【正文】 道吻接和彎曲處圓角不易準(zhǔn)確制作而影響其性能，故應(yīng)用較少。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則有哪些？各適用于何種場(chǎng)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(dòng)系統(tǒng)；（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；適用于要求傳動(dòng)精度高，回程誤差小的傳動(dòng)齒輪系；（3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則；適用于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、起停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系。三角形導(dǎo)軌的上滑面能自動(dòng)補(bǔ)償，下滑面的間隙調(diào)整和矩形導(dǎo)軌的下壓調(diào)整底面間隙相同?；疽螅悍较蚓群椭弥芯?；摩擦阻力矩的大??；許用載荷；對(duì)溫度變化的敏感性；耐磨性以及磨損的可補(bǔ)償性；抗振性；成本的高低。機(jī)電一體化的涵義、內(nèi)容、目的。............................................................1 14 何謂機(jī)電一體化技術(shù)革命？........................................................................................1 ？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？.................................1 ？........................................................................................1 ？..................................................................1 、融合法、組合法？..................................................................1 機(jī)電一體化技術(shù)第2 章習(xí)題參考答案.................................................................................2 21 設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，常常提出哪些 要求？.................................................................................................................................2 22 機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？................................................................2 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？.....................................2 210 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(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò)2 個(gè)齒時(shí)，試問(wèn)：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離？...................................................2 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？...............2 2－17 已知：4 級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=…= rad,各 級(jí)減速比相同，即?1=?2=…=?4=。？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）要素功能控制器（計(jì)算機(jī)等）控制（信息存儲(chǔ)、處理、傳送）檢測(cè)傳感器計(jì)測(cè)（信息收集與變換）執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)（操作）動(dòng)力源提供動(dòng)力（能量）機(jī)構(gòu)構(gòu)造？答：物質(zhì)、能量、信息。2－18 諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？答：（1）諧波齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲 低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。脈寬調(diào)制（PWM）直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓 U 時(shí)，就可得到一定寬度與 U 成比例的脈沖方波給伺服電機(jī)電樞回路供電，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)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(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。 用小規(guī)模集成電路搭接而成的脈沖分配器。在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)中首先會(huì)遇到的問(wèn)題是什么？答： 在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，首先會(huì)遇到專用與通用的抉擇和硬件與軟件的權(quán)衡問(wèn)題。如圖 b 所示，采樣信號(hào) A1為 ，則量化值 A1 ’為 2V，用數(shù)字 010 來(lái)代表； 采樣信號(hào) A2為 ，則量化值 A2 ‘為 3V，用數(shù)字量 011 代表。（3）當(dāng)工作臺(tái)向左時(shí)：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(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，但是存在調(diào) 節(jié)誤差。、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)有何異同？答：開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)是沒(méi)有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品。答：根據(jù)公式：iHr=Zr/(zrzg)可知：當(dāng)iHr=100時(shí)，Zg=99，當(dāng)iHr=100時(shí)，Zg=101；故該諧波減速器的鋼輪齒數(shù)為101，柔輪輸出軸方向與波發(fā)生器輸入軸轉(zhuǎn)向相反。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(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò)2個(gè)齒時(shí)，試問(wèn)：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)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(jí)傳動(dòng)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(dòng)慣量最小原則（2）輸出軸傳動(dòng)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(duì)輸出轉(zhuǎn)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(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。以閉環(huán)控制方式為例：圖（1）為檢測(cè)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(zhuǎn)動(dòng)慣量。模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置每隔 T 秒對(duì)輸入的連續(xù)信號(hào) e（t）進(jìn)行一次采樣，采樣信號(hào)為 e*（t），如 圖 a 所示。微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱 MC。7311 簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)步距角大小的計(jì)算方法？答： a=360/（K*M）式中：Z=轉(zhuǎn)子齒數(shù)。答: 種 類特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電 動(dòng) 式可使用商用電源；信號(hào) 與動(dòng)力的傳動(dòng)方向相同；有交流 和直流之別，應(yīng)注意電壓之大小操作簡(jiǎn)便；編程容易；能 實(shí)現(xiàn)定位伺服；響應(yīng)快、能與 CPU相接；體積小、動(dòng)力較 大；無(wú)污染瞬時(shí)輸出功率大；過(guò)載能力 差，特別是由于某種原因而 卡住是，會(huì)引起燒毀事故，易受外部噪聲影響氣 動(dòng) 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(wú)泄 漏污染速度快、操作比較簡(jiǎn)單功率小，體積大，動(dòng)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(dòng) 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(dòng) 作平穩(wěn)，可實(shí)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(duì)執(zhí)行元件的基本要求是什么？答: 1 慣量小、動(dòng)力大體積小、重量輕便于維修、安裝易于微機(jī)控制33 簡(jiǎn)述控制用電動(dòng)機(jī)的功率密度及比功率的定義?？傓D(zhuǎn)角誤差主要 取決于最未一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和轉(zhuǎn)動(dòng)比的大小，在設(shè)計(jì)中最未兩級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)取大一些，并盡量提高最未一級(jí)齒輪的加工精度。........................................13 。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟。（5）機(jī)座的材料選擇；應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工藝、成本、生產(chǎn)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(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。（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。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。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)?？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。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)。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)。？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。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)。（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)。？(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。？(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(xiě)(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(xiě)操作。(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。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。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)。4)確定主要技術(shù)過(guò)程和其他輔助過(guò)程。(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)。？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。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。2)短的設(shè)計(jì)建造時(shí)間和斜升時(shí)間（Time)。最高級(jí)為1級(jí)，最低級(jí)為10級(jí)。？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)噪聲小（4）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求（5）可靠性高，壽命長(zhǎng)。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)。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。常以單螺母形式用做升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。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。圓形導(dǎo)軌的間隙不能調(diào)整。1軸系設(shè)計(jì)的基本要求。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。求：該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差?φmax。？答：一種是變換、調(diào)整。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。636 簡(jiǎn)述 PWM 直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速，換向的工作原理。：?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)。417 試說(shuō)明光電耦合器的光電隔離原理。這樣就把采樣信號(hào)變成了數(shù) 字信號(hào)。n2=360。jd=.004。而且 Kp太大會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。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。，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本要求。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)。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。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)。j2=.016。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。53 簡(jiǎn)述數(shù)字控制系統(tǒng) A/D 轉(zhuǎn)換過(guò)程。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