机电一体化系统设计基础课程形考作业.doc

机电一体化系统设计根底课程
形成性考核作业1

一、判断题〔正确的打√，错误的打×〕
1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。〔 〕
2. 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论根底，是机电一体化技术的方法论。〔 〕
3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。〔 〕
4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。〔 〕
5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。〔 〕
6．为减少机械传动部件的扭矩反应对电机动态性能的影响，机械传动系统的根本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。〔 〕
7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。〔 〕
8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。〔 〕
9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。〔 〕
10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。〔 〕
11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。〔 〕
12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发本钱，但是可以改良产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。〔 〕

二、单项选择题
1． 以下产品属于机电一体化产品的是〔 〕。
A．游标卡尺 B．
C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表
2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法〔 〕。
A．增大系统刚度 B．增大系统转动惯量
C．增大系统的驱动力矩 D．减小系统的摩擦阻力
3．导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，那么其折算到丝杠上的等效转动惯量为〔 〕kg·mm2。
A．48.5 B．97
C．4.85 D．9.7
4．传动系统的固有频率对传动精度有影响，〔 〕固有频率可减小系统地传动误差，〔 〕系统刚度可提高固有频率。
A．提高，提高 B．提高，减小
C．减小，提高 D．减小，减小
5．以下哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙？〔 〕
A．螺纹调隙式 B．双螺母垫片调隙式
C．齿差调隙式 D．偏置导程法
6. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )。
A.增加而减小    B.增加而增加   
C.减小而减小           D.变化而不变
7．多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大〞的分配原那么不适用于按〔 〕设计的传动链。
A．最小等效转动惯量原那么〔小功率传动装置〕
B．最小等效转动惯量原那么〔大功率传动装置〕
C．输出轴的转角误差最小原那么
D．重量最轻原那么
8．某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙，采取以下哪种方法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？〔 〕
A．偏心套调整法 B．轴向垫片调整法
C．薄片错齿调整法 D．轴向压簧错齿调整法

三、简答题
1．完善的机电一体化系统主要包括哪几局部？
2．简述机电一体化系统中的接口的作用。
3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适中选择其参数，而不是越小越好。为什么？
4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。

四、计算题
1.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如下图，电机轴的转动惯量Jm=4×10-4kg·m3，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J1=1×10-4kg·m3，大齿轮的转动惯量J2=1.8×10-4kg·m3，丝杠的转动惯量Js=3.8×10-4kg·m3。工作台的质量m=50kg，丝杠导程t=5mm，齿轮减速比为i=5。试求：
〔1〕工作台折算到丝杠的等效转动惯量JG；
〔2〕传动件折算到电机轴的等效转动惯量Je；
〔3〕电机轴上的总转动惯量J。
工作台
丝杠 滚珠螺母
齿轮减速器
联轴器
DC伺服
电机
i=5

图 直流电机丝杠螺母机构驱开工作台
2.某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.01弧度，各级减速比相同，即i1 = i2 =…= i4 =3，求该系统的最大转角误差Δφmax。

五、综合题
1. 分析以下图调整齿侧间隙的原理。

1. 锁紧螺母 2. 圆螺母 3. 带凸缘螺母 4.无凸缘螺母
2.分析以下图中传动大负载时消除齿侧间隙的原理。

1、6－小齿轮 2、5－大齿轮 3－齿轮 4－预载装置 7－齿条

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