【正文】 第一篇：《機電一體化技術》課程讀書筆記第一章 緒論1．機電一體化包括哪六大共性關鍵技術（相關技術）？p1 答：機電一體化包括六大共性關鍵技術：（1）精密機械技術，（2）伺服傳動技術，（3）檢測傳感技術，（4）信息處理技術，（5）自動控制技術，（6）系統(tǒng)總體技術。2．一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應具有哪六個基本功能要素？p2 答：機電一體化系統(tǒng)應具有以下六個基本功能要素：（1）機械本體，（2）動力部分，（3）傳感檢測部分，（4）執(zhí)行機構，（5）驅(qū)動部分，（6）控制及信息處理、各要素和環(huán)節(jié)之間相聯(lián)系的接口。3．何謂機電一體化系統(tǒng)中的接口？接口的作用和基本功能是什么？p3 答：機電一體化系統(tǒng)中的接口，是機電一體化系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間進行物質(zhì)、能量和信息傳遞與交換的聯(lián)系部件。接口的作用使各要素或子系統(tǒng)聯(lián)接成為一個有機整體，使各個功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運動，從而形成機電一體化的系統(tǒng)工程。接口的基本功能主要有三個：一是交換，通過接口完成使各要素或子系統(tǒng)之間信號模式或能量的統(tǒng)一；二是放大，在兩個信號強度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接口放大，達到能量的匹配；三是傳遞，變換和放大后的信號在環(huán)節(jié)間可靠、快速、精確地交換，必須遵循協(xié)調(diào)一致的時序、信號格式和邏輯規(guī)范。接口具有保證信息傳遞的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進行傳遞。4．簡述執(zhí)行部分的功能和分類。P3 答：執(zhí)行機構的功能是根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動作。執(zhí)行部分是運動部件，一般采用機械、電磁、電液等機構。它將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機械能。5．何謂機械本體？P2 答：機械本體包括機械傳動裝置和機械結構裝置。其主要功能是使構造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時間關系安置在一定位置上。6．何謂動力部分？p2 答：部分動力部分的功能是按照機電一體化技術系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以保證系統(tǒng)正常運行。7．何謂傳感檢測部分？p2 答：傳感檢測部分的功能是對系統(tǒng)運行過程中所需要的本身和外界環(huán)境和各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，并轉(zhuǎn)換成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應的控制信息。8．機電一體化技術方向？p8 答：1）在原有機械系統(tǒng)的基礎上采用微型計算機控制裝置，使系統(tǒng)的性能提高，功能增強。2）用電子裝置局部替代機械傳動裝置和機械控制裝置，以簡化結構，增強控制靈活性。3）用電子裝置完全替代原來執(zhí)行信息處理功能的機構，既簡化了結構，又極大地豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容，提高了速度。4）用電子裝置替代機械的主要功能，形成特殊的加工能力。5）機電技術完全融合形成新型機電一體化產(chǎn)品。第二章 機械傳動與支承技術9．簡述機電一體化系統(tǒng)中機械系統(tǒng)的作用以及設計時的注意事項。P9 答：機械系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)的最基本要素，主要用于執(zhí)行機構、傳動機構和支承部件，以完成規(guī)定的動作；傳遞功率、運動和信息；支承聯(lián)接相關部件等。機械系統(tǒng)通常是微型計算機控制伺服傳動系統(tǒng)的有機組成部分，因此，在機械系統(tǒng)設計時，除考慮一般的機械設計要求外，還必須考慮機械結構因素與整個伺服傳動系統(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。10．簡述機電一體化對機械傳動的要求。P20 答：機械的主要功能是完成機械運動。一部機器必須完成相互協(xié)調(diào)的若干機械運動，每個機械運動可由單獨的控制電動機、傳動件和執(zhí)行機械組成的若干子系統(tǒng)琿完成，若干個機械運動則由計算機來協(xié)調(diào)與控制。這就要求設計機械時的總體而已、機械選型和結構造型更加合理和多樣化。11．機械傳動系統(tǒng)的特性是什么？p21 答：為滿足機電一體化機械系統(tǒng)的良好伺服性能，要求機械傳動部件滿足轉(zhuǎn)動已經(jīng)慣量小、摩擦小、阻尼合理、剛度大、抗振動性能好、間隙小的要求，還要求機械部分的動態(tài)特性與電動機速度環(huán)的動態(tài)特性相匹配。12．簡述兩運動物體間的三類摩擦力的特點。P24 答：兩物體接觸面間的摩擦力在應用上可簡化為粘性摩擦力、庫侖摩擦力（即動摩擦力）和靜摩擦力三類，方向均與運動方向（或有運動趨勢方向）相反。粘性摩擦力大小與兩物體相對運動速度成正比。庫侖摩擦力是接觸面對運動物體的阻力，大小為一常數(shù)；靜摩擦力是有相對運動趨勢但仍處于靜止狀態(tài)時摩擦面間的摩擦力，其最大值發(fā)生在相對運動開始前的一瞬間，運動開始后，靜摩擦力即消失。13．機電一體化系統(tǒng)對機械傳動部件的摩擦特性的要求是什么？p24 答：靜摩擦力盡可能小，動摩擦力應為盡可能小的正斜率，若為負斜率則易產(chǎn)生爬行，降低精度，減少壽命。14．何謂剛度？機械系統(tǒng)的剛度有哪兩類？何謂靜剛度？何謂動剛度？p25 答：由力學知識可知，剛度為使彈性體產(chǎn)生單位變形量所需的作用力。機械系統(tǒng)的剛度包括構件產(chǎn)生各種基本變形時的剛度和兩接觸面的接觸剛度兩類。靜態(tài)力和變形之比為靜剛度；動態(tài)力（交變力、沖擊力）和變形之比為動剛度。15．齒輪傳動齒側(cè)間隙的消除方法有哪兩種？p26~27 答：1）剛性消隙法 剛性消隙法是在嚴格控制齒輪齒厚和齒距誤差的條件下進行的，調(diào)整后，齒側(cè)間隙不能自動補償，但能提高傳動精度；2）柔性消隙法 柔性消隙法指調(diào)整后齒側(cè)間隙可以自動補償，采用這種消隙方法時，對齒輪齒厚和齒距的精度要求可適當降低，但對傳動平穩(wěn)性有負面影響，且傳動剛度低，結構也較復雜。16．機電一體化系統(tǒng)中常用的絲杠螺母是什么結構？間隙的調(diào)整方法是什么？p29 答：絲杠螺母傳動系統(tǒng)的軸向間隙為絲杠靜止時螺母沿軸向的位移量。機電一體化系統(tǒng)中常用滾珠絲杠螺母傳動，其間隙的調(diào)整既要考慮軸向間隙又要考慮滾珠與滾道的接觸彈性變形。絲杠螺母傳動系統(tǒng)的調(diào)隙一般采用雙螺母。17．在齒輪傳動中，如何選擇系統(tǒng)的總傳動比？p30 答：在齒輪傳動系統(tǒng)中，通常采用負載角加速度最大原則選擇總傳動比，以提高整個系統(tǒng)的響應速度。18．齒輪傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配原則是什么？p30 答：齒輪副級數(shù)的確定和各級傳動比的分配，按以下三種不同原則進行：（1）最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則1）小功率傳動裝置 各級傳動比分配的結果應遵循“前小后大”的原則。2）大功率傳動裝置 各級傳動比分配的結果仍應遵循“前小后大”的原則。（2）質(zhì)量最小原則1）小功率傳動裝置 按“質(zhì)量最小”原則來確定傳動比時，其各級傳動比相等。2）大功率傳動裝置 按“質(zhì)量最小原則”確定的各級傳動比是逐級遞減的，即“前大后小”。（3）輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則要使總轉(zhuǎn)角誤差最小，從輸入端到輸出端的各級傳動比按“前小后大”原則排列。19．如何綜合考慮齒輪系各級傳動比的分配三種原則的使用？p32 答：1）對于以提高傳動精度和回程誤差為主的降速齒輪傳動鏈，可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則設計。若為增速傳動鏈，則應在開始幾級就增速；2）對于要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、啟停頻繁和動態(tài)性能好的降速傳動鏈，可按最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則進行設計。對于負載變化的齒輪傳動裝置，各級傳動比最好采用不可約的比數(shù)，避免同時嚙合；3）對于要求質(zhì)量盡可能輕/小的降速傳動鏈，可按質(zhì)量最輕/小原則設計；4）對于傳動比很大的齒輪傳動鏈，可把定軸輪系和行星輪系結合使用。20．根據(jù)右圖簡述滾珠花鍵傳動結構特征。P32~33 答：花鍵軸的外圓上均布3條凸起軌道，配有6條負載滾珠列，相對應有6條退出滾珠列。軌道橫截面為近似滾珠的凹圓形，以減小接觸應力。承受載荷轉(zhuǎn)矩時，3條負載滾珠列自動定心。反轉(zhuǎn)時，另3條負載滾珠列自動定心。這種結構使切向間隙（角沖量）減小，必要時還可用一個花鍵螺母按放置方向施加預緊力后再鎖緊，故剛度高、定位準確。外筒上開鍵槽，以備聯(lián)接其他傳動件。保持架使?jié)L珠互不摩擦，且拆卸時不會脫落。用橡膠密封墊防塵，以提高使用壽命，通過油孔潤滑以減少磨損。外筒與花鍵軸之間，既可以軸帶筒或以筒帶軸作回轉(zhuǎn)運動，又可以作靈活、輕便的相對直線運動，所以，滾珠花鍵既是一種傳動裝置，又是一種直線運動支承。21．機電一體化系統(tǒng)對支承部件的要求是什么？p36 答：支承部件是機電一體化系統(tǒng)中的重要部件，它不僅要支承、固定和聯(lián)接系統(tǒng)中的其它零部件，還要保證這些零部件之間的相互位置要求和相對運動的精度要求，而且還是伺服系統(tǒng)的組成部分。機電一體化系統(tǒng)對支承部件的主要要求是：精度高、剛度大、熱變形小、抗振性好、可靠性高，并且具有良好的摩擦特性和結構工藝性。第三章 檢測技術 22．何謂傳感器？p41 答：傳感器是借助于檢測元件接收一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。它獲取的作息，可以是各種物理量、化學量和生物量，而且轉(zhuǎn)換后的信息形式也是不盡相同。23．何謂傳感器的基本特性？p42 答：傳感器的基本特性即是傳感器的輸入－輸出特性，由于輸入信息的狀態(tài)不同，傳感器所表現(xiàn)的基本特性也不同，存在所謂的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。24．衡量傳感器的靜態(tài)特性的重要指標有哪些？p42 答：線性度、靈敏度、遲滯性和重復性。25．何謂位移測量傳感器？p44 答：位移測量傳感器是直線位移和角位移測量的總稱。常用的直線位移測量傳感器包括：電感傳感器、差動傳感器、電容傳感器、感應同步器、光柵傳感器等。26．何謂光柵？p47 答：光柵是一種新型的位移檢測元件，它的特點是測量精度高（可達177。1 μm）、響應速度快和量程范圍大等。光柵由標尺光柵和指示光柵組成，兩者的光刻密度相同，但體長相差很多。光柵條紋密度一簽為每毫米250、