机电一体化知识点

1.机电一体化：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设置与电子设置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

2.机电一体化系统组成：1机械系统（机构）2信息处理系统（计算机）3动力系统（动力源）4传感检测系统（传感器）5执行元件系统（电动机）3.机电一体化系统设计考虑方法：机电互补法、融合法和组合法4.机电一体化系统设计类型：1开发性设计2适应性设计3变异性设计5.机电一体化系统的设计准则：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的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本，以成本为核心的设计准则。

6.机电一体化系统设计规律：根据设计要求要求首先确定离散要素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系，这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。

7.滚珠丝杠副的典型结构类型：从螺纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴向间隙的调整方法进行区分1我国螺纹滚道有单圆弧形2滚珠循环方式：内循环、外循环3外循环：螺旋槽式、插管式、端盖式8.滚珠丝杠副；公称直径d0；指滚珠与螺纹滚道里在理论接触状态时包括滚珠球心的圆柱直径。

基本导程Pb；滚珠螺母相对滚珠丝杠旋转2π弧度时的行程。

公称导程Ph0；用作尺寸标识的导程值。

行程；转动滚珠丝杠或滚珠螺母时，滚珠丝杠或滚珠螺母的轴向位移量9.滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预案；1双螺母螺纹预紧调整式。

特点；结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量的进行调整。

2双螺母齿差预紧调整式。

特点；可实现定量调整，即可进行精密调整，使用中调整较方便。

3双螺母垫片调整式。

特点；结构简单刚度高，预紧可靠，但使用中调整不方便。

4弹簧式自动调整预紧式；能消除使用过程中因磨损或弹性变形产生的间隙，但结构复杂轴向刚度低，用于轻载场合。

5单螺母变位导程预紧式。

特点；结构简单，紧凑，但使用中不能调整，制造困难10.滚珠丝杠副支撑方式组合方式；1单推---单推式；轴向刚度高，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；适合高刚度，高转速高精度的精密丝杠传动系统，但温度的升高会使丝杠的预紧力增大，易造成两端支承的预紧力不对称。

3双推---简支式；适用于中速，传到精度较高的长丝杠传动系统。

4双推---自由式；多用于轻载，低速的垂直安装的丝杠传动系统11.滚珠丝杠副的结构选择；根据防尘，可以防护条件以及对调隙及预紧的要求，可以选择适当的结构形式。

1允许有间隙存在---单圆弧形螺纹滚道的单螺母滚珠丝杠副。

2有预紧或使用过程中因磨损而需要定期调整---双螺母螺纹预紧或齿差预紧式结构3良好的防尘条件，只需在装配时调整间隙及预紧力时可采用结构简单的双螺母垫片调整预紧式结构12.滚珠丝杠副结构尺寸的选择；选用滚珠丝杠副时通常主要选择杠的公差直径和公称导程。

公称直径应根据轴向最大载荷按滚珠丝杠副尺寸系类选择。

螺纹长度在允许的情况下尽量要短，一般取螺纹长度/公称直径小于30。

基本导程应按承载能力、传动精度及传动速度选取13.谐波齿轮传动的工作原理；依靠齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递力和运动。

Wr=C 14.同步带传送；综合了普通带传动和链轮链条传动优点的一种新型传动。

它在带的工作面及带轮外周上的、均制有啮合齿，通过带齿与轮齿作啮合传动。

特点；传动准确，传动效率高能吸振噪声低传动平稳，能高速传动，维护保养方便15.间歇传动机构分类：棘轮传动，槽轮传动，蜗轮凸轮传动16.棘轮传动机结构组成：棘轮，棘爪17.棘轮传动机结构工作原理：棘爪装在摇杆上能围绕O转动，遥杆空套在棘轮凸缘上做往复摇动。

当摇杆做逆时针摆动时，棘爪与棘轮2的齿啮合，克服棘轮轴上的外外加力矩T，推动棘轮朝逆时针方向转动，此时止动爪在棘轮齿上打滑。

18.槽轮传动机构组成：拨销盘、槽轮19.槽轮传动机构工作原理：拨销盘以不变的角速度W0旋转，拨销转过2β角时，槽轮转过相邻两槽间的夹角2a。

在拨销转过其余部分的角2（π-β）时，槽轮静止不动，直到拨销进入下一槽内，又重复以上循环。

这样将拨销盘的连续运动变为槽轮的间歇运动。

20.导轨副的基本要求：导向精度高，刚性好，运动轻便平稳，耐磨性好，温度表化影响小以及结构工艺好。

1导向精度：导轨的结构类型，导轨的几何精度和接触精度，导轨的配合间隙，油膜厚度，导轨和基础件的刚度和热变形。

2刚度：导轨副应有一定的接触精度（施加预载荷，以增加接触面积，提高接触刚度）3精度的保持性：进行正确的润滑和保护（多层金属薄板伸缩式防护罩）4运动的灵活性程低速运动的平稳性：采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴塑料导轨等；普通滑动导轨上使用含有极性添加剂的导轨油；用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动链、减少传动副等方法来提高传动系统的刚度。

21.静压导轨副的工作原理：将具有一定压力的油或气体介质通入导轨的运动件与导向支撑件之间，运动件浮在压力油或气体薄膜上，与导向支承件脱离接触，致使摩擦阻力（力矩）大大降低。

运动件受外载作用后，介质压力会反馈升高，以支承外载荷。

22.方向精度：运动件运动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。

置中精度：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。

23.运动学式圆柱支承：用五个适当的支点，限制其运动件的一个自由度，是运动件只保留一个绕其轴线转动的自由度。

（对置中精度和方向进度要求很高）半运动学式圆柱支承：克服点接触局部压力大的缺点，常采用小的面接触或线接触代替点接触；利用滚珠与轴套的锥形表面接触，实现轴的定向与承载；利用轴套下部的短圆柱与轴接触定中心。

由于采用点和面限制运动件的自由度，并且滚珠和轴套锥面具有自动定心作用，间隙对轴晃动的影响比标准圆柱支承小，因而精度提高。

24.为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？适当提到零部件本身的精度；合理设计传动链，减小零部件制造、装配误差对精度的影响；采用消隙机构，以减小或消除回程误差25.提高机架或机座抗震性措施：1提高静刚度“从提高固有振动频率入手，避免产生共振”2增加阻尼，因为增加阻尼对提高动刚度的作用很大，如液（气）动，静压导轨的阻尼比滚动导轨大，抗振性能好3在不降低机架或机座静刚度的前提下，减轻重量可提高固有抗振频率，如适当减薄壁厚，增加筋和隔板，采用钢材焊接替代铸件等4采用隔振措施，如加减振橡胶垫脚，用空气弹簧隔板。

5机座或机架稳定性：长时间的保持其几何尺寸和主要表面相对位置的精度，以防止产品原有精度的丧失。

措施：对铸件机座进行时效热处理26.机座或机架的结构设计要点：保证其自身刚度连接处刚度和局部刚度，同时要考虑安装方式，材料选择结构工艺性以及节省材料，降低成本和缩短生产周期等问题。

铸造机架的设计：1保证自身刚度的措施2提高机座连接处的接触刚度3机座的模型刚度试验4机座的结构工艺性5机座的材料选择焊接机架的设计：优点：在刚度相同的情况下可减轻重量30%左右；改型快，废品极少；生产周期短，成本低轻载焊接机架--型材焊接成立体框架，再装上面板，底板及盖板27.执行元件种类：1电动式执行元件---可使用商用电源，信号与动力的传送方向相同，有交流和直流2液动式执行元件---要求操作人员熟练，液压源为（20-50）X10五次方Pa3气动式执行元件---要求操作人员熟练，空气压力源的压力为（5-7）X10的五次方Pa28.比功率：衡量汽车动力性能的一个综合指标。

具体是指汽车发动机最大功率与汽车总质量之比29.控制用电动机种类：力矩电动机、脉冲电动机、开关磁阻电动机、变频调速电动机、各种AC/DC电动机。

30.直流伺服电动机调速驱动：晶闸管直流调速驱动和晶体管脉宽调理驱动PWM(脉宽调制)直流调速驱动当输入一个直流控制电压U时就可得到一定宽度与U成比例的脉冲方波给伺服电机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而得到不同大小的电压值Ua，使直流电动机平滑调速。

设开关S周期性的闭合、断开，闭和开的周期是T 31.交流伺服电机：SM（同步型伺服电机）；IM（感应型伺服电机）基本原理：检测SM（同步）型和IM （感应）型的气隙磁场方向相同的磁化电流和与气隙磁场方向垂直的有效电流来控制其主磁通量和转矩。

32.步进电机分类（特点）：1步进电机的工作状态下不易受各种干扰因素2步进电机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累计误差，但转子转够一圈以后，其累积误差为零，因此不会长期累积3控制性能好，在启动、停止反转时不易“丢步”33.步距角：数控机床数控装置每发出一个脉冲信号，就是步进电动机的转子旋转一个固定的角度，该角度称为步距角转子沿逆时针方向一步步的转动每步转过30度a=360°/（2m）34.1步进电机的静态特性：他在稳定状态时的特性，包括静扭矩、角特性及静态稳定区 2 步进电机的动态特性：直接影响系统的快速响应及工作的可靠性3指标：动态稳定区起动转矩T0、最高连接运行频率及矩频特性、空载起动频率与惯频特性4技术指标:电动机外径、（反应、混合、永磁）式步进电机、励磁绕阻相数或代码、BF反应式、BYG混合式35.步进电机驱动电源组成：脉冲分配器+功率放大器36.步进电动机功率放大种类：单电压功率放大器；高低压功率放大器；恒流斩波功率放大电路37.最小工作模式：单处理器系统，即系统中只有8086/8088一个微处理器最大工作模式多处理器系统（相对最小模式而言）38.机电一体化系统，设计指标和评价标准包括性能指标、系统功能、使用条件、经济效益39.什么是三相六拍通电方式：如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态这种发式称为单双相轮流通电方式如A-AB-B-BC-C-CA...40.步进电动机通电环形分配3种常用方法;1采用计算机软件分配器2小规模集成电路搭接的硬件分配器3专用模块分配器41.什么是机电一体化系统？精密机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。

42.典型的机电一体化系统有那几种分类？机械手关节伺服系统；数控机床；工业机器人；自动导引小车；顺序控制系统；数控自动化制造系统；微机电系统。

43.顺序控制系统的定义及分类？顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。

根据如何开始和终结操作，分为两类：当某一时间发生时，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制；在某一时刻或一定时间间隔之后，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制。

44.机电一体化系统按功能分为哪些模块？机械受控模块、驱动模块、测量模块和控制模块；控制模块又分为微计算机模块、接口模块、通信模块和软件模块。

45.简述系统定义的要点？系统从广义上可以定义为两个或两个以上事物组成的相互依存，相互作用，共同完成某种特46.通信模块的功能是什么？传递信息，实现系统的内部、外部，近程和远程通信。