機(jī)電一體化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)課后答案

目錄機(jī)電一體化技術(shù)第1章習(xí)題-參考答案 11-1試說明較為大家接收機(jī)電一體化含義。 11-4何謂機(jī)電一體化技術(shù)革命？ 11-7.機(jī)電一體化系統(tǒng)有哪些基礎(chǔ)要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功效？ 11-8.工業(yè)三大要素指是什么？ 11-12.機(jī)電一體化系統(tǒng)接口功效有哪兩種？ 11-16.什么是機(jī)電互補(bǔ)法、融正當(dāng)、組正當(dāng)？ 1機(jī)電一體化技術(shù)第2章習(xí)題-參考答案 22-1設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，常常提出哪些要求？ 22-2機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用是什么？ 22-3機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)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，其基礎(chǔ)導(dǎo)程λ0=6mm、一端齒輪齒數(shù)為100、另一端齒輪齒數(shù)為98，當(dāng)其一端外齒輪相對(duì)另一端外齒輪轉(zhuǎn)過2個(gè)齒時(shí)，試問：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離？ 22－16各級(jí)傳動(dòng)比分配標(biāo)準(zhǔn)是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小標(biāo)準(zhǔn)是什么？ 22－17已知：4級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪轉(zhuǎn)角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=…=0.005rad,各級(jí)減速比相同，即?1=?2=…=?4=1.5。求：該傳動(dòng)系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)角誤差?φmax;為縮小?φmax，應(yīng)采取何種方法？ 22－18諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比計(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),試求該諧波減速器剛輪齒數(shù)及輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向(和輸入軸轉(zhuǎn)向相比較) 32-20.齒輪傳動(dòng)齒側(cè)間隙調(diào)整方法有哪些? 32-25.軸系部件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要求有哪些？ 4機(jī)電一體化技術(shù)第3章參考答案 53-1簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)施元件分類及特點(diǎn)。 5I3-2機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)實(shí)施元件基礎(chǔ)要求是什么？ 53-3簡述控制用電動(dòng)機(jī)功率密度及比功率定義。 53—5直流伺服電機(jī)控制方法基礎(chǔ)形式是什么？ 53-6簡述PWM直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速，換向工作原理。 6步進(jìn)電機(jī)含有哪些特點(diǎn)？ 6簡述步進(jìn)電機(jī)三相單三拍工作原理？ 63-11簡述步進(jìn)電機(jī)步距角大小計(jì)算方法？ 73-12 簡述三相步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配方法？ 7簡述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源功率放大電路原理. 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)碰到問題是什么？ 94-17試說明光電耦合器光電隔離原理。 94-20試說明檢測傳感器微機(jī)接口基礎(chǔ)方法。 9機(jī)電一體化技術(shù)第5章參考答案 115-2簡述采樣定理？ 115-3簡述數(shù)字控制系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換過程。 115-5簡述多輸入多輸出系統(tǒng)靜力學(xué)方程。 115-6簡述兩自由度機(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)中經(jīng)典負(fù)載有哪些？說明以下公式含義： 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=400㎏，Ph=5mm,Fl水平=800N，F(xiàn)l垂直=600N，工作臺(tái)和導(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)軸上等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效轉(zhuǎn)矩。 137-5.簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立過程。百分比步驟（P）、積分步驟(I)、百分比-積分步驟(PI)和百分比-積分-微分調(diào)整(PID)各有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 147-8何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)“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試說明較為大家接收機(jī)電一體化含義。答：機(jī)電一體化乃是在機(jī)械主功效、動(dòng)力功效、信息功效和控制功效上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置和電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而組成系統(tǒng)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”技術(shù)革新時(shí)尚可稱“機(jī)電一體化技術(shù)革命”。1-7.機(jī)電一體化系統(tǒng)有哪些基礎(chǔ)要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功效？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）要素功效控制器（計(jì)算機(jī)等）控制（信息存放、處理、傳送）檢測傳感器計(jì)測（信息搜集和變換）實(shí)施元件驅(qū)動(dòng)（操作）動(dòng)力源提供動(dòng)力（能量）機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1-8.工業(yè)三大要素指是什么？答：物質(zhì)、能量、信息。1-12.機(jī)電一體化系統(tǒng)接口功效有哪兩種？答：一個(gè)是變換、調(diào)整;另一個(gè)是輸入/輸出。1-16.什么是機(jī)電互補(bǔ)法、融正當(dāng)、組正當(dāng)？答：機(jī)電互補(bǔ)法又稱替換法。該方法特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考鎿Q傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng)）中復(fù)雜機(jī)械功效部件或功效子系統(tǒng)，以填補(bǔ)其不足。融正當(dāng)它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體組成專用或通用功效部件（子系統(tǒng)），其要素之間機(jī)電參數(shù)有機(jī)匹配比較充足。組正當(dāng)它是將結(jié)正當(dāng)制成專用或通用功效部件（子系統(tǒng)）、功效模塊，像積木那樣組合成多種機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱組正當(dāng)。1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)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、無間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、合適阻尼比等。2-2機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用是什么？答：傳輸轉(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)基礎(chǔ)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，其基礎(chǔ)導(dǎo)程λ0=6mm、一端齒輪齒數(shù)為100、另一端齒輪齒數(shù)為98，當(dāng)其一端外齒輪相對(duì)另一端外齒輪轉(zhuǎn)過2個(gè)齒時(shí)，試問：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距離？答：Z1=100，Z2=98，ΔS=(2/Z1)*λ0=0.02*6mm=0.12mm。2－16各級(jí)傳動(dòng)比分配標(biāo)準(zhǔn)是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小標(biāo)準(zhǔn)是什么？答：（1）各級(jí)傳動(dòng)比分配標(biāo)準(zhǔn)是：重量最輕標(biāo)準(zhǔn)輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小標(biāo)準(zhǔn)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小標(biāo)準(zhǔn)（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小標(biāo)準(zhǔn)是：為提升機(jī)電一體化系統(tǒng)齒輪傳動(dòng)精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按先小后大標(biāo)準(zhǔn)分配，以便降低齒輪加工誤差、安裝誤差和回轉(zhuǎn)誤差對(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度影響?？傓D(zhuǎn)角誤差關(guān)鍵取決于最未一級(jí)齒輪轉(zhuǎn)角誤差和轉(zhuǎn)動(dòng)比大小，在設(shè)計(jì)中最未兩級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)取大部分，并盡可能提升最未一級(jí)齒輪加工精度。2－17已知：4級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪轉(zhuǎn)角誤差為?φ1=?φ2=?φ3=…=0.005rad,各級(jí)減速比相同，即?1=?2=…=?4=1.5。求：該傳動(dòng)系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)角誤差?φmax;為縮小?φmax，應(yīng)采取何種方法？解：（1）?φmax= 1+ 2 3+ 4 5+ 6 7+?φ8ii2i3i4i3i4i4=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=0.0rad2=1.1499o（1）總轉(zhuǎn)角誤差關(guān)鍵取決于最未一級(jí)齒輪轉(zhuǎn)角誤差和傳動(dòng)比大小，所以，為縮小?φmax，在設(shè)計(jì)中最未兩級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)取大部分，盡可能提升最未一級(jí)輪副加工精度。2－18諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比計(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)波發(fā)生器相當(dāng)于行星輪系轉(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)裝置傳動(dòng)比能夠應(yīng)用行星輪系求傳動(dòng)比方法來計(jì)算。設(shè)iHrHZggHZr。g、r、H分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器角速度，則當(dāng)柔性輪固定時(shí)，iHHZggZrZgZriHZg1rggHZrHZgZgHggZgZrHZgrZgiHZr當(dāng)剛性輪固定時(shí)，10HZrHZrHrgZrZg2-19.設(shè)有一諧波齒輪減速器,其減速比為100，柔輪齒數(shù)為99當(dāng)剛輪固定時(shí),試求該諧波減速器剛輪齒數(shù)及輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向(和輸入軸轉(zhuǎn)向相比較)答：依據(jù)公式:iHr=Zr/(zr-zg)可知:iHr=100時(shí),Zg=99,（但通常剛輪齒數(shù)比柔輪齒數(shù)多，所以舍去）iHr=-100時(shí),Zg=101;故該諧波減速器剛輪齒數(shù)為101,（柔輪）輸出軸方向和（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。(提醒：通常來說，剛輪僅比柔輪多多個(gè)齒；剛輪固定時(shí)，柔輪和輸出軸固聯(lián)；柔輪