机电一体化系统标准设计课后答案

目录机电一体化技术第1章习题-参考答案 11-1试说明较为大家接收机电一体化含义。 11-4何谓机电一体化技术革命？ 11-7.机电一体化系统有哪些基础要素组成？分别实现哪些功效？ 11-8.工业三大要素指是什么？ 11-12.机电一体化系统接口功效有哪两种？ 11-16.什么是机电互补法、融正当、组正当？ 1机电一体化技术第2章习题-参考答案 22-1设计机械传动部件时，为确保机械系统传动精度和工作稳定性，常常提出哪些要求？ 22-2机电一体化系统传动机构作用是什么？ 22-3机电一体化系统（产品）对传动机构基础要求是什么？ 22-10现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基础导程λ0=6mm、一端齿轮齿数为100、另一端齿轮齿数为98，当其一端外齿轮相对另一端外齿轮转过2个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？ 22－16各级传动比分配标准是什么？输出轴转角误差最小标准是什么？ 22－17已知：4级齿轮传动系统，各齿轮转角误差为∆φ1=∆φ2=∆φ3=…=0.005rad,各级减速比相同，即ί1=ί2=…=ί4=1.5。求：该传动系统最大转角误差∆φmax;为缩小∆φmax，应采取何种方法？ 22－18谐波齿轮传动有何特点？传动比计算方法是什么？ 32-19.设有一谐波齿轮减速器,其减速比为100，柔轮齿数为100.当刚轮固定时,试求该谐波减速器刚轮齿数及输出轴转动方向(和输入轴转向相比较) 32-20.齿轮传动齿侧间隙调整方法有哪些? 32-25.轴系部件设计基础要求有哪些？ 4机电一体化技术第3章参考答案 53-1简述机电一体化系统实施元件分类及特点。 5I3-2机电一体化系统对实施元件基础要求是什么？ 53-3简述控制用电动机功率密度及比功率定义。 53—5直流伺服电机控制方法基础形式是什么？ 53-6简述PWM直流驱动调速，换向工作原理。 6步进电机含有哪些特点？ 6简述步进电机三相单三拍工作原理？ 63-11简述步进电机步距角大小计算方法？ 73-12 简述三相步进电机环形分配方法？ 7简述步进电机驱动电源功率放大电路原理. 7机电一体化技术第4章参考答案 9试说明CPU、MC和MCS之关系。 94-3、在设计微机控制系统中首先会碰到问题是什么？ 94-17试说明光电耦合器光电隔离原理。 94-20试说明检测传感器微机接口基础方法。 9机电一体化技术第5章参考答案 115-2简述采样定理？ 115-3简述数字控制系统A/D转换过程。 115-5简述多输入多输出系统静力学方程。 115-6简述两自由度机器人逆动力学方程。 12机电一体化技术第7章参考答案 137-3机电一体化系统中经典负载有哪些？说明以下公式含义： 137-4设有一工作台x轴驱动系统，已知参数为下表中所列，已知mA=400㎏，Ph=5mm,Fl水平=800N，Fl垂直=600N，工作台和导轨间为滑动摩擦，其摩擦系数为0.2，试求转换到电动机轴上等效转动惯量和等效转矩。 137-5.简述机电一体化系统数学模型建立过程。百分比步骤（P）、积分步骤(I)、百分比-积分步骤(PI)和百分比-积分-微分调整(PID)各有何优缺点？ 147-8何谓机电一体化系统“可靠性”？ 17II机电一体化技术第1章习题-参考答案1-1试说明较为大家接收机电一体化含义。答：机电一体化乃是在机械主功效、动力功效、信息功效和控制功效上引进微电子技术，并将机械装置和电子装置用相关软件有机结合而组成系统总称。1-4何谓机电一体化技术革命？答：将微型计算机等微电子技术用于机械并给机械以“智能”技术革新时尚可称“机电一体化技术革命”。1-7.机电一体化系统有哪些基础要素组成？分别实现哪些功效？答：机电一体化系统（产品）要素功效控制器（计算机等）控制（信息存放、处理、传送）检测传感器计测（信息搜集和变换）实施元件驱动（操作）动力源提供动力（能量）机构结构1-8.工业三大要素指是什么？答：物质、能量、信息。1-12.机电一体化系统接口功效有哪两种？答：一个是变换、调整;另一个是输入/输出。1-16.什么是机电互补法、融正当、组正当？答：机电互补法又称替换法。该方法特点是利用通用或专用电子部件替换传统机械产品（系统）中复杂机械功效部件或功效子系统，以填补其不足。融正当它是将各组成要素有机结合为一体组成专用或通用功效部件（子系统），其要素之间机电参数有机匹配比较充足。组正当它是将结正当制成专用或通用功效部件（子系统）、功效模块，像积木那样组合成多种机电一体化系统（产品），故称组正当。1机电一体化技术第2章习题-参考答案2-1设计机械传动部件时，为确保机械系统传动精度和工作稳定性，常常提出哪些要求？答：常提出低摩擦、无间隙、低惯量、高刚度、高谐振频率、合适阻尼比等。2-2机电一体化系统传动机构作用是什么？答：传输转矩和转速。2-3机电一体化系统（产品）对传动机构基础要求是什么？答：精密化，高速化，小型、轻量化。2-10现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基础导程λ0=6mm、一端齿轮齿数为100、另一端齿轮齿数为98，当其一端外齿轮相对另一端外齿轮转过2个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？答：Z1=100，Z2=98，ΔS=(2/Z1)*λ0=0.02*6mm=0.12mm。2－16各级传动比分配标准是什么？输出轴转角误差最小标准是什么？答：（1）各级传动比分配标准是：重量最轻标准输出轴转角误差最小标准等效转动惯量最小标准（2）输出轴转角误差最小标准是：为提升机电一体化系统齿轮传动精度，各级传动比应按先小后大标准分配，以便降低齿轮加工误差、安装误差和回转误差对输出转角精度影响。总转角误差关键取决于最未一级齿轮转角误差和转动比大小，在设计中最未两级传动比应取大部分，并尽可能提升最未一级齿轮加工精度。2－17已知：4级齿轮传动系统，各齿轮转角误差为∆φ1=∆φ2=∆φ3=…=0.005rad,各级减速比相同，即ί1=ί2=…=ί4=1.5。求：该传动系统最大转角误差∆φmax;为缩小∆φmax，应采取何种方法？解：（1）∆φmax= 1+ 2 3+ 4 5+ 6 7+∆φ8ii2i3i4i3i4i4=0.005/1.54+0.01/1.53+0.01/1.52+0.01/1.5+0.005=0.00099+0.00296+0.00444+0.00667+0.005=0.0rad2=1.1499o（1）总转角误差关键取决于最未一级齿轮转角误差和传动比大小，所以，为缩小∆φmax，在设计中最未两级传动比应取大部分，尽可能提升最未一级轮副加工精度。2－18谐波齿轮传动有何特点？传动比计算方法是什么？答：（1）谐波齿轮传动特点有：结构简单、传动比大、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高等特点。谐波齿轮传动波发生器相当于行星轮系转臂，柔轮相当于行星轮，刚轮则相当于中心轮。故谐波齿轮传动装置传动比能够应用行星轮系求传动比方法来计算。设iHrHZggHZr。g、r、H分别为刚轮、柔轮和波形发生器角速度，则当柔性轮固定时，iHHZggZrZgZriHZg1rggHZrHZgZgHggZgZrHZgrZgiHZr当刚性轮固定时，10HZrHZrHrgZrZg2-19.设有一谐波齿轮减速器,其减速比为100，柔轮齿数为99当刚轮固定时,试求该谐波减速器刚轮齿数及输出轴转动方向(和输入轴转向相比较)答：依据公式:iHr=Zr/(zr-zg)可知:iHr=100时,Zg=99,（但通常刚轮齿数比柔轮齿数多，所以舍去）iHr=-100时,Zg=101;故该谐波减速器刚轮齿数为101,（柔轮）输出轴方向和（波发生器）输入轴转向相反。(提醒：通常来说，刚轮仅比柔轮多多个齿；刚轮固定时，柔轮和输出轴固联；柔轮