机电一体化课后考试题答案

1试说明较为人们所接受的“机电一体化”的含义。

机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引用微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称
2机电一体化的目的是什么？
是使系统(产品)高附加价值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。

4工业三大要素指的是什么？
物质、能量和信息
5什么是机电互补法、融合法、组合法？
机电互补法又称取代法。

该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。

结合(融合)法：它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。

组合法：它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（品），故称组合法。

6开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？
开发性设计：它是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。

变异性设计：它是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。

适应性设计：它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。

7机电一体化系统(产品)的设计流程
(1) 根据目的功能确定产品规格、性能指标(2) 系统功能部件、功能要素的划分(3) 接口的设计(4) 综合评价(或整体评价)(5) 可靠性复查(6) 试制与调试
8设计机械传动部件时，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常提出哪些要求及措施？
为确保机械系统的传动和工作稳定性，在设计中，常提出无间隙、低摩擦、低惯量精度、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。

为达到上述要求，主要从以下几方面采取措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；2) 缩短传动链，提高传动与支承刚度；
3) 选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力;4) 缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施；5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。

9 机电一体化系统传动机构的作用是什么？
使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理（最佳）的匹配。

10机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求是什么？
传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动转矩大。

13丝杠螺母副的组成要素有哪些？
滚珠丝杠螺母机构由反向器(滚珠循环反向装置)1、螺母2、丝杠3和滚珠4等四部分组成。

18简述滚珠丝杠副的支承方式及其特点。

1，一端双轴承固定，另一端悬臂，多用于短行程以及垂直传动2，一端双轴承固定，另一端单轴承支承（轴向可滑动，弥补热胀冷缩和安装误差），结构简单，缺点是单轴承端支承刚性差一些。

3，一端双轴承固定，另一端双轴承支承（轴向可滑动，弥补热胀冷缩和安装误差），结构稍复杂，比单轴承端支承刚性好一些。

4，一端双轴承固定，另一端双轴承支承（轴向由圆螺母及碟簧预紧预拉伸），结构稍复杂，轴向刚性好一些，高速旋转不易甩动，特别用于水平布置，尤其双向负载大且跨距大时候用。

19齿轮传动部件的作用有哪些？
1.传递扭矩
2.改变转速
3.改变传动方向
25已知:有一三级齿轮传动减速器,如图所示,z1~z6的转角误差分别是：
△φ1=0.06弧度/sec、
△φ2=△φ3=0.03弧度/sec、
△φ4=△φ5=0.015弧度/sec、△φ6=0.01弧度/sec。

减速比分别为：i1=i2=2、i3=3，则i=12 .
求其总转角误差△φmax .
解：△φmax=△φ1/i+(△φ2+△φ3)/(i2i3)+(△φ4+△φ5)/ 3+△φ6
=0.06/12+0.06/6+0.03/3+0.01
=0.035(弧度/sec)
26对滚动导轨副的基本要求
1) 导向精度2) 耐磨性3) 刚度4) 工艺性
27试论述机电一体化的发展趋势。

答：智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化和自适应化。

28机电一体化系统对传动机构的基本要求是什么？
答：传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电机等其他环节的动态性能相匹配等要求的传动部件。

30开发性设计、适应性设计、变型设计有何异同
答：开发性设计是在工作原理、结构等完全未知的情况下，设计出质量和性能方面满足目的的要求的新产品，是一种完全创新的设计。

适应性设计是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构，或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。

变型设计是在已有产品的基础上，针对原有缺点或新的工作要求，从工作原理、功能结构、执行机构类型和尺寸等方面进行一些变异，设计出新产品。

32丝杠螺母机构的传动形式及其特点是什么？
答：①螺母固定、丝杠转动并移动。

结构简单，精度较高，但刚性差。

只适合行程较小的场合②丝杠转动、螺母移动。

结构紧凑，丝杠刚性较好，适合工作行程较大的场合。

③螺母移动、丝杠移动。

机构较复杂且占用轴向空间较大，故应用很少。

④丝杠固定、螺母转动并移动。

结构简单，紧凑，但使用不方便，应用较少。

34滚珠丝杠副的组成及特点有哪些？
答：由丝杠、螺母、滚珠、反向器组成。

特点：结构复杂、成本高、无自锁能力、轴向刚度高、运动平
稳。

传动精度高、不易磨损、使用寿命长。