【正文】 pi）=104*(180*5/1000)/*720/(2*)= （N*m）。對具體系統(tǒng)而言，其負(fù)載可能是以上幾種典型負(fù)載的組合，不一 定均包含上述所有負(fù)載項(xiàng)目。由平面幾何學(xué)知識，可得逆運(yùn)動學(xué)解為==式中p=，q=。答 ： 設(shè) 對 微 小 輸 入 位 移 有 微 小 的 輸 出 位 移，則輸入功的總和和輸出功的總和分別為：其中忽略機(jī)構(gòu)內(nèi)部機(jī)械損失時，兩式相等?，F(xiàn)對量化過程作簡單的說明：將采樣信號 e*（t）的變化范圍分成若干層，每一層都用一個二進(jìn)制數(shù)碼表示，這些數(shù)碼可表示幅值最接近它 的采樣信號。53 簡述數(shù)字控制系統(tǒng) A/D 轉(zhuǎn)換過程。420 試說明檢測傳感器的微機(jī)接口基本方式。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。一般將配有系統(tǒng)軟件、外圍設(shè)備、系統(tǒng)總線接口的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡稱 MCS。答：微處理機(jī)簡稱 CPU，它是一個大規(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、多個寄存器、控制邏輯和運(yùn)算邏輯部件，有的器件還含有時鐘電 路，為器件工作提供定時信號。當(dāng) vt2 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后 t1 一次測電流暫時恒定，無磁通變化二次側(cè)的感應(yīng)電壓為 零，vt3 截止。當(dāng) A 相得電時，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一步，當(dāng)脈沖依次加到 ABC 三個輸入端時，三組放大器分別驅(qū)動不同的繞組，是電機(jī)一步一步的轉(zhuǎn)動。312 簡述三相步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配方式？答：，利用查表式計(jì)算方法來進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配，簡稱軟環(huán)分。如果按照 A→C→B →A??的順序通電，步進(jìn)電機(jī)講沿順時針方向一步步地轉(zhuǎn)動。設(shè)此時的電動機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎?反之，則為負(fù)。電機(jī)的換向是 通過橋式電路來實(shí)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(fù)脈沖從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。晶閘管直流驅(qū)動方式，主要通過調(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 ?。﹣硪苿佑|發(fā)脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動機(jī)電樞電壓的變化易 于平滑調(diào)速。？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 簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點(diǎn)。2 軸向墊片調(diào)整法。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。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齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，所以，為縮小? φmax，在設(shè)計(jì)中最未兩級的傳動比應(yīng)取大一些，盡量提高最未一級輪副的加工精 度。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：重量最輕原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則（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)齒輪傳動的精度，各級傳動比應(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)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。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)械傳動部件時，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，常常提 出哪些要求？答：常提出低摩擦、無間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊?。、融合法、組合法？答：機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。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 “機(jī)電一體化技術(shù)革命”。......................................................................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？說明以下公式的含義：...........................13 74 設(shè)有一工作臺x 軸驅(qū)動系統(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，工作臺與導(dǎo)軌間為滑動摩擦，其摩擦系數(shù)為 ，試求轉(zhuǎn)換到電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。......................................................................9 420 試說明檢測傳感器的微機(jī)接口基本方式。........................................................5 II32 機(jī)電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？....................................................5 33 簡述控制用電動機(jī)的功率密度及比功率的定義。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 試說明較為人們接受的機(jī)電一體化的含義。主功能：系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出變換效率； 動力功能：輸入能量、能源；控制功能：控制輸入/輸出接口個數(shù)、手動操作； 構(gòu)造功能：尺寸、重量、強(qiáng)度； 計(jì)測功能：精度。廣義的接口功能有兩種：一種是變換、調(diào)整；另一種是輸入/輸出。目的是提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價值，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、自動化需求。滾珠絲杠副組成；絲杠；螺母；滾珠；反向器（滾珠循環(huán)反向裝置）。（4）機(jī)座的結(jié)構(gòu)工藝性；保證剛度的情況下應(yīng)力求形狀簡單；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)周期的問題。而對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?；瑒幽Σ林С邪雌浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：圓柱、圓錐、球面和滾針支承；滾動摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：填入式滾珠支承和刀口支承。適用于行程短的場合；（2）滾動體循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副；適合行程較長的場合；（3）滾動軸承導(dǎo)軌副；摩擦力矩小，運(yùn)動平穩(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，能長久地保持較高的精度。滾動導(dǎo)軌副有哪些特點(diǎn)及應(yīng)用場合？滾動導(dǎo)軌副的預(yù)緊方式？答：優(yōu)點(diǎn)：摩擦系數(shù)小（—），運(yùn)動靈活；動、靜摩擦系數(shù)基本相同，因而啟動阻力小，而不易產(chǎn)生爬行；3可以預(yù)緊，剛度高；壽命長；精度高；潤滑方便，可以采用脂潤滑，一次填裝，長期使用；由專業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購選用。簡述卸荷導(dǎo)軌的工作原理。斜鑲條應(yīng)用較廣。適用于運(yùn)動速度不高、受力不大、高度尺寸受到限制的場合?；瑒訉?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？各適合何種場合？答：(1)三角形（分對稱、不對稱兩類）；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)動裝置。在伺服電機(jī)驅(qū)動負(fù)載的傳動系統(tǒng)中，常采用什么方式選擇最佳傳動比？ 答：采用使負(fù)載加速度最大的方法。滾珠絲杠的公稱直徑應(yīng)根據(jù)什么選擇？基本導(dǎo)程應(yīng)根據(jù)什么選取？答：公稱直徑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，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系統(tǒng)。（3）雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式D；結(jié)構(gòu)簡單、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：按照直線規(guī)律升速；加速度為恒指，要求步進(jìn)電動機(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)動電源中必須含有環(huán)形分配器。主要用于對速度要求不高的小型步進(jìn)電機(jī)中。采用專用環(huán)形分配器器件，如CH驅(qū)動電源是將變頻信號源（微機(jī)或數(shù)控裝置等）送來的脈沖信號及方向信號按要求的配電方式自動地循環(huán)供給電動機(jī)各相繞組，以驅(qū)動電動機(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。勵磁時的靜止轉(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。由于VR型步進(jìn)電機(jī)的鐵心無極性，故不需要改變電流極性，因此多為單極性勵磁。AC伺服電機(jī)（感應(yīng)型（矢量控制））：對定于電流的激勵分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制；具有DC伺服電機(jī)的全部優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：音響和音像設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。控制用旋轉(zhuǎn)電機(jī)按工作原理分：（1）旋轉(zhuǎn)磁場型：同步電動機(jī)（永磁）、步進(jìn)電機(jī)（永磁）；（2）旋轉(zhuǎn)電樞型：直流電動機(jī)（永磁）、感應(yīng)電動機(jī)（按矢量控制等效模型）；DC伺服電機(jī)（永磁）：槽鐵心電樞型、無槽（平滑型）鐵心電樞型、電樞型—無槽（平滑）鐵心型與無鐵心型。2)工作平穩(wěn)，能吸收振動；3)不需潤滑，耐油、水、耐高溫，耐腐蝕，維護(hù)保養(yǎng)方便；4)中心距要求嚴(yán)格，安裝精度要求高。？答：（1）同步帶的承載繩疲勞拉斷（2）同步帶的打滑和跳齒（3）同步帶齒的磨損。13在額定輸出功率相同的條件下，交流伺服電動機(jī)的比功率最高，直流伺服電動機(jī)次之，步進(jìn)電動機(jī)最低。10常見的導(dǎo)軌截面形狀有：三角形、矩形、燕尾形、圓形。傳動比的最佳分配原則：重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則、等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則。滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。它的目的是提高系統(tǒng)的附加價值。、信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五個子系統(tǒng)組成。具有：軸向剛度高；運(yùn)動平穩(wěn)；傳動精度高；不易磨損；使用壽命高等優(yōu)點(diǎn)。7齒輪傳動有兩軸平行、兩軸相交、兩軸交叉3種形式。這些傳動機(jī)構(gòu)可將原動機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為間歇運(yùn)動。通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。（優(yōu)）點(diǎn)是什么？答：傳動比準(zhǔn)確、傳動效率高、能吸震、噪聲低、傳動平穩(wěn)、能高速傳動、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動具有特點(diǎn)是什么？ 1)傳動比準(zhǔn)確，傳動效率高。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），各級傳動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）電動式 ：可使商用電源信號與動力的傳送方向相同，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)第二篇：機(jī)電一體化答案控制用電機(jī)有哪些種類、特點(diǎn)及應(yīng)用？控制用電動機(jī)：力矩電動機(jī)、脈沖電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)、變頻調(diào)速電動機(jī)和各種AC/DC電動機(jī)...在額定輸出功率相同的條件下，比功率（dp/dt）：交流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)。晶體管式無刷直流伺服電機(jī)：無接觸換向部件；需要磁極位置檢測器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機(jī)的全部優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：音響和音像設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、NC機(jī)械、機(jī)器人。應(yīng)用：計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公機(jī)械、數(shù)控裝置直流伺服電機(jī)的驅(qū)動方式有哪幾種？ 晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)按其結(jié)構(gòu)可分為哪幾種？各有何特點(diǎn)？可變磁阻（VR）型：轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子直徑小，有利于快速響應(yīng)。但由于其制造材料費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)簡單、步距角小，隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，可望成為多用途的機(jī)種。與VR型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)子慣量也較大。由于采用了永久磁鐵，所以無勵磁時具有保持力。步進(jìn)電機(jī)有哪幾種通電方式？步距角與通電方式有否有關(guān)？ 答：三相步進(jìn)電機(jī)：單相輪流通電方式，三相單三拍通電。步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)有哪些？答：分辨力；靜態(tài)特性；動態(tài)特性—（1）動態(tài)穩(wěn)定區(qū)（2）啟動轉(zhuǎn)矩Tq（3）最高連續(xù)運(yùn)行頻率及矩頻特性（4）空載啟動頻率與慣頻特性；步進(jìn)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)實(shí)例—型號表示方式、技術(shù)性能參數(shù)：相數(shù)、步距角、電壓、相電流、最大轉(zhuǎn)矩、空載啟動頻率、空載運(yùn)行頻率、電感、電阻、分配方式、外形尺寸（軸徑）、質(zhì)量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源的組成及作用有哪些？答：驅(qū)動電源由脈沖分配器、功率放大器等組成。/（zm）；α：步距角；z:轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m為計(jì)算機(jī)的工作時間。同時由于繞組電感較大，電路對脈沖電流的反映較慢，因此輸出脈沖的波形差、輸出功率低。斬波恒流功放電路：該電路去掉了限流電阻，效率顯著提高，并利用高壓給電動機(jī)繞組儲能，波的前沿得到了改善，從而使步進(jìn)電機(jī)的輸出加大，運(yùn)行效率得到提高。在電動機(jī)驅(qū)動電源內(nèi)，還包括環(huán)形分配器，而且并行控制功能必須由微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成。優(yōu)點(diǎn)滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小。但擋珠器剛性差、易磨損。滾珠絲杠副軸向