【正文】 故該諧波減速器的剛輪齒數(shù)為 101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。2－17已知：4 級齒輪傳動系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=… = rad,各級減速比相同，即?1=?2=…=?4=。融合法它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)），其要 素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。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)？.............................................14 78 何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？......................................................................17機(jī)電一體化技術(shù)第 1章習(xí)題參考答案11 試說明較為人們接受的機(jī)電一體化的含義。.........................................................6 步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)？..................................................................................................6 簡述步進(jìn)電機(jī)三相單三拍的工作原理？..........................................................................6 311 簡述步進(jìn)電機(jī)步距角大小的計算方法？.................................................................7 312 簡述三相步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配方式？...............................................................7 簡述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源的功率放大電路原理..................................................................7 機(jī)電一體化技術(shù)第4 章參考答案..........................................................................................9 試說明CPU、MC 和MCS 之關(guān)系。5)制造工藝復(fù)雜，成本高。？答：可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，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）檢測作業(yè)對象和外部環(huán)境狀態(tài)的外部信息傳感器。8同步帶由包布層、帶齒、帶背和加強(qiáng)筋組成。3機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)有：檢測傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合評價指標(biāo)，各內(nèi)部功能的評價內(nèi)容是什么？ 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合評價指標(biāo)：附加價值。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。（3）機(jī)座的模型剛度試驗；采用模型試驗方法可測得與實際相接近的變形量；采用有限元法計算機(jī)座剛度。答：對于中間傳動軸系一般要求不高。（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。簡述靜壓導(dǎo)軌副的工作原理。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、檢驗和維修都不方便。特點(diǎn)同（1）；（3）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法；可自動補(bǔ)償側(cè)隙。（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)。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。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。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。/（zm）；α：步距角；z:轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m為計算機(jī)的工作時間。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。與VR型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)子慣量也較大。應(yīng)用：計算機(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)。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：NC機(jī)械、機(jī)器人、計算機(jī)外圍設(shè)備、辦公機(jī)械、音響和音像設(shè)備、計測機(jī)械。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)成廉價的開環(huán)控制系統(tǒng)。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)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)具有低速時轉(zhuǎn)矩大、速度控制比較簡單、外形尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在辦公室自動化方面的打印機(jī)、繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)等機(jī)電一體化產(chǎn)品，在工廠自動化方面也可以代替低檔的DC伺服電機(jī)。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，同時在工作時不占用=360176。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，有時還會產(chǎn)生過沖，故諧波成分豐富，致使電動機(jī)運(yùn)行時（尤其在低速時）振動較大。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)過程中始終與絲杠表面保持接觸。常以單螺母形式用做升降傳動機(jī)構(gòu)。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、傳動精度較高的長絲杠傳動系統(tǒng)。直齒圓柱齒輪傳動和斜齒圓柱齒輪傳動齒側(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（1）偏心套（軸）調(diào)整法；結(jié)構(gòu)簡單，但側(cè)隙不能自動補(bǔ)償；（2）軸向墊片調(diào)整法；轉(zhuǎn)配時軸向墊片使齒輪之間齒側(cè)間隙小，運(yùn)轉(zhuǎn)又靈活。(2)矩形導(dǎo)軌；結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗和修理方便，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；磨損后不能自動補(bǔ)償間隙，需設(shè)調(diào)整間隙裝置。圓形導(dǎo)軌的間隙不能調(diào)整。缺點(diǎn)：抗振性差，接觸應(yīng)力大；對導(dǎo)軌的表面硬度、表面形狀精度和滾動體的尺寸精度要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本較高；對贓物比較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。1軸系設(shè)計的基本要求。增加局部剛度。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)域滲透過程中形成的一個新概念。（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。它的目的是提高系統(tǒng)的附加價值。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。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。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。....................................................5 3—5 直流伺服電機(jī)控制方式的基本形式是什么？..........................................................5 36 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。........................................13 。該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng)）中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足?？傓D(zhuǎn)角誤差主要 取決于最未一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和轉(zhuǎn)動比的大小，在設(shè)計中最未兩級傳動比應(yīng)取大一些，并盡量提高最未一級齒輪的加工精度。當(dāng)柔性輪固定時，g g g r g H H r H rg Hg g H r H g g g g r Z Z Z Z Z i i Z Z Z Z Z當(dāng)剛性輪固定時，0 g g r H r H r Hr H r H r g r g Z Z Z i Z Z Z Z,其減速比為 100，柔輪齒數(shù)為 99 當(dāng)剛輪固定時, 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)答：根據(jù)公式:iHr=Zr/(zrzg)可知:當(dāng) iHr=100 時,Zg=99,（但一般剛輪齒數(shù)比柔輪齒數(shù)多，所以舍去）當(dāng) iHr=100 時,Zg=101。答: 種 類特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電 動 式可使用商用電源；信號 與動力的傳動方向相同；有交流 和直流之別，應(yīng)注意電壓之大小操作簡便；編程容易；能 實現(xiàn)定位伺服；響應(yīng)快、能與 CPU相接；體積小、動力較 大；無污染瞬時輸出功率大；過載能力 差，特別是由于某種原因而 卡住是，會引起燒毀事故，易受外部噪聲影響氣 動 式空氣壓力源的壓力為（57）10 5 Pa；要求操作人員技術(shù)熟練氣源方便、成本低；無泄 漏污染速度快、操作比較簡單功率小，體積大，動作不夠平穩(wěn)，不易小型化，遠(yuǎn)距離 傳輸困難，工作噪聲大，難 于伺服液 動 式要求操作人員技術(shù)熟 練；液壓源壓力（2080）10 5 Pa輸出功率大，速度快，動 作平穩(wěn)，可實現(xiàn)定位伺 服；易于 CPU 相接；響應(yīng) 快設(shè)備難于小型化，液壓源或 液壓油要求（雜質(zhì)、溫度、油量、質(zhì)量）嚴(yán)格；易泄露 且有污染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: 1 慣量小、動力大體積小、重量輕便于維修、安裝易于微機(jī)控制33 簡述控制用電動機(jī)的功率密度及比功率的定義。為使其實現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用橋式電路，其工作原理與 線性放大橋式電路相似。7311 簡述步進(jìn)電機(jī)步距角大小的計算方法？答： a=360/（K*M）式中：Z=轉(zhuǎn)子齒數(shù)。電路終于繞組并聯(lián)的二極管 VD 其續(xù)流作用記在功率截至?xí)r，是儲存在繞組中的能量通過二級管形成續(xù)流回路泄放，從而保護(hù)功放管。微型計算機(jī)簡稱 MC。這時光敏晶體管截止，輸出信號幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電 壓。模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置每隔 T 秒對輸入的連續(xù)信號 e（t）進(jìn)行一次采樣，采樣信號為 e*（t），如 圖 a 所示。由于 相互獨(dú)立，則對第 i 個輸入有用 表示輸入力（或轉(zhuǎn)矩）時，寫成式中 ——力（或轉(zhuǎn)矩）的變換系數(shù)，是 n*m 矩陣。第一式表示等效轉(zhuǎn)動慣量。n11=720。j3=.02。fc=600。以閉環(huán)控制方式為例：圖（1）為檢測傳感器裝在絲桿端部的半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。（3）比例積分（PI）調(diào)節(jié)其網(wǎng)絡(luò)如圖(c)。2 2 2 2 2 3 1 2 4 1 2 3 4 2 1 4 k si A cq A si D k k k k k k n n v n n n J m J J J J J J第四篇：機(jī)電一體化課后答案機(jī)電一體化（第二版）課后答案第一章。、虛擬設(shè)計、快速響應(yīng)設(shè)計、綠色設(shè)計、反求設(shè)計等的含義。第二章，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個齒時，試問：兩個螺母之間相對移動了多大距離？答：Z1=100，Z2=98，ΔS=（2/Z1）*λ0=*6mm=？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：①重量最輕原則②輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則③等小傳動慣量最小原則（2）輸出軸傳動誤差最小原則是：為提高機(jī)電一體化系統(tǒng)齒輪傳動的精度，各級傳動比影按先小后大的原則分配，一邊降低齒輪的加工誤差、安裝誤差及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。常用的導(dǎo)軌副種類很多，按其接觸面積的摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等；按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。設(shè)此時的電動機(jī)轉(zhuǎn)向為正；反之，則為負(fù)。417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。選用傳感器時，要特別注意不同系列產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境、使用條件和維護(hù)要求。55 用所學(xué)機(jī)械控制工程基礎(chǔ)對機(jī)電一體化系統(tǒng)元、部件的動態(tài)特性進(jìn)行分析。答：數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系，確定機(jī)床坐標(biāo)系時，假定刀具相對工件做相對運(yùn)動。65 了解數(shù)控編程的輔助功能M指令代碼和數(shù)控G指令代碼。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)過齒隙后，主動輪于從動輪產(chǎn)生沖擊接觸，此時誤差角大于無齒輪加你時的誤差角，因此從動輪以較高的加速度轉(zhuǎn)動。第五篇：機(jī)電一體化習(xí)題答案第一章？各國的主要觀點(diǎn)有哪些？(P1~3)答：機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)?，F(xiàn)代的機(jī)電一體化產(chǎn)品甚至還包含了光、聲、化學(xué)、生物等技術(shù)等應(yīng)用。狹義的概念指的是將客觀需求轉(zhuǎn)化為滿足該需求的技術(shù)系統(tǒng)的活動，各種產(chǎn)品包括機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計即屬此類。3)明確實現(xiàn)技術(shù)過程的環(huán)境和約束條件。第三章？（P78）宏觀地看，結(jié)構(gòu)設(shè)計大致有以下三方面內(nèi)容:(1)功能設(shè)計 以各種具體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能要求。(3)剛度 為了保證足夠的剛度，應(yīng)選用最合適的導(dǎo)軌類型