機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì);課后答案-

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"機(jī)電一體化技術(shù)第1章習(xí)題-參考答案 1\o"CurrentDocument"1-1試說(shuō)明較為人們接受的機(jī)電一體化的含義。 1\o"CurrentDocument"1-4何謂機(jī)電一體化技術(shù)革命？ 1\o"CurrentDocument"1-7.機(jī)電一體化系統(tǒng)有哪些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？ 11-8.工業(yè)三大要素指的是什么? 11-12.機(jī)電一體化系統(tǒng)的接口功能有哪兩種？ 1\o"CurrentDocument"1-16.什么是機(jī)電互補(bǔ)法、融合法、組合法？ 1\o"CurrentDocument"機(jī)電一體化技術(shù)第2章習(xí)題-參考答案 2\o"CurrentDocument"2-1設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，常常提出哪些要求？ 2\o"CurrentDocument"2-2機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？ 2\o"CurrentDocument"2-3機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？ 22-10現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程Q=6mm、一端的齒輪齒數(shù)為100、另一端的齒輪齒數(shù)為98,當(dāng)其一端的外齒輪相對(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò)2個(gè)齒時(shí)，試問(wèn)：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離？ 2\o"CurrentDocument"2-16各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？ 22-17已知：4級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為A巾1=4巾2=4巾3=...=0.005rad洛級(jí)減速比相同，即i1=i2=...=i4=1.5。求：該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差A(yù)emax;為縮小A巾max,應(yīng)采取何種措施？ 2\o"CurrentDocument"2-18諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？ 32-19.設(shè)有一諧波齒輪減速器，其減速比為100,柔輪齒數(shù)為100.當(dāng)剛輪固定時(shí),試求該諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向（與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較） 3\o"CurrentDocument"2-20.齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？ 32-25.軸系部件設(shè)計(jì)的基本要求有哪些？ 4機(jī)電一體化技術(shù)第3章參考答案 53-1簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點(diǎn)。 53-2機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求是什么？ 53-3簡(jiǎn)述控制用電動(dòng)機(jī)的功率密度及比功率的定義。 53—5直流伺服電機(jī)控制方式的基本形式是什么？ 53-6簡(jiǎn)述PWM直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速，換向的工作原理。 6步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)？ 6簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)三相單三拍的工作原理？ 63-11簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)步距角大小的計(jì)算方法？ 73-12簡(jiǎn)述三相步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配方式？ 7簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的功率放大電路原理. 7機(jī)電一體化技術(shù)第4章參考答案 9試說(shuō)明CPU、MC和MCS之關(guān)系。 94-3、在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)中首先會(huì)遇到的問(wèn)題是什么？ 94-17試說(shuō)明光電耦合器的光電隔離原理。 94-20試說(shuō)明檢測(cè)傳感器的微機(jī)接口基本方式。 9機(jī)電一體化技術(shù)第5章參考答案 115-2簡(jiǎn)述采樣定理？ 115-3簡(jiǎn)述數(shù)字控制系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。 115-5簡(jiǎn)述多輸入多輸出系統(tǒng)的靜力學(xué)方程。 115-6簡(jiǎn)述兩自由度機(jī)器人逆動(dòng)力學(xué)方程。 12機(jī)電一體化技術(shù)第7章參考答案 137-3機(jī)電一體化系統(tǒng)中的典型負(fù)載有哪些？說(shuō)明以下公式的含義： 137-4設(shè)有一工作臺(tái)x軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已知參數(shù)為下表中所列，已知mA=400kg,Ph=5mm,Fl水平=800N,Fl垂直=600N,工作臺(tái)與導(dǎo)軌間為滑動(dòng)摩擦，其摩擦系數(shù)為0.2,試求轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效轉(zhuǎn)矩。 137-5.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立過(guò)程。比例環(huán)節(jié)(P)、積分環(huán)節(jié)(I)、比例-積分環(huán)節(jié)(PI)和比例-積分-微分調(diào)節(jié)(PID)各有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 147-8何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？ 17II機(jī)電一體化技術(shù)第1章習(xí)題-參考答案1-1試說(shuō)明較為人們接受的機(jī)電一體化的含義。答：機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。1-4何謂機(jī)電一體化技術(shù)革命？答：將微型計(jì)算機(jī)等微電子技術(shù)用于機(jī)械并給機(jī)械以“智能”的技術(shù)革新潮流可稱“機(jī)電一體化技術(shù)革命”。1-7.機(jī)電一體化系統(tǒng)有哪些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）要素功能控制器（計(jì)算機(jī)等）控制（信息存儲(chǔ)、處理、傳送）檢測(cè)傳感器計(jì)測(cè)（信息收集與變換）執(zhí)行兀件驅(qū)動(dòng)（操作）動(dòng)力源提供動(dòng)力（能量）機(jī)構(gòu)構(gòu)造1-8.工業(yè)三大要素指的是什么？答：物質(zhì)、能量、信息。1-12.機(jī)電一體化系統(tǒng)的接口功能有哪兩種？答：一種是變換、調(diào)整;另一種是輸入/輸出。1-16.什么是機(jī)電互補(bǔ)法、融合法、組合法？答：機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng)）中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。融合法它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)），其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)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種機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱組合法。機(jī)電一體化技術(shù)第2章習(xí)題-參考答案2-1設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，常常提出哪些要求？答：常提出低摩擦、無(wú)間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊取?-2機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？答：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。2-3機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？答：精密化，高速化，小型、輕量化。2-10現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程人0=6mm、一端的齒輪齒數(shù)為100、另一端的齒輪齒數(shù)為98,當(dāng)其一端的外齒輪相對(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò)2個(gè)齒時(shí)，試問(wèn)：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離？答：Z1=100，Z2=98，△S=（2/Z1）*入『0.02*6mm=0.12mm。2-16各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？答：（1）各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是：重量最輕原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是：為提高機(jī)電一體化系統(tǒng)齒輪傳動(dòng)的精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)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(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響?？傓D(zhuǎn)角誤差主要取決于最未一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和轉(zhuǎn)動(dòng)比的大小，在設(shè)計(jì)中最未兩級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)取大一些，并盡量提高最未一級(jí)齒輪的加工精度。2-17已知：4級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為A.1=A.2=A.3=...=0.005rad,各級(jí)減速比相同，即（1=（2=...=（4=1.5。求：該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差A(yù)gmax;為縮小A9max,應(yīng)采取何種措施？解：（1）△%也 1+A2+A3+A4+△5+A6+A 7+48i i2i3i4 i3i4 i4=0.005/1.54+0.01/1.53+0.01/1.52+0.01/1.5+0.005=0.00099+0.00296+0.00444+0.00667+0.005=0.02006rad=1.1499o（1）總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最未一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動(dòng)比的大小，所以，為縮小0max，在設(shè)計(jì)中最未兩級(jí)的傳動(dòng)比應(yīng)取大一些，盡量提高最未一級(jí)輪副的加工精度。2-18諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？答：（1）諧波齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。諧波齒輪傳動(dòng)的波發(fā)生器相當(dāng)于行星輪系的轉(zhuǎn)臂，柔輪相當(dāng)于行星輪，剛輪則相當(dāng)于中心輪。故諧波齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比可以應(yīng)用行星輪系求傳動(dòng)比的方式來(lái)計(jì)算。設(shè)rg分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則當(dāng)柔性輪固定時(shí)=1-當(dāng)剛性輪固定時(shí)，rggZrZ—rZgZg-Zr分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則當(dāng)柔性輪固定時(shí)=1-當(dāng)剛性輪固定時(shí)，rggZrZ—rZgZg-ZrZgHg1-—H-Zg-ZrZrH/