机电复习汇总资料全

1、第一章填空2. 滑动导轨副常见的截面形状有三角形、矩形、燕尾形和圆1、 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的 理论基础，是机电一体化技术的方法论。2、随着微电子技术、软件技术及配套关联技术的发展，机械开始赋予了大脑的功能，逐渐走向了真正摆脱人干预的闭 环自动控制，实现了以电 代机、以 软件 代硬件、机电有机融合的机电一体化技术。3、 机电一体化的含义是“ 机械 的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与 电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称”。4、机电一体化的概念已不再局限于某一具体产品的围，而是扩大到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统

2、， 如柔性制造系统、计算机集成制造系统及各种工业过程 控制系统。5、机电一体化的目的是提高系统（产品）的 附加值 ，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使产品结 构向短小轻薄化方向发展，以满足人们生活的多样化和生产的省力化、自动化需求。6、根据不同的使用目的，要求机电一体化系统能对输入的物质、 能量和信息（即工业三大要素）进行某种处理。7、 机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸， 还是人的 感官 与 头脑 的延伸，具有“智能化”的特征是机电一 体化与机械电气化在功能上的本质差别。8、要从 能量流、信息流及物质流的视角去分析机 电一体化共性关键技术。9、 要从伺服控制系统稳、准、快的要

3、求认识机电 一体化共性关键技术。10、构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利地进行物质、能量和信息的 传递与交换。为此，各要素或 各子系统连接处必须具备一定的“联系条件” ，这些联系 条件称为 接口 。第三章机械系统部件的选择与设计1. 丝杠螺母机构四种基本传动形式包括：螺母固定、丝杆 转动并移动，丝杆固定、螺母转动并移动，丝杆转动、螺母移动和螺母转动、丝杆移动_。形。3. 轴系（主轴）用标准滚动承轴的类型有向心轴承、向心推力轴承和推力轴承。4. 在同步带传动中，带轮齿形有 梯形齿形和圆弧齿形。5 .机电一体化系统对机械系统要 较高的定位精度 和良好的动 态响应特性第四章1. 传感器按

4、其能量传递方式可分为（能量转换型（或发电型传感器）和（能量控制型（或参量型传感器） 两种。2. 传感器按其输出信号的性质可分为（模拟式传感器） 和（数学式传感器）。3. 传感器所测量的物理量基本上有两种形式，即（ 静态 量）和（动态量），前者所表现的信号不随时间变化而 变化或变化很缓慢，而后者所表现的信号随时间的变 化而变化。4. 传感器频域动态性能指标主要包括带宽频率、（工作频带）和（谐振频率）。5. 硅压阻式压力传感器是利用（单晶硅）的（压阻效应） 制成的器件。6. 光电式角编码器按编码方式可分为（绝对式编码器） 和（增量式编码器）两种。7. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测

5、轴（或与被测轴相连接的输入轴）上的（带缝隙圆盘）、 （光源）、光电器件和指示缝隙盘组成。8. 霍尔式传感器是利用（霍尔元件）基于（霍尔效应） 原理而将被测量转换成电动势输出的一种传感器。9. 根据对滑尺绕组供电方式的不同以及对输出信号的检 测方式不同，感应同步器分为（ 鉴相型测量）和（鉴 幅型测量）。10. 描述二阶传感器系统动态特性的微分方程中包括的系统参数为静态灵敏度、（固有频率）和（阻尼比）。B.齿差调隙式7. 为了提高滚珠丝杠副的旋转精度， 应该进行B.预紧8. 在滚珠丝杠副中，公式 算满载时滚珠丝杠副的9. 在同步齿型带传动中，节线的长度在.10. 滚珠丝杠副基本导程指丝杠相对于螺母

6、旋转螺母上基准点的【】B.轴向位移11. 在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是则其遵循的原则是【】D.重量最轻滚珠丝杠副在使用之前aL刚度2Plo Mlo是验工作过程中 IE不变2 n弧度时，i1 i2，选择第一章1、 以下产品不属于机电一体化产品的是（D）。D.电子计算 机2、STD总线属于什么接口类型？（ A）A. 智能接口3、 RS232C属于什么接口类型？ （ C） C.信息接口4、 以下哪项不属于机电一体化的发展方向。（B） B.机械化5、 以下哪项不符合机电一体化的特征。（A）A.各子系统相 互独立6、 机电一体化产品所设计的固有频率一般较高，其原因之一 是（D）。D.防止在调控

7、围发生共振7、 关于广义机电一体化，以下论述不正确的是（D）o D.包 括非数控机床&以下属于机电一体化产品的是（C）。C.高级轿车9、 机电一体化系统有时采用半闭环控制，可能原因是（B）。B. 检测末端行为的传感器不成熟10、 能够使工业机器人传动链短的主要原因是（D）oD.伺服驱动变速、每个自由度单独驱动与多自由度软件 控制协调11、 关于机电一体化说法不确切的表达是（D） o D.机械电气 化12、 关于机电一体化说法不确切的表达是（A） o A.检测控制 一体化13、 机电一体化技术是以（C）部分为主体，强调各种技术的 协同和集成的综合性技术 C.机械第二章1、 乜下哪项不属于

8、概念设计的特征。（A） A.可靠性2、 在机电一体化概念设计过程中，形态学矩阵的作用是（C）。C. 方案综合3、在机电一体化概念设计过程中，黑箱分析方法的作用是（B）。B.利于方案创新4、 关于机电一体化系统可靠性以下论述错误的是C.对功率 接口采用增额设计提高可靠性5、 机电一体化现代设计方法不包括（A） o A.串行设计 第三章1. 谐波齿轮具有速比大、传动精度和效率高等优点，它是由以下哪种传动演变而来的。【】C.行星齿轮传动2. 使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式是【】A.双推 双推3. 在机电一体化系统设计中，齿轮系常用于伺服系统传动机 构中，作用是A .减速，增矩4. 多级齿轮传动中，

9、各级传动比“前大后小”的分配原则适用于按【】设计的传动链。D.重量虽轻原则（大功率装置）5. 下列哪种传动机构具有自锁功能【】C.蜗轮蜗杆传动6. 滚珠丝杠传动轴向间隙的调整，下列哪一种方法精度高， 结构复杂。12. 当刚轮固定，柔轮输出，波形发生器输入时，谐波齿轮可实现【】传动。B.增速异向13. 圆柱齿轮传动中常用的调整齿侧间隙的方法不包括【】C.轴向压簧错齿调整14. 导轨副用于引导运动部件按给定的方向运动。若导轨副机构简单、阻尼系数大、刚度大，但易产生低速爬引现象， 则导轨副是B.滑动导轨副15. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分类，不包括 【】D. 梯形第四章1. 下列传感器类型属于能

10、量转换型的为A.压电式加速度传感器2. 下列传感器类型属于物性型传感器的为 D.半导体传 感器3. 线性度是表示实际特性曲线（ B）的程度。B.偏离理想特性曲线4. 下列哪项指标反映了传感器的动态特性（B.相频特性5. 传感器的分辨率越高，表示传感器（ D ）o D.能感 知的输入变化量越小6. 一阶系统的动态表征参数是（D ）o D.时间常数7. 临界阻尼所对应的阻尼比为（A ）。A. £ =08. 一阶传感器系统的时间常数t越小，。B.频率响应特 性越好9. 二阶传感器系统的输入为一正弦信号时，其输出信号 的C.频率不变化，幅值和相位变化10. 二阶传感器系统的时域动态性能指标中

11、，当传感器输出y（t）达到稳态值的50%寸所需的时间为（C ）o C. 延迟时间11. 二阶传感器系统的频率特性中，关于幅频特性曲线和相频特性曲线描述不正确的为（A ）oA. 当£ T0时，在3 / 30 =1处A（ 3 ）趋近无穷大， 系统无谐振现象。12. 下面所列传感器中，（B ）与其它三种传感器的工 作原理不同。B. 光栅式传感器13. 天然石英作为敏感元件常应用于（ B ）o B .压电 传感器14. 下列关于直流测速发电机叙述不正确的是（A ） A:为保证直流测速发电机的测速精度，应尽可能使其工作在转速变化围大而负载电阻较小的场合。15. 下述关于霍尔传感器不正确的是C.

12、受其工作原理的影响其结构上不易微型化和集成电路化16. 直线感应同步器的定尺上印刷有1个感应绕组，滑尺上印刷有正弦和余弦两个绕组且两个绕组错开（C ）节距。C. 1/417. 直线感应同步器分为以下几种类型，其中（B为绝对式，对位置具有记忆功能。B.三重型18. 下列关于光栅传感器叙述错误的是D.能适应油污、灰尘等恶劣环境19. 实际使用中，选择传感器时应考虑其具体性能指标，其中对灵敏度的选择不正确的论述为（C ）oC对于多维矢量的测量，传感器的交叉灵敏度愈大愈 好。20. 以下抑制电磁干扰的措施，除了（ D ），其余都是 从切断传播途径入手。D.软件抗干扰第五章1 ）三相永磁同步交流伺服电机

13、中，当定子三相绕组中接入三 相对称交流电源后，三相绕组中的电流在定子与转子之间的 气隙中产生的磁场是：D无磁场2） 与直流伺服电机的机械特性“软、硬”无关的参数是：【B】B. 电枢电压；3） 对于一个三相反应式步进电机， 如果转子的齿数为40,采 用五相十拍方式通电，则该步进电机步距角为：【A】A. 0.9;4 ）某三相步进电机，转子齿为 40,如果希望步距角1.5，则应采用的通电方式为：【C】C.三相六拍；5） 当直流伺服电机电磁转矩恒定时，电机转速随控制电压变 化的关系曲线：【A A.直流伺服电机的调速特性6）下列操作中，可以使直流伺服电机的理想空载转速升高的 是：【C】C.增大电枢电压；

14、7） 步进电机的输出转角与下列哪项有关：【C】C.脉冲数量；8 ）步进电机的输出转矩随着工作频率增高而：【B】B.下降；9） 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的两 倍，则步距角变为原来的：【A A. 0.5倍；10）采用PWM®行直流伺服电机调速时，通过改变下列哪一 项容来改变电枢回路的平均电压：【A】A.脉冲的宽度；B.脉冲的频率；C.脉冲的电压；D.脉冲 的正负11）在开环控制系统中，常用选择下列哪一项作为驱动元件：【B B.步进电机；12） 步进电机通过控制下列哪一项来改变转子的转向：【C】C. 定子绕组的通电顺序；13）下列哪项不是可逆PWI换器的优点：【CC.

15、在工作过程 中，4个大功率晶体管可能都处于开关状态14） 下列执行元件中，比功率最低的是：【A A.步进电机； 佝关于开环控制、半闭环控制以及全闭环控制，下列哪个 描述正确：【C】C.开环控制所需的成本低于半闭环控制以及全闭环控制；16） 永磁同步交流电机的基本组成部分不包含：【D D.电刷17）下列哪一项不属于力反馈两级电液伺服阀的组成部分：【D D.传感检测机构18） 步进电机的失调角在哪个区域称为静态稳定区：【A A.（-，+ ）19） 下列可能的直流伺服电机的调速方案中，不包括哪一项：【D D.改变负载转矩20）关于机电一体化系统对于执行元件的基本要求，下列描 述哪一项是错误的：A.惯

16、量大，出力大；第六章1）采样数据系统中，如果考虑系统的抑制干扰的能力，同时 能够完整地复现被采样信号，采样速率与系统的最高频率的 关系满足的最低条件为：【C】C. 2倍；2） 对于PLC中的指令：LD X0,该指令的功能为：【C】C.载 入一个动断触点；3） PID控制器中，P的作用是：【A A.降低系统的稳态误差；4） 在串联校正的比例一积分一微分（PID）调节器，I的作用 是：【C】C.提高无静差度5） 下面那个操作系统不属于嵌入式操作系统：【A A. Windows7；6）软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大不同之处在于 B. 软硬件统一描述；7）下列属于串行总线的是： 【D】D. P

17、CI-E8）一般来说， 引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最 大超调量：【 B】 B. 减小；9） 以下哪一项不是PLC的组成部分：【B】B.硬盘；10） 以下哪种总线属于现场总线：【D】 D. CAN11）传递函数G（s）=1/s表示环节：【Bl B.积分；12）下列关于PC总线的工控机与普通商用 PC的说法中，正 确的是：【Al部都存在摩擦力，下列说法哪一项正确：【D】 D. 对于非线性机构，摩擦力的存在会改变其运动特性3）如果采用10位数字量的A/D对最大值为5V、最小值为0V的电压进行采样，则量化单位为：【A】 A. 0.005 ；4）通常采用电流环、 速度环以及位置环的伺服控制系

18、统， 三 环由至外的顺序一般为： 【A】 A. 电流环、 速度环以及位置环；5）当对一个压电元件通电后，压电元件产生一个位移输出，此时我们将此压电元件作为下列哪一项容使用：【AA. 执行元件第八章1） 如果不能把实际的机械系统作为理想的刚体看待，那么通 常采用的研究模型为： 【 A】 A. 质量弹簧模型；2） 下列哪一项不属于抑制干扰的措施：【D】 D. 增大接地电 阻3）关于伺服系统放大器的设计与选择所需要考虑的问题中， 下列说法哪一项是错误的： 【A】 A. 功率输出级的容量必须与 执行元件的容量需求相匹配，并且输出级的阻抗要大、效率 要高、时间常数要小；4） 下列哪一项措施无法减小或消除

19、结构的谐振：【 B】 B. 减 小系统阻尼；5） 关于弹性变形，下列说法哪些是错误是的：【B】B. 机械装置的弹性变形与结构、尺寸和材料性能有关，与受 力状况无关；第九章1、关于评价软件结构优劣的论述不正确的是（ C）o C.联度 越低越好2、 关于信息流的描述，不正确的论述是（D）。 D. 信息流不 需要接口转换A.工控机与普通PC机都采用PC总线的架构形式；13） 以下哪一项不是工控机必须满足的条件：【Bl B.能够安 装在机械结构里面，和机器成为一体；14） 下列哪一项不是总线的基本特性：【Dl D. 网络特性15） 以下关于嵌入式系统开发的叙述，哪一项是正确的 C. 在 嵌入式系统开发

20、常采用的是交叉编译器；第七章1 ）下列哪一项容不属于拉格朗日方程：【 Dl D. 摩擦力2）现有一滑动丝杆副线性变换机构和一曲柄滑块非线性机 构，假定两种机构判断：第一章1、机电一体化系统的主功能是实现系统“目的功能”直接必 需的功能，主要是对物质、能量、信息及其相互结合进行 变换、传递和存储。（T）2、机电一体化系统的动力功能是向系统提供动力、让系统得以运转的功能。（T）3、机电一体化系统的构造功能是使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。（T）4、机电一体化系统构成要素不能与人体构成要素进行类比。（F）5、 机电一体化的三大效果是指省能、省资源及智能化。（

21、T）6、 绿色化不属于机电一体化的发展方向之一。（F）7、 交流电动机是典型的机电一体化产品。（F）第二章1、概念设计的四视图包括主视图、左视图、俯视图及局部视图。（F）2、计算机辅助设计CAD不能用于机电一体化设计。（F） 第三章1. 在双圆弧型螺纹滚道的滚珠丝杠副中，其接触角随轴向载荷大小的变化而基本保持不变。（V）2. 滑动导轨副产生低速爬行的主要原因是摩擦系数随运动 速度的变化和传动系统刚度过大。（x ）3. 轴系组件的强迫振动是由于传动系统本身的失稳引起的。（X）4. 要使齿轮传动装置的重量最轻，各级传动比应以“先大后 小”的原则处理。（X）5. _旋转支承的置中精度是指运动件转动时

22、，其轴线与承导件的轴线 产生倾斜的程度。（x）6. 直线运动导轨是用来支承和限制运动部件按给定的方向 作直线运动。（V）7. 在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、则谐波发生器与刚轮转 向相反。（x ）第四章1. 精密度反映了随机误差的影响程度，精密度高就表示随机误差小。而准确度反映系统误差的影响精度，准确度高就表示系统误差小。（T ）2. 精确度反映了测量中所有系统误差和随机误差综合的 影响程度。（T ）3. 在一组测量中，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高的，精密度和准确 度都高。（T ）4. 灵敏度反映了传感器在静态标准条件下，传感器被测 量的单位变化引起的输出变化量

23、。因此，在实际使用 中选择的传感器灵敏度越高越好。（F ）5. 灵敏度表征传感器对输入量变化的反应能力，且传感器的灵敏度均为常数。F ）6. 传感器的输出-输入特性是与其部结构参数有关的外部特性。（T ）7. 感应同步器的定、滑尺在实际使用中不是成套使用的， 一块滑尺可能配用几块定尺使用。（T ）8. 压电式传感器即可以用于静态量的测量也可适用于动 态量的测量。（F ）9. 零阶传感器系统的幅频特性是直线。（T ）10. 选择传感器时，如果测量目的是进行定量分析，应该选用重复精度高的传感器，而不宜选用绝对量值精度 高的传感器。（F ）第五章、1） 对于直流伺服电机而言，其机械特性越“硬”越好。

24、（T）2）步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小,系统的精度越高。（T）3）电液伺服系统的过载能力强， 在强力驱动和高精度定位 时性能好，适用于重载的高加减速驱动（ T）4）与直流伺服电机不同，永磁同步交流伺服电机不能采用PWM控制方式进行调速控制。（F）5）通常，步进电机的最高连续工作频率与它的最高启动频率相当。（F）6）步进电动机的转动惯量越大， 同频率下的起动转矩就越 大。（T）7）直流伺服电机的调速特性是电机转速与输出转矩的关系。（F）8） 气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合。（F）9）驱动部分在控制系统的作用下，产生期望的运动，伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型

25、的驱动装置。（T）10） 半闭环控制系统的控制精度比全闭环控制方式低，但系 统稳定性比全闭环控制方式好（T）第六章1） PLC采用扫描工作方式，扫描周期的长短取决于PLC程 序的长短。（F）2）PLC是一种专为工业环境下应用而设计的电子计算机系统。（T）3) 嵌入式系统大多工作在为特定用户群设计的系统中， 通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点( T)4) 现代嵌入式系统的设计方法是将系统划分为硬件和软 件两个独立的部分，然后按各自的设计流程分别完成。(F)第七章1) 伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统 的反馈信号进行比较， 以获得输出和输入之间的偏差信 号。(T)2) 伺服电机

26、的驱动电路将微小的控制信号转化为功率信 号，为电机提供电能的控制装置，也称为变流器，可以 实现包括电压、电流、频率等参数的变换。 ( F)3) 无论采用何种控制方案， 系统的控制精度总是高于检测 装置的精度。( F)4) 自动控制是无需操作者直接参与， 通过控制器使被控制 对象或过程自动地按照预定的规律运行。 ( T)5) 开环系统没有反馈回路， 只能依据时间和逻辑顺序决定 被控对象的运行方式，开环系统简单、稳定、可靠，但 精度较低，无自动纠偏能力。 ( T)6) 自动控制技术是机电一体化相关技术之一， 直接影响系 统的控制水平、精度、响应速度和稳定性。 ( T)第八章1) 为减少机械传动部件

27、的柔性对于系统性能的影响， 机械 传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有 频率的 2-3 倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制 系统的工作频率， 避免系统产生振荡而失去稳定性。 ( F)2) 在闭环系统中， 因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区 能使系统以 15 倍的间隙角产生低频振荡， 采用消隙装 置，以提高传动精度和系统稳定性。 ( T)3) 目前， 大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐 步标准化，设计时可以根据需要选择适当的接口，再配 合接口编写相应的程序。 ( T)第九章1、通过信息流分析可得到合理的软件结构。 ( T)简答题：第一章1、机电一体化产品与传统机电产品的主要

28、区别有哪些？（1）机电一体化产品功能的实现是所有功能单元共同作用的 结果，而传统机电设备中机械与电子系统相对独立，可 以分别工作。（2）机电一体化产品可以用最简单的机械结构来实现高精度IMtll(Jr M的复杂运动，而传统的机电产品必须用十分复杂的机械 才能实现，有的甚至根本无法实现。（3 ）机电一体化产品具有“柔性”，而传统的机电产品往往 是“刚性”的。也就是说，机电一体化产品可以通过软 件的方法来改变工作方式，而传统的机电产品不具备这 种功能。（4）具有“智能化”的特征是机电一体化产品与传统的机电 产品在功能上的又一本质区别。（5）机电一体化产品更便于实现生产过程自动化，机电一体 化产品借

29、助于其通信功能可以与上位计算机传递信息， 也可以互相之间通信构成网络。可以方便的组态以改变 生产过程，又能各自独立工作。2、画出机电一体化系统构成要素之间的相互联系框图。All Jl Ol I蚀：su關3、画出CNC机床部功能构成框图。t第二章1、论述机电一体化的设计思想及设计类型。1、设计思想（1）机电互补法：机电互补法又称取代法。利用通用或专用 电子部件取代传统机械产品（系统）中的复杂机械功能部件 或功能子系统，以弥补其不足。（2）结合（融合）法：将各组成要素有机结合为一体构成专 用或通用功能部件，其要素之间机电参数的有机匹配比较充 分。（3）组合法:将结合法制成的专用或通用功能部件 （子

30、系统）、 功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品） ， 故称组合法。2、设计类型（1）开发性设计：不参照已有产品，仅仅根据抽象的设计原 理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品（系 统）。（2）适应性设计：在总的设计方案、原理基本保持不变的情 况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有 的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应 性设计，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。（3）变异性设计：在设计方案和功能结构不变的情况下，仅 改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需 求。2、画出概念设计的步骤及方法框图|电泊详:十4二| n* 乂注比

31、| 训負性方注.P杲注、I寻載¥卄n寸护证付；：电hH二珂gh3、机电一体化产品的现代设计方法有哪些参考答案（1）计算机辅助设计与并行设计 （2 ）虚拟设计 （3）快速 响应设计（4）可靠性设计（5）绿色设计（6）反求设计（7） 优化设计 （8）网络合作设计第三章：1. 滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？常采用什么措施 消除滚珠丝杆副轴向间隙？参考答案：承载时滚珠和滚道型面接触点的弹性变形 所引起的螺母轴向位移量和丝杠螺母副自身轴向间隙的总和 称为滚珠丝杆副的轴向间隙。换向时，轴向间隙会引起空回 现象，这种空回是非连续的，既影响反向传动精度，又影响 系统稳定性，应予以消除。为了消除

32、空回误差，在螺杆上装 配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置， 使两个螺母中 的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚 道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙， 也提高了轴向刚度。常用消除滚珠丝杆副轴向间隙的方法有 下列几种：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双 螺母垫片调整预紧、弹簧式自动调整预紧、单螺母变位导程 预紧和单螺母滚珠过盈预紧。2. 比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺 点？参考答案：单圆弧型滚道的接触角会随轴向载荷大小的 变化而变化，因此轴向刚度、传动效率及承载能力也随之改 变。而双圆弧型滚道的接触角在工作过程中基本保持不变， 故轴

33、向刚度、传动效率及承载能力基本不变，而且双圆弧型 滚道中两圆弧相交处有一小空隙可以使滚道底部与滚珠不接 触，并能存一定的润滑油，可以减小摩擦和磨损。但单圆弧 型滚道比双圆弧型滚道容易加工。3. 为什么要消除齿轮副间隙？常用什么措施消除圆柱直齿 轮副的间隙？参考答案：齿轮副的间隙使得在传动过程中，主动轮 突然改变旋转方向时，从动轮不能立即随之反转，而是有一 个滞后量，造成齿轮传动的回差 ，对运动精度影响很大，同 时会影响闭环伺服系统的稳定性。消除齿轮副间隙通常分为刚性调整法和柔性调整法。其中圆柱齿轮传动中常用的调整齿侧间隙的方法有偏心套（轴）调整法、轴向垫片调整法和双片薄齿轮错齿调整法。4. 滚

34、动导轨有什么优缺点？参考答案：滚动导轨的优点是：摩擦系数小，运动灵活；静、动摩擦系数基本相同，不易产生爬行；可以预 紧,刚度高；寿命长；精度高；润滑方便；专业厂生 产，可以外购选用；滚动导轨的缺点是：导轨面与滚动体 是点接触或线接触，抗振性差，接触应力大；对导轨的表 面硬度、表面形状精度和滚动体的尺寸精度要求高；结构 复杂，制造困难，成本较高；对脏物比较敏感，必须有良 好的防护装置。5. 提高轴系部件旋转精度和抗振性的主要措施 ？参考答案：提高轴系部件旋转精度的主要措施有：提 高轴颈与架体（或箱体）支承的加工精度；用选配法提高轴 承装配与预紧精度，轴系组件装配后对输出端轴的外径、 端面及孔通过

35、互为基准进行精加工。提高轴系抗振性的主要 措施：提高轴系组件的固有振动频率、刚度和阻尼。消 除或减少强迫振动振源的干扰作用。采用吸振、隔振和消 振装置。6.请说明图示槽轮机构的工作原理。参考答案：槽轮机构由带圆销的拨盘和带有径向槽的槽 轮组成。槽轮上的凹圆弧和拨盘上的凸圆弧为锁止弧，起锁 定作用。拨盘连续回转时，如果拨盘锁止弧与槽轮锁止弧接 触，则槽轮静止，反之槽轮运动。槽轮机构将拨盘的连续回 转变换为槽轮的间歇转动，槽轮运动过程中角速度有变化， 不适合高速运动场合。7. 请说明图示齿轮齿条传动中消除齿侧间隙的原理？1、6 小齿轮2、5大齿轮3 齿轮4 预载装置7 齿条 参考答案：当传动负载大

36、时，可采用双齿轮调整法。如 图所示，小齿轮1、6分别与齿条7啮合，与小齿轮1、6同 轴的大齿轮2、5分别与齿轮3啮合，通过预载装置4向齿轮 3上预加负载，使大齿轮 2、5同时向两个相反方向转动，从 而带动小齿轮 l 、 6转动，其齿便分别紧贴在齿条 7 上齿槽的 左、右侧，消除了齿侧间隙。第四章1. 简述传感检测系统的含义及其在机电一体化系统中应 用的地位和作用(1) 传感检测系统是机电一体化系统的感受环节， 是 控制系统的信息入口。其主要任务是对系统运动中所需的本身和外界的各种参 数及状态(非电量)进行检测并转换成与被测量有确 定对应关系的电信号，通过信号调节电路传输到计算 机的信息处理单元

37、，经过分析处理后，产生相应的控 制信息。(2) 传感器与检测技术是信息社会的重要基础技术， 传感器是信息获取系统的首要部件， 是实现自动 控制、 自动调节的关键环节， 也是机电一体化系 统不可缺少的关键技术之一， 其水平高低在很大 程度上影响和决定着系统的功能。2. 简述传感器的基本组成及各组成部分的功能(1) 传感器通常由敏感元件、转换元件、基本转换电 路三部分组成。(2) 传感(敏感)元件：直接感受被测非电量，并按 一定规律将其 转换成与被测非电量有确定对应 关系的其它物理量。如弹性敏感元件将力转换为 位移或应变输出；转换元件：将敏感元件输出的 非电物理量(如位移、应变、光强等)转换成电

38、路参量(如电阻、电感、电容等) ；基本转换电 路：将电路参数量转换成便于测量的电学量，如 电压、电流、频率等。3. 什么是传感器的静态特性？衡量传感器静态特性的重 要指标有哪些？(1) 传感器的静态特性就是指被测量 x 不随时间变化， 或随时间的变化程度远缓慢于传感器固有的最低 阶运动模式的变化程度时，传感器的输出量 y 与 输入量 x 之间的函数关系。(2) 衡量传感器静态特性的重要指标是：线性度、灵 敏度、分辨率、迟滞、重复性、稳定性和漂移。4. 什么是传感器的动态特性？其分析方法有哪几种？(1) 传感器的动态特性是指传感器对动态激励 (输入 ) 的响应 ( 输出 ) 特性，即其输出对随时

39、间变化的输 入量的响应特性。反映输出值真实再现变化着的 输入量的能力。(2) 传感器的动态特性可以用基于时域的瞬态响应 法和基于频域的频率响应法来分析。其中，时域 分析通常用阶跃函数、脉冲函数和斜坡函数作为 激励信号来分析传感器的动态特性；频域分析一 般用正弦函数作为激励信号来分析传感器的动 态特性。5. 简述绝对式编码器和增量式编码器的区别(1) 绝对式编码器： 编码器输出的位置数据是唯一的； 编码器的抗干扰特性、 数据的可靠性大大提高了； 使用寿命长，可靠性高，其精度和分辨率取决于 光码盘的精度和分辨率。(2) 增量式编码器：编码器每转动一个预先设定的角 度将输出一个脉冲信号，通过统计脉冲

40、信号的数 量来计算旋转的角度，因此编码器输出的位置数 据是相对的；由于采用固定脉冲信号，因此旋转 角度的起始位可以任意设定； 由于采用相对编码， 因此掉电后旋转角度数据会丢失， 需要重新复位。6. 什么是压电效应？压电式加速度传感器的工作原理是 什么？(1) 某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使 它变形时，部就会产生极化现象，相应地会在它 的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉 后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压 电效应(2) 当传感器感受振动时，质量块感受与传感器基座 相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力 的作用。这样，质量块就有一正比于加速度的交 变力作用在压电片上

41、。由于压电片压电效应，两 个表面上就产生交变电荷，当振动频率远低于传 感器的固有频率时，传感器的输出电荷(电压) 与作用力成正比，亦即与试件的加速度成正比。7. 简述选用传感器时应考虑哪些因素。(1) 根据测量目的选择传感器 如果测量目的是进行定性分析，则选用重复精度 高的传感器即可，而不宜选用绝对量值精度高的 传感器；如果是为了进行定量分析，必须获得精 确的测量值，则需选用精度等级能满足要求的传 感器。(2) 根据测量对象选择传感器 即使是测量同一个物理量，也有多种原理的传感 器可供选择。具体哪一种传感器更合适，可以通 过分析测量对象的特点及使用条件来选择传感 器，如：量程的大小，测量方式是

42、接触式还是非接触式，信号的输出方式等。（3）根据测量环境选择传感器综合分析测量环境条件，是实验室测量环境还是工厂等环境较恶劣的测量环境。油污、灰尘、温 度等工作环境都会对传感器的性能有较大的影 响，因此，选择传感器时应根据不同的工作环境 来选择适当的传感器。（4）根据测量条件选择传感器测量条件列举如下：测量目的、被测量的选定（模 拟信号或者数字信号）、测量的围、输出量及其电 平、输入信号的带宽、要求的精度、测量所需要 的时间、过输入发生的频率程度等。（5）根据测量方式选择传感器传感器在实际条件下的工作方式，也是选择传感 器时应考虑的重要因素。例如，接触与非接触测 量、破坏性与非破坏性测量、在线

43、与非在线测量 等，条件不同，对测量方式的要求也不同。第五章1）常用的步进电机的功率放大电路有哪几种类型？答：单电压功率放大电路；高低压功率放大电路；恒流源功率放大电路；斩波恒流功率放大电路等2）简述直流伺服电机的 PWMC作原理答：直流伺服电机的速度与所加电压之间成线性关系，这是 电机的调速特性，PW啲工作原理为：通过晶闸管或其他自关 断器件的控制，将直流电压断续地加到直流伺服电机上，利 用调节通、断的时间变化来改变加在直流伺服电机上的平均 电压值，从而调节直流伺服电机的运行速度自动洗衣机等大批生产的产品，因为成本可以分摊；组合模式硬件成本高，但开发成本低，适用于数控机床等单件和小 批量生产的

44、产品，因为可以利用许多模板的功能，减少开发 成本。3）简述PLC的工作状态以及工作原理答：PLC采用循环扫描工作方式。在PLC中，用户程序按先后 顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符 后又返回第一条，如此周而复始不断循环。 PLC的扫描过程 如图所示：工作过程分为：部处理、通信操作、输入处理、程序执 行、输出处理。全过程扫描一次所需要的时间成为扫描周期。部处理阶段，PLC佥查CPU勺硬件模块是否正常，复位监 视定时器等。通信操作阶段，PLC与一些智能模块通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示容。当PLC处于停止（STOP状态时，只进行部处理和通信操作服务等容。当PLC

45、处于运行（RUN状态时，从部处理、通信操作， 到输入处理、程序执行、输出处理，一直循环扫描工作。PLC的扫描既可按固定的顺序进行，也可按用户程序所指 定的可变顺序进行。第六章1）工业控制计算机与办公环境使用的计算机有何相同点和不 同点答：不同点：1.使用场合：工控机应该能够在苛刻的工作环 境中可靠进行；2.功能：能够提供各种数据实时采集和控制 功能，并且具有被控对象的传感器、执行机构直接接口；3.结构：采用无源底板、工业电源以及密封机箱，保证系统的 可靠性、抗干扰能力。相同点：1.软件兼容，硬件组成相似；2.都具有互换性和 可移植性。2）机电一体化控制器的基本组成模式有哪几种？各有何特点？答：

46、控制系统组成模式基本上可分两大类，即单板机模式和 组合模式。单板模式硬件成本低，但开发成本高，适用于全计算题：第三章1.已知图示齿轮传动系统中齿轮 Z1相对于自身回转轴线的总转角误差为，齿轮 的总转角误差为，齿轮副 Z3、Z4轮折算到其主动轴上的总转角误差为，齿轮副 总转角误差为。计算该齿轮传动系统折算到输岀端的总转角误差。Z5,其中：齿轮的模数均为，Z2相对于其自身回转轴线Z6折算到从动轴上的Z仁 18, Z2=36,Z3=20, Z4=40, Z5=20, Z6=60。1输入端输出端IV解：1.）计算各级传动比:Z236i1z, 182；i2Z4Z3402;i320ZeZ560203；i1

47、 讣花 2 2122.）计算总传动比:maxmax齿轮副乙、乙的主动轴为齿轮齿轮副Z5 , Z6的从动轴为齿轮由题意已知：i 2 i 3 乙所在轴；Z6所在轴；则:1 1234125610341212maxi2i3i2i3561210' 142.已知四级齿轮传动系统中，各齿轮的转角误差为4 18 ,12。计算该齿轮传动系统折算到输岀端的总转角误差。其中：齿轮的模数均为 m 1mm, Zi=20, Z2=3O, Z3=18, Z4=36, Z5=20, Z6=40,乙=20, Z8=60 解：1.）计算各级传动比：Z23011.5220I ii2i3i 4z436云182；i3Z6z；4

48、0202；i4Z8Z76020ii1.5 2 2 3182.）计算总传动比:1234567maxii2i3i4i3i4i412nkImaxk 1 Ik n由题意已知：4 18',则:1234567maxii2i3i4i 3i4i42918' 18' 18' 18' 1278126_3.设有i =20,传动级数n= 2的小功率传动，试按等效转动惯量最小原则分配传动比。 解：按最小等效转动惯量分配传动比的计算公式：I12n n 112 2n 1i2n 12 k 1ik 月六 2 1 k 1,2,|,n根据题意，有:2n n 12 2n 121i 2n 122

49、 2 12 22 121 12® 20空 3.0463,2 2 120 22 12 、''2 2/22_ 2.210 36.563验算：i2 i23.0463 6.56320第五章1）有一个工作台由一台三相反应式步进电机直接驱动滚珠丝杆螺母副带动工作台移动，假定步进电机的转子有40个齿，步进电机的通电方式为 A-AB-B-BC-C-CA-A，滚珠丝杠的导程 Ph为20mm试求在一个脉冲作 用下工作台的位移？解：步进电机的步距角为：360；z m<1.5V在一个脉冲作用下，步进电机转动给一个步距角，此时工作台的位移x为:x 旦 0.0833mm22）有一个永磁式直

50、流伺服电机，其基本参数如下：转矩系数：Kt 0.5N m/A，反电动势常数：Ke 0.5V s/rad，电机阻：R 0.273 ，当电机输入电压为24V，输出转矩为0.5Nm时，忽略电感的影响，求电机的转速。所以可以得到下式：0.273240.547.45rad / s0.5 0.50.5解：因为忽略电感的影响，R T uKt Ke第七章1）如图所示为工作台伺服进给系统，电机由恒定电流驱动。 要使工作台从静止位置 o到终点位置x以最快速度移动，假定电机的额定输出转矩为0.5Nm，电机转动惯量为J为2,工作台质量100Kg，忽略传动装置的惯量影响，行程 1m如果采用前半程用最大加速度加速，后半程

51、采用最大减速度减速方式进行 运动规划，试求满足条件的滚珠丝杠的螺距Ph，以及定位时间tf答：系统的运动方程为：T（青）J （号）2M X AmH如果采用如题的规划方式，则移动的时间tf为：tf/Tm故，dAm 0，得到：PhdPh2所以定位时间为：tfXf / Ph)J / Tm2.24 s2）如图所示系统，若以图中的Xi和茨作为广义坐标，请写出拉格朗日函数解：系统动能为：KU系统势能为：拉格朗日函数为：L2m2gL(1 cosx2)2LXi*2 cos x2)而，Am （2/ Ph） J （ Ph / 2）2M tf随着Ph的改变而改变，当tf在最小值的基本导程就是问题的解:，贝U Ph=1

52、9.8mm 圆整 Ph=20mm M如(*2 L2X； 2L*2 cosx2)m2gL(1 cosx2)第八章1）如图所示伺服进给工作台，已知：a. 直流伺服电机：转速 =1200r/min，功率P=1.5kW 转子转动惯量 Jm=1x 10-4kgm2b. 齿轮减速器：高速减速比 1=3，乙=17, Z2=51，模数 m=2齿轮宽度 B=15mmc. 丝杠：直径 d=60mrp长度l=2.16m，导程Ph=12mm丝杠转速 m=400r/mind. 工作台：移动部件总重 W=2000N最大进给速度为4.8m/min,导轨摩擦系数0.05求：该机械传动系统的扭转主谐振频率turniHkT7 V '解：求主谐振频率:(1)因为 =+所以(2)从刚度计算方法可知：轴I和轴II的扭转刚度为式中：为电动机输岀轴的扭转刚度; 则因为系统的总扭转刚度故由机械传动系统的扭转刚度引起的主谐振频率为=rad/s=6389rad/s综合题：第六章1）试分析下列