機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題F7月用

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題3題號一二三四五總分分?jǐn)?shù)得分評卷人一、判斷題（正確的打，錯(cuò)誤的打×，每題3分，共30分）1機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有“智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。（）2進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于阻尼對系統(tǒng)的精度和快速響應(yīng)性均產(chǎn)生不利的影響，因此機(jī)械系統(tǒng)的阻尼比取值越小越好。（ × ）3滾珠絲杠垂直傳動時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。（ ）4在滾珠絲杠螺母間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)中，齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)的精度較高，且結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低。（ ×） 精度較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和裝配工藝性較差5采用

2、虛擬樣機(jī)代替物理樣機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)測試和評估，延長了產(chǎn)品開發(fā)周期，增加了產(chǎn)品開發(fā)成本，但是可以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高面向客戶與市場需求能力。（ ×）6步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量越大，同頻率下的起動轉(zhuǎn)矩就越大。（ × ）越小，根據(jù)轉(zhuǎn)矩工作頻率特性曲線1137直流伺服電動機(jī)的調(diào)速特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。（ × ）轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣周期越小，其控制精度就越高。（×）1529PLC完善的自診斷功能，能及時(shí)診斷出PLC系統(tǒng)的軟件、硬件故障，并能保護(hù)故障現(xiàn)場，保證了PLC控制系統(tǒng)的工作安全性。（ ）10需求設(shè)計(jì)是指新產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)生命周期

3、內(nèi)，從分析用戶需求到以詳細(xì)技術(shù)說明書的形式來描述滿足用戶需求產(chǎn)品的過程。（ ）得分評卷人 二、單選題（每題4分，共24分）1 以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是（B ）。A工業(yè)機(jī)器人 B電子計(jì)算機(jī)C空調(diào) D復(fù)印機(jī)2導(dǎo)程L0=8mm的絲杠驅(qū)動總質(zhì)量為60kg的工作臺與工件，則其折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動慣量為（ A ）kg·mm2。 J=m(L0/2)2A97 B48.5C4.85 D9.73幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的（ B ）。 A靜態(tài)特性指標(biāo) B動態(tài)特性指標(biāo)C輸入特性參數(shù) D輸出特性參數(shù)4有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)

4、齒，步進(jìn)電機(jī)的步距角是（ C ）。a=360/(znk)=360/(24*5*2)A0.6° B1.2°C1.5° D2°5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，需要由用戶自行編寫（ D ），具有實(shí)時(shí)性、針對性、靈活性和通用性。A實(shí)時(shí)軟件 B開發(fā)軟件C系統(tǒng)軟件 D應(yīng)用軟件6數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)屬于設(shè)備的（ C ）。A能源部分 B測試傳感部分C驅(qū)動部分 D執(zhí)行機(jī)構(gòu)i.ii.iii.iv.v.vi.vii.viii.ix.x.xi.xii.得分評卷人 三、簡答題（每小題8分，共24分）1簡述完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)五大組成要素。答：機(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械本體和動力系統(tǒng)

5、，檢測傳感系統(tǒng)和執(zhí)行部件，信息處理及控制系統(tǒng)五部分相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。通過接口及相應(yīng)軟件有機(jī)結(jié)合在一起，構(gòu)成內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。2齒輪傳動中各級傳動比的最佳分配原則分別有哪些?各使用在那些場合？答：（1）問：齒輪傳動中各級傳動比的最佳分配原則：a.重量最小原則（結(jié)構(gòu)緊湊）； b.轉(zhuǎn)動慣量最小原則（快速響應(yīng)）； c.輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則(精度)。（2）問：結(jié)合可行性、經(jīng)濟(jì)性對轉(zhuǎn)動慣量、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動精度提出適當(dāng)要求：要求體積小、重量輕的齒輪采用重量最輕的原則；要求運(yùn)動平穩(wěn)、起停頻繁和動態(tài)性能好的輪系采用最小轉(zhuǎn)動慣量原則或輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；提高傳動精度和減

6、小回程誤差為主的輪系采用轉(zhuǎn)角誤差最小原則。3簡述直流伺服電動機(jī)脈寬調(diào)制的工作原理。答：一般采用脈寬調(diào)制（PWM）進(jìn)行直流調(diào)速驅(qū)動，如圖示。假設(shè)輸入直流電壓U，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間得到一定寬度的與U成比例的脈沖方波，給伺服電動機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而輸出不同大小的電壓Ua，使直流電動機(jī)平滑調(diào)速。U+-VDMSUa圖 PWM直流調(diào)速驅(qū)動原理圖La設(shè)開關(guān)S周期性的閉合、斷開，周期是T。在一個(gè)周期內(nèi)，閉合的時(shí)間是，斷開的時(shí)間是。若外加電源電壓U為常數(shù)，則電源加到電動機(jī)電樞上的電壓波形將是一個(gè)方波列，其高度為U，寬度為，則一個(gè)周期內(nèi)的電壓平均值為：所以，當(dāng)T不變時(shí)，只要

7、連續(xù)改變（0T）就可以連續(xù)的使Ua由0變化到U，從而達(dá)到連續(xù)改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。得分評卷人 四、計(jì)算題 (8分)現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為l0=6mm、左端齒輪齒數(shù)為100、右端齒輪齒數(shù)為98。當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)，一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個(gè)齒時(shí)，試求兩個(gè)螺母之產(chǎn)生的相對軸向位移？ 1-套筒 2-內(nèi)齒輪 3-圓柱齒輪 4-絲杠圖 雙螺母齒差預(yù)緊式滾珠絲杠解：左端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動6mm，則每轉(zhuǎn)一個(gè)齒，螺母的軸向移動6/100=0.06mm； 右端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動6mm，則每轉(zhuǎn)一個(gè)齒，螺母的軸向移動6/98=0.0612mm； 當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)：一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過1個(gè)齒時(shí)，相對移動的軸向距離為0.0612-0.06=0.012(mm)，所以當(dāng)一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個(gè)齒時(shí)相對移動的軸向距離為（0.0612-0.06）*2=0.0024(mm)。得分評卷人 五綜合題 （14分）根據(jù)下圖所示氣體壓力傳感器的原理圖，分析該傳感檢測系統(tǒng)的原理組成及各部分的作用。答：氣體壓力傳感器的工作原理是膜盒2的下半部與殼體1固接,上半部通過連桿與磁心4相連,磁心4置于兩個(gè)電感線圈3中,后者接入轉(zhuǎn)換電路5。該傳感檢測系統(tǒng)由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路三部分