重庆大学机电系统设计与分析试题
连杆机构在机械装备中的应用
连杆机构在机械装备中的应用(总7页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除研究生课程考核试卷（适用于课程论文、提交报告）科目：机电系统设计与分析教师：江桂云姓名：沈振宇学号：专业：机械工程领域类别：课程论文上课时间： 2016年9月至2016年11月考生成绩：阅卷教师 (签名)重庆大学研究生院制连杆机构在机械装备中的应用摘要：连杆机构是机械设备中常见的一种机构，它往往由若干根杆状机构组成，有时还会用凸轮和滑块来代替其中一部分连杆，因为其制造简便，易于获得较高的制造精度以及其灵活多样的组合方式而广泛应用于机械行业。
关键词：连杆机构、工业生产、运动学原理1连杆机构的基本介绍1.1常见的四杆机构连杆机构中最基本的单元被称为运动副[1]，由四个运动副可以构成最简单的连杆机构，即四杆机构。
许多机械设备中的结构都可以看作是由若干个四杆机构组成的，因此，了解四杆机构是了解连杆机构的第一步。
四连杆机构一般由四根杆状构件组成，四根杆状机构一般分为曲柄、摇杆、连杆和机架。
而根据选取不同的机构作为原动件和从动件时，四杆机构又可以分为双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构（如图1.1）。
图1.1 四种常见的连杆机构1.2曲柄滑块机构这些四杆机构的共同特点是将由电机所提供的扭矩，即平面圆周运动转化为平面曲线往复运动，倘若用滑块来代替四杆机构中的摇杆，还能获得平面直线往复运动，这种机构被称之为曲柄滑块机构（如图1.2）图1.2曲柄滑块机构2连杆机构的应用在工程实际中，机械设备不会只是单纯四杆机构，它们往往由很多根杆状构件以及滑轮、滑块等其他非杆状构建组成，但其原理仍然是使原动机运动的运动方式发生改变，以获得人们所期望的运动方式。
2.1牛头刨床例如用滑块代替四杆机构中的连杆，可以获得不同于曲柄滑块机构的另一种机构，摆动导杆机构，与曲柄滑块机构不同的是，摆动导杆机构可以在有限的空间内获得更大的行程，牛头刨床正是基于这一原理而被设计出来的[2]。
机电系统设计试题(整理)
重庆大学硕士研究生《机电系统设计与分析》考试试题七教325、329 2014年1月3日 6:30-8:30一、填空题1、某加工中心机床涉及到的机电一体化关键共性技术有：精密机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术和系统总体技术。
2、机电一体化包括了两个方面的内容，一是机电一体化技术，二是机电一体化产品。
3、现代观点认为，机电一体化产品结构组成包括主机、驱动部分、检测显示部分、控制部分四个部分组成。
4、数控机床的主功能是切削加工，动力功能由电动机装置实现，计测功能由传感器装置实现，控制功能由数控装置装置实现。
5、在数控机床主轴系统中的皮带一般采用同步齿形带和多联V带。
6、传感器的静态特性指标主要包括：线性度、灵敏度、迟滞性和重复性。
7、MOV A , 30H的含义是指把常数30H送到累加器A 中。
8、某机电产品的体积为2cm3，则该产品属于机电一体化产品。
9、机电传动也称为电力拖动，它是指以电动机为原动机，通过传动机构驱动工作机构来完成产品目的功能的系统。
10、机电一体化包括了两个方面的内容：机电一体化的产品；机电一体化的技术。
11、结构方案设计的原理主要有最小阻尼原理、稳定性原理、自补偿原理、力平衡原理、任务分配原理、变形协调原理等。
12、常用的现代设计方法有计算机辅助设计、并行工程设计、虚拟产品设计、绿色设计和反求设计等。
13、齿轮传动间隙指的是齿轮传动的齿侧间隙。
14、为实现高速、大功率的传动，可选用的挠性传动机构有：窄V带传动、多联V 带传动、同步齿形带传动。
15、某机电产品的体积为0.5cm3，则该产品属于微机电一体化产品。
16、电容式传感器可分为变介质型、变极距型和变面积型。
17、按传感器输出电信号的参量形式，可分为电压输出、电流输出和频率输出。
18、系统元件可分为能量储存元件、能量消耗元件、能量变换元件、能源元件和能量传输和转换元件。
19、确定和选择结构方案时应遵循的三项基本原则是：明确、简单和安全可靠。
机电一体化系统设计考试试题及答案
《机电一体化系统设计》课程试卷1参考答案一.填空1.通常一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。
2.结构设计中的自增强原则是指在正常工作条件下，辅助效应与初始效应的作用方向相同，总效应为两者之和；在力传递原则中，力流路线越短，零件的结构刚性__越好__；卸荷皮带轮就是结构设计中应用任务分配原则的实例。
3.系统的传递函数定义为当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
4.传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和分辨力等。
5.电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。
6.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋副轴向间隙的调整。
7.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。
8.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。
9.直流伺服电机的优点是稳定性好、可控性好、响应迅速和转矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好等。
二、简述题1.在机电一体化产品的设计中常常引入现代设计方法，简述你所熟悉的一种现代设计方法的基本思想。
2.比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺点。
3.简述机电一体化产品方案设计中黑箱法的基本原理。
答案：1、例如可靠性设计。
可靠性指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
可靠性设计作为一种新的设计方法，只是常规设计方法的深化和发展，所以机械设计等相关课程所阐明的计算原理、方法和基本公式，对可靠性设计仍然适用。
但其又有别于传统设计方法，主要表现在以下几点：①可靠性设计法认为作用在零部件上的载荷（广义的）和材料性能等都不是定值，而是随机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述；②由于载荷和材料性能等都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解；③可靠性设计法认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性，并且可以定量地回答产品在工作中的可靠程度，从而弥补了传统设计方法的不足。
重庆大学-机械电气控制及自动化考试题
一、填空题（每空1分，共30分）1、传统观点认为，机械设备由原动机、部分组成。
2、调速包含两个方面的含义，它们分别是和速。
3、熔断器通常用来进行护，而热继电器则用来进行护。
4、交流调速的方法有三种，它们是速速、速。
其中速是有极调速。
5、P L C的选型主要从个方面考虑。
6、P L C的周期工作方式包括三个阶段，它们是7、三相单三拍的通电顺序是“三相”指“单”指“三拍”指8、逐点比较法中每走一步要完成四个工作节拍：9、数控机床由控制介质五个部分组成。
10、常用的时间继电器有电子式时间继电器、电动式时间继电器、间继电器、间继电器。
二、判断题（10分，共10题，每题1分）1、在只有一个工作机构的生产机械上有时也可采用多电机拖动系统。
（）对错2、电力拖动系统的发展历程中，最初是F-D系统，接下来是交磁放大机-直流电动机系统，再接下来是继电器-接触式系统。
（）对错3、直流电机因具有良好的起、制动特性，在很宽的调速范围能实现平滑调速等优点，一直被认为是工业调速的原动机。
（）对错4、交流电机调速方法中，改变极对数的方法调速属于有极调速。
（）对错5、在电机调速闭环控制系统中，为保证系统的稳定性，当负载增加引起转速下降时，要求闭环系统能调节电机转速回升到原来的数值或略高于原来的数值。
（）对错6、在电器控制线路图中，同一电器元件的不同部位可画在不同地方。
（）对错7、自动开关具有过载保护、欠压保护及短路功能，因而在一定情况下它可以取代熔断器、热继电器等。
（）对错8、接触器具有短路保护功能。
（）对错9、对中小型普通车床的主电机必须采用降压起动控制线路。
（）对错10、为实现多地点起动控制，需将分散在各操作站的起动按钮引线串联连接。
（）对错三、选择题（20分，共10题，每题2分）1、L D I指令的含义是（）。
A、取与母线相连的常开触点B、取与母线相连的常闭触点C、常开触点串联连接指令D、驱动输出指令2、关于梯形图设计规则中，以下说法错误的是：（）。
机电一体化系统设计试题
习题七答案1、简述干扰的三个组成要素。
干扰的形成包括三个要素：干扰源、传播途径和接受载体.2、简述电磁干扰的种类。
（1）、静电干扰（2）、磁场耦合干扰（3）、漏电耦合干扰（4）、共阻抗干扰（5）、电磁辐射干扰3、简述干扰对机电一体化系统的影响。
在机电一体化系统的工作环境中，存在大量的电磁信号，如电网的波动、强电设备的启停、高压设备和开关的电磁辐射等，当它们在系统中产生电磁感应和干扰冲击时，往往就会扰乱系统的正常运行，轻者造成系统的不稳定，降低了系统的精度；重者会引起控制系统死机或误动作，造成设备损坏或人身伤亡。
4、什么是共模干扰？共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断的共有的信号干扰。
如图7-3所示检测信号输入A/D转换器的两个输入端上的公有的电压干扰。
5、分析在机电一体化系统中常用的抗干扰措施。
抑制干扰的措施很多，主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法6、什么是屏蔽技术及其分类？屏蔽是利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。
按需屏蔽的干扰场的性质不同，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。
7、机电一体化中隔离方法有哪些？隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法8、常用的滤波器有哪些并分析他们的适用场合？滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。
由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多，因此，当接受器接收有用信号时，也会接收到那些不希望有的干扰。
这时，可以采用滤波的方法，只让所需要的频率成分通过，而将干扰频率成分加以抑制。
常用滤波器根据其频率特性又可分为低通、高通、带通、带阻等滤波器。
低通滤波器只让低频成分通过，而高于截止频率的成分则受抑制、衰减，不让通过。
高通滤波器只通过高频成分，而低于截止频率的成分则受抑制、衰减，不让通过。
带通滤波器只让某一频带范围内的频率成分通过，而低于下截止和高于上截止频率的成分均受抑制，不让通过。
重庆大学_电气传动_样题
重庆大学电气传动样卷姓名： 班级： 学号：一．选择题1、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和_________之和所平衡。
（ D ）A ．静态转矩B ．加速转矩C ．减速转矩D ．动态转矩2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变化是 。
（ B ）A ．减速B ．加速C ．匀速D ．停止3、机电传动系统中如果T M <T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变化是 。
（ C ）A ．加速B ．匀速C ．减速D ．停止4、直流电动机最常用的启动方式是_________。
（ B ）A ．串电阻启动B ．降压启动C ．直接启动D ．调节励磁启动5、_________的调速方式可以实现对恒转矩型负载的无极调速。
（ A ）A ．调压调速B ．串电阻调速C ．弱磁调速D ．A 和B6、直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变_________。
（ B ）A ．K eB ．ΦC ．I aD ．U7、设计在Hz f 501=电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为Hz 60的电网上，其电动机的 。
（ D ）A ．st T 减小，max T 不变B ．st T 减小，max T 增大C ．st T 增大，max T 增大D ．st T 减小，max T 减小8、三相异步电动机带动一定负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机转矩_________。
（ B ）A ．增加B ．不变C ．减小D ．等于零9、鼠笼式异步电动机不采用_________方法启动。
（ B ）A ．全压启动B ．逐级切除启动电阻C ．延边三角形启动D ．Y-∆降压启动10、电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，特点是 。
（ C ）A ．电压继电器的线圈与被测电路串联B ．电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小C ．电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大D ．电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻大二．填空题1. 机电传动系统的发展经历了 成组拖动 、单电动机拖动和 多电动机拖动 三个阶段。
机电系统设计期末考试复习资料
《机电系统设计》课程综合复习资料一、问答题1、简述柴油机的工况一般分哪几类，并举例说明。
答案：⑴固定式工况:内燃机的转速由变速器保证而基本不变，垂直线1表示。
如驱动水泵、发电机。
⑵螺旋桨工况:整个稳定工况为曲线2，如驱动船用螺旋桨。
⑶车用工况：曲线3为各种转速下所输出的最大功率线。
它们的转速在最低稳定转速n min 和最大许用工作转速n max 之间变化。
如驱动载重汽车、坦克等。
2、简述电动机是如何分类的。
答案：电动机按电源不同，可分为：⎪⎩⎪⎨⎧→⎩⎨⎧→励、并励、串励、复励按励磁方式，分为：他直流电动机异步电动机同步电动机是否相同按电机转速与磁场转速交流电动机3、谈一谈你对内燃机万有特性的理解。
答案：表示柴油机各主要参数之间关系的综合特性称为万有特性。
柴油机的万有特性以转速n 为横坐标，平均有效压力e p 为纵坐标，作出的若干条等e e P g ,的曲线组。
它表示各种转速、各种负载下的燃油经济性以及最经济的负荷和转速。
4、简述何谓工作机械的工作制。
答案：一般用负载持续率FC 表示，FC ＝t w /(t w +t 0)×100%。
t w —机械工作时间；t 0—机械停歇时间。
5、简述衡量产品可靠性的指标。
答案：可靠度、失效概率、失效率、寿命指标、维修度、有效度等。
6、简述执行构件的运动形式。
答案：⑴平面运动，包括转动、移动；⑵空间运动。
7、试分析机械系统设计从有无样机可供参考的角度划分，哪种情况属于变型设计？请举例说明。
答案：可以分成开发性设计、变型设计以及仿型设计。
举例：变速自行车。
8、从系统的角度，简述人（操作者）-机械系统--环境之间的具体联系。
答案：具体体现在以下几个方面：⑴人（操作者）-机械系统；⑵振动；⑶噪声：机械系统产生的环境噪声影响人的身心健康，噪声也会对仪器设备产生影响。
9、简要说明闭环控制系统由哪些环节组成？答案：闭环控制系统包括给定环节、测量环节、比较环节、校正放大环节、执行环节。
机电系统设计试卷5答案
机电系统设计试题五答案一、（20分）填空题1、机电一体化系统主要的五大组成部份是：控制系统（单元、装置）、传感检测系统（单元、装置）、执行系统（单元、装置）、驱动（动力）系统（单元）、机械本体。
2、常用的控制系统的类型包括：机械控制、电子控制和流体控制；或开环控制、半闭环控制和闭环控制三大类。
3、齿轮传动中消除齿侧间隙的方法主要有：双片齿轮错齿法、偏心套调整法和轴向调整法等4、组成谐波齿轮传动的三个基本构件是：柔轮、刚轮、波发生器。
5、伺服机械传动系统的设计指标主要包括：传动精度高、响应速度快、稳定性好。
6、主轴组件设计的基本要求：就是在一定的载荷和速度下，获得一定的回转精度。
二、（24分）简述题说明：主要要点答全满分，要点不全酌情扣分1、什么是阿贝原则？满足阿贝原则的目的是什么？答：阿贝原则：若使量仪给出正确的测量结果，必须将仪器的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。
目的是提高测量精度.2、滚珠丝杠副常用的支承方式有哪些？计算其传动刚度时应考虑哪些刚度？最小传动刚度如何计算？答：常用的支承方式：一端固定、一端自由；一端固定、一端简支；两端简支；两端固定四种形式。
进行计算时考虑的刚度：滚珠丝杠的拉压刚度；滚珠丝杠与螺母接触刚度；推力轴承轴向接触刚度；轴承支座的刚度；螺母支座的刚度等。
最小传动刚度为：3、滚珠丝杠预紧方式有哪些？其最佳预紧力和最大轴向载荷F的关系？答：滚珠丝杠的预紧方式有双螺母垫片式、双螺母螺纹式、双螺母齿差式等；其最佳预紧力为和最大轴向载荷F的1/34、分析造成导轨低速运动时产生爬行的因素及消除爬行的措施。
答：产生主要原因：①、静摩擦力和动摩擦力之间的差值，越大越容易产生爬行；②、进给传动系统刚度太低；③、运动速度太低。
消除的措施：①、提高传动系统刚度；②、减小摩擦力的变化。
三、（6分）某四相反应式步进电动机，转子齿数为120个齿，当其按照A-B-C-D 、A-AB-B-BC-C-CD-D-DA和AB-BC-CD-DA三种通电方式运行时，试分别计算其步距角。
机电一体化系统设计试题及答案
一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_内旋换和外循环2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括___ _______，__________，__________ ，__________。
3. 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，顺序控制器通常用________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的______________________，使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。
8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
9. 复合控制器必定具有__________________________________。
10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 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，顺序控制器通常用( )A. 单片机B. 2051C. PLC5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。
《机电系统设计》复习题全答案版
《机电系统设计》复习题一、单项选择题1. 滚珠丝杆副的基本导程减少，可以( D )A. 加大螺旋升角B. 提高承载能力C. 提高传动效率D. 提高精度2. 某步进电动机三相单三拍运行时步距角为3°，三相双三拍运行时步距角为(A )A. 3°B. 6°C. 1.5°D. 7.5°3. MEMS的意思是(A )A. 微机电系统B. 柔性制造系统C. 计算机集成制造系统D. 微电子系统4. 某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距1.5，应采用的通电方式为(C )A. 单拍制B. 双拍制C. 单双拍制D. 细分电路5. “机电一体化”含义是( C )A. 以机为主加点电B. 机械部与电子部合并C. 机械与电子的集成技术D. 以电淘汰机6. 在机电一体化系统设计中，齿轮系常用于伺服系统传动机构中，作用是(A )A. 减速，增矩B. 增速，增矩C. 增速，减矩D. 减速，减矩7. 易产生低速爬行现象的导轨是(C )A. 滚动导轨B. 静压导轨C. 滑动导轨D. 气浮导轨8. 机械传动装置在机电一体化系统中是必不可少的，因为在电动机和负载之间经常需要(A )A. 匹配转矩和转速B. 增加传动功率C. 缩小传动功率D. 维持转速恒定9. PWM指的是(B )A. 机器人B. 脉宽调制C. 计算机集成系统D. 可编程控制器10. 若两平面之问的油液成楔形，二者相对运动时将产生压力，从而可以承载。
利用这一原理设计出各种形式的滑动摩擦支承轴系为( C )A. 液体静压支承B. 气体静压支承C. 液体动压支承D. 气体动压支承11. 在满量程范围内由同一方向趋近同一个输入，连续几次测量所得输出之间的最大差值称(B )A. 可复现性B. 重复性C. 误差D. 精度12. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过________ 决定转角位移的一种伺服电动机。
(B )A. 脉冲的宽度B. 脉冲的数量C. 脉冲的相位D. 脉冲的占空比13. 测得码盘式转速传感器发出500个脉冲所用的时间为10s，码盘每转脉冲数为20，则转速为(D)A. 25r/minB. 30r/minC. 50r/minD. 150r/min14、出现低速爬行现象不稳定的主要原因是（B ）。
机电一体化系统设计试卷3答案
《机电一体化系统设计》课程试卷3参考答案共3页一. 单项选择题1. A2. C3. D4. C5. A6. A7. B8. D9. C 10. A11. B 12. D 13. A 14. D 15. A16. C 17. B 18. B 19. A 20. A二. 填空题1.内循环2. 相同3. 输出量4.相反5. 自平衡三. 简答题1、 答：机械本体、动力与驱动部分、传感与检测部分、控制与信息处理部分、执行机构（各3分）2、应用选择表法的目的是从众多的方案中挑出一种最优的方案。
步骤是：首先根据产品的功能要求列出拟定的选择标准及各种方案，选择标准列的越详细判断最优方案的准确度越高；然后将各种方案按选择标准进行评价，从中挑出最优方案。
3、等效为8个。
可编程控制器的继电器线圈只是存储器中的一位若该位的状态为1，则表示线圈带电；若该位的状态为0，则表示线圈失电。
故可编程控制器的线圈又称为软线圈。
4、与直齿圆柱齿轮传动相比较，斜齿轮的优点是①传动平稳、噪声小。
因为斜齿轮的齿廓接触线是斜线，每对齿都是逐渐进入啮合和逐渐退出啮合的。
②承载能力较高，运转平稳，适用于高速转动。
由于斜齿轮传动的重合度较大，并随着齿宽和螺旋角的增大而增大，故承载能力较高。
③最少齿数少于直齿轮的最少齿数。
但是斜齿轮传动的缺点是会产生附加的轴向力，且螺旋角越大，附加轴向力越大。
5、 力平衡原理就是通过相应的结构措施,使一些无用的力在其产生处立即被部分或全部平衡掉，以减轻或消除不良的影响。
例如虽然斜齿轮传动平稳、承载能力高，但是斜齿轮传动会产生附加的轴向力。
为了抵消这种附加的轴向力，在有些场合用人字齿轮代替斜齿轮传动。
四、分析、计算题1、图（b ）所示的结构形式较好。
根据结构设计中的力传递原则，力流转向越平缓越好。
图（a ）所示的力流方向变化急剧，A 处应力集中严重；而图（b ）所示的结构力流方向变化较平缓，应力集中小。
2、解：根据复阻抗概念及基尔霍夫电压定律得：)1(21SC R R I U i ⋅++'⋅= SC I U o ⋅⋅=21 211S L C S L R ⋅⋅+⋅='联立解上述3个方程得：32212212221)(11SL R C C S L C C S R C S L C U U i o ⋅⋅⋅⋅+⋅⋅++⋅⋅+⋅⋅+= 3、解：因为 Zk m f n ⋅⋅=60 （r/min ） 所以 40060242510060=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=Z k m n f （Hz ） 4、解：该机械系统的力——电压相似模拟电路5、工作原理为：衔铁处于中间位置时，21L L =，21L L i i =，0=∆i ，0=o U ；衔铁移动时，一个线圈自感增加，另一个减小，0≠∆i ，产生输出电压o U ；由o U 和i ∆的大小和方向可判断出衔铁的位移大小和方向。
机电系统设计试卷1答案
机电系统设计题库答案一一、填空题（每空2分，共28分）1、机械传动装置要满足的性能要求是 高精度 、 高响应速度 、 稳定性好 。
2、步进电机动态转矩随着脉冲频率的升高而 减小 (减小、增大)。
3、直流伺服电机常用调速方法有 改变电枢外加电压 、 改变磁通量 、 改变电枢电路的电阻 。
4、谐波齿轮传动中当刚轮固定时，如果波发生器的回转方向为顺时针，则柔轮的转向为 逆时针 。
当柔轮固定，如果波发生器的回转方向为逆时针，则刚轮的转向应为 逆时针 。
5、机电系统中，系统的固有频率越 小 （大、小），越容易产生谐振；传动系统的刚度越 大 （大、小），系统的固有频率越高，系统的质量越 大 （大、小），系统的固有频率越低。
6、齿轮传动常见的消隙方法有轴向垫片调整法、 双片齿轮错齿法 和 偏心套法 。
二、简答题（共17分）1、答：控制单元：键盘、计算机、显示 （1分）动力单元：电源、功放、电机 （1分）传感检测单元：光电编码器、信号处理 （1分）执行单元：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台 （2分）2、答：（1）运动学设计原则S = 6-q 。
（1分）（2）基准面合一原则。
（1分）（3）传动链最短原则。
（1分）（4）“三化”原则：零件标准化、部件通用化、产品系列化。
（1分）（5）阿贝原则：若使量仪测量结果准确，必须将测量仪的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。
（2分）3、答：1）常用丝杠螺母副有“单推—单推、双推—双推、双推—简支、双推—自由”四种支撑方式； （2分）2）图示为“双推—双推” 支撑方式，其特点及适用范围为：①轴向刚度最高；②预拉伸安装，预加载荷较小，轴承寿命较高；③适宜高速、高刚度、高精度。
（4分）三、分析计算题（24分）1、解： 1. 当柔轮固定时，0=r ω，则r g H g H H rg z z i =--=ωωω0， g r g g r H g z z z z z -=-=1ωωr g g g H Hg z z z i -==ωω设200=r z 、202=g z 时，则101=Hg i 。
(完整版)机电一体化系统设计试题与答案
一、填空题(每空1分，共20分)1．滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。
2．机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括、、、3．在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下,首先应保证系统的，并尽量高伺服系统的响应速度.4．。
实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是、、。
5．抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、、、、合理布局和软件抗干扰技术。
6．机电一体化系统一般由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等部分组成.7．机电一体化系统(产品）设计类型大致可分为________________、适应性设计、________________。
二、简答题（每题5分,共30分）1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些2、什么是三相六拍通电方式？3、简述PWM脉宽调速原理。
4、简述香农采样定理。
5、什么叫传感器？它是由哪几部分组成的？6、步进电动机常用驱动电路中功率放大电路有哪几种类型?三、计算题（共20分）(将本题答案写在答题纸上）（一）、（10分）三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电,要求电动机转速为120r/min ，输入脉冲频率为多少？步距角为多少?（二)、（10分） 光栅传感器,刻线数为100线/mm,设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位 移是多少毫米?若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？ 四、综合分析题(共30分)（一)、分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。
(二）、伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能?一、填空题（每空1分，共20分)1、内循环、外循环2、性能指标 系统功能 使用条件 经济效益3、稳定性4、 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5、隔离 滤波 接地6、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分7、开发性设计 变参数设计二、简答(每题5分,共30分）1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。
机电一体化系统设计试题及答案
机电一体化系统设计试题课程代码：02245一、单项选择题(本大题共14小题，每小题1分，共14分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( B )A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A )A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( D )A.内循环插管式B.外循环反向器式C.内、外双循环D.内循环反向器式4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( C )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm5.直流测速发电机输出的是与转速( C )A.成正比的交流电压B.成反比的交流电压C.成正比的直流电压D.成反比的直流电压6.电压跟随器的输出电压( C )输入电压。
A.大于B.大于等于C.等于D.小于7.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( B )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右图称( B )A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性9.计算步进电动机转速的公式为( C )A. B.T sm cos C. D. 180°-10.一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间t s( B )A.增大B.减小C.不变D.不定11.已知f(t)=a+bt，则它的拉氏变换式为( B )A.+bB.C.D.12.连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的( C )使得它们同步协调到达目标点。
A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( A )A.(A+)·(+B)B.A·+·BC.(A+B)·(+)D.A·B+·14.累计式定时器工作时有( B )A.1个条件B.2个条件C.3个条件D.4个条件二、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)15.机电一体化16.轴系的动特性17.灵敏度(测量)18.永磁同步电动机19.复合控制器三、简答题(本大题共4小题，每小题4分，共16分)20.机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?21.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?22.步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关?23.什么是PLC的扫描工作制?四、计算题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)24.已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速n H=600r/min。
《机电一体化系统设计》期末考试试卷附答案
《机电一体化系统设计》期末考试试卷附答案一、判断（每小题3分，共30分）1、机电一体化系统内部应具备五种功能：动力、控制、计测、操作、构造。
（）2、步进电机的种类有交流型和直流型。
（）3、导轨硬度越高，其耐磨性越差。
（）4、机电一体化系统中常用的执行元件是液压式。
（）5、执行元件的种类有：电磁式，液压式，气压式（）6、在输出功率相同的条件下，交流伺服电机的比功率最高，直流伺服电机次之，步进电机最低。
（）7、步进电机的工作状态只与控制脉冲的频率有关，与电压电流的变化无关。
（）8、用于滚珠丝杠支承的轴承有：止推轴承和深沟球轴承。
（）9、动态稳定区比静态稳定区的区域大大。
（）10、机电一体化系统中常用的间歇传动机构：棘轮、槽轮、蜗形凸轮机构。
（）二、选择（每小题4分，共40分）1、下列属于机械接口的是（）。
A.导线B.联轴器C.光电耦合器D.单片机2、常用的导轨间隙调整方法有。
（）A.双螺母调整式B.减小承重C.压板和镶条D.内循环3、三相步进电机以三相六拍顺序通电，转子的齿数为40，此时的步距角为：（）A.1°B.10°C.3°D.20°4、电度角为（）时，为静态稳定区。
A.-л<θ<+лB.0<θ<+лC.-л<θ<0D.2л5、把一个步距角分成若干个步距角的方法称为（）。
A.细分驱动B.脉冲C.梯形波D.正弦波6、利用压缩液体进行能量转换得执行元件类型是（）A.液压式B.电气式C.气压式D.动力用电机7、E2PROM存储器指的是（）的半导体存储器。
A.掩膜型B.紫外线擦除型C.电擦除型D.静态存储型8、三相六拍通电方式的步进电机距-角特性曲线族中，每一曲线依次错开的角度为（）A.2л/3B.л/6C.л/2D.л/39、系统的工作性能很大程度上取决于（）。
A.控制器B.电动机C.传感器D.接口性能10、可在使用中进行调整的预紧调整法是（）。
重庆大学研究生课程机电系统设计与分析：第一章机电简述
对设计者的要求
开发性设计 要求设计者具有扎实的基础理论、丰富的想象力和敏锐 的市场洞察力。 适应性设计 要求设计者对原有产品及相关的市场需求、变化和技术 进步要有充分的了解和掌握。 变异性设计
要求设计者注意防止因参数变化可能对产品性能产生 的影响。
进行机电一体化产品设计时，应尽量以计算机为工具，充分利用计 算机辅助设计、仿真分析、模拟设计、优化设计、动态分析设计、可 靠性设计等现代化设计方法，以提高产品的效率和质量。 机电一体化设计同样也要遵循产品的一般性设计原则，即在保证 产品目的功能、性能和使用寿命的前提下，尽量降低成本。这意味着，
由图知：在当代机电一体化产品中，单纯的机械技术 的附加值越来越少，而微电子技术的附加值越来越高， 因此其经济效益也相应增高。
二、机电一体化产品设计及其工程路线
1、机电一体化设计
机电一体化设计是按机电一体化思想，原理和方法进行的机电一体 化设计，它是一项复杂的系统工程，需要综合应用各项共性关键技术才 能完成。
产品 采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代机电 产品。该“产品”主要是机械系统（或部件）与微电子系统（或部件 与软件）相互置换或有机结合而构成的新的“系统”，且赋予其新的 功能和性能的新一代产品。
机电一体化的实质
利用系统工程的观点来分析和研究机电一体化产品和系统，综合 运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，通过各种技术的有机 结合，实现产品内部各组成部分之间的合理匹配和外部的整体效果最 佳。
程包括市场调研、产品构思、方案设计、详细
设计、质量规划与控制、制造工艺规范、样机
试制、正式生产、用户意见反馈、修改及完善
等各个阶段。
三、机电一体化系统设计与现代设计方法
重庆大学机电能力转换试卷B
重庆大学《机电能量转换》课程试卷 第1页 共1页重庆大学《机电能量转换》课程试卷A卷B卷2014— 2015学年 第2学期开课学院： 电气工程 课程号：15004520考试日期：2015.05.16考试方式：开卷闭卷 其他 考试时间： 120 分钟一、叙述机电能量转换装置的基本特点；以旋转电机为例试写出含电磁功率项的功率平衡方程式，并标注各部分功率含义；从电磁功率平均值不为0角度，分析旋转电机实现持续能量转换的基本条件。
（15分）二、双边激励机电系统，其电源激励端的电流和磁链i ψ-关系为： ()1212i a b ψθψ=+，()2221i b c θψψ=+，a 、c 为常数，求：（1）系统磁场储能和磁共能的表达式；（2）用1ψ、2ψ和()b θ表示该机电装置的电磁转矩。
（15分）三、如下图通有电流吸起重物的电磁铁，其线圈电阻为r ，电感为()L x ，弹簧系数为k ，利用拉格朗日方程列出该机电装置的运动方程。
（共15分）四、写出从dq 原型电机的电压方程利用矩阵变换原理推导αβ双轴原型电机的电压方程的详细过程。
（15分）五、推导恒功率变换时电压变换矩阵与电流变换矩阵之间应满足的关系？写出三相与两相之间的相变换矩阵和整流子变换矩阵，命题人：组题人：审题人：命题时间：2015-05教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名 考试教室公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密重庆大学《机电能量转换》课程试卷 第1页 共1页推导三相对称电流sin()A m i I t ωφ=-、0sin(120)B m i I t ωφ=--、0sin(120)C m i I t ωφ=+-经过相变换和整流子变换后的d i 、q i 的表达式。
（20分）六、写出旋转电机实现持续能量转换的频率约束条件的推导过程；分析三相异步电机是如何满足频率约束条件的？并利用频率约束条件详细分析三相异步电机为什么不能设计为非均匀气隙的凸极结构？（20分）。
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6、以下措施能消除或减小爬行现象的是（ A、滚动导轨 B、滚珠丝杠螺母副
C、静压导轨
19、以下（）方法可以提高系统的快速响应能力
A、定轴齿轮传动 C、谐波齿轮传动
B、渐开线少齿差行星齿轮传动 D、蜗杆蜗轮传动 E、摆线针齿轮传动 ）
A、增大系统的质量 C、增大系统的转动惯性
B、减小系统的转动惯量 D、增加系统的刚度
(S )
Va ( S )
（4 分） 。
15、按传感器前期信号处理中，常用的放大处理装置有 ( A、测量放大器 B、程控增益放大器 ) C、隔离放大器
D、电压放大器
16、测量放大器应具备以下特点( A、高的共模抑制比 C、低噪声
B、低输入阻抗 D、高放大倍数。 ) D、电阻 ）
图2
17、以下属于能量消耗元件的是( A、质量 B、弹簧 C、阻尼
A、坦克的备用发动机 C、车床丝杠上的安全销
4、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中需满足以下要求( A、无间隙 B、低摩擦 C、高刚度 D、高谐振频率 E、大阻尼
二、判断题（共 15 分，在你认为正确的说法后划√，错误的说法后划 × ）
1、飞机的副油箱配置是采用了直接安全性技术。 （ ） ） ） 2、多根皮带传动满足任务分配原理中的一载多功能分配。 （
8、为提高系统的刚度，可采取的措施有（ A、增大系统的固有频率 C、减小系统的阻尼
20、电容式传感器中，当改变（）时，会引起电容量的变化 A、改变电极板间的极距 C、改变介质 B、改变极板的有效面积 D、改变气隙
B、增大系统的阻尼 D、施加预加载荷 )的要求
9、现代机械设备传动机构的设计，应满足( A、精密化 B、高速化 C、小型化
3
6、光栅传感器属于数字传感器。 （
） 传感器中，增大极距将使电容量增加。 （
8、位置传感器和位移传感器不一样，它所测量的不是一段距离的变化量，而是通过检测， 确定是否已到达某一位置。因此，它只需要产生能反映某种状态的开关量就可以了。 （ 9、机械传动中出现间隙时将产生回程误差，影响伺服系统中位置环的稳定性。 （ 10、机械传动系统中出现间隙时，应增大位置环增益。 （ ） ） ）
12、丝杠转动、螺母移动机构通常用于( A、千斤顶 B、车床刀架移动装置
C、铣床移动装置 )
D、显微镜
13、以下导轨中，承载能力最差的是( A、燕尾导轨 B、滚动轴承导轨
C、液体静压导轨 D、圆柱面导轨
14、某导轨副要求有较高的导向精度和承载能力，以下导轨副中，( A、双三角形导轨 C、三角形和矩形组合导轨 B、矩形和矩形组合导轨 D、矩形和燕尾导轨组合 )
11、由于电信号是最容易处理和便于传输时，所以目前大多数传感器都是将获取的信息转换 为电信号。 （ ） ）
12、线性传感器的灵敏度为一常量，而非线性传感器的灵敏度为一变量。 （ 13、数字滤波就是通过一定的计算和判断来提高信噪比。 （ ） ）
14、滚动导轨动、静摩擦系数基本相同，不易发生爬行现象。 （ 15、螺母转动、丝杠移动适用于工作行程较大的场合。 （ ）
5、钻头的锥柄插入钻床主轴的锥孔内时，由于莫氏锥度具有自锁性能，可以传递一定扭矩， 当在钻削时承受的轴向力，使锥柄与主轴锥孔间摩擦力随之增大，这属于自补偿原理中的 （ ） 。 A、自增强 B、自平衡 C、自保护 D、自削弱 ） D、贴塑导轨
3、矩形导轨的导向精度没有三角形导轨的精度高，磨损后不能自动补偿。 （ 4、质量、电容电压、电感电容均属于能量变换元件（ 7、生产中能实现大传动比的传动机构有（ ） ）
18、用软件对传感器输入信号进行线性化处理，常用的方法有（ A、计算法 B、检测法 C、查表法 D、插值法
三、多选题（每小题 1.5 分，共 30 分）
1、线切割加工机床是属于 ( A、功能附加型 )产品 C、功能替代型 D、机电融合型 ） B、功能融合型
2、汽车的电子式汽油喷射装置代替原来的机械控制汽油喷射装置属于（ A、开发性设计 3、以下（ B、创造性设计 C、适应性设计 D、变异性设计
）方案属于直接安全技术 B、电动机驱动系统的热继电器 D、机床的安全离合器 E、带传动的防护罩 )
10、某二级传动系统，其传动比为 i=360，可选用的传动机构是( A、行星齿轮传动 C、渐开线少齿差齿轮传动 B、摆线针齿轮传动 D、谐波齿轮传动 ) D、加工方便
11、以下关于滑动丝杠螺母机构的说法错误的是( A、摩擦力矩大 B、传动效率高 C、结构简单 )中
五、分析题（12 分）
如图 1 所示为某数控车床进给系统，采用电枢控制式直流电动机，电枢两端的端电压 为 u a ，电阻、电感分别为 Ra 、 L a ，此外， J 、 B 分别为折算到电机轴上的等效转动惯量和 等效回转粘性阻尼系数，电机转角为 ，转矩为 M ，试回答： （1）写出电枢回路微分方程； 分） （4 )最符合要求。 （2）写出转矩 M 与电枢电流 i a 间的关系式； 分） （4 （3）求出该机电系统的传递函数 G( S )
四、简答题（18 分）
1、机电一体化系统（产品）的五大结构要素及其相应的五大功能是什么？并说明结构要素 ) 与功能间的关系（6 分） 2、什么是爬行现象？试用弹簧、阻尼系统的观点来分析产生爬行现象的原因。 分） （6 3、数字滤波的含义是什么？它和硬件 RC 滤波器相比有何优点？（6 分）
D、重载化
学院 年级 班 学号 姓名 ------------------------------线--------------------------------- ---------- -----------------------封--------------------------------------- --------------------------------------密--------------------------------
5、一般来讲，传感器的线性度越高，其灵敏度也越高。 （
）
重庆大学硕士研究生《机电系统设计与分析》考试试题
考试时间：120 分钟 一、填空题（25 分，每空 1 分）
1、某机电产品的体积为 0.5cm ，则该产品属于___________产品。 2、电容式传感器可分为变介质型、变_________型和变_______型。 3、为实现高速、大功率的传动，可选用的挠性传动机构有：窄 V 带传动、__________带传 动和________带传动。 4、按传感器输出电信号的参量形式，可分为_______输出、________输出和频率输出。 5、确定和选择结构方案时应遵循的三项基本原则是：_______、________和___________。 6、车床主轴设计成阶梯轴是满足结构方案设计的________________原理。 7、 磨床主轴进行动平衡时， 可能会采取增加配重块的方式， 这满足结构方案设计的________ 原理。 8、摩擦离合器在过载时打滑实现自我保护属于结构方案设计的__________原理。 9、在机械传动中，间隙的主要表现形式有齿轮传动的_______间隙，丝杠螺母中的_______ 间隙及联轴器的扭转间隙等。 10、 衡量传感器静态特性的重要指标有： _________、 __________、 _________和___________。 11、常用的直线测量传感器有：________、________、________和__________。 12、在有强电或强电磁干扰的环境中，为了防止电网电压等对测量回路的损坏，传感器常采 用____________进行隔离。 13、在模拟量输出通道，为使输出得到一个平滑的模拟信号，或对多通道进行分时控制，常 采用_____________。