的方向誤差。如果間隙不大，且系統(tǒng)中控制器設(shè)計得合理，那么被控對象擺動的振幅就越來越小，來回擺動幾次就停止在?c??r平衡位置上。如間隙較大，且控制器設(shè)計得不好，那么被控對象就會反復(fù)擺動，即產(chǎn)生自激振蕩。因此，閉環(huán)之內(nèi)動力傳動鏈中的間隙會影響伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

7-8 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？

答：所謂的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。

7-9 機電一體化系統(tǒng)的“失效”與“故障”有何異同？

答：如果產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能，就稱為失效，對于可修復(fù)的系統(tǒng)也可稱故障。

7-10 保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些? 答：1.提高系統(tǒng)的設(shè)計和制造質(zhì)量；2.冗余技術(shù)；3.診斷技術(shù)。

第三篇：機電一體化課后答案

第一章 1-1.試說明較為人們所接受的機電一體化的含義。

答：機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

1-7.機電一體化系統(tǒng)由哪些基本要素組成？分別實現(xiàn)哪些功能？

答：①.機電一體化系統(tǒng)由計算機、動力源、傳感件、機構(gòu)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五大要素組成。

②.對應(yīng)的五大功能為：控制、動力、計測、構(gòu)造、操作功能。

1-17.開發(fā)性設(shè)計、變異性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計有何異同？

答：

1、開發(fā)性設(shè)計是沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計原理要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品。

2、變異性設(shè)計是在設(shè)計方案和功能結(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。

3、適應(yīng)性設(shè)計是在總的設(shè)計方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。

所有機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計都是為了獲得用來構(gòu)成事物的有用信息。

1-20.簡述計算機輔助設(shè)計與并行工程、虛擬設(shè)計、快速響應(yīng)設(shè)計、綠色設(shè)計、反求設(shè)計等的含義。

答：

1、計算機輔助設(shè)計是設(shè)計機電一體化產(chǎn)品的有力工具，用來設(shè)計一般機械產(chǎn)品的CAD的研究成果。

2、并行工程是把產(chǎn)品的設(shè)計、制造及其相關(guān)過程作為一個有機整體進行綜合協(xié)調(diào)的一種工作模式。

3、虛擬設(shè)計是虛擬環(huán)境中的產(chǎn)品模型，是現(xiàn)實世界中的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的映像，是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的新一代計算機輔助設(shè)計。

4、快速響應(yīng)設(shè)計是實現(xiàn)快速響應(yīng)工程的重要環(huán)節(jié)，快速響應(yīng)工程是企業(yè)面對瞬息萬變的市場環(huán)境，不斷迅速開發(fā)適應(yīng)市場的新系統(tǒng)，快速響應(yīng)設(shè)計的關(guān)鍵是有效開發(fā)和利用各種系統(tǒng)信息資源。

5、綠色設(shè)計是從并行工程思想發(fā)展而出現(xiàn)的一個新概念。綠色設(shè)計就是在新系統(tǒng)的開發(fā)階段，就考慮其整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，從而減少對環(huán)境的污染、資源的浪費、使用安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。

反求設(shè)計是以現(xiàn)代設(shè)計理論、方法和技術(shù)為基礎(chǔ)，運用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有的系統(tǒng)進行剖析、重構(gòu)、再創(chuàng)造的設(shè)計。

第二章

2-10.現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程λ0=6mm、一端的齒輪齒數(shù)為100、另一端的齒輪齒數(shù)為98，當(dāng)其一端的外齒輪相對另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個齒時，試問：兩個螺母之間相對移動了多大距離？

答：Z1=100，Z2=98，ΔS=（2/Z1）*λ0=0.02*6mm=0.12mm

2-16.各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？

答：（1）各級傳動比的分配原則是：①重量最輕原則②輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則③等小傳動慣量最小原則

（2）輸出軸傳動誤差最小原則是：為提高機電一體化系統(tǒng)齒輪傳動的精度，各級傳動比影按先小后大的原則分配，一邊降低齒輪的加工誤差、安裝誤差及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響?？傓D(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，在設(shè)計中最末兩級的傳動比應(yīng)取大一些，并盡量提高最末一級齒輪副的加工精度。

2-19.設(shè)有一諧波齒輪減速器，其減速比為100，柔齒輪數(shù)為100。當(dāng)剛輪固定時，試求該諧波減速器的鋼輪齒數(shù)及輸出軸的傳動方向（與輸入軸的傳向相比較）。

答：根據(jù)公式：iHr=Zr/(zr-zg)可知：當(dāng)iHr=100時，Zg=99，當(dāng)iHr=-100時，Zg=101；故該諧波減速器的鋼輪齒數(shù)為101，柔輪輸出軸方向與波發(fā)生器輸入軸轉(zhuǎn)向相反。

2-21.簡述導(dǎo)軌的主要作用，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本要求。

答：導(dǎo)軌的作用是支承和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。

導(dǎo)軌副的組成：導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件和運動件兩大部分組成。

常用的導(dǎo)軌副種類很多，按其接觸面積的摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等；按其結(jié)構(gòu)特點可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。

導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求：導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。

第三章

3-2 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？

答：⒈慣量小、動力大

⒉體積小、重量輕

⒊便于維修、安裝

⒋易于微機控制

3-6 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。

答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時間比來獲得不同的電壓脈沖，通的時間越長，獲得的平均電壓越大，電機轉(zhuǎn)的就快，反之，電機轉(zhuǎn)的就慢。電機的換向是通過橋式電路來實現(xiàn)的，它是由四個大功率的晶體管組成，通過在不同晶體管的基極加正負脈沖從而實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)向控制。為使其實現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用橋式電路，其工作原理與線性放大橋式電路相似。

電橋由四個大功率的晶體管組成。如圖，分別記作 1.2.3.4.如果在 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同時，在 2 和 4 的基級上加以負脈沖，這時 1 和 3 導(dǎo)通，2 和 4 導(dǎo)通。設(shè)此時的電動機轉(zhuǎn)向為正；反之，則為負。電流的方向與前一情況相反，電動機轉(zhuǎn)向，顯然，如果改變加到 1 和 3，2 和 4這兩組管子基極上控制脈沖的正負和導(dǎo)通率就可以改變電動機的轉(zhuǎn)向和速。

3-11 簡述步進電機步距角大小的計算方法？

答：a=360/（K*M）

式中：Z=轉(zhuǎn)子齒數(shù)。M=運行拍數(shù)。通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即 M=K*N（N 為電動機的相數(shù)，單拍是 K=1，雙拍時 K=2）。

第四章

4-2 試說明微型計算機的基本特點及選用要點。

答：較完善的中斷系統(tǒng)，足夠的儲存容量，完備的輸入/輸出通道和實時時鐘；字長，速度，指令。

4-15 鍵盤鍵值是如何確定？

答：將行、列線按二進制順序排列，當(dāng)某一鍵按下時，鍵盤掃描程序執(zhí)行到給該列置0電平，讀出各行狀態(tài)為非1狀態(tài)，這時的行、列數(shù)據(jù)組合成鍵值。

4-17 試說明光電耦合器的光電隔離原理。

答：光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如書本P168圖 4.39?？刂戚敵鰰r，如圖4.39a所示可知，微機輸出的控制信號經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號為高電平時，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒有光發(fā)出。這時光敏晶體管截止，輸出信號幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓，當(dāng)控制信號為低電平時，法官二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，如圖4.39b所示。

4-19 試說明檢測傳感器的選用原則及注意事項。

答：首先要根據(jù)使用要求選擇適合自己所需要的，此外還可以采取某些技術(shù)措施來改善傳感器的性能如：平均技術(shù)，差分技術(shù)，穩(wěn)定性處理，屏蔽和隔離。選用傳感器時，要特別注意不同系列產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境、使用條件和維護要求。

第五章

5-1 回顧所學(xué)機械控制工程的相關(guān)知識，簡述機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與機械控制工程理論的關(guān)系。

答：隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機械控制工程基礎(chǔ)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。

5-4 簡述傳遞函數(shù)、系統(tǒng)的過渡過程、伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性的含義。

答：線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)定義為：在零初始值下，系統(tǒng)輸出量拉氏變換與輸入量拉氏變換之比。系統(tǒng)的過渡過程：當(dāng)系統(tǒng)受到外部干擾時，其輸出量必將發(fā)生變化，但由于系統(tǒng)總含有慣性或儲能元件，其輸出量不可能立即變化到與外部干擾相應(yīng)的值，而需要有一個過程，這個過程就是系統(tǒng)的過渡過程。伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性：1.系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)，即系統(tǒng)響應(yīng)的快速性和震蕩性。2.系統(tǒng)的穩(wěn)定精度，即穩(wěn)態(tài)誤差ess的大小。

5-5 用所學(xué)機械控制工程基礎(chǔ)對機電一體化系統(tǒng)元、部件的動態(tài)特性進行分析。

答：機械系統(tǒng)在傳遞運動的同時還將進行力的傳遞。因此，機械系統(tǒng)的各構(gòu)成零部件必須具有承受其所受力的足夠強度和剛度的尺寸。但尺寸一大，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量就大，系統(tǒng)的響應(yīng)就慢。如書本P207圖5.15a所示，輸入為力Fx(t)時，其響應(yīng)為Fy(t)或y(t)?f(x(t))，系統(tǒng)負載質(zhì)量和慣量不同，其響應(yīng)快慢也不同。含有機械負載的機械系統(tǒng)動態(tài)特性如圖5.15b所示。如果是齒輪減速器，其機構(gòu)的運動變換函數(shù)y?f(x)?()x就是線性變換。如果只有機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量Jm，則其動態(tài)特性為

1t1，如果只有負載轉(zhuǎn)動慣量JL，則其負載反

(Jms2)力為JLs2y。包括負載在內(nèi)的機械總體的動態(tài)特性，以傳遞函數(shù)形式可表示為X(s)/Fx(s)?1/[(Jm?JL/i2)s2]

第六章

6-4 簡述數(shù)控機床坐標系的定義規(guī)則。

答：數(shù)控機床坐標系統(tǒng)采用右手直角笛卡兒坐標系，確定機床坐標系時，假定刀具相對工件做相對運動。該標準規(guī)定機床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標。當(dāng)機床有機個主軸時，則選一個垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。規(guī)定增大工件和刀具距離的方向為Z的正方向。

X坐標是水平的，它平行于工件的裝夾面。對工件旋轉(zhuǎn)的機床，取刀具遠離工件的方向為X的正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床則規(guī)定：當(dāng)Z軸為水平時，從刀具主軸后端向工件方向看，X正方向為向右方向；當(dāng)Z軸為垂直時，對單立柱機床，面對刀具主軸向主軸方向看，右手方向為正方向。y坐標按右手直角笛卡兒坐標系確定其正方向。

6-5 了解數(shù)控編程的輔助功能M指令代碼和數(shù)控G指令代碼。

答：M指令代碼：M00程序停機M01選擇停機，按下“選擇?！卑粹o后才起作用；M02程序結(jié)束，到下一程序的起點；M03主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)；M04主軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)；M05主軸停轉(zhuǎn)；M06換刀；M07開#號冷卻液；M08開*號冷卻液；M09關(guān)閉冷卻液；M10夾緊；M11松開；M30程序終了，返回到程序起點。

G指令代碼：1.坐標平面選擇指令（G17、G18、G19）；2.絕對值和增量值編程指令（G90、G91）；3.快速點定位指令（G00）4.直線插補指令（G01）；5.圓弧插補指令（G01）；6.刀具半徑補償指令（G40、G41、G42）

6-6 簡述數(shù)控（CNC）加工程序編制的主要內(nèi)容。

答：數(shù)控（CNC）程序編制分手工編程和自動編程。手工編程是指從分析零件圖、制訂工藝規(guī)程、計算刀具運動軌跡、編寫零件加工程序單、制作程序介質(zhì)直到程序效應(yīng)，整個過程主要由人工來完成，這種人工制備零件加工程序的方法稱手工編程。編制零件加工程序的全部過程主要由計算機來完成的編程方法稱自動編程。

第七章

7-7 在閉環(huán)之外的動力傳動鏈齒輪傳動間隙對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有無影響？為什么

答：有。由于動力傳動鏈存在齒輪傳動間隙，當(dāng)電動機在齒隙范圍內(nèi)運動時，被控對象不轉(zhuǎn)動，沒有反饋信號，系統(tǒng)暫時處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)過齒隙后，主動輪于從動輪產(chǎn)生沖擊接觸，此時誤差角大于無齒輪加你時的誤差角，因此從動輪以較高的加速度轉(zhuǎn)動。又因為系統(tǒng)具有慣量，當(dāng)被控對象轉(zhuǎn)角?c等于輸入轉(zhuǎn)角?r時，被控對象不會立即停下來，而靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使被控對象比無間隙時更多地沖過平衡點，這又使系統(tǒng)出現(xiàn)較大的方向誤差。如果間隙不大，且系統(tǒng)中控制器設(shè)計得合理，那么被控對象擺動的振幅就越來越小，來回擺動幾次就停止在?c??r平衡位置上。如間隙較大，且控制器設(shè)計得不好，那么被控對象就會反復(fù)擺動，即產(chǎn)生自激振蕩。因此，閉環(huán)之內(nèi)動力傳動鏈中的間隙會影響伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

7-8 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？

答：所謂的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。

7-9 機電一體化系統(tǒng)的“失效”與“故障”有何異同？

答：如果產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能，就稱為失效，對于可修復(fù)的系統(tǒng)也可稱故障。

7-10 保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些? 答：1.提高系統(tǒng)的設(shè)計和制造質(zhì)量；2.冗余技術(shù)；3.診斷技術(shù)。

第四篇：機電一體化(第二版)課后答案

1、試說機電一體化的含義

答：機電一體化是在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

2、機電一體化的主要組成、作用及其特點是什么

答：主要由機械本體、動力系統(tǒng)、傳感與檢測系統(tǒng)、信息處理及控制系統(tǒng)和執(zhí)行裝置等組成。機械本體用于支撐和連接其他要素，并把這些要素合理的結(jié)合起來，形成有機的整體。動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。傳感與檢測系統(tǒng)將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。執(zhí)行裝置在控制信息的作用下完成要求的動作，實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。

3、工業(yè)三大要素是什么？

答：物質(zhì)、能量和信息。

4、傳統(tǒng)機電產(chǎn)品與機電一體化產(chǎn)品主要區(qū)別是什么？

答：傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品機械與電子系統(tǒng)相對獨立，可以分別工作。機電一體化產(chǎn)品是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)的有機結(jié)合，從而賦予其新的功能和性能的一種新產(chǎn)品，產(chǎn)品功能是由所有功能單元共同作用的結(jié)果。1-

5、試舉幾個日常生活中的機電一體化產(chǎn)品？

自動洗衣機、空調(diào)、數(shù)碼相機

6、應(yīng)用機電一體化技術(shù)的突出特點是什么？

答： ①精度提高；②生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高；③使用安全性和可靠性提高；④調(diào)解和維護方便，使用性能改善；⑤具有復(fù)合功能，適用面廣；⑥改善勞動條件，有利于自動化生產(chǎn)；⑦節(jié)約能源，減少耗材；⑧增強柔性。

7、機電一體化的主要支撐技術(shù)有哪些，它們的作用如何？

答：

1、傳感測試技術(shù)，在機電一體化產(chǎn)品中，工作過程的各種參數(shù)、工作狀態(tài)以及工作過程有關(guān)的相關(guān)信息都要通過傳感器進行接收，并通過相應(yīng)的信號檢測裝置進行測量，然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置，以實現(xiàn)產(chǎn)品工作過程的自動控制。

2、信息處理技術(shù)，在機電一體化產(chǎn)品工作過程中，參與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關(guān)的信息輸入、識別、變換、運算、存儲、輸出和決策分析。

3、自動控制技術(shù)，主要實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的目標最佳化。

4、伺服驅(qū)動技術(shù)，5、接口技術(shù)，將各組成要素的輸入/輸出裝置聯(lián)系成一體的系統(tǒng)。

6、精密機械技術(shù)，機電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能大都以機械技術(shù)為主來實現(xiàn)。7.系統(tǒng)總體技術(shù)，將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運用。從而達到整體系統(tǒng)的最佳化。

1-8試論述機電一體化的發(fā)展趨勢。

答：智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、人格化和自適應(yīng)化。

2-1機電一體化系統(tǒng)對傳動機構(gòu)的基本要求是什么？

傳動間隙小、精度高、低摩擦、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、響應(yīng)速度快、傳動轉(zhuǎn)矩大、高諧振頻率以及與伺服電機等其他環(huán)節(jié)的動態(tài)性能相匹配等要求的傳動部件。

2-2絲杠螺母機構(gòu)的傳動形式及其特點是什么？

①螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動并移動。結(jié)構(gòu)簡單，精度較高，但剛性差。只適合行程較小的場合。

②絲杠轉(zhuǎn)動、螺母移動。結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好，適合工作行程較大的場合。

③螺母移動、絲杠移動。機構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用很少。

④絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動并移動。結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，但使用不方便，應(yīng)用較少。

2-3滾珠絲杠副的組成及特點有哪些？

由絲杠、螺母、滾珠、反向器組成。特點：機構(gòu)復(fù)雜、成本高、無自鎖能力、軸向剛度高、運動平穩(wěn)。傳動精度高、不易磨損、使用壽命長。

2-4如何選擇滾珠絲杠副？

（1）根據(jù)防塵防護條件以及對調(diào)隙及預(yù)緊的要求，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。（2）選擇滾動絲杠副結(jié)構(gòu)尺寸。主要選擇絲杠的公稱直徑和基本導(dǎo)程。

2-5齒輪傳動的各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則的含義是什么？

等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則、重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則。

各級轉(zhuǎn)角誤差換算到末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差最小。

2-6（1）0.022（2）最末兩級的傳動比應(yīng)取大一些，并盡量提高最末一級齒輪副的加工精度。

2-8齒輪傳動的尺側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？

偏心套（軸）調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法

2-9對機械執(zhí)行機構(gòu)的基本要求有哪些？

慣性小、動力大；體積小、重量輕；便于維修、安裝；易于計算機控制

2-10簡述各類傳感器的特征及選用原則？

靜態(tài)特性和動態(tài)特性。

2-12簡述機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件的分類和特點？

電氣式：操縱簡單，適宜編程，響應(yīng)快，伺服性能好，易于微機相接

液壓式：輸出功率大，轉(zhuǎn)矩大，工作平穩(wěn)，承載能力強，但是占地面積大

氣壓式：可得到較大的驅(qū)動力，行程和速度，但由于具有可壓縮性，故不能在定位精度較高的場合使用。2-13簡述直流伺服電動機的PWM調(diào)速換向的工作原理？

脈沖寬度調(diào)制是通過改變輸出脈沖信號的占空比來改變電樞電壓的平均值，從而達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。

3-1簡述計算機控制系統(tǒng)的組成和特點

計算機由硬件和軟件組成。具有完善的輸入/輸出通道；具有實時控制功能；可靠性高；具有豐富、完善、能正確反映被控對象運動規(guī)律的軟件系統(tǒng)。

3-2簡述計算機控制系統(tǒng)的常用類型及其特點

過程控制系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)流程對設(shè)備巡回檢測，然后按照控制規(guī)律對生產(chǎn)過程控制

伺服系統(tǒng)：控制信號能夠穩(wěn)定、快速、準確的復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律

順序控制系統(tǒng)：按照邏輯順序控制

數(shù)字控制系統(tǒng)：根據(jù)零件編程或路徑指令控制

3-3簡述計算機控制系統(tǒng)的基本要求和一般設(shè)計方法

實時性；高可靠性；硬件配置的可裝配可擴充性；可維護性。

3-4簡述常用的工業(yè)控制計算機類型及其特點

普通PC機：一般不用作工業(yè)控制，硬件無需設(shè)計，軟件開發(fā)復(fù)雜，抗干擾等差，成本較高

單片機：控制系統(tǒng)自行設(shè)計，軟硬件設(shè)計復(fù)雜，抗干擾等差，成本較低

可編程控制器:軟硬件設(shè)計簡單，抗干擾能力強，運行速度慢，適用邏輯控制為主工業(yè)控制

工業(yè)PC機：硬件設(shè)計簡單，軟件設(shè)計復(fù)雜，運行速度，抗干擾能力強，成本高，適合較大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制

3-5 PLC的硬件系統(tǒng)主要由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？

由CPU，存儲器，輸入/輸出單元，電源，編程器，其他接口電路。CPU是PLC的運算和控制核心，存儲器用來存儲數(shù)據(jù)和程序，I/O單元是CPU與現(xiàn)場I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件，電源提供電力，編程器用于對程序編輯，其他接口用于擴展PLC的功能。

3-6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟一般分為哪幾步？

選擇用戶輸入/輸出設(shè)備；選擇PLC；分配I/O點，繪制輸入/輸出端子的連接圖；設(shè)計控制程序；如果必要設(shè)計操作臺等；編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。

3-9數(shù)字PID控制器的參數(shù)整定方法有哪些？

湊試法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)；實驗經(jīng)驗法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)。

3-10簡述嵌入式系統(tǒng)的組成？

嵌入式系統(tǒng)組成包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器，存儲器，電源模塊，外圍電路及外設(shè)器件，I/O端口，圖形控制器；軟件包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

3-11簡述嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計方法？

需求分析和描述；設(shè)計建模；軟硬件劃分；軟硬件協(xié)同設(shè)計；軟硬件實現(xiàn)和綜合；軟硬件協(xié)同測試和驗證。

3-12簡述計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計思路？

確定系統(tǒng)總體控制方案；建立數(shù)學(xué)模型并確定控制算法；選擇微型計算機；控制系統(tǒng)總體設(shè)計；軟件設(shè)計；系統(tǒng)調(diào)試。

5-1．接口的定義及作用

答： 定義：機電一體化系統(tǒng)由許多要素或是子系統(tǒng)構(gòu)成，各要素或子系統(tǒng)之間必須能夠順利進行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。各種要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這些聯(lián)

系條件稱為接口。

作用：1.通過輸入輸出接口將其人、自然及其他系統(tǒng)相連；2.通過許多接口將系統(tǒng)構(gòu)成要素聯(lián)系為一體。

5-2.按接口所聯(lián)系的子系統(tǒng)不同，以信息處理系統(tǒng)（微電子系統(tǒng)）為出發(fā)點將接口分為哪幾類？各自特點是什么？

答： 按微電子系統(tǒng)分為人機接口和機電接口；

人機接口特點：人機接口包括輸出與輸入接口兩類，通過輸出接口。操作者對系

統(tǒng)的運行狀態(tài)、各種參數(shù)進行監(jiān)測；通過輸入接口操作者向系統(tǒng)輸入各種命令及控制

參數(shù)，對系統(tǒng)運行進行控制。

機電接口特點：機電接口按信息傳遞方向可分信息采集接口與控制量輸出接口。

計算機通過信息采集接口接收傳感器輸出信號，檢測機械系統(tǒng)運動參數(shù)，經(jīng)過運算處

理后，發(fā)出有關(guān)控制信號，經(jīng)過控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、功率放大、驅(qū)動執(zhí)行元

件來調(diào)節(jié)機械系統(tǒng)運行狀態(tài)，使其按要求動作。

5-3.輸入接口可以有哪些方法？各自適用什么場合？

答：（1）簡單開關(guān)輸入接口；（2）鍵盤輸入接口

簡單開關(guān)輸入主要用于一些二值化的控制命令和參數(shù)；鍵盤輸入主要用于操作者需要輸入指 令或參數(shù)比較多時。

5-4.ADC0809的結(jié)構(gòu)及工作原理是什么？

答： ADC0809是一種8路模擬量輸入8位數(shù)字量輸出的逐次逼近法A/D器件。

工作原理：其內(nèi)部除A/D轉(zhuǎn)換部分，還有模擬開關(guān)部分。多路開關(guān)有8路模擬量輸入

端，最多允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。8路模擬開關(guān)切換由地

址鎖存和譯碼控制，3根地址線與A、B、C引腳直接相連，通過ALE鎖存。

5-5.控制量輸出接口的作用是什么？有那些種具體形式？各自使用什么情況？

答：作用：控制微機通過信息采集接口檢測機械系統(tǒng)的狀態(tài)，經(jīng)過運算處理，發(fā)出有關(guān)控制 信號，經(jīng)過控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、和功率放大，驅(qū)動執(zhí)行元件去調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使其按設(shè)計要求運行。

具體有：（1）模擬量輸出接口；（2）功率驅(qū)動接口。

使用情況：（1）模擬量輸出使用在被控對象要求模擬量作為控制信號，如交流電動機變頻調(diào) 速、直流電動機調(diào)速器，而計算機系統(tǒng)是數(shù)字系統(tǒng)，不能輸出模擬量的時候。（2）功率驅(qū)動 主要把微機系統(tǒng)后向通道的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動執(zhí)行元件動作的具體一定電壓和電

流的強電功率信號或液壓氣動信號。

5-6.什么是電磁兼容性？

答： 電磁兼容性是指設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即該設(shè)備

不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備電磁發(fā)射導(dǎo)致或遭受不允許的降級。

5-7.何謂電磁干擾？電磁必須干擾具備條件是什么？

答：電磁干擾是指系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)的一些與有用信號無關(guān)的，并且對系統(tǒng)性能或信號 傳輸有害電氣變化現(xiàn)象。

具備條件：（1）存在干擾源；（2）有相應(yīng)的傳輸介質(zhì)；（3）有敏感的接收元件。

5-8.電磁兼容性設(shè)計的目的是什么？如何進行？

答：電磁兼容性設(shè)計是應(yīng)用那些已由理論和實踐證明，能保證系統(tǒng)相對免除電磁干擾的設(shè)計 方法，對干擾加以控制。？？？

5-9.電磁干擾有哪三種形式？并舉例說明？

答：電磁干擾形式：（1）電容性耦合（2）電感性耦合（3）電磁場耦合5-10.在電磁輻射耦合中，如何判別干擾源的性質(zhì)？

答：常把干擾源通過電場耦合看成電容性耦合（電場耦合），通過磁場的耦合看點成電感耦

合，電場和電場同時存在則為電磁場耦合。

5-11.為了抑制電容性、電感性和電磁場三種耦合形式，應(yīng)分別采取何種有效措施？

答：常用的方法有濾波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔離等

5-12、常見的抑制電磁干擾措施有哪些？

答：常用的方法有濾波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔離。

13、如何進行電場屏蔽，磁場屏蔽？

答：電場屏蔽：利用金屬屏蔽體可以對電場起到屏蔽作用，屏蔽體必須完善并良好地接地。最好用低電阻金屬（銅、鋁）做成屏蔽罩，并使之與機殼（地）可靠相連。

磁場屏蔽：低頻磁場屏蔽：采用磁屏蔽，用鐵磁材料制成管狀或杯狀罩進行磁場屏蔽，這樣可以將磁場干擾限制在屏蔽罩內(nèi)，也可以使外界低頻干擾磁場對置于屏蔽罩內(nèi)的電路和器件不產(chǎn)生干擾。還可以利用雙絞線予以消除。高頻磁場屏蔽：采用低電阻率的金屬良好導(dǎo)體材料來屏蔽，把金屬導(dǎo)體做成金屬盒，把線圈包圍起來，則線圈電流產(chǎn)生的高頻磁場在金屬盒內(nèi)壁產(chǎn)生渦流，從而把原磁場限制在盒內(nèi)，不至于外泄漏。金屬外的高頻磁場同樣由于渦流的作用只能繞過金屬盒，不能進入盒內(nèi)，從而屏蔽了外界的干擾。

14、接地系統(tǒng)分為幾類？舉例說明。

答：接地系統(tǒng)分為保護地線、工作地線、地環(huán)路和屏蔽接地。電氣設(shè)備的機殼、底盤接地等 5-

15、如何實施軟件抗干擾？

答：（1）數(shù)據(jù)采樣的抗干擾設(shè)計： 1.抑制工頻干擾； 2.數(shù)字濾波

（2）程序運行失常的軟件抗干擾設(shè)計： 1.軟件陷阱法； 2.WTD技術(shù)法

6-1 簡述機電一體化系統(tǒng)設(shè)計流程。P268

答：第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃。對產(chǎn)品進行需求分析、需求設(shè)計與可行性分析；

第二階段：概念設(shè)計。擬定總體方案、劃分功能模塊以及對方案進行論證、確定模塊設(shè)計目標；

第三階段：詳細設(shè)計。對各功能模塊和接口細部設(shè)計，并對所做的設(shè)計進行總體評價；

第四階段：設(shè)計實施。制造、裝配和編制各功能模塊并進行調(diào)試，以及對系統(tǒng)進行整體安裝調(diào)試與可靠性、抗干擾性復(fù)核

第五階段：設(shè)計定型階段。對系統(tǒng)進行工藝定型，編寫技術(shù)文檔資料。

6-2 開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變型設(shè)計有何異同? P271

答：開發(fā)性設(shè)計是在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，設(shè)計出質(zhì)量和性能方面滿足目的的要求的新產(chǎn)品，是一種完全創(chuàng)新的設(shè)計。

適應(yīng)性設(shè)計是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)，或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價值。

變型設(shè)計是在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、功能結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)類型和尺寸等方面進行一些變異，設(shè)計出新產(chǎn)品。

6-3 何謂概念設(shè)計？簡述其具體設(shè)計步驟。P275

答：在確定任務(wù)之后，通過抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷砑捌浣M合等，確定出基本求解途徑，得出求解方案，這一部分設(shè)計工作叫做概念設(shè)計。

步驟：首先將設(shè)計任務(wù)抽象化，確定出系統(tǒng)的總功能，抓住本質(zhì)，尋找解決問題的多種方法。

其次將總功能分解成子功能，知道分解到不能再分解，然后尋找子功能的解，并將原理進行組合，對眾多方案進行評價決策，最終選定最佳方案。

6-4 如何進行設(shè)計任務(wù)抽象化？其作用是什么？ P278-279

答：工程設(shè)計中常用的抽象方法是黑箱法，將待求系統(tǒng)看作是黑箱，分析和比較系統(tǒng)的輸入/輸出的物料流、能量流、信息流的差別和關(guān)系，從而反映出系統(tǒng)的總功能，然后探求系統(tǒng)的機理和結(jié)構(gòu)，逐步使黑箱透亮，直到方案的擬訂。其作用是能擴大解的范圍，放開視野，尋求更為理想的設(shè)計方案。6-5 總功能為什么要分解？應(yīng)如何進行分解？P280-281

答：（1）因為新產(chǎn)品的整體功能是由不同組成部分相互協(xié)調(diào)共同完成的，對總功能進行分解既可顯示各功能元、子功能與總功能之間的關(guān)系，又可通過各功能元之間的有機組合求系統(tǒng)方案。

（2）首先從上層子功能的結(jié)構(gòu)考慮起，建立該層功能結(jié)構(gòu)的鄒形，再逐層向下細化，最終得到完善的功能結(jié)構(gòu)圖。

6-7 為什么要進行系統(tǒng)的評價和決策？分別簡述其步驟。P288

答：進行系統(tǒng)評價是為了對評價的事物與一定的對象進行比較，決定該事物的價值；進行系統(tǒng)決策是為了從各種可供選擇的方案中，選出作為實現(xiàn)特定目標的最佳方案。

系統(tǒng)評價的步驟：（1）明確系統(tǒng)評價的目的；（2）分析系統(tǒng)、熟悉系統(tǒng)；（3）建立評價指標體系；（4）確定評價尺度；（5）確定評價方法；（6）計算評價價值；（7）綜合評價。

系統(tǒng)決策步驟：（1）發(fā)現(xiàn)問題；（2）確定目標；（3）制定方案；（4）評價與決策；（5）反饋。

第五篇：機電一體化技術(shù)期中考試題(答案)

《機電一體化技術(shù)》課程期中考試題 1.一個典型的機電一體化系統(tǒng)應(yīng)包含哪幾個基本要素？

機電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其之間，形成通過接口耦合來實現(xiàn)運動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機融合的一個完整系統(tǒng)。

2.分析機電一體化技術(shù)的組成及相關(guān)關(guān)系？

機電一體化系統(tǒng)是多學(xué)科技術(shù)的綜合應(yīng)用，是技術(shù)密集型的系統(tǒng)工程。其技術(shù)組成包括：機械技術(shù)、檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等?，F(xiàn)代的機電一體化產(chǎn)品甚至還包含了光、聲、化學(xué)、生物等技術(shù)等應(yīng)用。3.機電一體化對機械系統(tǒng)的基本要求是什么？

機電一體化系統(tǒng)的機械系統(tǒng)與一般的機械系統(tǒng)相比，除要求較高的制造精度外，還應(yīng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，即快速響應(yīng)和良好的穩(wěn)定性。

4.機電一體化機械系統(tǒng)的三大主要機構(gòu)是什么？

（1）傳動機構(gòu)、（2）導(dǎo)向機構(gòu)、（3）執(zhí)行機構(gòu) 5.機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動的功能是什么？

機電一體化機械系統(tǒng)是由計算機信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學(xué)任務(wù)的機械及機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)。其核心是由計算機控制的，包括機械、電力、電子、液壓、光學(xué)等技術(shù)的伺服系統(tǒng)。它的主要功能是完成一系列機械運動，每一個機械運動可單獨由控制電動機、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)組成的子系統(tǒng)來完成，而這些子系統(tǒng)要由計算機協(xié)調(diào)和控制，以完成其系統(tǒng)功能要求。機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計要從系統(tǒng)的角度進行合理化和最優(yōu)化設(shè)計。機電一體化系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)主要包括執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)和支承部件。在機械系統(tǒng)設(shè)計時，除考慮一般機械設(shè)計要求外，還必須考慮機械結(jié)構(gòu)因素與整個伺服系統(tǒng)的性能參數(shù)、電氣參數(shù)的匹配，以獲得良好的伺服性能。

6.機電一體化傳動系統(tǒng)有哪幾種類型？各有什么作用？

(1)齒輪傳動是機電一體化系統(tǒng)中常用的傳動裝置，它在伺服運動中的主要作用是實現(xiàn)伺服電機與執(zhí)行機構(gòu)間的力矩匹配和速度匹配，還可以實現(xiàn)直線運動與旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換。(2)螺旋傳動是機電一體化系統(tǒng)中常用的一種傳動形式。它是利用螺桿與螺母的相對運動，將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動(3)滑動摩擦導(dǎo)軌

直線運動導(dǎo)軌的作用是用來支承和引導(dǎo)運動部件按給定的方向作往復(fù)直線運動

滾動摩擦導(dǎo)軌是在運動件和承導(dǎo)件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導(dǎo)軌運動時處于滾動摩擦狀態(tài)。

8齒輪傳動間隙對系統(tǒng)有何影響？有那些方法可以消除該因素引起的系統(tǒng)誤差？

（1）偏心軸套調(diào)整法(2)雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法(3)墊片調(diào)整法(4)軸向壓簧調(diào)整法(5)周向彈簧調(diào)整法

9.消除直齒間隙的常用方法有哪些？各有什么特點？

偏心軸套調(diào)整法: 這種方法結(jié)構(gòu)簡單，但側(cè)隙調(diào)整后不能自動補償。雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法: 這種錯齒調(diào)整法的齒側(cè)間隙可自動補償，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

10.導(dǎo)向機構(gòu)都有哪幾種類型？各有什么特點？

滑動摩擦導(dǎo)軌的運動件與承導(dǎo)件直接接觸。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、接觸剛度大；缺點是摩擦阻力大、磨損快、低速運動時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。

滾動摩擦導(dǎo)軌是在運動件和承導(dǎo)件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導(dǎo)軌運動時處于滾動摩擦狀態(tài)。滾動導(dǎo)軌的特點是：①摩擦系數(shù)小，并且靜、動摩擦系數(shù)之差很小，故運動靈便，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；②定位精度高，一般滾動導(dǎo)軌的重復(fù)定位誤差約為

0.1～0.2μm，而滑動導(dǎo)軌的定位誤差一般為10～20μm。因此，當(dāng)要求運動件產(chǎn)生精確微量的移動時，通常采用滾動導(dǎo)軌；③磨損較小，壽命長，潤滑簡便；④結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工比較困難，成本較高；⑤對臟物及導(dǎo)軌面的誤差比較敏感。液體靜壓導(dǎo)軌的優(yōu)點是：①摩擦系數(shù)很?。ㄆ饎幽Σ料禂?shù)可小至0.0005），可使驅(qū)動功率大大降低，運動輕便靈活，低速時無爬行現(xiàn)象；②導(dǎo)軌工作表面不直接接觸，基本上沒有磨損，能長期保持原始精度，壽命長；③承載能力大，剛度好；④摩擦發(fā)熱小，導(dǎo)軌溫升小；⑤油液具有吸振作用，抗振性好。

靜壓導(dǎo)軌的缺點是：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要一套供油設(shè)備，油膜厚度不易掌握，調(diào)整較困難，這些都影響靜壓導(dǎo)軌的廣泛使用。氣體靜壓導(dǎo)軌是由外界供壓設(shè)備供給一定壓力的氣體將運動件與承導(dǎo)件分開，運動件運動時只存在很小的氣體層之間的摩擦，摩擦系數(shù)極小，適用于精密、輕載、高速的場合，在精密機械中的應(yīng)用愈來愈廣。11.滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？如何處理？

滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形，則當(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn)動時，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調(diào)整兩個螺母的軸向位置，使兩個螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側(cè)面，使其產(chǎn)生一定的變形（圖3-25），從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度

12螺旋傳動主要有那些類型，各有什么特點和應(yīng)用？

1、螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動

這種傳動型式的螺母本身就起著支承作用，從而簡化了結(jié)構(gòu)，消除了螺桿與軸承之間可能產(chǎn)生的軸向竄動，容易獲得較高的傳動精度。缺點是所占軸向尺寸較大（螺桿行程的兩倍加上螺母高度），剛性較差。因此僅適用于行程短的情況。

2、螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動

這種傳動型式的特點是結(jié)構(gòu)緊湊（所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小），剛度較大。適用于工作行程較長的情況。

3、差動螺旋傳動。設(shè)螺桿左、右兩段螺紋的旋向相同，且導(dǎo)程分別為Ph1和Ph2。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動?角時，可動螺母2的移動距離為

l?2??(Ph1?Ph2)

如果Ph1與Ph2相差很小，則 L很小。因此差動螺旋常用于各種微動裝置中。

若螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相反，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動?角時，可動螺母2的移動距離為

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2?(P

可見，此時差動螺旋變成快速移動螺旋，即螺母2相對螺母1快速趨近或離開。這種螺旋裝置用于要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。

13.影響螺旋傳動精度的主要因素主要有那些？如何提高傳動精度？

螺紋參數(shù)誤差 螺紋的各項參數(shù)誤差中，影響傳動精度的主要是螺距誤差、中徑誤差以及牙型半角誤差。

螺桿軸向竄動誤差

偏斜誤差

溫度誤差

為了提高傳動精度，應(yīng)盡可能減小或消除這些誤差?？梢酝ㄟ^提高螺旋副零件的制造精度來達到，但單純提高制造精度會使成本提高。因此，對于傳動精度要求較高的精密螺旋傳動，除了根據(jù)有關(guān)標準或具體情況規(guī)定合理的制造精度以外，可采取某些結(jié)構(gòu)措施提高其傳動精度。

由于螺桿的螺距誤差是造成螺旋傳動誤差的最主要因素，因此采用螺距誤差校正裝置是提高螺旋傳動精度的有效措施之一。13.機電一體化系統(tǒng)的伺服驅(qū)動有哪幾種形式?各有什么特點？

1、按被控量參數(shù)特性分類

按被控量不同，機電一體化系統(tǒng)可分為位移、速度、力矩等各種伺服系統(tǒng)。其它系統(tǒng)還有溫度、濕度、磁場、光等各種參數(shù)的伺服系統(tǒng)

2、按驅(qū)動元件的類型分類

按驅(qū)動元件的不同可分為電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、氣動伺服系統(tǒng)。電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)電機類型的不同又可分為直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)和步進電機控制伺服系統(tǒng)。

3、按控制原理分類

按自動控制原理，伺服系統(tǒng)又可分為開環(huán)控制伺服系統(tǒng)、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)。