机电一体化 复习题

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1、复习题第一章概论1、什么是机电一体化？【广义说：机械工程与电子工程相结合的技术，以及应用这些技术的机械电子装置。简单说：机械的电子化或者机械电子工程。1）、机械工程学2）、电子工程学3）、控制、信息工程学，上述三个学科的交集就是机电一体化】机电一体化系统的功能构成和定义是什么？【机电一体化系统由信息处理与控制部分（计算机）、能源（动力源）与执行元件（如电动机）部分、机械本体（机构）、检测部分（传感器）等四个子系统组成】2、简要叙述机电一体化系统的共性关键技术。【机械设计技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、执行与驱动技术、机电一体化总体设计技术】3、机电一体化的

2、主要发展趋势是什么？【从上世纪90年代后期开始为第三阶段，称其为“能化阶段”，机电一体化技术向智能化新阶段迈进。机电一体化的主要发展方向如下：（1）智能化（2）模块化（3）网络化（4）微型化（5）绿色化（6）人性化】4、什么是数控技术，简要介绍各自定义及特点。【它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分，数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品】、机器人技术【机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。

3、机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。】、MEMS系统【是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。MEMS特点可以总结如下：（1）微型化：MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。（2）集成化：微传感器、微执行器和IC集成在一起可以制造出高可靠性和高稳定性的智能化MEMS。（3）

4、多学科交叉：MEMS的制造涉及电子、机械、材料、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科。】第二章机械系统设计技术1、机电一体化产品对机械系统的要求有哪些？【具有较高的定位精度，良好的动态响应特性即响应要快、稳定性要好。（1）采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件。（2）缩短传动链，提高传动与支撑刚度。（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。（4）缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支撑变形的措施。（5）改进支撑及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。】2、机电一体化机械系统由哪几部分机构组成，对各部分的要求是什么？【（

5、1）传动机构，机电一体化机械系统中的传动机构不仅仅是转速和转矩的变换器，而是已成为伺服系统的一部分，它要根据伺服控制的要求进行选择设计，以满足整个机械系统良好的伺服性能。（2）导向机构，其作用是支撑和导向，为机械系统中各运动装置能安全、准确地完成其待定方向的运动提供保障。（3）执行机构，它是用以完成操作任务的。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。传动部件设计：要求传动机构满足以下几个方面：转动惯量小、刚度大、阻尼合适，此外还要求摩擦小、抗振性好、间隙小，特别是其动态特性与伺服电动机等其他环节的动态特性相匹配。（1）精密化：对于某种特定的机电一体化产品来说根据

6、其性能的需要提出适当的精密度要求；（2）高速化：产品效率的高低，直接与机械传动部分的运动速度相关；（3）小型化、轻量化：随着机电一体化系统（产品）的精密化、高速化的发展，必然要求其传动机构小型化和轻量化；执行机构设计：它应能快速地完成预期的动作，并具有响应速度快、动态特性好、动静态精度高、动作灵敏度高等特点，另外为便于集中控制，它还应满足效率高、体积小、质量轻、自控性强、可靠性高等要求；】3、各传动机构的特点及应用？【带传动具有结构简单、维护方便和成本低廉等特点，适用于两轴中心距较大的传动；谐波齿轮传动具有结构简单、传动比大（几十到几百）、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、

7、承载能力强、效率高等优点。故在工业机器人、航空、火箭等机电一体化系统中日益得到广泛的应用；滚珠丝杠副的特点（1）传动效率（2）运动具有可逆性（3）系统刚度好（4）传动精度高（5）使用寿命长（6）不能自锁（7）制造工艺复杂】4、轴系设计时的重点是什么？【轴的材料、轴的结构设计、采用合理结构措施提高疲劳强度、轴的刚度计算】4、谐波齿轮减速器主要由那几部分构成？【谐波齿轮减速器是由波发生器凸轮（输入端），柔性轮（输出端，齿数Z2），刚性轮（固定，齿数Z1）组成。】5、支撑形