電大：機電一體化系統(tǒng)設計基礎試題D(月用)

1、機電一體化系統(tǒng)設計基礎試卷1題號一二三四五分數得分評卷人一、判斷題（正確的打，錯誤的打×，每題3 分，共30 分）1一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應包括以下幾個基本要素：機械本體、動力系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)及執(zhí)行部件，各要素和環(huán)節(jié)之間通過接口相聯系。（ ）2信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中，與工作過程各種參數和狀態(tài)以及自動控制有關的信息輸入、識別、變換、運算、存儲、輸出和決策分析等技術。（）3進行機械系統(tǒng)結構設計時，由于阻尼對系統(tǒng)的精度和快速響應性均產生不利的影響，因此機械系統(tǒng)的阻尼比 取值越小越好。（）4滾珠絲杠垂直傳動時，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。（）5傳感器的轉換元件

2、是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分。（ ）6脈沖分配器的作用是使電動機繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。（）7氣壓式伺服驅動系統(tǒng)常用在定位精度較高的場合使用。（）8全物理仿真與計算機仿真相比較，在時間、費用和方便性上都具有明顯的優(yōu)點，是一種經濟、快捷與實用的仿真方法。（）9現場總線系統(tǒng)采用一對一的設備連線，按控制回路分別進行連接，打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結構形式。（）10綠色設計是對已有的產品或技術進行分析研究，進而對該系統(tǒng)（產品）進行剖析、重構、再創(chuàng)造的設計。（）得分評卷人二、單選題（每小題4 分，共 24 分）1機電一體化技術是以（）部分為主體，強調各種技術的協(xié)同和集成的綜合性技術。1 /

3、6A 自動化 B微電子C機械 D軟件2導程 L0=8mm 的絲杠的總質量為6kg，標稱直徑為 40mm，則其轉動慣量為（）kg·mm2。A1200B480C120D483某機電一體化系統(tǒng)需要消除斜齒輪傳動的齒側間隙，采取（）調整法使得調整過程中能自動補償齒側間隙。A偏心套B軸向墊片C薄片錯齒D軸向壓簧錯齒4下列哪項指標是傳感器的動態(tài)特性？（）。A量程B線性度C靈敏度D幅頻特性5在開環(huán)控制系統(tǒng)中 ,常用（ ）做驅動元件。A直流伺服電動機B步進電動機C同步交流伺服電動機D異步交流伺服電動機6HRGP-1A 噴漆機器人中的旋轉變壓器屬于系統(tǒng)中的（）。A能源部分B測試傳感部分C控制器D執(zhí)行機

4、構得分評卷人三、簡答題（每小題8 分，共 24 分）1簡述對滾珠絲桿副進行間隙調整和預緊方法。2步進電動機的輸入信號是什么？如何實現對其轉速和旋轉方向的控制？3簡述數控設備中計算機數控裝置的組成和功能。2 / 6得分評卷人四、計算題 (8 分)設有一大功率電動機驅動的二級齒輪傳動減速傳動系統(tǒng)如圖所示，假設齒輪箱的傳動效率為 100%，齒輪箱的傳動比 i=3.2，已知齒輪采用相同材料，寬度 b 相同，各齒輪的模數 m=3，主動齒輪的齒數 z1=20、z3=25，請根據重量最小原則設計齒輪傳動系統(tǒng)，推導并計算各級齒輪傳動比和齒輪2、齒輪4 的齒數。（提示：齒輪的質量為(mz) 2b ）4得分評卷人

5、五、綜合題（ 14 分）請制訂一套典型的機電一體化系統(tǒng)概念設計的流程。3 / 6答案及評分標準一、判斷題（每題3 分，共 30 分）1× 2 3× 4 5×6 7× 8× 9× 10×二、選擇題（每題4 分，共 24 分）1C 2A 3D4D 5B6B三、簡答題（每小題8 分，共 24 分）1答：通常采用雙螺母預緊和單螺母（適于大滾珠、大導程）兩種方法，將彈性變形控制在最小限度內，以減小或消除軸向間隙，并可提高滾珠絲杠副的剛度。常用的雙螺母消除軸向間隙的結構形式有三種：螺紋調隙式、墊片調隙式和齒差調隙式三種；單螺母消隙常用增

6、大滾珠直徑法和偏置導程法兩種預緊方法。2答：步進電機的輸入信號是脈沖序列。步進電機的步矩角 與運行拍數 m、通電方式 k （m=kN，單拍時 k=1, 雙拍時k=2， N 為定子繞組的相數）、轉子的齒數 z 有關。步進電機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉子旋轉的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉子的轉速越高。改變步進電機定子繞組的通電順序，轉子的旋轉方向隨之改變。3答：計算機數控裝置主要由數字控制裝置、輸入輸出設備和驅動控制裝置等組成。計算機數控裝置將數控加工程序通過輸入裝置輸入數控裝置，在數控裝置的控制下，通過輸出設備輸出各種信息和指令，而驅動裝置驅動機床各部分有序的運動，控制個坐標

7、軸的進給速度，進給方向和位移量等。四、計算題 (8 分 )解：設一級齒輪的傳動比為i 1，第二級齒輪的傳動比i 2 。齒輪傳動系統(tǒng)的總重量：4 / 6Mbm2Z12Z 22Z32Z 4222222則 Mbm 2222i4z11 i1z31i1M根據重量最小原則，令0 ，得：i1i1D3iz3i 2 ，i 2=3.2/2=1.6D1z1則： z2=40、 z4=40六、綜合題（ 14 分）解：產品概念設計將決定性地影響產品創(chuàng)新過程中后續(xù)的產品詳細設計、產品生產開發(fā)、產品市場開發(fā)以及企業(yè)經營戰(zhàn)略目標的實現。包含以下流程：明確設計任務分析求總功能黑箱法總功能分解功能逐級分解創(chuàng)造性方法、目錄法、尋找子功能解調查分析法綜合原理解組合形態(tài)學矩陣法評價與決策各種評價方法評價決策概念產品（1）首先是將設計任務抽象化，確定出系統(tǒng)的總功能；（2）根據系統(tǒng)的總功能要求和構成系統(tǒng)的功能要素進行總功能分解，劃分出各功能模塊，將總功能分解為子功能，直到分解到不能再分解的功能元，形成功能樹；確定它們之間的邏輯關系；（3）對各功能模塊輸入 / 輸出關系進行分析，確定功能模塊的技術參數和控制策略、系統(tǒng)的外觀造型和總體結構；5 / 6（4）尋找子功能（功能元）的解，并將原理解進行組合，形成多種原理解設計方案，