附標準答案機電一體化系統(tǒng)方案基礎期中試

1、上海電視大學期中考試試卷上海電視大學 2011至 2012 學年度第 1 學期期中考試 機械設計及制造專業(yè)機電一體化系統(tǒng)設計基礎試題2011 年 10 月 姓名： 學號： 班級：得分評卷人單選題（每小題1、以下產(chǎn)品不屬于機電一體化產(chǎn)品的是（2 分，共 16 分）。A 工業(yè)機器人B電子計算機題號一二三四五總分分數(shù)C空調D復印機2、幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的（）A. 靜態(tài)特性指標B.動態(tài)特性指標C.輸入特性指標D. 輸出特性指標3、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電機定子勵磁繞組，已知轉子有 24 個齒，步進電機的步距角是（ 112 ）。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。A

2、 0.6B1.2C 1.5D24、機械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的動態(tài)特性主要影響表現(xiàn)為（）等方面。A. 固有頻率、響應速度、慣量 B.固有頻率、失動量、穩(wěn)定性C. 摩擦特性、響應速度、穩(wěn)定性 D.摩擦特性、失動量、慣量5、多級齒輪傳動中，各級傳動比相等的分配原則適用于按（46 ）設計的傳動鏈。A 最小等效轉動慣量原則B輸出軸的轉角誤差最小原則C 重量最輕原則（小功率裝置）D重量最輕原則（大功率裝置）6、半閉環(huán)控制的驅動裝置中，絲杠螺母機構位于閉環(huán)之外，所以它的（）。A 回程誤差不影響輸出精度，但傳動誤差影響輸出精度試卷第 1頁（共7 頁）上海電視大學期中考試試卷B傳動誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響

3、輸出精度C回程誤差和傳動誤差都不會影響輸出精度D回程誤差和傳動誤差都會影響輸出精度 7、傳動系統(tǒng)的固有頻率對傳動精度有影響， （） 固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動誤差， （）系統(tǒng)剛 度可提高固有頻率。 聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。A .提高，提高B.提高，減小C.減小，提高D.減小，減小8、步進電機轉動后，其輸出轉矩隨著工作頻率增高而（112 ）得分評卷人A. 上升B . 下降C. 不變判斷題（每小題D. 前三種情況都有可能2 分，共 10 分）具有“智能化”1、機電一體化產(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， 的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質差別。 （ R ）殘騖樓諍錈瀨

4、濟溆塹籟。2、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(chǎn)生不利的影響， 因此 機械系統(tǒng)的阻尼比 取值越小越好。 （ W ）釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。3、在滾珠絲杠螺母間隙的調整結構中， 齒差式調隙機構的精度較高， 且結構簡單， 制作成本 低。（ W ：結構復雜，制作成本高 ）彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。4、為減少機械傳動部件的扭矩反饋對電機動態(tài)性能的影響， 機械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率應 低于電氣驅動部件的固有頻率的 23 倍，同時，傳動系統(tǒng)的固有頻率應接近控制系統(tǒng)的工作 頻率，以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。 （ W ） 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。5、在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成

5、的傳動死區(qū)能使系統(tǒng)以15 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （ R ）廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。6、步進電動機的轉動慣量越大，同頻率下的起動轉矩就越大。（ W ）7、機電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對輸入的物質按照要求進行處理，輸出具有所需特性的物質。（W）8、遲滯是傳感器的一種動態(tài)誤差， 是由于在傳感器的正反行程中的輸出輸入特性曲線不重合 引起的。（W）9、阻尼比除了與機械系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)B 有關外， 還與系統(tǒng)的拉壓剛度系數(shù) K0 和質量 m有關。（R）10、選擇傳感器時，如果測量的目的是進行定性分析，則選用絕對量值精度高的傳感器，而 不宜選用重復精度高的傳感器。

6、 （ W）煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。試卷第 2 頁（共 7 頁）上海電視大學期中考試試卷得分評卷人簡答題（共14 分）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？8 分）參考教材1、完善的機電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？（6 分） 答：機電一體化系統(tǒng)的基本結構要素有機械本體，能源，測試傳感部分，執(zhí)行機構，驅動部35 分）分，控制及信息處理單元等 6 項。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。得分評卷人四、計算題（共1、已知圖示絲杠螺母驅動系統(tǒng)， 工作臺的質量 m=100Kg ，絲杠螺距 t=8mm ，絲杠長度 L=0.5m,33中徑為 d=48mm,材料密度為7.8 10 Kg/ m ，

7、齒輪傳動比 i2，兩齒輪的傳動慣量分別 為 Jz1 1.2 10 Kg m ，Jz2 1.9 10 Kg m 。試求折算到電機軸上的總等效慣量 Je ？（15 分） 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨解：等效慣量可以分為以下幾個部分來計算 （ 1）電機軸上的元件（齒輪 1） Je1 JZ1 1.2 10 4 kg m2 （ 2）中間軸上的元件（齒輪 2）試卷第 3頁（共7 頁）上海電視大學期中考試試卷113 4 2Je22 JZ 22 1.9 10 3 4.75 10 4kg m2i123)負載軸上的元件(絲杠、工作臺)1J e3 2 (Js JL )i絲杠慣量：4 3 42d4L 3.14 7.8 103

8、 0.0484 0.5 2 10 3kg m21Jsmsds 8 s 32 工作臺折算到絲杠上的慣量：t 2 0.008 24 2JL m( )2 100 ()2 1.62 10 4 kg m2L 2 6.28113 4 4 22 (Js JL)(2 10 3 1.62 10 4) 5.4 10 4kg m2i24Je332總的折算慣量為Je Je1 Je2 Je3 1.2 10 4 4.75 10 4 5.4 10 4 1.14 10 3kg.m22 、已知某工作臺采用直流電機和絲杠螺母機構驅動（如圖所示），已知工作臺的行程L 250mm,絲杠導程 t 4mm ,齒輪減速比為 i 5,要求工

9、作臺 位移 的測量 精度 為 0.005mm（忽略齒輪和絲杠的傳動誤差） 。（10 分）預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。（ 1）試采用高速端（電機）測量方法，確定旋轉編碼器的每轉脈沖數(shù)。（2）若選取 ns=200 脈沖/轉的旋轉編碼器是否合用？解：（1）高速端測量設傳感器的每轉脈沖數(shù)為 n ，每個脈沖對應工作臺的位移為Ltin試卷第 4 頁（共 7 頁）上海電視大學期中考試試卷由測量精度， L 0.005mm，則t4n 160 脈沖 /轉i L 5 0.005選取 n=200 光電編碼器，則理論測量精度4L 0.004 0.0055 200滿足題目要求。（2）低速端測量 傳感器直接與絲杠連接，與減速比無

10、關Ltn t 4 800 脈沖 /轉L 0.005可知 ns500 脈沖 /轉的編碼器不合用。3、現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調整預緊式滾珠絲杠，其基本導程為l0=6mm 、左端齒輪齒數(shù)為 100、右端齒輪齒數(shù)為 98。當兩端轉向相同時，一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉 過 2 個齒時，試求兩個螺母之產(chǎn)生的相對軸向位移？（ 10 分） 滲釤嗆儼勻諤鱉調硯錦。試卷第 5頁（共7 頁）上海電視大學期中考試試卷1- 套筒 2- 內齒輪 3- 圓柱齒輪 4- 絲杠圖 雙螺母齒差預緊式滾珠絲杠得分評卷人五、分析題（共15 分）根據(jù)圖示氣體壓力傳感器的原理圖，分析該傳感檢測系統(tǒng)的組成及各部分的作用。上海電視大學期中考試試卷答：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 置于兩個電感線圈 3中,后者接入轉換電路 5。氣體壓力傳感器由敏感元件、轉 換元件和基本轉換電路三部分組成： 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡