【正文】 道吻接和彎曲處圓角不易準確制作而影響其性能，故應用較少。齒輪傳動系統(tǒng)各級傳動比的最佳分配原則有哪些？各適用于何種場合？答：（1）重量最輕原則；適用于要求體積小、重量輕的齒輪傳動系統(tǒng)；（2）輸出軸轉角誤差最小原則；適用于要求傳動精度高，回程誤差小的傳動齒輪系；（3）等效轉動慣量最小原則；適用于要求運動平穩(wěn)、起停頻繁和動態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系。三角形導軌的上滑面能自動補償，下滑面的間隙調整和矩形導軌的下壓調整底面間隙相同。基本要求：方向精度和置中精度；摩擦阻力矩的大??；許用載荷；對溫度變化的敏感性；耐磨性以及磨損的可補償性；抗振性；成本的高低。機電一體化的涵義、內容、目的。............................................................1 14 何謂機電一體化技術革命？........................................................................................1 ？分別實現哪些功能？.................................1 ？........................................................................................1 ？..................................................................1 、融合法、組合法？..................................................................1 機電一體化技術第2 章習題參考答案.................................................................................2 21 設計機械傳動部件時，為確保機械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，常常提出哪些 要求？.................................................................................................................................2 22 機電一體化系統(tǒng)傳動機構的作用是什么？................................................................2 23 機電一體化系統(tǒng)（產品）對傳動機構的基本要求是什么？.....................................2 210 現有一雙螺母齒差調整預緊式滾珠絲杠，其基本導程λ0=6mm、一端的齒輪齒 數為 100、另一端的齒輪齒數為98，當其一端的外齒輪相對另一端的外齒輪轉過2 個齒時，試問：兩個螺母之間相對移動了多大距離？...................................................2 2－16 各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉角誤差最小原則是什么？...............2 2－17 已知：4 級齒輪傳動系統(tǒng)，各齒輪的轉角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=…= rad,各 級減速比相同，即?1=?2=…=?4=。？分別實現哪些功能？答：機電一體化系統(tǒng)（產品）要素功能控制器（計算機等）控制（信息存儲、處理、傳送）檢測傳感器計測（信息收集與變換）執(zhí)行元件驅動（操作）動力源提供動力（能量）機構構造？答：物質、能量、信息。2－18 諧波齒輪傳動有何特點？傳動比的計算方法是什么？答：（1）諧波齒輪傳動特點有：結構簡單、傳動比大、傳動精度高、回程誤差小、噪聲 低、傳動平穩(wěn)、承載能力強、效率高等特點。脈寬調制（PWM）直流調速驅動系統(tǒng)當輸入一個直流控制電壓 U 時，就可得到一定寬度與 U 成比例的脈沖方波給伺服電機電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電 壓，從而得到不同電壓的電壓值 Ua，使直流電動機平滑調速。 用小規(guī)模集成電路搭接而成的脈沖分配器。在設計微機控制系統(tǒng)中首先會遇到的問題是什么？答： 在設計微機控制系統(tǒng)時，首先會遇到專用與通用的抉擇和硬件與軟件的權衡問題。如圖 b 所示，采樣信號 A1為 ，則量化值 A1 ’為 2V，用數字 010 來代表； 采樣信號 A2為 ，則量化值 A2 ‘為 3V，用數字量 011 代表。（3）當工作臺向左時：F=(FL垂直+G)*u+ FL水平=（600+400*）*+800=1704（N）TK=(F*V/nk)/(2*pi)==（N*m）Matlab程序：n1=720。js=.012。Kp 越大，調節(jié)作用越強，但是存在調 節(jié)誤差。、變異性設計、適應性設計有何異同？答：開發(fā)性設計是沒有參照產品的設計，僅僅是根據抽象的設計原理要求，設計出在質量和性能方面滿足目的要求的產品。答：根據公式：iHr=Zr/(zrzg)可知：當iHr=100時，Zg=99，當iHr=100時，Zg=101；故該諧波減速器的鋼輪齒數為101，柔輪輸出軸方向與波發(fā)生器輸入軸轉向相反。第二章，其基本導程λ0=6mm、一端的齒輪齒數為100、另一端的齒輪齒數為98，當其一端的外齒輪相對另一端的外齒輪轉過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、安裝誤差及回轉誤差對輸出轉角精度的影響。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第五篇：機電一體化課后答案機電一體化（第二版）課后答案第一章。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)。j3=.02。第一式表示等效轉動慣量。模/數轉換裝置每隔 T 秒對輸入的連續(xù)信號 e（t）進行一次采樣，采樣信號為 e*（t），如 圖 a 所示。微型計算機簡稱 MC。7311 簡述步進電機步距角大小的計算方法？答： a=360/（K*M）式中：Z=轉子齒數。答: 種 類特點優(yōu)點缺點電 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，應注意電壓之大小操作簡便；編程容易；能 實現定位伺服；響應快、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)，可實現定位伺 服；易于 CPU 相接；響應 快設備難于小型化，液壓源或 液壓油要求（雜質、溫度、油量、質量）嚴格；易泄露 且有污染32 機電一體化系統(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、安裝易于微機控制33 簡述控制用電動機的功率密度及比功率的定義。總轉角誤差主要 取決于最未一級齒輪的轉角誤差和轉動比的大小，在設計中最未兩級傳動比應取大一些，并盡量提高最未一級齒輪的加工精度。........................................13 。機電一體化系統(tǒng)的設計步驟。（5）機座的材料選擇；應根據其結構、工藝、成本、生產周期等要求選擇，常用的材料：鑄鐵和鋼、石材、陶瓷等。在精密機械設備和儀器中均有采用，如：精縮機、萬能工具顯微鏡、測長儀等。（4）圓形導軌；制造方便但磨損后難以調整和補償間隙，適用于同時作直線運動和轉動的地方或者承受軸向載荷的場合。螺紋長度L1在允許的情況下要盡量短，一般取L1/d0小于30為宜。外循環(huán)：滾珠在循環(huán)反向時離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內或體外坐循環(huán)運動?？梢詫崿F三相步進電機的各種環(huán)形分配，使用方便、接口簡單、種類眾多、功能齊全，有的還具有其他許多功能。這類電動機都由轉子鐵心的凸極數決定步距角的大小，可制造出步距角較小的電動機。AC伺服電機（永磁同步型）: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伺服電機的全部優(yōu)點。？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、可以進行電平轉換、提高驅動能力2．在機電一體化系統(tǒng)中應用的傳感器的類型通常都有哪些？答： 按作用分為：（1）檢測機電一體化系統(tǒng)內部狀態(tài)的內部信息轉換器（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。3機電一體化共性關鍵技術有：檢測傳感技術、信息技術、自動控制技術、伺服驅動技術、精密機械技術、系統(tǒng)總體技術。（RMS）的重構分為哪幾個層次？(P230)1)制造系統(tǒng)級的重構。？(P196)1)對機電一體化系統(tǒng)的工作原理和工作過程有深刻理解。？(P153)像個人計算機存儲代碼和數據供CPU或其他設備讀寫(1)可靠性高即抗干擾能力強，能在惡劣的工業(yè)現場環(huán)境下準確進行讀寫操作。(2)耐磨性導軌副應在預定的使用期內，保持其導向精度。壞料是作業(yè)對象，加工中心是技術系統(tǒng)，所完成的加工過程是技術過程。我們將這些部分歸納為：結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內部及其之間，形成通過接口耦合來實現運動傳遞、信息控制、能量轉換等有機融合的一個完整系統(tǒng)。4)確定主要技術過程和其他輔助過程。(4)工藝性導軌副要便于裝配、調整、測量、防塵、潤滑和維修保養(yǎng)。？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，由數據總線、地址總線、控制總線和電源總線組成。特別是“全量程”的定義，？(P196～198)(一)信息流的基本環(huán)節(jié)(二)數據流程圖(三)信息流和軟件結構？(P204)其基本硬件是鍵盤、開關(包括操作按鈕和觸摸屏等)，并通過CRT實現人機交互。2)短的設計建造時間和斜升時間（Time)。最高級為1級，最低級為10級。？答：（1）性能密度大（2）快速性好（3）位置控制精度高，調速范圍高，低速運行平穩(wěn)無爬行現象，分辨率高，震動噪聲?。?）適應起、停頻繁的工作要求（5）可靠性高，壽命長。步進電機：轉角與控制脈沖數成比例，可構成直接數字控制；有定位轉矩；可構成廉價的開環(huán)控制系統(tǒng)。步進電機與DC和AC伺服電機相比起轉矩、效率、精度、高速性比較差，但步進電機具有低速時轉矩大、速度控制比較簡單、外形尺寸小等優(yōu)點，應用在辦公室自動化方面的打印機、繪圖機、復印機等機電一體化產品，在工廠自動化方面也可以代替低檔的DC伺服電機。由于電流上升率高，故高速運行性能好，但由于電流波形陡，有時還會產生過沖，故諧波成分豐富，致使電動機運行時（尤其在低速時）振動較大。常以單螺母形式用做升降傳動機構。直齒圓柱齒輪傳動和斜齒圓柱齒輪傳動齒側間隙的調整方法有哪幾種？各有何特點？答：直齒圓柱齒輪傳動（1）偏心套（軸）調整法；結構簡單，但側隙不能自動補償；（2）軸向墊片調整法；轉配時軸向墊片使齒輪之間齒側間隙小，運轉又靈活。圓形導軌的間隙不能調整。1軸系設計的基本要求。答：機電一體化是機械技術、電子技術和信息技術等各相關技術有機結合的一種新形式，是電子技術、信息技術向機械技術領域滲透過程中形成的一個新概念。求：該傳動系統(tǒng)的最大轉角誤差?φmax。？答：一種是變換、調整。諧波齒輪傳動的波發(fā)生器相當于行星輪系的轉臂，柔輪相當于行星輪，剛輪則相當于 中心輪。636 簡述 PWM 直流驅動調速，換向的工作原理。：單電壓功率放大電路如圖所示 ABC 分別為步進電機的三相，每一項由一組放大器驅動。417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。這樣就把采樣信號變成了數 字信號。n2=360。jd=.004。而且 Kp太大會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。變異性設計是在設計方案和功能結構不變的情況下，僅改變現有產品的規(guī)格尺寸使之適應于量的方面有所變更的需求。，導軌副的組成、種類及應滿足的基本要求。反求設計是以現代設計理論、方法和技術為基礎，運用各種專業(yè)人員的工程設計經驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有的系統(tǒng)進行剖析、重構、再創(chuàng)造的設計。78 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：機電一體化可靠性是指，系統(tǒng)（產品）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能 力。比例環(huán)節(jié)（P）、積分環(huán)節(jié)(I)、比例積分環(huán)節(jié)(PI)和比例積分微分調節(jié)(PID)各有何優(yōu)缺點？答：在穩(wěn)態(tài)設計的基礎上，利用所選元部件的有關參數，可以繪制出系統(tǒng)框圖，并根據自 動控制理論基礎課所學知識建立各環(huán)節(jié)的傳遞函數，進而激勵系統(tǒng)傳遞函數。j2=.016。對具體系統(tǒng)而言，其負載可能是以上幾種典型負載的組合，不一 定均包含上述所有負載項目。53 簡述數字控制系統(tǒng) A/D 轉換過程。答：微處理機簡稱 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 件中有數據有數據通道、多個寄存器、控制邏輯和運算邏輯部件，有的器件還含有時鐘電 路，為器件工作