机电一体化系统设计考试重点

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1、第一章一、定义机电一体化系统：机电一体化系统是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、、控制技术、传感技术等融合而成的一种新技术。其产品是利用该技术设计开发的由机械单元、动力单元、微电子控制单元、传感单元和执行单元组成的单机或系统。二、构成要素机械单元：本体、传动机构、支承机构、连接机构动力单元：电、液、气等传感单元：光、电、流体、机械等控制单元：计算机、可编程控制器等执行单元：通过动力单元和传动机构驱动执行构件完成各种动作的装置三、相关技术机械技术信息处理技术自动控制技术伺服传动技术检测传感技术系统总体技术第二章一、主要内容1、准备技

2、术资料。2、确定性能指标。3、拟定系统原理方案。4、确定系统主体结构方案。5、电路结构方案设计。6、总体布局和环境设计。7、系统简图设计。8、总体方案评价。9、总体设计报告。二、原理方案设计步骤1、设计任务2、求解总功能1、总功能分解2、求解子功能3、原理解组合4、评价与决策5、最佳原理方案一、抽象化的目的抽象化设计是是设计人员在设计过程中暂时抛弃那些偶然情况和枝节问题，突出基本的、必要的要求。这样便于抓住问题核心，同时避免了构思方案狭窄，可以放开视野以寻求更为理想的设计方案。二、结构方案设计和要遵循的原则1、基本原理任务分配原则自动补偿

3、原则力传递原则变形协调原则力平衡原则等强度原则稳定性原则低噪声原则提高精度原则2、需要提高精度时的设计原则运动学原理平均效应原则阿贝误差原则基准重合原则最短传动链原则三化（系列化、标准化、通用化）第三章一、动力元件的种类电气式液压式气压式其他（如：压电元件等）一、步进电机工作原理转子与静子线圈的齿错开小的角度在交变电流产生的磁场作用下产生扭矩。二、动力元件的选择原则及负载特性1、动力元件的选择原则分析负载特性要求分析动力元件的特性经济性环境影响2、负载特性恒转矩负载特性恒功率负载特性负载转矩是转速的函数负载转矩是行程（转角）的函数负载转矩

4、变化无规律三、相关计算负载惯量：Jc电机惯量：Jm1、1≤Jc/Jm≤3小转矩Jm=0.00005Kg.m22、0.25≤Jc/Jm≤1大转矩Jm=0.10.6Kg.m23、步距角α＝式中Z：转子步数m：运行指数4、静态矩角特性：当θ=±90。时静态转矩为最大转矩：Tjmax动态转矩：工作时输出转矩T与输入脉冲频率f之间的关系。第四章一、传动系统的组成要素变速装置：改变输出转速和转矩启停换向装置制动装置安全保护装置二、摩擦式离合器的变速机构的安装位置及影响。超速现象：同轴上某条传动链上的转速远高于未参与传动的零件。三、啮合式变速机构原理四

5、、钢球摩擦离合器五、带式制动器工作原理（受力分析）六、转速图1、主要参数：轴数、转速级数、传动路线、变速组数、传动顺序、传动副数、传动比、变速规律2、标准公比：1.061.121.261.411.581.782.003、变速范围：Rn=Rn=φ（z-1）z：级数4、级比规律：①：第一扩大组的级比指数等于基本组传动副数。②：基本组级比指数x0=1。③：任意扩大组的级比指数等于基本组传动副数与各扩大组的乘积。5、结构式：Z＝P0(x0)×P1(x1)式中Z：变速级数P0：基本组传动副数X0：基本组级比指数P1：第一扩大组传动副数X1：第一扩大

6、组级比指数6、计算转速：在动力元件发挥最大动率时，通过传动系统传动输出的最低转速。（原因：在过低转速工作时，动力元件处于欠负荷状态，只有当工作转速大于某一值时才能使动力元件满负荷运转）七、转速图的拟定原则㈠、基本概念1、基本组：级比指数x0=1以实现主轴转速的等比数列变化比不课少的变速组。2、扩大组：级比指数xi>1以扩大系统转速输出范围。㈡、拟定原则1、变速组传动副的确定。2、传动顺序：“前多后少”靠近动力端传动副数多，执行端传动副少，尽量基本组在前。3、极限传动比：imax≤4直齿imin≥0.5斜齿imin≥0.4最大变速范围：直齿

7、rmax=8斜齿rman=10八、摩擦式无级变速器传动原理。九、齿轮传动的消隙方式1、直齿（1）、偏心套调整法（调整中心距）（2）、双片薄齿轮错齿调隙法2、斜齿（1）、垫片调整法（双片薄齿间加轴向距离）（2）、轴向压簧3、斜齿（1）、轴向弹簧（2）、周向弹簧十、滚珠丝杠的消隙（预紧）1、双螺母齿差式预紧Δ1=（－）z×s2、双螺母垫片式预紧3、双螺母螺纹式预紧4、双螺母弹簧式预紧5、单螺母变位导程自锁式预紧第五章一、执行系统的分类与特点1、概念运动循环图：表达和校核各执行机构间协调与配合。可分为：直线式、圆周式和直角坐标式。执行系统=执行

8、机构+执行构件驱动执行元件和动力系统中直接完成元件之后的部分工作的零部件2、分类动作型运动动力动力型动作动力型单一型相互关系相互独立型相互联系型二、执行系统的设计步骤及方法由于执行机构间的周期