【正文】 保證剛度的情況下應(yīng)力求形狀簡(jiǎn)單；機(jī)座壁厚應(yīng)盡量均勻；鑄件要便于清砂；在同一側(cè)面的加工表面，應(yīng)處于同一平面上；必須有可靠的加工工藝基面。1鑄造機(jī)座的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是什么？答：必須保證其自身剛度、連接處剛度和局部剛度，同時(shí)要考慮安裝方式、材料選擇、結(jié)構(gòu)工藝性以及節(jié)省材料、降低成本和縮短生產(chǎn)周期的問(wèn)題。而對(duì)于完成主要作用的主軸軸系的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形及抗振性等得要求較高?；瑒?dòng)摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：圓柱、圓錐、球面和滾針支承；滾動(dòng)摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：填入式滾珠支承和刀口支承。適用于行程短的場(chǎng)合；（2）滾動(dòng)體循環(huán)的滾動(dòng)導(dǎo)軌副；適合行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合；（3）滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌副；摩擦力矩小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、靈活，承載能力大，調(diào)節(jié)方便，導(dǎo)軌面積小，加工工藝性好，能長(zhǎng)久地保持較高的精度。滾動(dòng)導(dǎo)軌副有哪些特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合？滾動(dòng)導(dǎo)軌副的預(yù)緊方式？答：優(yōu)點(diǎn)：摩擦系數(shù)小（—），運(yùn)動(dòng)靈活；動(dòng)、靜摩擦系數(shù)基本相同，因而啟動(dòng)阻力小，而不易產(chǎn)生爬行；3可以預(yù)緊，剛度高；壽命長(zhǎng)；精度高；潤(rùn)滑方便，可以采用脂潤(rùn)滑，一次填裝，長(zhǎng)期使用；由專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購(gòu)選用。簡(jiǎn)述卸荷導(dǎo)軌的工作原理。斜鑲條應(yīng)用較廣。適用于運(yùn)動(dòng)速度不高、受力不大、高度尺寸受到限制的場(chǎng)合?；瑒?dòng)導(dǎo)軌的截面形狀有哪些?各有何特點(diǎn)？導(dǎo)軌間隙的調(diào)整方法有哪些？各適合何種場(chǎng)合？答：(1)三角形（分對(duì)稱(chēng)、不對(duì)稱(chēng)兩類(lèi)）；導(dǎo)向精度較高。1）周向彈簧式；受到周向圓弧槽及彈簧尺寸限制，故僅適用于讀數(shù)裝置而不適用于功率驅(qū)動(dòng)裝置。在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的傳動(dòng)系統(tǒng)中，常采用什么方式選擇最佳傳動(dòng)比？ 答：采用使負(fù)載加速度最大的方法。滾珠絲杠的公稱(chēng)直徑應(yīng)根據(jù)什么選擇？基本導(dǎo)程應(yīng)根據(jù)什么選??？答：公稱(chēng)直徑d0應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。滾珠絲杠副的支承方式有幾種？各有何特點(diǎn)？答：（1）單推單推式；軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時(shí)，預(yù)緊力較大，但軸承壽命比雙推雙推式低；（2）雙推雙推式；軸向剛度較高，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）雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式D；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度高、預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。（2）插管式；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造；但徑向尺寸較大，彎管端部用做擋珠器比較容易磨損。缺點(diǎn)：反向器加工困難、裝配調(diào)整不方便。步進(jìn)電機(jī)升降速規(guī)律有哪些？各有何特點(diǎn)？答：按照直線(xiàn)規(guī)律升速；加速度為恒指，要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒值。步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制方式有哪些？各有何特點(diǎn)？答：串行控制：在具有串行控制功能的單片機(jī)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電源中必須含有環(huán)形分配器。主要用于對(duì)速度要求不高的小型步進(jìn)電機(jī)中。采用專(zhuān)用環(huán)形分配器器件，如CH驅(qū)動(dòng)電源是將變頻信號(hào)源（微機(jī)或數(shù)控裝置等）送來(lái)的脈沖信號(hào)及方向信號(hào)按要求的配電方式自動(dòng)地循環(huán)供給電動(dòng)機(jī)各相繞組，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子正反向旋轉(zhuǎn)。雙相輪流通電方式，、單雙相輪流通電方式，三相六拍通電。勵(lì)磁時(shí)的靜止轉(zhuǎn)矩都比VR型步進(jìn)電機(jī)的大?；旌希℉B）型：具有VR型步進(jìn)電機(jī)步距角小、響應(yīng)頻率高的優(yōu)點(diǎn)，還具有PM型步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁功率小、效率高的優(yōu)點(diǎn)。永磁（PM）型：采用永久磁鐵，即使定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩，故具有記憶能力，可用做定位驅(qū)動(dòng)。由于VR型步進(jìn)電機(jī)的鐵心無(wú)極性，故不需要改變電流極性，因此多為單極性勵(lì)磁。AC伺服電機(jī)（感應(yīng)型（矢量控制））：對(duì)定于電流的激勵(lì)分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制；具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：音響和音像設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備?？刂朴眯D(zhuǎn)電機(jī)按工作原理分：（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)型：同步電動(dòng)機(jī)（永磁）、步進(jìn)電機(jī)（永磁）；（2）旋轉(zhuǎn)電樞型：直流電動(dòng)機(jī)（永磁）、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（按矢量控制等效模型）；DC伺服電機(jī)（永磁）：槽鐵心電樞型、無(wú)槽（平滑型）鐵心電樞型、電樞型—無(wú)槽（平滑）鐵心型與無(wú)鐵心型。AC伺服電機(jī)：同步型SM、感應(yīng)型IM 步進(jìn)電機(jī)：變磁阻型（VR）、永磁型（PM）、混合型（HB）DC伺服電機(jī)：高響應(yīng)特性；高功率密度（體積小、重量輕）；可實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字控制；接觸換向部件（電刷與換向器）需要維護(hù)。AC伺服電機(jī)（永磁同步型）:無(wú)接觸換向部件；需要磁極位置檢測(cè)器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：NC機(jī)械、機(jī)器人。該類(lèi)電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子均不含永久磁鐵，故無(wú)勵(lì)磁時(shí)沒(méi)有保持力。PM型電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是勵(lì)磁功率小、效率高、造價(jià)低，因此需求量也大。這類(lèi)電動(dòng)機(jī)都由轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)決定步距角的大小，可制造出步距角較小的電動(dòng)機(jī)。HB和PM型步進(jìn)電機(jī)能夠用做超低速同步電動(dòng)機(jī)。其他相步進(jìn)電機(jī)。實(shí)現(xiàn)脈沖環(huán)形分配的方法有哪些，各有何特點(diǎn)？答：1軟環(huán)分（采用計(jì)算機(jī)軟件，利用查表或計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配）；充分利用計(jì)算機(jī)軟件資源以減低硬件成本，對(duì)多相的脈沖分配具有更大的優(yōu)點(diǎn)；但軟環(huán)分占用計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，會(huì)使插補(bǔ)一次的時(shí)間增加，易影響步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度?？梢詫?shí)現(xiàn)三相步進(jìn)電機(jī)的各種環(huán)形分配，使用方便、接口簡(jiǎn)單、種類(lèi)眾多、功能齊全，有的還具有其他許多功能。雙電壓功放電路：該功放電路僅在脈沖開(kāi)始的一瞬間接通高壓電源，其余的時(shí)間均由低壓供電，故效率很高。因?yàn)檫@種系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源之間具有較少的連線(xiàn)將信號(hào)送入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的環(huán)形分配器。按指數(shù)規(guī)律升速；加速度是逐漸下降的，接近電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。外循環(huán)：滾珠在循環(huán)反向時(shí)離開(kāi)絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外坐循環(huán)運(yùn)動(dòng)。（3）端蓋式；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好，但滾道吻接和彎曲處圓角不易準(zhǔn)確制作而影響其性能，故應(yīng)用較少。（4）彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式；能消除使用過(guò)程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場(chǎng)合。但隨著溫度的升高會(huì)使絲杠的預(yù)緊力增大，易造成兩端支承的預(yù)緊力不對(duì)稱(chēng)；（3）雙推簡(jiǎn)支式；軸向剛度較低，應(yīng)注意減少絲杠熱變形的影響。螺紋長(zhǎng)度L1在允許的情況下要盡量短，一般取L1/d0小于30為宜。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則有哪些？各適用于何種場(chǎng)合？答：（1）重量最輕原則；適用于要求體積小、重量輕的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；適用于要求傳動(dòng)精度高，回程誤差小的傳動(dòng)齒輪系；（3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則；適用于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、起停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系。2）可調(diào)彈簧式；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)消除斜齒輪傳動(dòng)齒側(cè)隙的方法與上述錯(cuò)齒調(diào)整法基本相同。導(dǎo)軌水平與垂直方向誤差相互影響，給制造、檢驗(yàn)和修理帶來(lái)困難。（4）圓形導(dǎo)軌；制造方便但磨損后難以調(diào)整和補(bǔ)償間隙，適用于同時(shí)作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方或者承受軸向載荷的場(chǎng)合。三角形導(dǎo)軌的上滑面能自動(dòng)補(bǔ)償，下滑面的間隙調(diào)整和矩形導(dǎo)軌的下壓調(diào)整底面間隙相同。答：靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的油或其氣體介質(zhì)通入導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)件與導(dǎo)向支承之間，運(yùn)動(dòng)件浮在壓力油或氣體薄膜之上，與導(dǎo)向支承件脫離接觸，致使摩擦阻力（力矩）大大降低。廣泛地被應(yīng)用于精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、測(cè)量機(jī)和測(cè)量?jī)x器等。在精密機(jī)械設(shè)備和儀器中均有采用，如：精縮機(jī)、萬(wàn)能工具顯微鏡、測(cè)長(zhǎng)儀等?；疽螅悍较蚓群椭弥芯?；摩擦阻力矩的大??；許用載荷；對(duì)溫度變化的敏感性；耐磨性以及磨損的可補(bǔ)償性；抗振性；成本的高低。（1）旋轉(zhuǎn)精度；其大小取決于軸系各組成零件及支承部件的制造精度與裝配調(diào)整精度。（1）保證自身剛度的措施；合理選擇截面形狀和尺寸；合理布置筋板和加強(qiáng)筋；合理地開(kāi)孔和加蓋；（2）提高機(jī)座連接處的接觸剛度；,以便增加實(shí)際接觸面積；固定螺釘應(yīng)在接觸面上造成一個(gè)預(yù)緊力，壓強(qiáng)一般為2Mpa。（5）機(jī)座的材料選擇；應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工藝、成本、生產(chǎn)周期等要求選擇，常用的材料：鑄鐵和鋼、石材、陶瓷等。機(jī)電一體化的涵義、內(nèi)容、目的。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成。（1）根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能分：零接口；無(wú)源接口；有源接口；智能接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟。、信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成。具有：軸向剛度高；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；傳動(dòng)精度高；不易磨損；使用壽命高等優(yōu)點(diǎn)。7齒輪傳動(dòng)有兩軸平行、兩軸相交、兩軸交叉3種形式。這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可將原動(dòng)機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇運(yùn)動(dòng)。通過(guò)選擇所用錐環(huán)的對(duì)數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。（優(yōu)）點(diǎn)是什么？答：傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率高、能吸震、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、能高速傳動(dòng)、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)具有特點(diǎn)是什么？ 1)傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高。15．導(dǎo)軌副的組合形式包括哪幾種？答：（1）雙三角形（2）矩形和矩形組合（3）三角形和矩形組合（4）三角形和平面組合（5）？答：（1）采用鑲裝導(dǎo)軌（2）提高導(dǎo)軌精度與改善表面粗糙度（3），各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則都有哪些？答：（1）重量最輕原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則（3）?答：根據(jù)能量不同分為：（1）電動(dòng)式 ：可使商用電源信號(hào)與動(dòng)力的傳送方向相同，有交流和直流之別，應(yīng)注意電壓之大??；（2）液動(dòng)式 ：要求操作人員技術(shù)熟練，液壓源壓力為（20~80）*10^5（3）氣動(dòng)式 ：空氣壓力源的壓力為（5~7）*10^5Pa，？答：（1）提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量（2）冗余技術(shù)（3）診斷技術(shù)第三篇：機(jī)電一體化答案I目錄機(jī)電一體化技術(shù)第1 章習(xí)題參考答案.................................................................................1 11 試說(shuō)明較為人們接受的機(jī)電一體化的含義。........................................................5 II32 機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求是什么？....................................................5 33 簡(jiǎn)述控制用電動(dòng)機(jī)的功率密度及比功率的定義。......................................................................9 420 試說(shuō)明檢測(cè)傳感器的微機(jī)接口基本方式。......................................................................12 機(jī)電一體化技術(shù)第7 章參考答案........................................................................................13 73 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的典型負(fù)載有哪些？說(shuō)明以下公式的含義：...........................13 74 設(shè)有一工作臺(tái)x 軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已知參數(shù)為下表中所列，已知mA=400 ㎏，Ph=5mm,Fl 水平=800N，F(xiàn)l 垂直=600N，工作臺(tái)與導(dǎo)軌間為滑動(dòng)摩擦，其摩擦系數(shù)為 ，試求轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效轉(zhuǎn)矩。14 何謂機(jī)電一體化技術(shù)革命？答：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)革新潮流可稱(chēng) “機(jī)電一體化技術(shù)革命”。、融合法、組合法？答：機(jī)電互補(bǔ)法又稱(chēng)取代法。2機(jī)電一體化技術(shù)第 2章習(xí)題參考答案 21 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，常常提 出哪些要求？答：常提出低摩擦、無(wú)間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊取?－16 各級(jí)傳動(dòng)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(jí)傳動(dòng)比的分配原則是：重量最輕原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是：為提高機(jī)電一體化系統(tǒng)齒輪傳動(dòng)的精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按先小后大的原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。為縮小?φmax，應(yīng)采取何種措施？解：（1）?φmax= i + 4 3 2 3 2 i i i+ 4 3 5 4 i i+ 4 7 6 i +?φ8=++++=++++= rad 3=o（1）總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最未一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動(dòng)比的大小，所以，為縮小? φmax，在設(shè)計(jì)中最未兩級(jí)的傳動(dòng)比應(yīng)取大一些，盡量提高最未一級(jí)輪副的加工精 度。設(shè) H g r、分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則g H r H rg g H r Z i Z。2 軸向墊片調(diào)整法。？答：①旋轉(zhuǎn)精度②剛度③抗震性④熱變形⑤軸上零件的布置 5機(jī)電一體化技術(shù)第 3章參考答案 31 簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類(lèi)及特點(diǎn)。晶閘管直流驅(qū)動(dòng)方式，主要通過(guò)調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置控制晶閘管的觸發(fā)延遲角（控制電壓的大 ?。﹣?lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓的變化易 于平滑調(diào)速。電機(jī)的換向是 通過(guò)橋式電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它是由四個(gè)大功率的晶體管組成，通過(guò)在不同晶體管的基極加正 負(fù)脈沖從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。設(shè)此時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎?反之，則為負(fù)。如果按照 A→C→B →A??的順序通電，步進(jìn)電機(jī)講沿順時(shí)針?lè)较蛞徊讲降剞D(zhuǎn)動(dòng)。312 簡(jiǎn)述三相步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配方式？答：，利用查表式計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配，簡(jiǎn)稱(chēng)軟環(huán)分。當(dāng) A 相得電時(shí)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步，當(dāng)脈沖依次加到 ABC 三個(gè)輸入端時(shí)，三組放大器分別驅(qū)動(dòng)不同的繞組，是電機(jī)一步一步的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng) vt2 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后 t1 一次測(cè)電流暫時(shí)恒定，無(wú)磁通變化二次側(cè)的感應(yīng)電壓為 零，vt3 截止。答：微處理機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng) CPU，它是一個(gè)大規(guī)模集成電路器件或超大規(guī)模集成電路器件，器 件中有數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)通道、多個(gè)寄存器、控制邏輯和運(yùn)算邏輯部件，有的器件還含有時(shí)鐘電 路，為器件工作提供定時(shí)信號(hào)。一般將配有系統(tǒng)軟件、外圍設(shè)備、系統(tǒng)總線(xiàn)接口的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng) MCS。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，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(méi)有光發(fā)出。420 試說(shuō)明檢測(cè)傳感器的微機(jī)接口基本方式。53 簡(jiǎn)