【正文】 第一篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計重點(diǎn)知識總結(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素及其功能。機(jī)械單元：構(gòu)造功能、動力單元：驅(qū)動功能、傳感單元：檢測功能、控制單元：控制功能、執(zhí)行單元：執(zhí)行功能。機(jī)電一體化的定義：機(jī)電一體化是一種技術(shù)，是機(jī)械工程技術(shù)吸收微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)等融合而成的一門新技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的類型：開發(fā)型，變異型，適應(yīng)型。滾珠絲杠中滾珠的循環(huán)方式：內(nèi)循環(huán)，外循環(huán)。直齒圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)消除側(cè)隙的方法：偏心套軸調(diào)整，雙片薄齒輪錯齒調(diào)整。典型的負(fù)載特性有：恒轉(zhuǎn)矩，恒功率，轉(zhuǎn)速函數(shù)型。機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)中常用的線性環(huán)節(jié)有：齒輪，帶傳動。機(jī)電一體化中的接口的種類和作用。答：機(jī)械接口，物理接口，信息接口，環(huán)境接口 作用：用于機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素之間進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞和交換。機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)：機(jī)械技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。列舉一種機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用實(shí)例，并分析各產(chǎn)品中相關(guān)技術(shù)應(yīng)用情況。例如：數(shù)控機(jī)床是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品，它的機(jī)械技術(shù)主要來源于傳統(tǒng)機(jī)床，就是執(zhí)行各種加工零件的動作，它的信息處理技術(shù)，主要是對數(shù)控加工程序進(jìn)行處理，然后發(fā)出指令，為保證加工精度，也采用伺服傳動系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)原理方案設(shè)計的步驟和方法：創(chuàng)造性方法、功能分析設(shè)計法、商品化設(shè)計思想及方法、評價與決策方法、變型產(chǎn)品設(shè)計中的模塊化方法和相似產(chǎn)品系列設(shè)計方法等。機(jī)電一體化系統(tǒng)原理方案設(shè)計的功能分析法是從系統(tǒng)功能出發(fā)，通過技術(shù)過程的分析，確定技術(shù)系統(tǒng)的效應(yīng)，然后尋找解決的途徑，其步驟與方法如下圖所示：機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計遵循的基本原理和原則:運(yùn)動學(xué)設(shè)計原理、平均效應(yīng)原理、阿貝誤差原理、基準(zhǔn)重合原則、最短傳動鏈原則、“三化”原則 : 任務(wù)分配原理、自補(bǔ)償原理、力傳遞原理、變形協(xié)調(diào)原理、力平衡原理、等強(qiáng)度原理、穩(wěn)定性原理、降低噪聲原理和提高精度原理。在機(jī)電一體化系統(tǒng)原理方案設(shè)計時，為什么要進(jìn)行抽象化設(shè)計？進(jìn)行抽象化設(shè)計，可以使設(shè)計人員暫時拋棄那些偶然情況和枝節(jié)問題，突出基本的、必要的要求，這樣就便于抓住問題核心；同時避免了構(gòu)思方案前形成的框框，可以放開視野，尋求更為合理的設(shè)計方案。通過抽象化，設(shè)計人員可不涉及具體解決方案，就能清晰的掌握所設(shè)計的產(chǎn)品的基本功能和主要約束條件，從而抓住了設(shè)計中的主要矛盾，這樣就可以把思維注意力集中到關(guān)鍵問題上來，確定產(chǎn)品的總功能。步進(jìn)電動機(jī)有哪些特點(diǎn)？主要特點(diǎn)：轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直接數(shù)字控制：有定位轉(zhuǎn)矩：可構(gòu)成廉價的開環(huán)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn)1．一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%，且不累積2．步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度3．步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降4．步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。步距角:每輸入一個脈沖信號，轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。脈沖當(dāng)量：是相對于每一脈沖信號的機(jī)床運(yùn)動部件的位移量步進(jìn)電動機(jī)有哪些主要指標(biāo)：步矩角α（α=360176。/Zm）、步矩角誤差Δα（一般為+10180。左右）、最高啟動頻率fq（有空載和負(fù)載兩種）、最高連續(xù)工作頻率fmax（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于fq）、靜態(tài)矩角特性（靜態(tài)矩角特性曲線大致為一條正弦曲線）、動態(tài)矩頻特性步進(jìn)電動機(jī)的工作原理：以數(shù)控機(jī)床上常用的反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)為例：反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)分為徑向分相式步進(jìn)電動機(jī)和軸向式步進(jìn)電動機(jī)。對于徑向分相式步進(jìn)電動機(jī)來說，它主要是依靠轉(zhuǎn)子分布均勻的齒與齒的齒距相同，但在同周期上分別以此錯位一段齒距，當(dāng)一極通電，則會使原先錯位的齒與齒槽對正。而另一相鄰極齒便會與齒槽錯過一個角度待下次此極通電時，下一相鄰電極會重復(fù)同一過程，而此電極對齊。如此循環(huán)達(dá)到轉(zhuǎn)動，而對于軸向分相式步進(jìn)電動機(jī)，會由于通電方式不同而獲得的步進(jìn)角不相同，通電則會使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，而通電電極數(shù)若較為連續(xù)，轉(zhuǎn)子頻率就會提高，從而運(yùn)轉(zhuǎn)會平穩(wěn)。1動力元件種類：電氣式、液壓式、氣壓式1變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖是怎樣組成的？擬定轉(zhuǎn)速圖應(yīng)遵循哪些原則？轉(zhuǎn)速圖由“三線一點(diǎn)”構(gòu)成，即傳動軸格線、轉(zhuǎn)速格線、傳動線和轉(zhuǎn)速點(diǎn)。應(yīng)遵循的原則：1應(yīng)盡量使總的傳動副數(shù)最少2前多后少原則3前密后疏原則4選取合理的極限傳動比及變速范圍5合理分配傳動比的數(shù)值1傳動系統(tǒng)的功能：減速或加速，變速，改變運(yùn)動規(guī)律和形式，傳遞和分配動力，必要時中斷傳動1傳動系統(tǒng)包括哪幾部分及各部分功能。變速裝置：改變動力元件的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)工作機(jī)構(gòu)的需要；啟停和換向裝置：用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動、停止及改變運(yùn)動方向；制動裝置：用于使機(jī)械減速和停止運(yùn)動，有時也用作調(diào)節(jié)或限制機(jī)械的運(yùn)動速度，保證機(jī)械安全正常工作；安全保護(hù)裝置：由電器安全保護(hù)裝置和安全離合器來承擔(dān)，起過載保護(hù)作用。1執(zhí)行系統(tǒng)的組成包括哪幾個部分？執(zhí)行構(gòu)件：執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務(wù)的零部件 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：位于動力元件和傳動系統(tǒng)之間的機(jī)械裝置1典型的執(zhí)行系統(tǒng)：夾持器、搬運(yùn)裝置、輸送裝置、分度與轉(zhuǎn)位裝置、檢測裝置、施力1位置和位移檢測傳感器種類：機(jī)械式微動開關(guān)、光柵傳感器、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)編碼器1轉(zhuǎn)速檢測傳感器：測速發(fā)電機(jī)、光電式轉(zhuǎn)速傳感器1超聲波傳感器測量距離，熱電偶傳感器測量溫度：脈沖發(fā)生器、脈沖分配器（使電動機(jī)繞組的通電方式按照一定規(guī)律變化）、功率放大器（使脈沖電流得到放大）、細(xì)分驅(qū)動。2為什么要采用功率放大器？答：從計算機(jī)輸出口或從環(huán)形分配器輸出的脈沖電流一般只有幾個毫安，不能直接驅(qū)動電動機(jī)，必須采用功率放大器將脈沖電流進(jìn)行放大，使其增加到幾安培至十幾安培，從而驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。2步進(jìn)電動機(jī)的微機(jī)控制方式：串行控制和并行控制（P125示意圖和控制原理）2直流伺服電動機(jī)的控制方式：可控硅直流驅(qū)動方式和晶體管脈寬直流驅(qū)動方式2支承部件種類及要求：旋轉(zhuǎn)支承部件（旋轉(zhuǎn)精度，靜剛度，抗振性，熱變形，耐磨性），移動支承部件(導(dǎo)向精度高，剛度好，耐磨，運(yùn)動靈活和平穩(wěn))，和固定支承部件（足夠的剛度，抗振性，較小的熱變形和良好的耐磨性，結(jié)構(gòu)工藝性）2導(dǎo)軌有哪些形式？答：按摩擦性質(zhì)分類：滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。按受力情況分類：開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌；特點(diǎn)：導(dǎo)向精度好，剛性好，耐磨，運(yùn)動靈活和平穩(wěn)。2固定支承部件為什么要設(shè)置隔板和加強(qiáng)筋？答：是提高固定支承部件剛度的有效方法。隔板主要用于提高支承件的整體剛度，加強(qiáng)筋主要用于提高局部剛度2PID調(diào)節(jié)器：比例P調(diào)節(jié)器：比例環(huán)節(jié)可提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，但存在穩(wěn)態(tài)誤差。積分I調(diào)節(jié)器：能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。比例P積分I調(diào)節(jié)器：提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，消除干擾所造成的影響。（大于10MM）的傳感器有：超聲波傳感器、直線位移傳感器、激光位移傳感器、紅外位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器。2控制電機(jī)的基本要求：性能密度大，快速性好，位置控制精度高，調(diào)整范圍寬，低速運(yùn)行平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，分辨率高，振動噪聲小，適應(yīng)啟停頻繁的工作要求，可靠性高，壽命長。第二篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計動力系統(tǒng)（動力源）、傳感檢測系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（如電動機(jī)）等五個子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)必須具有以下三大“目的功能”：①變換（加工、處理）功能；②傳遞（移動、輸送）功能；③儲存（保持、積蓄、記錄）功能。3的變換、調(diào)整功能，可將接口分成四種：1）零接口；2）無源接口；3）有源接口；4）