2025 年大学机械电子工程（机电设备设计）试题及答案

2025年大学机械电子工程（机电设备设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括以下哪一项（）A.传递转矩B.改变运动形式C.提高系统精度D.存储能量2.以下哪种传感器不属于位置传感器（）A.光栅尺B.光电编码器C.应变片D.磁栅3.步进电机的步距角精度主要取决于（）A.电机的制造工艺B.控制系统的精度C.负载大小D.电源电压4.在机电设备设计中，优化设计的目标不包括（）A.提高性能B.降低成本C.增加体积D.提高可靠性5.直流伺服电机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压B.改变电枢电阻C.改变励磁磁通D.改变电机极对数6.机电一体化系统中，接口的作用不包括（）A.变换B.放大C.传递D.存储7.以下哪种材料不属于常用的机械结构材料（）A.铝合金B.不锈钢C.陶瓷D.碳钢8.工业机器人的手部结构形式不包括（）A.夹钳式B.磁吸式C.吸附式D.旋转式9.数控系统中，插补算法的作用是（）A.控制电机运动B.计算刀具轨迹C.处理输入信号D.显示加工图形10.机电设备设计中，热设计的主要目的是（）A.提高设备温度B.降低设备温度C.保持设备温度恒定D.利用设备发热二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.机电一体化系统的主要组成部分包括（）A.机械本体B.动力系统C.控制系统D.执行机构E.传感器2.以下哪些属于传感器的静态特性（）A.灵敏度B.线性度C.迟滞D.重复性E.响应时间3.常见的机械传动方式有（）A.齿轮传动B.带传动C.链传动D.蜗杆传动E.螺旋传动4.工业机器人的编程方式有（）A.示教编程B.离线编程C.自动编程D.手动编程E.智能编程5.机电设备设计中，可靠性设计的方法包括（）A.冗余设计B.降额设计C.耐环境设计D.热设计E.电磁兼容性设计三判断题（总共10题，每题2分，请在括号内打“√”或“×”）1.机电一体化系统是机械技术与电子技术的简单叠加。（）2.传感器的输出信号一定是电量信号。（）3.步进电机的转速与脉冲频率成正比。（）4.优化设计可以通过增加设备重量来提高性能。（）5.直流伺服电机的调速范围比交流伺服电机大。（）6.机电一体化系统中，接口只起到连接作用。（）7.常用的机械结构材料中，合金钢的综合性能最好。（）8.工业机器人的自由度越多，其灵活性越高。（）9.数控系统中，刀具半径补偿功能可以提高加工精度。（）10.机电设备设计中，热设计只需要考虑散热问题。（）四、简答题（总共3题，每题15分，请简要回答问题）1.简述机电一体化系统的设计原则。2.说明传感器在机电一体化系统中的作用，并举例说明一种常用传感器的工作原理。3.简述工业机器人的编程过程及注意事项。五、综合应用题（总共1题，25分，请结合所学知识，解决以下实际问题）某工厂要设计一台自动化的物料搬运设备，用于将生产线上的零件从一个工位搬运到另一个工位。请设计该设备的总体方案，包括机械结构、动力系统、控制系统、执行机构等部分，并说明各部分的作用及选型依据。答案1.选择题-1.D-2.C-3.A-4.C-5.D-6.D-7.C-8.D-9.B-10.B2.多项选择题-1.ABCDE-2.ABCD-3.ABCDE-4.AB-5.ABC3.判断题-1.×-2.×-3.√-4.×-5.×-6.×-7.√-8.√-9.√-10.×4.简答题-1.机电一体化系统的设计原则包括：机电互补原则、功能优化原则、自动化、智能化原则、可靠性原则、开放性原则、实用性原则、经济性原则等。-2.传感器在机电一体化系统中的作用是获取系统运行过程中的各种信息，如位置、速度、温度、压力等，并将其转换为电信号或其他便于处理的信号。例如，光电编码器是一种常用的位置传感器，它通过光电转换原理，将轴的旋转角度转换为脉冲信号，从而实现对位置的精确测量。-3.工业机器人的编程过程一般包括：任务分析、程序设计、程序调试等步骤。在编程时，需要注意机器人的运动轨迹规划、动作顺序、安全保护等问题。同时，要根据机器人的型号和应用场景，选择合适的编程语言和编程工具。5.综合应用题-机械结构：采用桁架式结构，由横梁、立柱等组成，具有较高的刚性和稳定性，便于安装和布置其他部件。作用是支撑和固定设备的各个部分。选型依据是根据搬运零件的重量、尺寸和搬运行程等确定结构的强度和尺寸。-动力系统：选用交流伺服电机作为动力源，具有调速范围广、精度高、响应快等优点。通过减速器将电机的转速降低，增大扭矩，以满足搬运零件的动力需求。作用是为设备提供动力。选型依据是根据负载的大小和运动要求计算电机的功率和转速等参数。-控制系统：采用可编程逻辑控制器（PLC）作为核心控制器，通过编写程序实现对设备的运动控制、逻辑控制和安全保护等功能。作用是对设备的运行进行精确控制。选型依据是根据设备的输入输出点数和控制要求选择合适型号的PLC。