【正文】 機廣泛應(yīng)用于開環(huán)控制的機電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡化，并可靠地獲得 較高的位置精度。設(shè)此時的電動機轉(zhuǎn)向為正； 反之，則為負。電橋由四個大功率的晶體管組 成。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(zhuǎn)向控制。636 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。晶閘管直流驅(qū)動方式，主要通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置控制晶閘管的觸發(fā)延遲角（控制電壓的大 小）來移動觸發(fā)脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動機電樞電壓的變化易 于平滑調(diào)速。答:電動機的功率密度 PG=P/ dp/dt=d(Tw)/dt=Ts/dt|t=tn=Tn 2 /Jm其中 Tn電動機的額定轉(zhuǎn)矩，N*M Jm——電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,kg*m 23—5 直流伺服電機控制方式的基本形式是什么？答: 直流伺服電機為直流供電，為調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速和方向，需要對其直流電壓的大小和 方向進行控制。？答：①旋轉(zhuǎn)精度②剛度③抗震性④熱變形⑤軸上零件的布置 5機電一體化技術(shù)第 3章參考答案 31 簡述機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點。(2)斜齒輪傳動:錯齒調(diào)整法,用兩個薄片齒輪與一個寬齒輪嚙合,只是在兩個薄片斜齒輪 的中間隔開了一小段距離,這樣它的螺旋線便錯開了。2 軸向墊片調(diào)整法。故該諧波減速器的剛輪齒數(shù)為 101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。設(shè) H g r、分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則g H r H rg g H r Z i Z。諧波齒輪傳動的波發(fā)生器相當于行星輪系的轉(zhuǎn)臂，柔輪相當于行星輪，剛輪則相當于 中心輪。為縮小?φmax，應(yīng)采取何種措施？解：（1）?φmax= i + 4 3 2 3 2 i i i+ 4 3 5 4 i i+ 4 7 6 i +?φ8=++++=++++= rad 3=o（1）總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最未一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，所以，為縮小? φmax，在設(shè)計中最未兩級的傳動比應(yīng)取大一些，盡量提高最未一級輪副的加工精 度。2－17已知：4 級齒輪傳動系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=… = rad,各級減速比相同，即?1=?2=…=?4=。2－16 各級傳動比的分配原則是什么？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：重量最輕原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是：為提高機電一體化系統(tǒng)齒輪傳動的精度，各級傳動比應(yīng)按先小后大的原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。23 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對傳動機構(gòu)的基本要求是什么？答：精密化，高速化，小型、輕量化。2機電一體化技術(shù)第 2章習題參考答案 21 設(shè)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？答：常提出低摩擦、無間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當?shù)淖枘岜鹊取Ｈ诤戏ㄋ菍⒏鹘M成要素有機結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)），其要 素之間機電參數(shù)的有機匹配比較充分。、融合法、組合法？答：機電互補法又稱取代法。？答：一種是變換、調(diào)整。14 何謂機電一體化技術(shù)革命？答：將微型計算機等微電子技術(shù)用于機械并給機械以“智能”的技術(shù)革新潮流可稱 “機電一體化技術(shù)革命”。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？.............................................14 78 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？......................................................................17機電一體化技術(shù)第 1章習題參考答案11 試說明較為人們接受的機電一體化的含義。......................................................................12 機電一體化技術(shù)第7 章參考答案........................................................................................13 73 機電一體化系統(tǒng)中的典型負載有哪些？說明以下公式的含義：...........................13 74 設(shè)有一工作臺x 軸驅(qū)動系統(tǒng)，已知參數(shù)為下表中所列，已知mA=400 ㎏，Ph=5mm,Fl 水平=800N，F(xiàn)l 垂直=600N，工作臺與導(dǎo)軌間為滑動摩擦，其摩擦系數(shù)為 ，試求轉(zhuǎn)換到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。..........................................................................11 55 簡述多輸入多輸出系統(tǒng)的靜力學(xué)方程。......................................................................9 420 試說明檢測傳感器的微機接口基本方式。.........................................................6 步進電機具有哪些特點？..................................................................................................6 簡述步進電機三相單三拍的工作原理？..........................................................................6 311 簡述步進電機步距角大小的計算方法？.................................................................7 312 簡述三相步進電機的環(huán)形分配方式？...............................................................7 簡述步進電機驅(qū)動電源的功率放大電路原理..................................................................7 機電一體化技術(shù)第4 章參考答案..........................................................................................9 試說明CPU、MC 和MCS 之關(guān)系。........................................................5 II32 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？....................................................5 33 簡述控制用電動機的功率密度及比功率的定義。求：該傳動系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差?φmax。15．導(dǎo)軌副的組合形式包括哪幾種？答：（1）雙三角形（2）矩形和矩形組合（3）三角形和矩形組合（4）三角形和平面組合（5）？答：（1）采用鑲裝導(dǎo)軌（2）提高導(dǎo)軌精度與改善表面粗糙度（3），各級傳動比的最佳分配原則都有哪些？答：（1）重量最輕原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則（3）?答：根據(jù)能量不同分為：（1）電動式 ：可使商用電源信號與動力的傳送方向相同，有交流和直流之別，應(yīng)注意電壓之大??；（2）液動式 ：要求操作人員技術(shù)熟練，液壓源壓力為（20~80）*10^5（3）氣動式 ：空氣壓力源的壓力為（5~7）*10^5Pa，？答：（1）提高系統(tǒng)的設(shè)計和制造質(zhì)量（2）冗余技術(shù)（3）診斷技術(shù)第三篇：機電一體化答案I目錄機電一體化技術(shù)第1 章習題參考答案.................................................................................1 11 試說明較為人們接受的機電一體化的含義。5)制造工藝復(fù)雜，成本高。同步帶傳動具有特點是什么？ 1)傳動比準確，傳動效率高。（產(chǎn)品）對執(zhí)行元件的基本要求有哪些？答：（1）慣量小，動力大（2）體積小，重量輕（3）便于維修，安裝（4）易于微機控制。（優(yōu)）點是什么？答：傳動比準確、傳動效率高、能吸震、噪聲低、傳動平穩(wěn)、能高速傳動、維護保養(yǎng)方便等優(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(zhuǎn)換、提高驅(qū)動能力2．在機電一體化系統(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）檢測機電一體化系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的內(nèi)部信息轉(zhuǎn)換器（2）檢測作業(yè)對象和外部環(huán)境狀態(tài)的外部信息傳感器。通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。11交流伺服電動機的調(diào)速方法有：變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、變頻調(diào)速。這些傳動機構(gòu)可將原動機構(gòu)的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為間歇運動。8同步帶由包布層、帶齒、帶背和加強筋組成。7齒輪傳動有兩軸平行、兩軸相交、兩軸交叉3種形式。6滾珠絲杠副的精度分為10共七個等級。具有：軸向剛度高；運動平穩(wěn)；傳動精度高；不易磨損；使用壽命高等優(yōu)點。3機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)有：檢測傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機械技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。、信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五個子系統(tǒng)組成。試制與調(diào)試。機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計步驟。機電一體化系統(tǒng)的綜合評價指標，各內(nèi)部功能的評價內(nèi)容是什么？ 答：機電一體化系統(tǒng)的綜合評價指標：附加價值。（1）根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能分：零接口；無源接口；有源接口；智能接口。答：接口是構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)的要素或子系統(tǒng)連接處必須具備的聯(lián)系條件。機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成。機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技 術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。機電一體化的涵義、內(nèi)容、目的。如：絲杠螺母、齒輪、齒輪齒條、鏈輪鏈條、帶/帶輪、纜繩/繩輪、杠桿機構(gòu)、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、摩擦輪、萬向聯(lián)軸器、軟軸、渦輪蝸桿、間歇機構(gòu)。（5）機座的材料選擇；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。（3）機座的模型剛度試驗；采用模型試驗方法可測得與實際相接近的變形量；采用有限元法計算機座剛度。（1）保證自身剛度的措施；合理選擇截面形狀和尺寸；合理布置筋板和加強筋；合理地開孔和加蓋；（2）提高機座連接處的接觸剛度；,以便增加實際接觸面積；固定螺釘應(yīng)在接觸面上造成一個預(yù)緊力，壓強一般為2Mpa。（3）抗振性；對于高速運動的軸系必須用提高其靜態(tài)剛度、動剛度、增加軸系阻尼比等措施來提高軸系的動態(tài)性能，特別是抗振性；（4）熱變形；應(yīng)采取措施將軸系部件的溫升限制在一定的范圍之內(nèi)；（5）軸上零件的布置；在通過帶輪將運動傳入軸系尾部時，應(yīng)該采用卸荷式結(jié)構(gòu)，使帶的壓力不直接作用在軸端；傳動齒輪應(yīng)盡量安置在靠近支承處，以減少軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。（1）旋轉(zhuǎn)精度；其大小取決于軸系各組成零件及支承部件的制造精度與裝配調(diào)整精度。答：對于中間傳動軸系一般要求不高。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。答：按其相互摩擦的性質(zhì)分：滑動、滾動、氣體（或液體）摩擦支承。在精密機械設(shè)備和儀器中均有采用，如：精縮機、萬能工具顯微鏡、測長儀等。（1）滾動體不循環(huán)的滾動導(dǎo)軌副；結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本較低，有時難以施加預(yù)緊力，剛度較低，抗振性能差，不能承受沖擊載荷。廣泛地被應(yīng)用于精密機床、數(shù)控機床、測量機和測量儀器等。靜壓卸載導(dǎo)軌是將導(dǎo)軌承受的載荷的一部或大部用輔助導(dǎo)軌支承，從而改善主導(dǎo)軌的負載條件，以提高耐磨性和低速運動的穩(wěn)定性。答：靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的油或其氣體介質(zhì)通入導(dǎo)軌的運動件與導(dǎo)向支承之間，運動件浮在壓力油或氣體薄膜之上，與導(dǎo)向支承件脫離接觸，致使摩擦阻力（力矩）大大降低。簡述靜壓導(dǎo)軌副的工作原理。三角形導(dǎo)軌的上滑面能自動補償，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。燕尾型導(dǎo)軌：鑲條法；矩形導(dǎo)軌：修刮壓板、修刮調(diào)整墊片的厚度或調(diào)整螺釘?shù)姆椒?；平鑲條調(diào)整用于受力較小、或短的導(dǎo)軌。（4）圓形導(dǎo)軌；制造方便但磨損后難以調(diào)整和補償間隙，適用于同時作直線運動和轉(zhuǎn)動的地方或者承受軸向載荷的場合。兩燕尾面起壓板作用，用一根鑲條就可調(diào)節(jié)水平和垂直方向的間隙，且高度小，結(jié)構(gòu)緊湊，可以承受顛覆力矩；但剛度較差，摩擦力較大，制造、檢驗和維修都不方便。導(dǎo)軌水平與垂直方向誤差相互影響，給制造、檢驗和修理帶來困難。2）軸向壓簧錯齒調(diào)整法；齒側(cè)隙可以自動補償，但軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)欠緊湊。2）可調(diào)彈簧式；斜齒圓柱齒輪傳動消除斜齒輪傳動齒側(cè)隙的方法與上述錯齒調(diào)整法基本相同。特點同（1）；（3）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法；可自動補償側(cè)隙。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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。要求傳動速度快時，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。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。（4）雙推自由式；軸向剛度和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動系統(tǒng)。但隨著溫度的升高會使絲杠的預(yù)緊力增大，易造成兩端支承