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1、思考题（选择、判断40分，简答20分，计算，图解，论述题：机电一体化）1.P7:1举例阐述工作及的基本组成及各组成部分的作用。P1五个组成部分：原动机构、执行机构、传动机构、控制机构、检测机构。作用：原动机构是工作机或机构的运动源。例如：电机、气缸、电磁铁 执行机构是用来以特定的动作完成预定工艺任务，它具体表现了工作机的使用特性。例如：工件的上料机构、夹钳 传动机构是在原动机构和执行机构之间传递运动和能量的。例如：齿轮副、皮带传动 控制机构是保证执行机构严格按照预定的程序运动。 检测机构是检查和测量被加工工件或执行机构的工作参数，为控制系统的动作提供依据。2.P7:2按设备的结构特点，从设计的

2、角度出发，可将电子精密机械设备分为哪三种类型？其特点是什么？答：（答案不知道是什么？P2单工位工作机等分类或）常规工作机的分类：传动类、仪器仪表类、工作类传动类：生产辅机，用于自动生产线的衔接或单机作业的进出料、工序转移等。工作类：生产主机，单台或连线作业，用于实现各类生产，如：机加工、清洗、包装仪器仪表类：通常用于控制、检测、显示，属于生产辅机类，用于生产过程的质量控制等。3.P7:3影响设备生产率的主要因素有哪些？如何处理这些因素才能提高其生产率？P6、P7答：主要因素：工作时间、辅助时间和循环外的时间损失；要提高机器的生产率，一要采用先进的工艺，以减少工作时间ti;二要提高自动化程度，以

3、减少辅助时间tf；三要提高机器的可靠性和生产管理水平，以减少循环外的时间损失th。4.分析精密机械设计与常规机械设计的异同。答：常规机械设计以强度为主进行设计，一般主要进行刚度校核。而精密机械与常规机械的相比相对载荷大，所以精密机械设计中对零件承载能力的校核更注重刚度，即精密机械设计以刚度为主进行设计，精密机械设计中受荷载的绝对值较小，正常情况下仅作强度校核。5.如何理解零件的互换性？正常情况下有哪些因素影响零件（机构）的误差。答：互换性概念：机械零件尺寸、形状、机械性能、物理性能、化学性能足够接近影响零件误差的因素：设计误差（采用近似机构代替理想机构，使得设计的零件或机构在原理上产生了误差）

4、、工艺误差（零件在加工、检验和装配过程中产生的无法避免的误差如：加工装备系统、工艺系统、操作人员）、使用误差（加工设备、工具量具、工艺系统等在使用过程产生的误差）6.教材P71:1设计凸轮机构应考虑哪些环节？设置调整环节的作用是什么？试举例说明相应高速环节的调整方法。答：调整凸轮起始点的相对位置；告诉执行机构的始末位；调整执行机构的行程作用：为满足设备装配调试的需要和适应多品种生产的要求，在设计凸轮机构时，常常要考虑设置一些必要的调整环节。7.现有三种凸轮材料：HT240、45、20Mn2，试分析其适用场合及相应的热处理要求。答：HT240：灰铸铁，常用于凸轮机构轻载时；45：45号钢，适用于

5、滚子轴心材料，淬火到HRC4245，适用于重载或较大载荷时，渗碳淬火，渗碳是0.51.5mm,然后淬火到HRC52628. 教材P71:2从动件无因次位移S与实际位移s(或角位移)；无因次速度V与实际速度v（或角速度）；无因次加速度A与实际加速度a(或角加速度)之间存在什么关系？试推导他们之间的关系式。P18(计算题)答：注意原有假设关系：9. 教材P71:3试述运动规律通用曲线的构成特点及推导各区间A、V、S的基本方法。P19答：特点：从动件的运动规律与凸轮轮廓的形状相对应，即从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同形状的轮廓曲线，反之，凸轮的轮廓形状决定了从动件的不同；推导：将加速度A对时间T

6、积分，再由接触处的连续条件而求得速度V，其初值为V0，终值VT，最大值Vm，位移S为速度对时间的积分，再由其连续条件求得位移S，其初值为S0，终值ST，加速度变化率J为加速度对时间微分而求得4.试对P71图2-45偏置、尖顶凸轮机构建立凸轮轮廓、压力角数学模型。10. P111:1槽轮机构有哪些固有特性？答：机构简单，外形尺寸小；机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转位；但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。P7411. P111:2如何克服槽轮槽数越多，运动时间越长，设备的生产率越低的缺点？试举例说明P86答：通常可通过采用槽轮机构与其他机构联用来解决：a.与全齿轮联用；b.与非

7、完整齿轮联用；c.与定转数离合器或时间继电器等联用。12. P111:4某外啮合槽轮的槽数Z=6，圆柱销数k=1，若槽轮的静止时间t1=2s/r，试求主动拨盘的转速n。P75答：主动拨盘的转速13. P156:2 试述料仓式上料机构的基本组成及其作用。P115答：机构的主要组成：料仓、输料槽、上料器、隔料器、驱动装置；作用：料仓（包括输料槽）：用以储存和输送已定向的工件 上料器:将已定向的工件，按一定的生产节拍和方位送至机器工作位置的装置。 隔料器:控制工件从料仓进入上料器或直接送到工作位置的机构 分路器和合路器：当一台上料机构需向两个以上工位或两台以上机器供料时，将一路工件交替地分为几路的装

8、置；合路器则反之14. P156:3 试对滚道中已定向的工件进行通过性分析。P116-P117答：a.为了保证工件在轨道中顺利通过，又不是去定向状态，必须正确的确定截面尺寸B=L+e，e的大小应能保证工件转到与侧壁接触时对角线与平行线的夹角应大于摩擦角；b.滚道斜角，若工件和滚道比较光滑，=5-7，粗糙的工件，=7-10以防自锁。15. P156:6 在料槽振动过程中，被输送的工件要受到哪些力的作用？工件向上或向下滑移，或“腾空跳跃”，应满足什么条件？P134答：受到重力、支承力、摩擦力、惯性力工件向上滑移应满足的条件： 工件向下滑移应满足的条件： 工件“腾空跳跃”应满足的条件：法向惯性力大于

9、工件上的法向合力16. P156: 7试分析工件运动状态与料槽振幅的关系。P142答：工件沿斜槽移动的平均速度：（mm/s） 实际送料速率：(件/min)17. P187: 1 滑动丝杠螺母机构有哪些传动方式？分别给出传动原理图。P158答：传动方式（见P158表5-1） 丝杠转动-螺母移动 丝杠转动并移动 螺母转动-丝杆移动 螺母转动并移动 丝杆转动-螺母差动 螺母转动-丝杠差动 思刚转动-螺母移动并转动 18. P187:2 影响丝杠螺母传动精度的主要因素有哪些？在结构上可采取哪些措施来提高其传动精度？P159-P162答： 丝杠和螺母的制造误差、螺旋机构的支承及导向部分的误差等提高传动精

10、度的方法：采用误差补偿机构、消除或减小丝杠轴向跳动误差、改进移动零件与滑块的连接方法、消除或减少螺旋传动的空程。19. P187:7 滚珠丝杆副为什么要预紧？有哪些预紧方法？各有何优缺点？如何确定预紧力的大小？P178答：目的：对其施加一定的预紧力，可消除轴向间隙，以提高滚珠丝杠副的轴向刚度和传动精度；有两种基本方法：其一，只调整双螺母轴向相对位置，而不改变他们的相对角度；其二，只调整双螺母的相对角度，而不改变它们的轴向的相对位置。典型的结构方案有a.垫片式，其特点是结构简单紧凑，接触刚性好，预紧可靠，但配磨垫片较麻烦，精确调整较麻烦，且在工作中不能随时调整；b.螺纹式，构简单紧凑，调整方便，

11、应用较广，缺点是调整不够精确；c.弹簧式自动调整，其特点是：能够消除工作中由于磨损而产生的间隙，但结构较复杂，并存在一个固定的弹簧作用力，轴向刚度低；d.齿差式e.单螺母预紧，其特点是结构简单，其综合误差小，但负荷量须预先设定且不能改变；预紧力的大小的确定：，其中为最大轴向载荷。20. P247：1 旋转支承分为哪几种类型，其特点如何？试分析对比。P187答：按摩擦性质不同，分为滚动、滑动、弹性、气体或液体摩擦支承五种；滑动摩擦支承按结构特点，分为圆柱、圆锥、顶尖和球面支承四类；滚动摩擦支承按结构特点，分为填入式滚珠支承和刀口支承两类；圆柱支承的接触表面，承受载荷较大，能在抖动和振动的条件下工

12、作但支承的方向精度和置中精度较差，并有较大的摩擦力矩。圆锥支承有较高的方向精度和置中精度，有较大的承载能力，但摩擦力矩较大。填入式滚珠支承的摩擦力矩小，耐磨性好，承载能力大，温度剧烈变化的影响小，以及能在振动条件下工作，故可在高速、重载情况下使用，但成本较高。球面支承的接触表面很小，易用于低转速、轻载荷的场合。刀口支承的主要优点是摩擦和磨损很小。弹性支承中只有弹性磨擦，因而摩擦力矩极小，能在振动的情况下工作，易用于精度不高的摆动场合。21. P247：2 圆柱支承的摩擦力矩和精度如何计算？P191答：当圆柱支承承受径向载荷P时，其摩擦力矩当圆柱支承承受轴向载荷Q时，若止锥面为A，其摩擦力矩若止

13、锥面为B，且轴的端面为球面时，其摩擦力矩其中a为轴端球面与止锥面的接触半径 支承的置中精度和方向精度分别用最大定心误差和轴的最大偏角来衡量最大定心误差 最大偏角 22. P247：5 滑动导轨的截面形状及组合方式有哪些？其特点及应用场合如何?P200答：截面形状：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨组合方式：.双三角形导轨：结构对称，受力均衡，驱动元件可对称布置于两导轨中间；导轨均匀磨损后相对位置不变，能自动补偿垂直和水平方向的磨损；导向、承载、精度保持高，接触刚度好；工艺性差，导轨四个表面铲、刮削或磨削皆难以完全接触；静、动部件热变形不同，很难保证四个面同时接触。此结构用于荷载较大，精

14、度要求较高的机床设备，两条导轨同时起支承和导向作用。矩形和矩形的组合:制造和调整简单，导向面的间隙，用镶条调节，接触钢度低。三角形和矩形的组合：兼有三角形、矩形导轨的特点，由于结构不对称，导轨磨损不均匀，三角形磨损快于矩形，V矩组合导轨以储存润滑油，低、高速都能采用；三角矩不能储存润滑油，只用于低速移动。三角形和平面导轨组合：具有三角形和矩形组合导轨的基本特点，但由于没有闭合导轨装置，因此只能用于受力向下的场合。燕尾形导轨及其组合：燕尾形导轨分整体式和装配式，其特点是制造、调试方便，多用于横梁、立柱和摇臂等导轨。23. P247：6 如何提高滑动导轨的耐磨性？P206答：提高滑动导轨耐磨性的措

15、施：减小导轨比压采用镶嵌式导轨提高精度与表面粗糙度24. P284：1 试述产生爬行的原因、过程以及消除爬行的途径。P262-P268答：产生爬行的原因：摩擦面上的摩擦系数的变化和传动机构的刚度不足。爬行过程：爬行是一种摩擦自激振动，振动能量来自于系统本身，如果每一循环输入能量大于输出能量，则系统将发生时走时停的爬行，考虑到摩擦系数的非线性，不同的瞬时速度，摩擦力是变化的，这就有可能出现输入能量和输出能量相等，这时将产生时走时停的爬行。消除爬行的途径：提高进给传动系统的刚度、减轻动、静摩擦系数的差值。25. P284：4 差动螺旋机构的工作原理是什么？P271（自己看吧，没找到答案）答： 由螺

16、距不等、螺旋旋向相同的两个螺旋副组成，丝杠驱动时，从动件螺母有运动叠加。从动螺母位移量： （t1主动螺旋副的螺距，t2从动件的螺距，主动见转过的角度）装配图原理图26. P284：6 磁致伸缩微位移机构的工作原理是什么？P275（自己看吧，没找到）答：磁敏（磁致伸缩）材料在磁场中，其长度随磁场强度的变化而变化，变化量和材料本身长度成正比，即：合理选用不同长度的磁致伸缩材料棒，改变线圈电流强度，可获精确微小位移。27. P357：3 为什么说工艺方案是设备设计的依据？试举例说明。P341-P343答：为了实现同一个工艺目的，可以采用不同的工艺方法和工艺方案，而不同的工艺方法和工艺方案，又决定了为

17、实现同一个工艺目的而采用的设备的种类和数量，决定了设备的不同结构、性能、生产率、成本以及所要求的操作人员和维修人员的技术水平等。28. 加权系数综合评分法原理。P357答：加权评分法假定各评价项目有相同的最高评分，根据评价项目的重要程度分别附以一个加权系数，将此系数与其总分相乘，对评价结果进行修正。29. P336：1 电气、机械、液压控制系统的应用范围有何不同？P285答：机械控制主要是由分配轴、凸轮、从动件及一些调整环节所构成，主要适用于大批量生产中的专用自动机和半自动机上；液压控制用油液作为工作介质，响应速度较高，能高速启动、制动与反向，而且加速能力较高，易实现无缸调速，主要应用于系统的

18、动力部分；电气控制主要用于各种控制场合，式控制系统的主流。30. 控制系统由哪些部分组成？为什么需要转换器？P286答：发令器、转换器、执行器；因为控制系统需要转换器将发令器所发出的指令传送到执行器，转换器可以是简单地传递指令，但更多的是在传递过程中改变指令的量和质。31. 什么是时间控制？什么是行程控制？P287答：时间控制即时序控制，系统中所有执行器严格按照预定的时间顺序运行；行程控制指以预定的执行器动作状态逻辑关系为控制进行的控制。32. 单片机（微机）与PLC在工业控制应用中有哪些异同？P292 答：主要求别是：计算机控制可以被再次开发和补充，互相构成控制网络，因此可以用于很复杂的控制网络，如无人工厂、无人车间等；而可编程控制器实际是专门设计的通用计算机控制，其基本功能已固定，一般只作单台设备控制，或作为大系统的子系统，不易构成大系统的主机。33. 为什么说机电算一体控制是现代控制的发展趋势行？ （提示：计算机控制的优势明显但不可完全替代各种场合的局部控制。）（老实说考论述题，自己好好百度一下吧）34. 详读P299表9-1。答：35. 了解直流有刷伺服电机的电枢电压控制与定子磁极控制的原理。P301答：电枢控制：控制信号输入电枢，电源接磁极；磁极控制：控制信号进励磁绕组，电源接电枢电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组