机电一体化系统设计基础课程形考作业资料.doc

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机电一体化系统设计基础课程
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基础, 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, 经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馈对电机动态性能的影响, 机械传动系统的基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, 且能够自动补偿侧隙。( )
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, 增加了产品开发成本, 可是能够改进产品设计质量, 提高面向客户与市场需求能力。( )

二、 单选题
1． 以下产品属于机电一体化产品的是( ) 。
A．游标卡尺 B．电话
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, 则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．下列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”的分配原则不适用于按( ) 设计的传动链。
A．最小等效转动惯量原则( 小功率传动装置)
B．最小等效转动惯量原则( 大功率传动装置)
C．输出轴的转角误差最小原则
D．重量最轻原则
8．某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙, 采取下列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部分?
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, 可是设计中要适当选择其参数, 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图所示, 已知电机轴的转动惯量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动工作台
2.已知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