【正文】 (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、尺寸及其組合。各種設(shè)備對(duì)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。第三章？（P78）宏觀地看，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大致有以下三方面內(nèi)容:(1)功能設(shè)計(jì) 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。3)明確實(shí)現(xiàn)技術(shù)過程的環(huán)境和約束條件。可按所研究解決的問題性質(zhì)分為總體問題和個(gè)別性能問題兩大類：(1)設(shè)計(jì)方法學(xué)(2)價(jià)值工程設(shè)計(jì)(3)優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)（4)綠色設(shè)計(jì)(5)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(6)并行工程設(shè)計(jì)(7)虛擬設(shè)計(jì)(8)反求工程設(shè)計(jì)(9)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其發(fā)展(10)創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)2．研究產(chǎn)品性能的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法(1)工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)(2)模塊化設(shè)計(jì)(3)相似性設(shè)計(jì)(4)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)(5)三次設(shè)計(jì)(6)人機(jī)工程設(shè)計(jì)(7)智能設(shè)計(jì)(8)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)(9)可靠性設(shè)計(jì)(10)有限元法(11)機(jī)械疲勞設(shè)計(jì)？（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(duì)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(duì)坯料進(jìn)行加工。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(dòng)，各種產(chǎn)品包括機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)即屬此類。答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)方法，并用自動(dòng)控制理論的相關(guān)手段，進(jìn)行系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)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(jì)?，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。機(jī)電一體化技術(shù)以計(jì)算機(jī)為控制中 心，在設(shè)計(jì)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(gè)裝置在計(jì)算機(jī)控制下具有一定的智能性。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(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)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(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。因此，閉環(huán)之內(nèi)動(dòng)力傳動(dòng)鏈中的間隙會(huì)影響伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過齒隙后，主動(dòng)輪于從動(dòng)輪產(chǎn)生沖擊接觸，此時(shí)誤差角大于無齒輪加你時(shí)的誤差角，因此從動(dòng)輪以較高的加速度轉(zhuǎn)動(dòng)。手工編程是指從分析零件圖、制訂工藝規(guī)程、計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)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(gè)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。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。X坐標(biāo)是水平的，它平行于工件的裝夾面。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(shí)，假定刀具相對(duì)工件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。輸入為力Fx(t)時(shí)，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。55 用所學(xué)機(jī)械控制工程基礎(chǔ)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)元、部件的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。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。選用傳感器時(shí)，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。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信號(hào)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(hào)為低電平時(shí)，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。417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即 M=K*N（N 為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍是 K=1，雙拍時(shí) K=2）。設(shè)此時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)檎?；反之，則為負(fù)。電機(jī)的換向是通過橋式電路來實(shí)現(xiàn)的，它是由四個(gè)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。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(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)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。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2個(gè)齒時(shí)，試問：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。快速響應(yīng)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)工程的重要環(huán)節(jié)，快速響應(yīng)工程是企業(yè)面對(duì)瞬息萬變的市場(chǎng)環(huán)境，不斷迅速開發(fā)適應(yīng)市場(chǎng)的新系統(tǒng)，快速響應(yīng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是有效開發(fā)和利用各種系統(tǒng)信息資源。、虛擬設(shè)計(jì)、快速響應(yīng)設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)等的含義。、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)有何異同？答：開發(fā)性設(shè)計(jì)是沒有參照產(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。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)電一體化課后答案第一章 。T=R1C1R2C2 ?(R1C1+R2C2)。（3）比例積分（PI）調(diào)節(jié)其網(wǎng)絡(luò)如圖(c)。Kp 越大，調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，但是存在調(diào) 節(jié)誤差。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)。tiz=fiz*v1/nd /(2*pi)。fc=600。js=.012。j3=.02。ph=5。n11=720。（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。第一式表示等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解可由 Lagrange 公式解出。由于 相互獨(dú)立，則對(duì)第 i 個(gè)輸入有用 表示輸入力（或轉(zhuǎn)矩）時(shí)，寫成式中 ——力（或轉(zhuǎn)矩）的變換系數(shù)，是 n*m 矩陣。如圖 b 所示，采樣信號(hào) A1為 ，則量化值 A1 ’為 2V，用數(shù)字 010 來代表； 采樣信號(hào) A2為 ，則量化值 A2 ‘為 3V，用數(shù)字量 011 代表。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。答：①模擬量接口方式：傳感器輸出信號(hào)→放大→采樣/保持→模擬多路開關(guān)→A/D 轉(zhuǎn)換→ I/O 接口→微機(jī)②開關(guān)量接口方式：開關(guān)型傳感器輸出二值式信號(hào)(邏輯 1 或 0)→三態(tài)緩沖器→微機(jī) 10③數(shù)字量接口方式：數(shù)字型傳感器輸出數(shù)字量(二進(jìn)制代碼、BCD 代碼、脈沖序列等)→計(jì)數(shù)器→三態(tài)緩沖器→微機(jī) 11機(jī)電一體化技術(shù)第 5章參考答案52 簡述采樣定理？如果 是有限帶寬信號(hào)，即| | 時(shí)，E（j）=0。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信號(hào)幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電 壓。在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)中首先會(huì)遇到的問題是什么？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)衡問題。微型計(jì)算機(jī)簡稱 MC。12v 低電壓經(jīng) vd1 加到電動(dòng)機(jī)繞組我 w 上并維持繞組中的電流。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(chǔ)存在繞組中的能量通過二級(jí)管形成續(xù)流回路泄放，從而保護(hù)功放管。 用小規(guī)模集成電路搭接而成的脈沖分配器。7311 簡述步進(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)。電流的方向與前 一情況相反，電動(dòng)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(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。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。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(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。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；無污染瞬時(shí)輸出功率大；過載能力 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；無泄 漏污染速度快、操作比較簡單功率小，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 簡述控制用電動(dòng)機(jī)的功率密度及比功率的定義。3 雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法。當(dāng)柔性輪固定時(shí)，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(shí)，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(shí), 試求該諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí),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(shí),Zg=101。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)?？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。22 機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？答：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。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。？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。........................................13 。..............................................................9 機(jī)電一體化技術(shù)第5 章參考答案........................................................................................11 52 簡述采樣定理？.........................................................................................................11 53 簡述數(shù)字控制系統(tǒng)A/D 轉(zhuǎn)換過程。....................................................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(dòng)調(diào)速，換向的工作原理。............................................................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？.................