机电一体化系统设计_张建明主编习题答案

机电一体化系统习题答案

第一章

思考与练习题一

一. 名词解释

1.机电一体化

机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。

二. 简答题

1. 机电一体化系统的组成部分主要分为哪几种？

答：机电一体化系统主要分为：机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、控制性处理单元以及接口等部分组成。

2. 接口技术的作用？

答：是系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息交换的连接界面，是外设和数控装置之间的桥梁。

其功能为：变换、放大和传递。

第二章

思考题1

一．名词解释

1. 误差：是对某一特定的物理量进行度量时，所测得数值与真值得差值。

2. 准确度：通常用来反映系统的测量值与真值的近似程度，反映了系统误差的大小； 精密度：是从随机误差的角度

来反映系统的测量值与真值的近似程度； 精确度则是系统误差和随机误差的综合反映。

3. 传动精度：是指机械传动链单向传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。

4. 装配精度：是是指不同零件或不见按照特定要求组装成具有一定功能的综合精度，包括零件或不见的相对位置精度、运动精度、接触精度。

5. 机床加工精度：是一项综合型精度指标，即指机床在加工工件时所能达到的精确度。

6. 机床定位精度：是指机床或仪器主要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度。(是一个具有综合性质的精度指标，其定位形式大致可分为手动定位、自动间歇定位和连续定位三种形式。)

二.简答题

1.机械系统在机电一体化中的作用？

答：机械系统在机电一体化中起着传递功率、支撑、连接、执行的功能。

2.机床精度与机床加工精度有什么不同？（判断）

答：二者的概念之间有一定的区别，机床加工精度是指在加工时体现出来的精度，与机床设备本身使用的时间年限、加工时的切削力、环境温度等都有关系，而机床精度所描述的是机床的原始精度，不考虑上述这些情况。

4. 什么是六点定位原理？

答：任何一个物体在三维空间中，相对三个互相垂直的坐标系OXYZ 来说，都有六个自由度，即沿X 、Y 、Z 三个坐标轴的移动，以z y x 、、表示，及绕着X 、Y 、Z 轴的转动，用z y

、、x 表示，如图所示。如果说某物体在某一方向上的自由度被限制住了，实际上是说该物体在该方向上有了一个确定的位置。当物体的六个自由度完全被限制住时．该物体在坐标系中的位置也就完全被确定了，也就是我们所说的六点定位原理。

5. 机械系统的组成部分主要有哪些？

答：—般由减速装置、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支承部件、旋转支承部件、轴系及架体等机构组成。

6．举例说明，为什么有些零件在加工是不需要六点定位？

答：由六点定位原理可知，一个零件在机床上实现完全定位需要限定六个自由度。但是在一些特定环境下，没有必要去限定六个自由度。例如，在铣床上铣削轴类零件的键槽时，绕轴线旋转方向的自由度就没有必要限定，因为从端面上来看，所得到的圆是关于过轴线的任意一个平面对称的。

思考与练习题2

二. 简答题

1. 常见的机械传动主要有什么？机械传动的作用？

主要有带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、轮系减速器及机械无极变速传动、连杆传动、凸轮传动、棘轮传动、槽轮传动和不完全齿轮传动等等。

作用：某种传动机构既可以实现运动形式的变换，也可以实现运动速度的变化，同时还可以实现动力的传动。

2. 简述传动比的分配原则？

答：(1)重量最轻原则

(2)输出轴转角误差最小原则

(3)等效传动惯量最小原则

3.举例说明各类支承的结构特点？（判断）

答：(1).圆柱支撑

优点：具有较大的接触表面，承受载荷较大；

缺点：方向精度和置中精度较差，且摩擦阻力矩较大。

(2).圆锥支撑

优点：承载能力较强，方向精度和置中精度较高；缺点：摩擦阻力矩也较大，置中精度必圆柱支撑好；

缺点：对温度变化比较敏感，制造成本较高。

(3).填入式滚动支撑

结构特点：没有内圈和外圈，仅在相对运动的零件上加工出滚道面，用标准滚珠散装在滚道内。主要有三种形式。

(4).球面支撑

(5).顶针支撑

4. 机械机构的工艺性主要包括那些内容？

答：机械结构的工艺性包括毛坯铸造的工艺性、焊接零件的结构工艺性、零部件的装配工艺性、零部件的机械加工工艺性等几方面内容。

5. 在机械系统中设计选择构件时，为什么要考虑动平衡问题？

答：如果回转件动件的结构不对称、制造不准确或材质不均匀，都会使整个回转件在转动时产生离心力系的不平衡，使离心力系的合力和合力偶矩不等于零。 产生的离心力为2mrw F ，它的方向随着回转件的转动而发生周期性的变

化，并在轴承中引起一种附加的动力，使整个机械产生周期性的振动。振动容易引起机械工作精度和可靠性降低，零件材料的疲劳损坏等。

思考与练习题3

一.名词解释

1．轴系零部件：轴、轴承、联轴器和离合器及轴上的转动零件组合起来成一个系统，常称为轴系零部件。

4.导轨：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。这样的部件通常被称为导轨副，简称导轨。

二.简单题

1.轴的功能及分类？

轴是机械中的重要零件，功能：支承转动零件，并传递运动和动力。

分类：

(1)三点支承方式,前后及中间三处均有轴承支承，并且前后的轴承皆为双列短圆柱滚子轴承。特点为结构简单，刚度较高，极限转速较高，承载能力强。

(2)浮动支承方式，只传递转矩而不支承弯矩或受弯矩较小，两支点并不固定。

(3)定轴心的两支点传动轴，不近承受转矩，而且还承受弯矩和轴向力。

4. 零件在轴上固定时，什么时候采用轴肩固定、什么时候采用套筒固定？

为了使零件端面与轴肩能很好地贴合，轴上圆角半径r应比轴上零件孔端的圆角半径R或倒角高度C稍微小些时用轴肩固定。

当轴上两个零件相距不大时，常采用套筒作轴向固定。作用：能承受较大的轴向力，克服应力集中。

5. 导轨副的种类？

按导轨副运动导轨的轨迹分类(1)直线运动导轨副.(2)滚动运动导轨副

6.对导轨副的基本要求？

机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、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等。

第三章

思考与练习题1

一.名词解释

1.传感器：是将被测量(包括各种物理量、化学量和生物量等)变换成系统可识别的、与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。

2.感应同步器: 感应同步器是一种电磁位置检测元件，感应同步器是利用电磁感应原理把两个平面绕组间的位移量转换成电信号的一种位移传感器。

3.感应同步器的鉴相方式: 是通过检测感应电压的相位来测量位移（判断）

4.感应同步器的鉴幅方式: 是通过检测感应电压的幅值来测量位移（判断）

思考与练习题2

一.名词解释