機電一體化習題

1、一、填空1. 機電一體化技術(shù)的內(nèi)涵是微電子技術(shù)和 機械技術(shù) 滲透過程中形成的一個新概念。2. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）是機械和微電子技術(shù)的有機結(jié)合。 3. 工業(yè)三大要素是物質(zhì)、能量、信息；機電一體化工程研究所追求的三大目標是：省能源、 省資源、智能化。4. 機電一體化研究的核心技術(shù)是接口問題。5. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）構(gòu)成的五大部分（或子系統(tǒng)）是：機械系統(tǒng)、電子信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)。 6. 機電一體化接口按輸入/輸出功能分類機械接口、物理接口、信息接口、環(huán)境接口。7. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）按設(shè)計類型分為：開放性設(shè)計、適應性設(shè)計、變異性設(shè)計。8. 機電一體化系統(tǒng)（

2、產(chǎn)品）按機電融合程度分為：機電互補法、 機電結(jié)合（融合）法、機電組合法。9. 機電一體化技術(shù)是在機械的主功能、動力功能、信息與控制功能基礎(chǔ)上引入 微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱10.機電一體化系統(tǒng)實現(xiàn)三大功能應具有的兩大重要特征（轉(zhuǎn)換作用方式）： 以能源轉(zhuǎn)換為主和 以信息轉(zhuǎn)換為主 。11. 絲杠螺母機構(gòu)的基本傳動形式有： 螺母固定絲桿轉(zhuǎn)動并移動、 絲桿轉(zhuǎn)動螺母移動、 螺母轉(zhuǎn)動絲桿移動、絲桿固定螺母轉(zhuǎn)動并移動四種形式。 12. 滾珠絲杠副按螺紋滾道截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩類；按滾珠的循環(huán)方式分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩類。13. 滾珠絲杠副軸向間隙調(diào)整與預緊的

3、基本方法有：雙螺母螺紋預緊調(diào)整、 雙螺母齒差預緊調(diào)整、雙螺母墊片調(diào)整預緊、彈簧自動調(diào)整預緊四種方式。14. 滾珠絲杠副常選擇的支承方式有：單推單推式、雙推雙推式、雙推簡支式、雙推自由式。 15. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）常用齒輪傳動形式有定軸輪系、行星輪系和諧波輪系三種形式。 16. 在機電一體化系統(tǒng)機械傳動中，常用的傳動比分配原則有：重量最輕原則、轉(zhuǎn)動慣量最小原則、傳動精度最優(yōu)原則等。 17. 常用導軌副的截面形式有：三角形導軌、矩形導軌、燕尾形導軌、圓形導軌 四種形式。 18. 導軌剛度主要指：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度和局部剛度。19. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中，?？蛇x擇的執(zhí)行元件：電磁式、液壓式

4、、氣壓式和其他形式的執(zhí)行元件。20. 電動機的工作特性分為恒轉(zhuǎn)矩工作和恒功率兩個階段，其轉(zhuǎn)折點的轉(zhuǎn)速和功率分別稱為：額定轉(zhuǎn)速和 額定功率；伺服電動機用于調(diào)速控制時，應該工作在恒轉(zhuǎn)矩階段。21. 步進電機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式可分為：反應式步進電機、永磁式步進電機、混合式步進電機三種。22. 步進電機的工作方式有：單拍工作方式和倍拍工作方式。23. 步進電機的開環(huán)控制精度主要由步進電機的結(jié)構(gòu)形式 和工作方式?jīng)Q定的；為了進一步提高步進電機的控制精度，可以采用細分電路來提高控制精度。24. 依據(jù)步進電機的工作原理，步進電機的驅(qū)動控制電路主要由：方向控制電路、環(huán)形分配電路、驅(qū)動放大電路等組成。 25. 機電一

5、體化系統(tǒng)中，常用的微型計算機類型有：單片機控制系統(tǒng)、 單板機控制系統(tǒng)、工業(yè)微型計算機控制系統(tǒng)三種。 26. 提高機電一體化控制系統(tǒng)工作可靠性的措施主要有：隔離技術(shù)、和屏蔽技術(shù)、濾波技術(shù) 27. 常用傳感器主要分為模擬信號檢測傳感器、數(shù)字信號檢測傳感器、開關(guān)信號檢測傳感器 三種形式。 28. 機電有機結(jié)合分析設(shè)計方法主要有穩(wěn)態(tài)設(shè)計方法和動態(tài)設(shè)計方法兩種。29. 在機電一體化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計的負載分析中，常見的典型負載形式有：慣性負載、外力負載、內(nèi)力負載 、彈性負載、摩擦負載等。30. 在進行機械系統(tǒng)負載和轉(zhuǎn)動慣量的等效中，遵循的基本原則是能量守恒定律二、選擇題1.一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下

6、幾個基本要素：abcda 機械本體 b 動力與驅(qū)動部分 c 執(zhí)行機構(gòu) d. 控制及信息處理部分2、機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）開發(fā)的類型:abca 開發(fā)性設(shè)計 b 適應性設(shè)計 c 變參數(shù)設(shè)計 d 其它3、機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計方案的常用方法:abca 取代法 b 整體設(shè)計法 c組合法 d其它。4、機電一體化的高性能化一般包含:abcda高速化 b高精度 c高效率 d高可靠性。5 齒輪傳動的總等效慣量與傳動級數(shù) ( c )a. 有關(guān) b. 無關(guān) c. 在一定級數(shù)內(nèi)有關(guān) d. 在一定級數(shù)內(nèi)無關(guān)6. 齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù)(    b  )a.

7、增加而減小    b.增加而增加    c.減小而減小          d.變化而不變7 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型有兩類：外循環(huán)插管式和(   d   )a.內(nèi)循環(huán)插管式       b.外循環(huán)反向器式 c.內(nèi)、外雙循環(huán)      d.內(nèi)循環(huán)反向器式8 步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過（

8、 b ） 決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。a 脈沖的寬度 b 脈沖的數(shù)量c 脈沖的相位 d 脈沖的占空比9.pwm指的是（c）。a.機器人      b.計算機集成系統(tǒng) c.脈寬調(diào)制      d.可編程控制器10 加速度傳感器的基本力學模型是 ( a)a. 阻尼質(zhì)量系統(tǒng) b. 彈簧質(zhì)量系統(tǒng) c. 彈簧阻尼系統(tǒng) d. 彈簧系統(tǒng)11某光柵條紋密度是100條/mm，光柵條紋間夾角=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是(    c  )a.100

9、mm      b.20mm            c.10mm                 d.0.1mm12 直流測速發(fā)電機輸出的是與轉(zhuǎn)速 (  c    )a.成正比的交流電壓    b.成反比的交流

10、電壓 c.成正比的直流電壓    d.成反比的直流電壓三、判斷1. 直線運動導軌是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動。（）2. 滾珠絲桿不能自鎖。（）3. 串行通信可以分為以下四種方式：1）全雙工方式；（）2)半雙工方式；（）3)同步通信； （ ）4)異步通信。 （ ）4、 簡答1試說明較為人們所接受的機電一體化的含義。機電一體化乃是在機械的主功能、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。2 機電一體化的目的是什么？機電一體化的目的是提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價值，即多功能、高效率、高可靠性

11、、省材料省能源，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，從而不斷滿足人們生活的多樣化和生產(chǎn)的省力化、自動化需求。4 工業(yè)三大要素指的什么？物質(zhì)、能量和信息5 機電一體化的三大效果是什么？ 省能、省資源、智能化6 根據(jù)不同的接口功能說明接口的種類。根據(jù)接口的交換、調(diào)整功能分為：零接口無源接口 有源接口 智能接口根據(jù)接口的輸入/輸出功能分為：機械接口 物理接口信息接口環(huán)境接口7 什么是機電互補法、融合法、組合法？機電互補法：又稱取代法，該方法的特點是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機械產(chǎn)品（系統(tǒng)）中的復雜機械功能部件或功能子系統(tǒng)。融合法：它是將各組成要素有機結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)

12、），其要素之間機電參數(shù)的有機匹配比較充分。組合法：它是將結(jié)合法制成的專用或通用功能部件（子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組合成各個機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱組合法。8 開發(fā)性設(shè)計、變異性設(shè)計、適應性設(shè)計有何異同？開發(fā)性設(shè)計：它是沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計原理和要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品（系統(tǒng)）。變異性設(shè)計：它是在設(shè)計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應于量的方面有所變更的需求。適應性設(shè)計：它是在總的設(shè)計方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應性設(shè)計

13、，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。9、簡述機電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的機電結(jié)合（融合）設(shè)計方法。機電結(jié)合設(shè)計方法是將個組成要素有機的結(jié)合為一體而構(gòu)成專用或通用的功能部件，其要素之間機電參數(shù)的有機匹配比較充分10、簡述機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的機電組合設(shè)計方法，特點是什么？機電一體化系統(tǒng)的機電組合設(shè)計方法是將用結(jié)合法制成的功能部件，功能模塊，像積木那樣組合成各種機電一體化系統(tǒng)，特點是可以縮短設(shè)計與研制周期，節(jié)約工裝設(shè)備費用，且有利于生產(chǎn)管理，使用和維修。11、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，常提出哪些要求？低摩擦、無間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當?shù)淖枘岜鹊纫蟆?/p>

14、12、機電一體化系統(tǒng)傳動機構(gòu)的作用是什么？傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速13、簡述絲杠螺母機構(gòu)的分類及其特點。絲杠螺母機構(gòu)主要用來將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動。這些傳動機構(gòu)既有以傳遞能量為主的（如螺旋壓力機、千斤頂?shù)龋灿幸詡鬟f運動為主的（如工作臺的進給絲杠），還有調(diào)整零件之間相對位置的（如螺旋傳動機構(gòu)）。14、 絲杠螺母副的組成要素有哪些？滾珠絲杠副構(gòu)成原理：1-反向器；2-螺母；3-絲杠；4-滾珠。15、滾珠絲杠副的傳動特點？軸向剛度高、運動平穩(wěn)、傳動精度高、不易磨損、使用壽命長等特點。16、滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預緊方法有哪些？1、雙螺母螺紋預緊調(diào)整式2、雙螺母齒差預緊調(diào)整

15、式3、雙螺母墊片調(diào)整預緊式4、彈簧式自動調(diào)整預緊式5、單螺母變位導程預緊式和單螺母滾珠過盈預緊式17、簡述滾珠絲杠副的支承方式及特點？1單推單推式：軸向剛度較高，預拉伸安裝時，預緊力較大，但軸承壽命比雙推雙推式低。2雙推雙推式：該方式適合于高剛度，高轉(zhuǎn)速，高精度的精密絲杠傳動系統(tǒng)。3雙推簡支式：雙推端可預拉伸安裝，預緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳動精度較高的長絲杠傳動系統(tǒng)。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)。18、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？1重量最輕原則2輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則：為了提高機電一體化系統(tǒng)齒輪傳動系統(tǒng)傳

16、遞運動的精度，各級傳動比應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。3等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則19、圓柱齒輪傳動的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？1、偏心套調(diào)整法2、軸向墊片調(diào)整法3、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法20、簡述導軌的主要作用，導軌副的組成、種類及應滿足的基本要求。導向支承部件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。導軌副主要由承導件和運動件兩部分組成。種類：滑動導軌、滾動導軌、流體介質(zhì)摩擦導軌、開式導軌、閉式導軌?；疽螅簩蚓雀摺傂院?，運動輕便平穩(wěn)，耐磨性好，溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好。21簡述機電一體化對機械系統(tǒng)的基

17、本要求。對機械系統(tǒng)的基本要求：高精度；快速響應；良好的穩(wěn)定性。22. 簡答機電一體化機械傳動的主要功能，目的，基本要求。功能：傳遞力/轉(zhuǎn)矩和速度/轉(zhuǎn)速目的：使執(zhí)行元件與負載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面達到合理的匹配。基本要求：轉(zhuǎn)動間隙小，精度高，體積小，重量輕，運動平穩(wěn)，傳動轉(zhuǎn)矩大。23、簡述控制用電動機的功率密度及功率的定義。電動機的功率密度：電動機的功率比：。24、簡述步進電機步距角大小的計算方法。=360°/（kzm）， z轉(zhuǎn)子齒數(shù) m運行拍數(shù)q360mzk25、機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對執(zhí)行元件的基本要求是什么？ 1慣量小，動力大2體積小，重量輕3安裝方便，便于維護4易實現(xiàn)自動化控制2

18、6.簡述機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對檢測傳感器的基本要求。1體積小，重量輕，適應性好。2精度和靈敏性高，響應快，穩(wěn)定性好，信噪比高。3安全可靠，壽命長。4便于與計算機對接。5不易受被檢測對象和外部環(huán)境的影響。6環(huán)境適應能力強。7現(xiàn)場安裝處理簡單，操作方便。8價格便宜27、 光電隔離電路的組成有哪些？主要作用是什么？ 主要由光耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件輸入電路，光源，光敏元件，輸出放大電路組成作用：1可將輸入輸出兩部分的供電電源和電路的地線分離。2可進行電平轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)要求的電平輸出，從而具有初級功率放大作用。3提高對負載的驅(qū)動能力。28、 簡述在微機控制系統(tǒng)中i/o控制方式及i/o接口的編址方式。程序控制

19、方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。獨立編址；與儲存器統(tǒng)一編址。29、 在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？為什么？ 答：由于任何一種a/d轉(zhuǎn)換器都需要有一定時間來完成量化及編碼操作，因此，在轉(zhuǎn)換過程中，模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣/保持器（sample/hold）就是使在a/d轉(zhuǎn)換時，保證輸入a/d轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當輸入的模擬量信號變化緩慢時，也可省去采樣/保持器。30、簡述在微機控制系統(tǒng)中i/o控制方式及i/o接口的編址方式。程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。獨立編址；與儲存器統(tǒng)一編址。31、dac0832有哪三種輸入工作方式？（1）直通方式 （2）單緩沖方式（3）雙緩沖方式32、 在微機控制系統(tǒng)中，主機和外圍設(shè)備間所交換的信息通常分為哪三類？（1）數(shù)字量（2）模擬量（3）開關(guān)量（4）脈沖量33、從控制的角度出發(fā)所選擇的微機應能滿足哪些要求。 1、較完善的中斷系統(tǒng)2、足夠的存儲容量3、完備的輸入/輸出通道和實時時鐘五 、分析題1已知數(shù)控機床控制系統(tǒng)如圖所示，試說明圖中的各個部分屬于機電一體化系統(tǒng)巾的哪一個基本要素?（1）控制及信息處理單元：鍵盤