【正文】 )。2)可重構(gòu)機(jī)床由可重構(gòu)的硬/軟件組成。、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(gè)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)注意電壓之大小；（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)第三篇：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(lì)磁時(shí)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(shí)間。同時(shí)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。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式有幾種？各有何特點(diǎn)？答：（1）雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式L；結(jié)構(gòu)簡單剛性好、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量地進(jìn)行調(diào)整；（2）雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式Ch或C；可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整，即可進(jìn)行精密微調(diào)，使用中調(diào)整較方便。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但使用過程中不能調(diào)整，且制造困難。（4）雙推自由式；軸向剛度和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動系統(tǒng)。要求傳動速度快時(shí)，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。特點(diǎn)同（1）；（3）雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法；可自動補(bǔ)償側(cè)隙。2）軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法；齒側(cè)隙可以自動補(bǔ)償，但軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)欠緊湊。兩燕尾面起壓板作用，用一根鑲條就可調(diào)節(jié)水平和垂直方向的間隙，且高度小，結(jié)構(gòu)緊湊，可以承受顛覆力矩；但剛度較差，摩擦力較大，制造、檢驗(yàn)和維修都不方便。燕尾型導(dǎo)軌：鑲條法；矩形導(dǎo)軌：修刮壓板、修刮調(diào)整墊片的厚度或調(diào)整螺釘?shù)姆椒?；平鑲條調(diào)整用于受力較小、或短的導(dǎo)軌。簡述靜壓導(dǎo)軌副的工作原理。靜壓卸載導(dǎo)軌是將導(dǎo)軌承受的載荷的一部或大部用輔助導(dǎo)軌支承，從而改善主導(dǎo)軌的負(fù)載條件，以提高耐磨性和低速運(yùn)動的穩(wěn)定性。（1）滾動體不循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副；結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本較低，有時(shí)難以施加預(yù)緊力，剛度較低，抗振性能差，不能承受沖擊載荷。答：按其相互摩擦的性質(zhì)分：滑動、滾動、氣體（或液體）摩擦支承。答：對于中間傳動軸系一般要求不高。（3）抗振性；對于高速運(yùn)動的軸系必須用提高其靜態(tài)剛度、動剛度、增加軸系阻尼比等措施來提高軸系的動態(tài)性能，特別是抗振性；（4）熱變形；應(yīng)采取措施將軸系部件的溫升限制在一定的范圍之內(nèi)；（5）軸上零件的布置；在通過帶輪將運(yùn)動傳入軸系尾部時(shí)，應(yīng)該采用卸荷式結(jié)構(gòu)，使帶的壓力不直接作用在軸端；傳動齒輪應(yīng)盡量安置在靠近支承處，以減少軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。（3）機(jī)座的模型剛度試驗(yàn)；采用模型試驗(yàn)方法可測得與實(shí)際相接近的變形量；采用有限元法計(jì)算機(jī)座剛度。如：絲杠螺母、齒輪、齒輪齒條、鏈輪鏈條、帶/帶輪、纜繩/繩輪、杠桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、摩擦輪、萬向聯(lián)軸器、軟軸、渦輪蝸桿、間歇機(jī)構(gòu)。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技 術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。答：接口是構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的要素或子系統(tǒng)連接處必須具備的聯(lián)系條件。機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合評價(jià)指標(biāo)，各內(nèi)部功能的評價(jià)內(nèi)容是什么？ 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合評價(jià)指標(biāo)：附加價(jià)值。試制與調(diào)試。為縮小 ?φmax，應(yīng)采取何種措施？...............................................................................................2 2－18 諧波齒輪傳動有何特點(diǎn)？傳動比的計(jì)算方法是什么？.......................................3 ,其減速比為100，,試求該 諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動方向(與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較).........................3 ?................................................................3 ？..........................................................................4 機(jī)電一體化技術(shù)第3 章參考答案..........................................................................................5 31 簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點(diǎn)。..................................................................................9 4在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)中首先會遇到的問題是什么？.............................................9 417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。..................................................................11 56 簡述兩自由度機(jī)器人逆動力學(xué)方程。答：機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技 術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。另一種是輸入/輸出。組合法它是將結(jié)合法制成的專用或通用功能部件（子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組 合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱組合法。210 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(gè)齒時(shí)，試問：兩個(gè)螺母之間相對移動了多大距離？答：Z1 =100，Z2 =98，ΔS=(2/Z1)* λ0=*6 mm= mm。求：該傳動系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn) 角誤差?φmax。故諧波齒輪傳動裝置的傳動比可以應(yīng)用行星輪系求傳動比的方式來計(jì)算。(提示：一般來說，剛輪僅比柔輪多幾個(gè)齒；剛輪固定時(shí)，柔輪與輸出軸固聯(lián)；柔輪固定 時(shí)，剛輪與輸出軸固聯(lián)，兩種情況下，波發(fā)生器均與輸入軸固聯(lián))?答(1)圓柱齒輪傳動:1 偏心套(軸)調(diào)整法。（3）錐齒輪采用彈簧調(diào)整方式。目前常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動兩種方式。答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時(shí)間比來獲得不同的電壓脈沖，通 的時(shí)間越長，獲得的平均電壓越大，電機(jī)轉(zhuǎn)的就快，反之，電機(jī)轉(zhuǎn)的就慢。分別記作 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同 時(shí)，在 2 和 4 的基級上加以負(fù)脈 沖，這時(shí) 1 和 3 導(dǎo)通，2 和 4 導(dǎo) 通。簡述步進(jìn)電機(jī)三相單三拍的工作原理？答：如教材圖例所示：如果先將電脈沖加到 A 相勵(lì)磁繞組，定子 A 相磁極就產(chǎn)生磁通，并對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力，使轉(zhuǎn)子的 1 3 兩個(gè)齒與定子的 A 相磁極對齊，而后再將電脈沖通入B 相磁繞組，B 相磁極便產(chǎn)生磁通，這時(shí)轉(zhuǎn)子 2 4 兩個(gè)齒與 B 相磁極靠的最近，于是轉(zhuǎn)子便沿著逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 30 度角，使轉(zhuǎn)子 2 4 兩個(gè)齒與定子 B 相磁極對齊。通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即 M=K*N（N 為電動機(jī)的相數(shù)，單拍是 K=1，雙拍時(shí) K=2）。沒有脈沖輸入時(shí) 3DK4 和3DD15 功率晶體管截止，繞組中無電流通過，電機(jī)不轉(zhuǎn)。有脈沖通過時(shí)，VTVTVTVT4 飽和導(dǎo)通，在 vt2 有截止到飽和期間，其集電極電流，迅速上升。8機(jī)電一體化技術(shù)第 4章參考答案試說明 CPU、MC 和 MCS 之關(guān)系。上述微處理機(jī)、微型計(jì)算機(jī)都是從硬件角度定義的，而計(jì)算機(jī)的使用離不開軟件支持。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，如下 ，從上圖 a 可知，微機(jī)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。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸 入，如上圖 b所示。也就是說，若，則由 可以完全地恢復(fù) e（t）。將采樣信號經(jīng)量化后成為數(shù)字信號 的過程是一個(gè)近似過程，稱量化過程。ab55 簡述多輸入多輸出系統(tǒng)的靜力學(xué)方程。答：首先利用逆運(yùn)動學(xué)方法將軌跡｛x(t),y(t)｝變換成為關(guān)節(jié)運(yùn)動φ1(t)、φ2(t)，然后從φ1和φ2導(dǎo)出計(jì)算關(guān)節(jié)力矩 TT2的計(jì)算公式。13機(jī)電一體化技術(shù)第 7章參考答案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：2 1 1 m n j k i cq i j i i k k v J m J答：典型負(fù)載是指慣性負(fù)載、外力負(fù)載、彈性負(fù)載、摩擦負(fù)載（滑動摩擦負(fù)載、粘性摩擦 負(fù)載、滾動摩擦負(fù)載等）。設(shè)上述系統(tǒng)在時(shí)間 t 內(nèi)克服負(fù)載所作的功德總和為： 1 1 m n i i j j i j，同 理，執(zhí) 行 元 件 輸 出 軸 在 時(shí) 間 t 內(nèi) 的 轉(zhuǎn) 角 為k k 則，執(zhí)行元件所作的功為 k K eq k，由 1 / / m n k eq i i k j j k i j，或 1 1 / / 2 m n k eq i i k j j k i j T Fv n T n n74 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。n3=360。ns=180。j1=.01。j11=.024。v1=ns*ph*.001。fiz=fs+(fc+ma*)*。該圖的傳遞函數(shù)為 15G（s）= ===式中：K=(1)用滾珠絲杠傳動工作臺的伺服進(jìn)給系統(tǒng)（2）系統(tǒng)框圖前置放大器增益；功率放大器增益；直流伺服電機(jī)增益；速度反饋增益；直流伺服電機(jī)時(shí)間常數(shù)；減速比；位置檢測傳感器增益；（s）輸入電壓的拉氏變換；絲杠輸出轉(zhuǎn)角的拉氏變換當(dāng)系統(tǒng)受到外擾動轉(zhuǎn)矩 時(shí)，圖（2）就變?yōu)閳D（3）。（2）積分（I）調(diào)節(jié)積分調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)圖如圖(b)，其傳遞函數(shù)為Gc(s)=1/（Tis）式中 Ti=RC。這種循環(huán)既克服了單純比例環(huán)節(jié)有調(diào)節(jié)誤差的缺點(diǎn)，又避免了積分環(huán)節(jié)響應(yīng)慢的弱17點(diǎn)，既能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能能，又能改善其動態(tài)性能。但是，由于它含有微分作用，在噪聲比較大或要求響應(yīng)快的系統(tǒng)中不宜采用；PID 調(diào)節(jié)器能使閉環(huán)系統(tǒng)更加 穩(wěn)定，其動態(tài)性能也比用 PI調(diào)節(jié)器時(shí)好。？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？答：①.機(jī)電一體化系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、動力源、傳感件、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五大要素組成。適應(yīng)性設(shè)計(jì)是在總的設(shè)計(jì)方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價(jià)值。并行工程是把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造及其相關(guān)過程作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)的一種工作模式。綠色設(shè)計(jì)就是在新系統(tǒng)的開發(fā)階段，就考慮其整個(gè)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(fèi)、使用安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。，其減速比為100，柔齒輪數(shù)為100。答：導(dǎo)軌的作用是支承和限制運(yùn)動部件按給定的運(yùn)動要求和規(guī)定的運(yùn)動方向運(yùn)動。第三章32 機(jī)電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？答：⒈