【正文】 進電機。AC伺服電機：同步型SM、感應(yīng)型IM 步進電機：變磁阻型（VR）、永磁型（PM）、混合型（HB）DC伺服電機：高響應(yīng)特性；高功率密度（體積小、重量輕）；可實現(xiàn)高精度數(shù)字控制；接觸換向部件（電刷與換向器）需要維護。晶體管式無刷直流伺服電機：無接觸換向部件；需要磁極位置檢測器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機的全部優(yōu)點。AC伺服電機（永磁同步型）:無接觸換向部件；需要磁極位置檢測器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機的全部優(yōu)點。應(yīng)用：音響和音像設(shè)備、計算機外圍設(shè)備、NC機械、機器人。應(yīng)用：NC機械、機器人。應(yīng)用：計算機外圍設(shè)備、辦公機械、數(shù)控裝置直流伺服電機的驅(qū)動方式有哪幾種？ 晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式步進電機按其結(jié)構(gòu)可分為哪幾種？各有何特點？可變磁阻（VR）型：轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子直徑小，有利于快速響應(yīng)。該類電動機的定子與轉(zhuǎn)子均不含永久磁鐵，故無勵磁時沒有保持力。但由于其制造材料費用低、結(jié)構(gòu)簡單、步距角小，隨著加工技術(shù)的進步，可望成為多用途的機種。PM型電動機的特點是勵磁功率小、效率高、造價低，因此需求量也大。與VR型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)子慣量也較大。這類電動機都由轉(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機。由于采用了永久磁鐵，所以無勵磁時具有保持力。HB和PM型步進電機能夠用做超低速同步電動機。步進電機有哪幾種通電方式？步距角與通電方式有否有關(guān)？ 答：三相步進電機：單相輪流通電方式，三相單三拍通電。其他相步進電機。步進電機的主要性能指標有哪些？答：分辨力；靜態(tài)特性；動態(tài)特性—（1）動態(tài)穩(wěn)定區(qū)（2）啟動轉(zhuǎn)矩Tq（3）最高連續(xù)運行頻率及矩頻特性（4）空載啟動頻率與慣頻特性；步進電機技術(shù)指標實例—型號表示方式、技術(shù)性能參數(shù)：相數(shù)、步距角、電壓、相電流、最大轉(zhuǎn)矩、空載啟動頻率、空載運行頻率、電感、電阻、分配方式、外形尺寸（軸徑）、質(zhì)量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量步進電機驅(qū)動電源的組成及作用有哪些？答：驅(qū)動電源由脈沖分配器、功率放大器等組成。實現(xiàn)脈沖環(huán)形分配的方法有哪些，各有何特點？答：1軟環(huán)分（采用計算機軟件，利用查表或計算方法來進行脈沖的環(huán)形分配）；充分利用計算機軟件資源以減低硬件成本，對多相的脈沖分配具有更大的優(yōu)點；但軟環(huán)分占用計算機的運行時間，會使插補一次的時間增加，易影響步進電機的運行速度。/（zm）；α：步距角；z:轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m為計算機的工作時間。可以實現(xiàn)三相步進電機的各種環(huán)形分配，使用方便、接口簡單、種類眾多、功能齊全，有的還具有其他許多功能。同時由于繞組電感較大，電路對脈沖電流的反映較慢，因此輸出脈沖的波形差、輸出功率低。雙電壓功放電路：該功放電路僅在脈沖開始的一瞬間接通高壓電源，其余的時間均由低壓供電，故效率很高。斬波恒流功放電路：該電路去掉了限流電阻，效率顯著提高，并利用高壓給電動機繞組儲能，波的前沿得到了改善，從而使步進電機的輸出加大，運行效率得到提高。因為這種系統(tǒng)與步進電機驅(qū)動電源之間具有較少的連線將信號送入步進電機驅(qū)動電源的環(huán)形分配器。在電動機驅(qū)動電源內(nèi)，還包括環(huán)形分配器，而且并行控制功能必須由微型計算機系統(tǒng)完成。按指數(shù)規(guī)律升速；加速度是逐漸下降的，接近電動機輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。優(yōu)點滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小。外循環(huán)：滾珠在循環(huán)反向時離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外坐循環(huán)運動。但擋珠器剛性差、易磨損。（3）端蓋式；結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，但滾道吻接和彎曲處圓角不易準確制作而影響其性能，故應(yīng)用較少。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式有幾種？各有何特點？答：（1）雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式L；結(jié)構(gòu)簡單剛性好、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量地進行調(diào)整；（2）雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式Ch或C；可實現(xiàn)定量調(diào)整，即可進行精密微調(diào)，使用中調(diào)整較方便。（4）彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式；能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場合。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但使用過程中不能調(diào)整，且制造困難。但隨著溫度的升高會使絲杠的預(yù)緊力增大，易造成兩端支承的預(yù)緊力不對稱；（3）雙推簡支式；軸向剛度較低，應(yīng)注意減少絲杠熱變形的影響。（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)。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。要求傳動速度快時，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。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。特點同（1）；（3）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法；可自動補償側(cè)隙。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。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。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。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。（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。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。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。簡述靜壓導(dǎo)軌副的工作原理。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。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。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。（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。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。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?；疽螅悍较蚓群椭弥芯龋荒Σ磷枇氐拇笮。辉S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：對于中間傳動軸系一般要求不高。（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。（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）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）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。（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。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)。機電一體化的涵義、內(nèi)容、目的。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。機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成。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。（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。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。機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計步驟。試制與調(diào)試。............................................................1 14 何謂機電一體化技術(shù)革命？........................................................................................1 ？分別實現(xiàn)哪些功能？.................................1 ？........................................................................................1 ？..................................................................1 、融合法、組合法？..................................................................1 機電一體化技術(shù)第2 章習(xí)題參考答案.................................................................................2 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？.................................................................................................................................2 22 機電一體化系統(tǒng)傳動機構(gòu)的作用是什么？................................................................2 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？.....................................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，當其一端的外齒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？...................................................2 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？...............2 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=。為縮小 ?φmax，應(yīng)采取何種措施？...............................................................................................2 2－18 諧波齒輪傳動有何特點？傳動比的計算方法是什么？.......................................3 ,其減速比為100，,試求該 諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動方向(與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較).........................3 ?................................................................3 ？..........................................................................4 機電一體化技術(shù)第3 章參考答案..........................................................................................5 31 簡述機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點。....................................................5 3—5 直流伺服電機控制方式的基本形式是什么？..........................................................5 36 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。..................................................................................9 4在設(shè)計微機控制系統(tǒng)中首先會遇到的問題是什么？.............................................9 417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。..............................................................9 機電一體化技術(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)