【正文】 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?？傓D(zhuǎn)角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，在設(shè)計中最末兩級的傳動比應(yīng)取大一些，并盡量提高最末一級齒輪副的加工精度。，其減速比為100，柔齒輪數(shù)為100。當(dāng)剛輪固定時，試求該諧波減速器的鋼輪齒數(shù)及輸出軸的傳動方向（與輸入軸的傳向相比較）。答：根據(jù)公式：iHr=Zr/(zrzg)可知：當(dāng)iHr=100時，Zg=99，當(dāng)iHr=100時，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。，導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足的基本要求。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。導(dǎo)軌副的組成：導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件和運(yùn)動件兩大部分組成。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。導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求：導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動輕便平穩(wěn)、耐磨性好溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。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慣量小、動力大⒉體積小、重量輕⒊便于維修、安裝⒋易于微機(jī)控制36 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時間比來獲得不同的電壓脈沖，通的時間越長，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。電機(jī)的換向是通過橋式電路來實(shí)現(xiàn)的，它是由四個大功率的晶體管組成，通過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。為使其實(shí)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。電橋由四個大功率的晶體管組成。如圖，分別記作 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同時，在 2 和 4 的基級上加以負(fù)脈沖，這時 1 和 3 導(dǎo)通，2 和 4 導(dǎo)通。設(shè)此時的電動機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎?；反之，則為負(fù)。電流的方向與前一情況相反，電動機(jī)轉(zhuǎn)向，顯然，如果改變加到 1 和 3，2 和 4這兩組管子基極上控制脈沖的正負(fù)和導(dǎo)通率就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和速。311 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)。M=運(yùn)行拍數(shù)。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 K=2）。第四章42 試說明微型計算機(jī)的基本特點(diǎn)及選用要點(diǎn)。答：較完善的中斷系統(tǒng)，足夠的儲存容量，完備的輸入/輸出通道和實(shí)時時鐘；字長，速度，指令。415 鍵盤鍵值是如何確定？答：將行、列線按二進(jìn)制順序排列，當(dāng)某一鍵按下時，鍵盤掃描程序執(zhí)行到給該列置0電平，讀出各行狀態(tài)為非1狀態(tài)，這時的行、列數(shù)據(jù)組合成鍵值。417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。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，如書本P168圖 ?？刂戚敵鰰r，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。當(dāng)控制信號為高電平時，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，沒有光發(fā)出。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，當(dāng)控制信號為低電平時，法官二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入。419 試說明檢測傳感器的選用原則及注意事項(xiàng)。答：首先要根據(jù)使用要求選擇適合自己所需要的，此外還可以采取某些技術(shù)措施來改善傳感器的性能如：平均技術(shù)，差分技術(shù)，穩(wěn)定性處理，屏蔽和隔離。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。第五章51 回顧所學(xué)機(jī)械控制工程的相關(guān)知識，簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計與機(jī)械控制工程理論的關(guān)系。答：隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械控制工程基礎(chǔ)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。54 簡述傳遞函數(shù)、系統(tǒng)的過渡過程、伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性的含義。答：線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)定義為：在零初始值下，系統(tǒng)輸出量拉氏變換與輸入量拉氏變換之比。系統(tǒng)的過渡過程：當(dāng)系統(tǒng)受到外部干擾時，其輸出量必將發(fā)生變化，但由于系統(tǒng)總含有慣性或儲能元件，其輸出量不可能立即變化到與外部干擾相應(yīng)的值，而需要有一個過程，這個過程就是系統(tǒng)的過渡過程。伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性：，即系統(tǒng)響應(yīng)的快速性和震蕩性。，即穩(wěn)態(tài)誤差ess的大小。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：機(jī)械系統(tǒng)在傳遞運(yùn)動的同時還將進(jìn)行力的傳遞。因此，機(jī)械系統(tǒng)的各構(gòu)成零部件必須具有承受其所受力的足夠強(qiáng)度和剛度的尺寸。但尺寸一大，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量就大，系統(tǒng)的響應(yīng)就慢。，輸入為力Fx(t)時，其響應(yīng)為Fy(t)或y(t)=f(x(t))，系統(tǒng)負(fù)載質(zhì)量和慣量不同，其響應(yīng)快慢也不同。如果是齒輪減速器，其機(jī)構(gòu)的運(yùn)動變換函數(shù)y=f(x)=()x就是線性變換。如果只有機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量Jm，則其動態(tài)特性為1t1，如果只有負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量JL，則其負(fù)載反2(Jms)力為JLs2y。包括負(fù)載在內(nèi)的機(jī)械總體的動態(tài)特性，以傳遞函數(shù)形式可表示為X(s)/Fx(s)=1/[(Jm+JL/i2)s2]第六章64 簡述數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的定義規(guī)則。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。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定機(jī)床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標(biāo)。當(dāng)機(jī)床有機(jī)個主軸時，則選一個垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。規(guī)定增大工件和刀具距離的方向?yàn)閆的正方向。X坐標(biāo)是水平的，它平行于工件的裝夾面。對工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閄的正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床則規(guī)定：當(dāng)Z軸為水平時，從刀具主軸后端向工件方向看，X正方向?yàn)橄蛴曳较?；?dāng)Z軸為垂直時，對單立柱機(jī)床，面對刀具主軸向主軸方向看，右手方向?yàn)檎较颉坐標(biāo)按右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定其正方向。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。答：M指令代碼：M00程序停機(jī)M01選擇停機(jī)，按下“選擇?！卑粹o后才起作用；M02程序結(jié)束，到下一程序的起點(diǎn)；M03主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)；M04主軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)；M05主軸停轉(zhuǎn)；M06換刀；M07開號冷卻液；M08開*號冷卻液；M09關(guān)閉冷卻液；M10夾緊；M11松開；M30程序終了，返回到程序起點(diǎn)。G指令代碼：（G1G1G19）；（G90、G91）；（G00）（G01）；（G01）；（GG4G42）66 簡述數(shù)控（CNC）加工程序編制的主要內(nèi)容。答：數(shù)控（CNC）程序編制分手工編程和自動編程。手工編程是指從分析零件圖、制訂工藝規(guī)程、計算刀具運(yùn)動軌跡、編寫零件加工程序單、制作程序介質(zhì)直到程序效應(yīng)，整個過程主要由人工來完成，這種人工制備零件加工程序的方法稱手工編程。編制零件加工程序的全部過程主要由計算機(jī)來完成的編程方法稱自動編程。第七章77 在閉環(huán)之外的動力傳動鏈齒輪傳動間隙對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有無影響？為什么答：有。由于動力傳動鏈存在齒輪傳動間隙，當(dāng)電動機(jī)在齒隙范圍內(nèi)運(yùn)動時，被控對象不轉(zhuǎn)動，沒有反饋信號，系統(tǒng)暫時處于開環(huán)狀態(tài)。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。又因?yàn)橄到y(tǒng)具有慣量，當(dāng)被控對象轉(zhuǎn)角qc等于輸入轉(zhuǎn)角qr時，被控對象不會立即停下來，而靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使被控對象比無間隙時更多地沖過平衡點(diǎn)，這又使系統(tǒng)出現(xiàn)較大的方向誤差。如果間隙不大，且系統(tǒng)中控制器設(shè)計得合理，那么被控對象擺動的振幅就越來越小，來回擺動幾次就停止在qc=qr平衡位置上。如間隙較大，且控制器設(shè)計得不好，那么被控對象就會反復(fù)擺動，即產(chǎn)生自激振蕩。因此，閉環(huán)之內(nèi)動力傳動鏈中的間隙會影響伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。78 何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：所謂的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。79 機(jī)電一體化系統(tǒng)的“失效”與“故障”有何異同？答：如果產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能，就稱為失效，對于可修復(fù)的系統(tǒng)也可稱故障。710 保證機(jī)電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些? 答：；；。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(shí)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)。(P2)答：傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要以電磁學(xué)原理的各種電器來實(shí)現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在設(shè)計中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。機(jī)械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機(jī)控制。機(jī)電一體化技術(shù)以計算機(jī)為控制中 心，在設(shè)計過程中強(qiáng)調(diào)機(jī)械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機(jī)控制下具有一定的智能性。(P1~3)答：機(jī)電一體化系統(tǒng)是多學(xué)科技術(shù)的綜合應(yīng)用，是技術(shù)密集型的系統(tǒng)工程。其技術(shù)組成包括：機(jī)械技術(shù)、檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、計算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等?，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。，應(yīng)包含哪些幾個基本要素？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個基本要素：機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運(yùn)動組成要素、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，形成通過接口耦合來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機(jī)融合的一個完整系統(tǒng)。答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計過程中，一直要堅(jiān)持貫徹機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)思維方法，要從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)分析研究各個組成要素間的有機(jī)聯(lián)系，從而確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設(shè)計方法，并用自動控制理論的相關(guān)手段，進(jìn)行系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。（P4）設(shè)計這個詞有兩種概念。廣義的概念是指發(fā)展過程的安排，包括發(fā)展的方向、程序、細(xì)節(jié)和達(dá)到的目標(biāo)。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?，F(xiàn)代設(shè)計是過去長期的傳統(tǒng)設(shè)計活動的延伸和發(fā)展，是隨著設(shè)計實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，由個別到一般、具體到抽象、感性到理性，逐步歸納、演繹、綜合而發(fā)展起來的。由于科技進(jìn)步的速度日益增快，特別是計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，人們在掌握事物的客觀規(guī)律和人的思維規(guī)律的同時，運(yùn)用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，進(jìn)行過去難以想象的綜合集成設(shè)計計算，使設(shè)計工作包括機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計過程產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。？（P3～13）現(xiàn)代設(shè)計方法門類眾多且不斷出新?？砂此芯拷鉀Q的問題性質(zhì)分為總體問題和個別性能問題兩大類：(1)設(shè)計方法學(xué)(2)價值工程設(shè)計(3)優(yōu)勢設(shè)計（4)綠色設(shè)計(5)計算機(jī)輔助設(shè)計(6)并行工程設(shè)計(7)虛擬設(shè)計(8)反求工程設(shè)計(9)優(yōu)化設(shè)計及其發(fā)展(10)創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)2．研究產(chǎn)品性能的現(xiàn)代設(shè)計方法(1)工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(2)模塊化設(shè)計(3)相似性設(shè)計(4)摩擦學(xué)設(shè)計(5)三次設(shè)計(6)人機(jī)工程設(shè)計(7)智能設(shè)計(8)動態(tài)設(shè)計(9)可靠性設(shè)計(10)有限元法(11)機(jī)械疲勞設(shè)計？（P13）功能視圖、結(jié)構(gòu)視圖、控制視圖和信息視圖第二章？什么是技術(shù)過程？什么是作業(yè)對象？(P27)例如，為了得到某種復(fù)雜形狀的金屬零件，可通過編程在加工中心上對坯料進(jìn)行加工。壞料是作業(yè)對象，加工中心是技術(shù)系統(tǒng)，所完成的加工過程是技術(shù)過程。作業(yè)對象一般可分為三大類：物料、能量和信息？(P27)1)根據(jù)信息集約和調(diào)研預(yù)測的資料，分析確定作業(yè)對象以及主要轉(zhuǎn)換要求。2)分析比較傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的理論和實(shí)踐，確定實(shí)現(xiàn)主要轉(zhuǎn)換的工作原理。3)明確實(shí)現(xiàn)技術(shù)過程的環(huán)境和約束條件。環(huán)境是與技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的總和，包括經(jīng)濟(jì)條件、生產(chǎn)條件、技術(shù)條件、社會條件等。4)確定主要技術(shù)過程和其他輔助過程。5)根據(jù)高效、經(jīng)濟(jì)、可靠、美觀、使用方便等原則，初步規(guī)定技術(shù)系統(tǒng)的邊界及工作范圍。(P28~30)功能是對技術(shù)系統(tǒng)中輸入和輸出的轉(zhuǎn)換所作的抽象化描述。只有用抽象的概念來表述系統(tǒng)的功能，才能深入識別需求的本質(zhì)，辨明主題，發(fā)散思維，啟發(fā)創(chuàng)新，總功能逐步分解為比較簡單的分功能，一直分解到不能再分解的功能元，形成功能樹(一)功能分析(二)功能元求解 1．選擇工作原理 2．構(gòu)思功能載體(三)方案綜合？（P30）1．設(shè)計目錄(1)對象目錄(2)作業(yè)日錄(3)解法目錄2．知識庫(1)數(shù)據(jù)庫(2)設(shè)計詞典(3)手冊。設(shè)計若是為了對作業(yè)對象完成某種技術(shù)過程，設(shè)計對象就是人造技術(shù)系統(tǒng)。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(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能要求。(2)質(zhì)量設(shè)計 兼顧各種要求和限制，提高機(jī)電一體化系統(tǒng)質(zhì)量和性能，(3)優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計充分應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法系統(tǒng)地構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化模型，用創(chuàng)造性設(shè)計思維方法進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化和創(chuàng)新。？(P87)需要聯(lián)軸器、減速、變速裝置及運(yùn)動換向與轉(zhuǎn)換裝置等基本傳動結(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)。移功件在沿導(dǎo)軌運(yùn)動時，不論有無載荷，部應(yīng)保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性。各種設(shè)備對導(dǎo)軌副的平面度，垂直度及等高、等距的要求都有相應(yīng)的規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)可以參照。(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。精密滾動導(dǎo)軌副的主要失效形式是磨損。因此，耐磨性是衡量滾動導(dǎo)軌副性能的主要指標(biāo)之一。(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