【正文】 ㎏，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。、融合法、組合法？答：機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。2－16 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。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。？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)行元件的分類及特點(diǎn)。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。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)。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)。答：微處理機(jī)簡(jiǎn)稱 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)。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。53 簡(jiǎn)述數(shù)字控制系統(tǒng) A/D 轉(zhuǎn)換過(guò)程。答 ： 設(shè) 對(duì) 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(shí)，兩式相等。對(duì)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。n4=180。j2=.016。a=400*(v1/nd)^2/(4*pi^2)b=j1c=j2*(n2/nd)^2 d=j3*(n3/nd)^2 e=j4*(n4/nd)^2 f=js*(ns/nd)^2 g=j11*(n11/nd)^2 h=j22*(n22/nd)^2J=400*(v1/nd)^2/(4*pi^2)+j1+j2*(n2/nd)^2+j3*(n3/nd)^2+j4*(n4/nd)^2+js*(ns/nd)^2+j11*(n11/ nd)^2+j22*(n22/nd)^2+jd fs=800。比例環(huán)節(jié)（P）、積分環(huán)節(jié)(I)、比例積分環(huán)節(jié)(PI)和比例積分微分調(diào)節(jié)(PID)各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用所選元部件的有關(guān)參數(shù)，可以繪制出系統(tǒng)框圖，并根據(jù)自 動(dòng)控制理論基礎(chǔ)課所學(xué)知識(shí)建立各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，進(jìn)而激勵(lì)系統(tǒng)傳遞函數(shù)。系統(tǒng)中采用積分環(huán)節(jié)可以減少或消除誤差，但由于積分環(huán)節(jié)效應(yīng)慢，故很少單獨(dú)使 用。78 何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：機(jī)電一體化可靠性是指，系統(tǒng)（產(chǎn)品）在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能 力。所有機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是為了獲得用來(lái)構(gòu)成事物的有用信息。反求設(shè)計(jì)是以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法和技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和創(chuàng)新思維，對(duì)已有的系統(tǒng)進(jìn)行剖析、重構(gòu)、再創(chuàng)造的設(shè)計(jì)。導(dǎo)軌副的組成：導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件兩大部分組成。，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本要求。綠色設(shè)計(jì)是從并行工程思想發(fā)展而出現(xiàn)的一個(gè)新概念。變異性設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的需求。這種校正環(huán)節(jié)不但能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，也能改善其動(dòng)態(tài)性能。而且 Kp太大會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。tiy=fiy*v1/nd /(2*pi)。jd=.004。pi=。n2=360。設(shè)計(jì)器人得負(fù)載只有各臂端部的質(zhì)量，則= ]*[ ]+式中第一項(xiàng)相當(dāng)于慣性項(xiàng)，第二項(xiàng)相當(dāng)于離心力與哥氏力。這樣就把采樣信號(hào)變成了數(shù) 字信號(hào)。而 是 e（t）的理想采樣信號(hào)，若采樣頻率 ,那么一定可以有采樣信號(hào) 唯一地決定出原始信號(hào) e（t）。417 試說(shuō)明光電耦合器的光電隔離原理。輸入結(jié)束后vtvtvtvt4 又都截止，儲(chǔ)存在 w 中的能量通過(guò) 18 歐姆的電阻和 vd2 放電，電阻 的作用時(shí)間小放電回路的時(shí)間常數(shù)，改善電流波形的后沿。：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐啡鐖D所示 ABC 分別為步進(jìn)電機(jī)的三相，每一項(xiàng)由一組放大器驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)？答： 步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓的波動(dòng)、電流的大小與波形 的變化、溫度等）的影響，只要在他們的大小引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生“丟步”的現(xiàn)象之 前，就不影響其正常工作； 步進(jìn)電機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累計(jì)誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò) 一轉(zhuǎn)以后，其累計(jì)誤差變?yōu)椤傲恪?，因此不?huì)長(zhǎng)期累積；控制性能好，在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步”因此，步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，并可靠地獲得 較高的位置精度。636 簡(jiǎn)述 PWM 直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速，換向的工作原理。(2)斜齒輪傳動(dòng):錯(cuò)齒調(diào)整法,用兩個(gè)薄片齒輪與一個(gè)寬齒輪嚙合,只是在兩個(gè)薄片斜齒輪 的中間隔開(kāi)了一小段距離,這樣它的螺旋線便錯(cuò)開(kāi)了。諧波齒輪傳動(dòng)的波發(fā)生器相當(dāng)于行星輪系的轉(zhuǎn)臂，柔輪相當(dāng)于行星輪，剛輪則相當(dāng)于 中心輪。23 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？答：精密化，高速化，小型、輕量化。？答：一種是變換、調(diào)整。..........................................................................11 55 簡(jiǎn)述多輸入多輸出系統(tǒng)的靜力學(xué)方程。求：該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差?φmax。（2）根據(jù)接口的輸入/輸出功能分：機(jī)械接口；物理接口；信息接口；環(huán)境接口。答：機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù)、信息技術(shù)向機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域滲透過(guò)程中形成的一個(gè)新概念。增加局部剛度。1軸系設(shè)計(jì)的基本要求。缺點(diǎn)：抗振性差，接觸應(yīng)力大；對(duì)導(dǎo)軌的表面硬度、表面形狀精度和滾動(dòng)體的尺寸精度要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本較高；對(duì)贓物比較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。圓形導(dǎo)軌的間隙不能調(diào)整。(2)矩形導(dǎo)軌；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、檢驗(yàn)和修理方便，導(dǎo)軌面較寬，承載能力大，剛度高，應(yīng)用廣泛；(3)燕尾型導(dǎo)軌；磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，需設(shè)調(diào)整間隙裝置。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（1）偏心套（軸）調(diào)整法；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但側(cè)隙不能自動(dòng)補(bǔ)償；（2）軸向墊片調(diào)整法；轉(zhuǎn)配時(shí)軸向墊片使齒輪之間齒側(cè)間隙小，運(yùn)轉(zhuǎn)又靈活。雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳動(dòng)精度較高的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。常以單螺母形式用做升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有幾種？各有何特點(diǎn)？答：內(nèi)循環(huán)：滾珠在循環(huán)過(guò)程中始終與絲杠表面保持接觸。由于電流上升率高，故高速運(yùn)行性能好，但由于電流波形陡，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖，故諧波成分豐富，致使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)（尤其在低速時(shí)）振動(dòng)較大。采用小規(guī)模集成電路搭接而成的三相六拍環(huán)形脈沖分配器；靈活性很大，可搭接任意相、任意通電順序的環(huán)形分配器，同時(shí)在工作時(shí)不占用=360176。步進(jìn)電機(jī)與DC和AC伺服電機(jī)相比起轉(zhuǎn)矩、效率、精度、高速性比較差，但步進(jìn)電機(jī)具有低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大、速度控制比較簡(jiǎn)單、外形尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在辦公室自動(dòng)化方面的打印機(jī)、繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)等機(jī)電一體化產(chǎn)品，在工廠自動(dòng)化方面也可以代替低檔的DC伺服電機(jī)。由于轉(zhuǎn)子磁鐵的磁化間距受到限制，難以制造，故步距角較大。步進(jìn)電機(jī)：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(jià)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。應(yīng)用：NC機(jī)械、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公機(jī)械、音響和音像設(shè)備、計(jì)測(cè)機(jī)械。？答：（1）性能密度大（2）快速性好（3）位置控制精度高，調(diào)速范圍高，低速運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象，分辨率高，震動(dòng)噪聲?。?）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求（5）可靠性高，壽命長(zhǎng)。12錐環(huán)無(wú)鏈聯(lián)軸器利用錐環(huán)對(duì)之間的摩擦實(shí)現(xiàn)軸與轂之間的無(wú)間隙聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩，且可任意調(diào)節(jié)兩聯(lián)接件之間的角度位置。最高級(jí)為1級(jí)，最低級(jí)為10級(jí)。？(P232)DML、FMS和RMT三類機(jī)電一體化系統(tǒng)第二篇：機(jī)電一體化答案，動(dòng)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。2)短的設(shè)計(jì)建造時(shí)間和斜升時(shí)間（Time)。3)市場(chǎng)對(duì)企業(yè)的要求從原來(lái)的對(duì)質(zhì)量、成本的要求演變?yōu)楝F(xiàn)在的對(duì)時(shí)間(Time)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)、創(chuàng)新(Innovation)、服務(wù)(Service)和環(huán)境(Environment)等諸多方面的要求，時(shí)間已成為競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素，能否在最短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出最新的產(chǎn)品并推向市場(chǎng)，是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。特別是“全量程”的定義，？(P196～198)(一)信息流的基本環(huán)節(jié)(二)數(shù)據(jù)流程圖(三)信息流和軟件結(jié)構(gòu)？(P204)其基本硬件是鍵盤、開(kāi)關(guān)(包括操作按鈕和觸摸屏等)，并通過(guò)CRT實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。？(P196)從信息流的形態(tài)來(lái)分，信息流可以是借助于機(jī)、光、聲、電等介質(zhì)傳輸?shù)男盘?hào)，也可以是語(yǔ)言、文字、圖表、圖像等抽象的信號(hào)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部則是數(shù)據(jù)表示的數(shù)據(jù)流。？控制系統(tǒng)中包括哪些總線？各總線作用是什么？(P154~155)所謂總線是指一組信號(hào)線的集合，是一種按規(guī)定協(xié)議傳送信息的公共通道，由數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和電源總線組成。3)形態(tài)規(guī)模的隨意性。(4)工藝性導(dǎo)軌副要便于裝配、調(diào)整、測(cè)量、防塵、潤(rùn)滑和維修保養(yǎng)。？(P87)需要聯(lián)軸器、減速、變速裝置及運(yùn)動(dòng)換向與轉(zhuǎn)換裝置等基本傳動(dòng)結(jié)構(gòu)？(P108)(1)導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度是導(dǎo)軌副最基本的性能指標(biāo)。4)確定主要技術(shù)過(guò)程和其他輔助過(guò)程。由于科技進(jìn)步的速度日益增快，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，人們?cè)谡莆帐挛锏目陀^規(guī)律和人的思維規(guī)律的同時(shí)，運(yùn)用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，進(jìn)行過(guò)去難以想象的綜合集成設(shè)計(jì)計(jì)算，使設(shè)計(jì)工作包括機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其之間，形成通過(guò)接口耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機(jī)融合的一個(gè)完整系統(tǒng)。(P2)答：傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要以電磁學(xué)原理的各種電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在設(shè)計(jì)中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。壞料是作業(yè)對(duì)象，加工中心是技術(shù)系統(tǒng)，所完成的加工過(guò)程是技術(shù)過(guò)程。(P28~30)功能是對(duì)技術(shù)系統(tǒng)中輸入和輸出的轉(zhuǎn)換所作的抽象化描述。(2)耐磨性導(dǎo)軌副應(yīng)在預(yù)定的使用期內(nèi)，保持其導(dǎo)向精度。2)人機(jī)交互功能。？(P153)像個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù)供CPU或其他設(shè)備讀寫(1)可靠性高即抗干擾能力強(qiáng)，能在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下準(zhǔn)確進(jìn)行讀寫操作。(CNC)由哪幾部分組成？(P155)CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置(CNC裝置)、可編程序控制器(PLC)、主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成，第五章，簡(jiǎn)述信息流主要集中在那些子系統(tǒng)中？(P195)信息流主要集中在人機(jī)界面、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和控制器。？(P196)1)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作原理和工作過(guò)程有深刻理解。3)直接數(shù)字輸出。（RMS）的重構(gòu)分為哪幾個(gè)層次？(P230)1)制造系統(tǒng)級(jí)的重構(gòu)。？(P231～232)1)模塊性(Modularity)2)可集成性(Integrability)3)可轉(zhuǎn)換性(Convertibility)4)可診斷性(Diagnosability)5)客戶化性(Customization)？可重構(gòu)機(jī)床包括那些內(nèi)涵？(P232)主要目的是使機(jī)床能快速低成本地適應(yīng)被加工零件的各種變化。3機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)有：檢測(cè)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。8同步帶由包布層、帶齒、帶背和加強(qiáng)筋組成。？答：可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開(kāi)，各自使用一套電源供電、可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、提高驅(qū)動(dòng)能力2．在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的傳感器的類型通常都有哪些？答： 按作用分為：（1）檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的內(nèi)部信息轉(zhuǎn)換器（2）檢測(cè)作業(yè)對(duì)象和外部環(huán)境狀態(tài)的外部信息傳感器。5)制造工藝復(fù)雜，成本高。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)。該類電動(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。這類電動(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)。其他相步進(jìn)電機(jī)?？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、種類眾多、功能齊全，有的還具有其他許多功能。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。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)。（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。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。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。（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)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方或者承受軸向載荷的場(chǎng)合。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。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。（1）