机电一体化系统设计2

绝密★启用前

2009年12月河南省高等教育自学考试助学统一命题考试

机电一体化系统设计 试卷

（课程代码 2245）

本试卷共9页，满分100分；考试时间150分钟

复查总分 总复查人（签名） 1． 主要用于系统中各级间的信息传递的模块称 【 】

A. 通信模块

B. 测量模块

C. 软件模块

D. 接口模块 2. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数

【 】

A. 增加而减少

B. 增加而增加

C. 减少而减少

D. 变化而不变

3．.滚珠丝杠螺母副结构有两类：外循环插管式和 【 】

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．电荷放大器的输出电压与反馈电容 【 】 A ． .成正比 B ．成反比 C ．成曲线关系 D ．无关

5．感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦组和余弦组所产生的感

应电动势的 【 】

A ．代数和

B ．代数差 C.．.矢量和 D ．矢量差

6．若要使长光栅能测出比栅距还小的位移量，则应利用 【 】

A ．莫尔条纹的作用

B ．细分技术

C ．计算机数字处理

D ．数显表

7．交流感应电动机，对应S=1的转矩称 【 】

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5分，共

15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合

题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。选错、

多选或未选均无分。

A．.堵转转矩B．最大转矩C．.额定转矩D．负载转矩

8．某交流感应电动机，实际转速1350r/min，电源频率50Hz，则其极对数为【】A．1 B．2 C．3 D．4

9．某步进电动机，三相，转子40个齿，欲使其步矩1.5°，【】A．单拍制B．双拍制C．单双拍制D．细分电路

10．梯形图中程序开始的触点，采用的助记符指令为【】A．TMR B．UDC STR C．OR STR D．STR

二、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）

11．试简述”机电一体化”的涵义。

12．机电一体化系统结构中机械传动装置的作用是什么?

13．常用滚动摩擦支承轴承有哪几种主要结构类型？14．简述传感器有哪几方面的性能指标?

15．简述电荷放大器的特点和主要用途。

16．何为步进电动机的起动频率，哪些因素影响起动频率？

17．一直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 ，如图所示。

求：①柔轮固定时的刚轮转速n 2

②刚轮从动时的传动比i 。

三、计算题（本大题共5小题，每小题5分，共25分）

18．若某一光栅的条纹密度为100条/mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成5mm，求光栅条纹间的夹角。

19．采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的

方法如图所示。已知时钟脉冲为8MHz，在10

个编码器脉冲间隔的时间里计数器共计200000

个时间脉冲，试求电动机转速n。

20．三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。

试计算：①单拍制步距角；

②双拍制步距角；

③单双拍制步距角。

21．三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为2920r/min。试问

①电动机为几极，空载转差率是多少？

②空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少？

③当电动机负载时，转子绕组电势频率较空载变化如何？

22．.已知：某机床x 向进给系统减速器的总速比要求为25：6，取两级减速，试设计确

定各齿轮的齿数。

23．电位器的测量位移原理如图所示，图示为一线性电位器。若电位器 的总电阻R 为

2k Ω，电刷位移为X 时的相应电阻Rx=1 k Ω，电位器工作电压Vi=12V.R L 为负载电阻，求：

①已测得输出嗲呀V0=5.8V ，求R L 。 ②已测得输出嗲呀V0=5.8V ，求R L 。

四、简单应用题 （本大题共4小题，每小题6分，共

24分）

24．.某直流电机电枢电阻50Ω，做电动机使用时电枢加110V电压，空载电枢电流0.1A,空载转速3000r/min。（励磁保持额定状态）

（1）电机空载损耗功率为多少？

（2）电机的反电动势系数为多少？

（3）若电机做发电机用，转速保持2000r/min，外接300Ω负载电阻，则其电枢电流为多少？

25．某五相步进电动机转子有48个齿,采用二——三相运行，经一对齿轮减速（Z1=30,Z2=50）带动导程为8mm的滚珠丝杠驱动工作台移动。工作台的最大移动速度Ｖmax＝1.5m/min

试问：步进电机的步距角＝？脉冲当量＝？最大工作频率f =?

+

五、综合应用题（本大题共1小题，共12分）26．设计采用PLC控制的机床主轴拖动系统，该主轴允许起动的条件是其润滑油泵必

须已在运行中，且主轴若在运行中，油泵不允许停止，操作功能要求如下：

①按钮X1主轴起动，按钮X2主轴停止（输出Y1）；

②按钮X2油泵起动，按钮X4油泵停止（输出Y2）;

③注意主轴起动条件；油泵停止条件。

试写出该控制系统的布尔方程，梯形图。