【正文】 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?？傓D角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉角誤差和傳動比的大小，在設計中最末兩級的傳動比應取大一些，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iHr=100時，Zg=99，當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)生器輸入軸轉向相反。，導軌副的組成、種類及應滿足的基本要求。答：導軌的作用是支承和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。導軌副的組成：導軌副主要由承導件和運動件兩大部分組成。常用的導軌副種類很多，按其接觸面積的摩擦性質可分為滑動導軌、滾動導軌、流體介質摩擦導軌等；按其結構特點可分為開式導軌和閉式導軌。導軌副應滿足的基本要求：導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好溫度變化影響小以及結構工藝性好等。第三章32 機電一體化系統(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易于微機控制36 簡述 PWM 直流驅動調速，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，電機轉的就快，反之，電機轉的就慢。電機的換向是通過橋式電路來實現(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脈沖從而實現(xiàn)電機的轉向控制。為使其實現(xiàn)雙向調速，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 的基級上加以負脈沖，這時 1 和 3 導通，2 和 4 導通。設此時的電動機轉向為正；反之，則為負。電流的方向與前一情況相反，電動機轉向，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和導通率就可以改變電動機的轉向和速。311 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(shù)。M=運行拍數(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 試說明微型計算機的基本特點及選用要點。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、列線按二進制順序排列，當某一鍵按下時，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換元件組成，如書本P168圖 ?？刂戚敵鰰r，微機輸出的控制信號經(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，當控制信號為低電平時，法官二極管導通并發(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。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措施來改善傳感器的性能如：平均技術，差分技術，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)品的應用環(huán)境、使用條件和維護要求。第五章51 回顧所學機械控制工程的相關知識，簡述機電一體化系統(tǒng)設計與機械控制工程理論的關系。答：隨著機電一體化技術的發(fā)展，機械控制工程基礎在機電一體化系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。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)響應的快速性和震蕩性。，即穩(wěn)態(tài)誤差ess的大小。55 用所學機械控制工程基礎對機電一體化系統(tǒng)元、部件的動態(tài)特性進行分析。答：機械系統(tǒng)在傳遞運動的同時還將進行力的傳遞。因此，機械系統(tǒng)的各構成零部件必須具有承受其所受力的足夠強度和剛度的尺寸。但尺寸一大，質量和轉動慣量就大，系統(tǒng)的響應就慢。，輸入為力Fx(t)時，其響應為Fy(t)或y(t)=f(x(t))，系統(tǒng)負載質量和慣量不同，其響應快慢也不同。如果是齒輪減速器，其機構的運動變換函數(shù)y=f(x)=()x就是線性變換。如果只有機構的轉動慣量Jm，則其動態(tài)特性為1t1，如果只有負載轉動慣量JL，則其負載反2(Jms)力為JLs2y。包括負載在內的機械總體的動態(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)控機床坐標系的定義規(guī)則。答：數(shù)控機床坐標系統(tǒng)采用右手直角笛卡兒坐標系，確定機床坐標系時，假定刀具相對工件做相對運動。該標準規(guī)定機床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標。當機床有機個主軸時，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為Z的正方向。X坐標是水平的，它平行于工件的裝夾面。對工件旋轉的機床，取刀具遠離工件的方向為X的正方向。對于刀具旋轉的機床則規(guī)定：當Z軸為水平時，從刀具主軸后端向工件方向看，X正方向為向右方向；當Z軸為垂直時，對單立柱機床，面對刀具主軸向主軸方向看，右手方向為正方向。y坐標按右手直角笛卡兒坐標系確定其正方向。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M01選擇停機，按下“選擇?！卑粹o后才起作用；M02程序結束，到下一程序的起點；M03主軸順時針方向旋轉；M04主軸逆時針方向旋轉；M05主軸停轉；M06換刀；M07開號冷卻液；M08開*號冷卻液；M09關閉冷卻液；M10夾緊；M11松開；M30程序終了，返回到程序起點。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、計算刀具運動軌跡、編寫零件加工程序單、制作程序介質直到程序效應，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，當電動機在齒隙范圍內運動時，被控對象不轉動，沒有反饋信號，系統(tǒng)暫時處于開環(huán)狀態(tài)。當電動機轉過齒隙后，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動。又因為系統(tǒng)具有慣量，當被控對象轉角qc等于輸入轉角qr時，被控對象不會立即停下來，而靠慣性繼續(xù)轉動，使被控對象比無間隙時更多地沖過平衡點，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，且控制器設計得不好，那么被控對象就會反復擺動，即產(chǎn)生自激振蕩。因此，閉環(huán)之內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，完成規(guī)定功能的能力。79 機電一體化系統(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，對于可修復的系統(tǒng)也可稱故障。710 保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些? 答：；；。第五篇：機電一體化習題答案第一章？各國的主要觀點有哪些？(P1~3)答：機電一體化技術綜合應用了機械技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術、檢測技術、電力電子技術、接口技術及系統(tǒng)總體技術等群體技術，在高質量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術。(P2)答：傳統(tǒng)機電技術的操作控制主要以電磁學原理的各種電器來實現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在設計中不考慮或很少考慮彼此間的內在聯(lián)系。機械本體和電氣驅動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術以計算機為控制中 心，在設計過程中強調機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。(P1~3)答：機電一體化系統(tǒng)是多學科技術的綜合應用，是技術密集型的系統(tǒng)工程。其技術組成包括：機械技術、檢測技術、伺服傳動技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術和系統(tǒng)總體技術等?，F(xiàn)代的機電一體化產(chǎn)品甚至還包含了光、聲、化學、生物等技術等應用。，應包含哪些幾個基本要素？答：機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、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(xiàn)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)。答：機電一體化系統(tǒng)的設計過程中，一直要堅持貫徹機電一體化技術的系統(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聯(lián)系，從而確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設計方法，并用自動控制理論的相關手段，進行系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分析，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的優(yōu)化設計。（P4）設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、細節(jié)和達到的目標。狹義的概念指的是將客觀需求轉化為滿足該需求的技術系統(tǒng)的活動，各種產(chǎn)品包括機械產(chǎn)品的設計即屬此類。現(xiàn)代設計是過去長期的傳統(tǒng)設計活動的延伸和發(fā)展，是隨著設計實踐經(jīng)驗的積累，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。由于科技進步的速度日益增快，特別是計算機技術的高速發(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，運用相關的科學技術原理，進行過去難以想象的綜合集成設計計算，使設計工作包括機械產(chǎn)品的設計過程產(chǎn)生了質的飛躍。？（P3～13）現(xiàn)代設計方法門類眾多且不斷出新。可按所研究解決的問題性質分為總體問題和個別性能問題兩大類：(1)設計方法學(2)價值工程設計(3)優(yōu)勢設計（4)綠色設計(5)計算機輔助設計(6)并行工程設計(7)虛擬設計(8)反求工程設計(9)優(yōu)化設計及其發(fā)展(10)創(chuàng)新設計技術2．研究產(chǎn)品性能的現(xiàn)代設計方法(1)工業(yè)產(chǎn)品藝術造型設計(2)模塊化設計(3)相似性設計(4)摩擦學設計(5)三次設計(6)人機工程設計(7)智能設計(8)動態(tài)設計(9)可靠性設計(10)有限元法(11)機械疲勞設計？（P13）功能視圖、結構視圖、控制視圖和信息視圖第二章？什么是技術過程？什么是作業(yè)對象？(P27)例如，為了得到某種復雜形狀的金屬零件，可通過編程在加工中心上對坯料進行加工。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。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)信息集約和調研預測的資料，分析確定作業(yè)對象以及主要轉換要求。2)分析比較傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的理論和實踐，確定實現(xiàn)主要轉換的工作原理。3)明確實現(xiàn)技術過程的環(huán)境和約束條件。環(huán)境是與技術系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的總和，包括經(jīng)濟條件、生產(chǎn)條件、技術條件、社會條件等。4)確定主要技術過程和其他輔助過程。5)根據(jù)高效、經(jīng)濟、可靠、美觀、使用方便等原則，初步規(guī)定技術系統(tǒng)的邊界及工作范圍。(P28~30)功能是對技術系統(tǒng)中輸入和輸出的轉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，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．構思功能載體(三)方案綜合？（P30）1．設計目錄(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)設計詞典(3)手冊。設計若是為了對作業(yè)對象完成某種技術過程，設計對象就是人造技術系統(tǒng)。第三章？（P78）宏觀地看，結構設計大致有以下三方面內容:(1)功能設計 以各種具體的結構實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的功能要求。(2)質量設計 兼顧各種要求和限制，提高機電一體化系統(tǒng)質量和性能，(3)優(yōu)化設計和創(chuàng)新設計充分應用現(xiàn)代設計方法系統(tǒng)地構造設計優(yōu)化模型，用創(chuàng)造性設計思維方法進行機電一體化系統(tǒng)設計的優(yōu)化和創(chuàng)新。？(P87)需要聯(lián)軸器、減速、變速裝置及運動換向與轉換裝置等基本傳動結構？(P108)(1)導向精度導向精度是導軌副最基本的性能指標。移功件在沿導軌運動時，不論有無載荷，部應保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性。各種設備對導軌副的平面度，垂直度及等高、等距的要求都有相應的規(guī)定或標準可以參照。(2)耐磨性導軌副應在預定的使用期內，保持其導向精度。精密滾動導軌副的主要失效形式是磨損。因此，耐磨性是衡量滾動導軌副性能的主要指標之一。(3)剛度 為了保證足夠的剛度，應選用最合適的導軌類型