机电一体化期末复习资料

第一章
1、机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与微电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

可以说，机电一体化是机械技术、微电子技术及信息技术相互交叉、融合（有机结合）的产物。

2、机电一体化系统的五大要素及其相应的五大功能
3、机电一体化的目的是提高系统（产品）的附加价值，所以附加价值就成了机电一体化系统（产品）的综合评价指标。

4、机电一体化系统的设计类型:（1）开发性设计它是没有参照产品的设计，仅仅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（系统）。

（2）适应性设计它是在总的设计方案、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，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。

（3）变异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需求。

5、机电一体化系统的设计准则主要考虑人、机、材料、成本等因素，而产品的可靠性、适用性与完善性设计最终可归结于在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。

6、并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统（产品）设计，就是说，在设计过程中对系统（产品）生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。

7、简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。

答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的CAD的研究成果。

2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。

3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。

4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。

5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。

绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。

6、反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的系统进行剖析、重构、再创造的设计。

7、网络合作设计是现代设计最前沿的一种方法。

其核心是利用网络工具来汇集设计知识、资源以及知识获取的方法进行设计。

第二章
1、机械传动部件通常有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动
部件等，其主要功能是传递转矩和转速。

2、滚道型面与滚珠接触点的法线与丝杠轴向的垂线间的夹角α称为接触角，一般为45°。

3、滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。

外循环：1、螺旋槽式；2、插管式；3、端盖式。

4、各级传动比的最佳分配原则：1、重量最轻原则；2、输出轴转矩角误差最小原则；3、等效转动惯量最小原则。

5、刚轮有内齿圈，柔轮有外齿圈，其齿型为渐开线或三角形，齿距相同而齿数不同，刚轮的齿数zg比柔轮的齿数zr多几个齿。

6、调整齿轮间隙的方法：圆柱齿轮传动1、偏心套（轴）调整法；2、轴向垫片调整法；3、双片薄齿轮错齿调整法（轴向拉簧式,可调拉簧式）。

斜齿轮传动(垫片错齿调整,轴向压簧错齿调整)
7、简述导轨的主要作用，导轨副的组成、种类及应满足的基本要求。

导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。

导轨副主要由承导件和运动件两部分组成。

种类：滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨、开式导轨、闭式导轨。

基本要求：导向精度高、刚性好，运动轻便平稳，耐磨性好，温度变化影响小以及结构工艺性好。

8、三角形导轨在垂直载荷的作用下，磨损后能自动补偿，不会产生间隙，故导向精度较高。

9、简述旋转支承的种类及其基本要求。

按其相互摩擦的性质可分为滑动、滚动、弹性、气体（或液体）摩擦支承。

对支承的要求应包括：1方向精度和置中精度；2摩擦阻力矩的大小；3许用载荷；4对温度变化的敏感性；5耐磨性以及磨损的可补偿性；6抗振性；7成本。

方向精度是指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。

置中精度是指在任意截面上，运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移的程度。

10、圆锥支撑的方向精度和置中精度较高，承载能力较强，但摩擦阻力矩也较大。

11、滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些？ 1、双螺母螺纹预紧调整式 2、双螺母齿差预紧调整式 3、双螺母垫片调整预紧式 4、弹簧式自动调整预紧式 5、单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式
12、简述滚珠丝杠副的支承方式及特点？1单推—单推式：轴向刚度较高，预拉伸安装时，预紧力较大，但轴承寿命比双推—双推式低。

2双推—双推式：该方式适合于高刚度，高转速，高精度的精密丝杠传动系统。

3双推—简支式：双推端可预拉伸安装，预紧力小，轴承寿命较高，适用于中速、传动精度较高的长丝杠传动系统。

4双推—自由式：轴向刚度和承载能力低，多用于轻载、低速的垂直安装的丝杠传动系统。

第三章
1、脉宽调制的工作原理：利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压加在直流电动机的电枢上，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，从而调节电机的转速。

2、步进电动机又称脉冲电动机。

它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。

只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电动机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向。

因此，步进电机广泛应用于开环控制的机电一体化系统，使系统简化，并可靠地获得较高的位置精度。

3、细分驱动要实现细分，需要将绕组中的矩形电流波改成阶梯形电流波，即设法使绕组中的电流以若干个等幅等宽度阶梯上升到额定值，并以同样的阶梯从额定值下降为零。

第四章
1、8086/8088CPU最小工作模式是指单处理器系统。

最大工作模式是相对于最小模式而言的。

其特征是系统中可以包括两个或多个微处理器，即允许多个处理器一起工作，系统的控制信号由总线控制器提供。

2、Z80CPU数据总线用的驱动器必须具有双向性。

3、点亮显示器有静态和动态两种方法。

4、光电隔离电路的作用：1可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电2可以进行电平转换3提高驱动能力
5、传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。

第五章
1、反馈就是通过适当的检测传感装置将输出量的全部或一部分返回到输入端，使之与输入量进行比较，用其偏差对系统进行控制，反馈控制的目标是使该偏差为零。

2、采样是指将连续时间信号转变为脉冲或数字信号的过程。

第六章
1、初步设计方案确定之后就要进行定量的分析计算，分析计算包括稳态设计计算和动态设计计算。

2、积分调节器的特点是能消除误差，响应慢
3、冗余技术又称储备技术。

它是利用系统的并联模型来提高系统（产品）可靠性的一种手段。

冗余有工作冗余（又称工作储备或掩蔽储备，是一种两个或两个以上单元并行工作的并联模型）和后备冗余（又称非工作储备或待机储备）两类。