機電一體化__總結(jié)

1.什么是機電一體化？

答：機電一體化是在機械的主功能，動力功能，信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

2、發(fā)展機電一體化的面臨的共性關(guān)鍵技術(shù)？

答：這些共性關(guān)鍵技術(shù)有檢測傳感技術(shù)，信息處理技術(shù)，伺服驅(qū)動技術(shù)，自動控制技術(shù)，精密機械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。3、機電一體化系統(tǒng)構(gòu)成的五大要素？相應的五大功能？

答：五大要素：機械系統(tǒng)，信息處理系統(tǒng)，動力系統(tǒng)，傳感器檢測系統(tǒng)，執(zhí)行元件系統(tǒng)。相應的五大功能：動力功能，計測功能，控制功能，操作功能，構(gòu)造功能。4.機電一體化系統(tǒng)的設計類型？

答：大致有三類：1.開發(fā)性設計2.適應性設計（在設計方案，原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應性設計）3.變異性設計（在設計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸）。5.滾珠絲杠副的組成及特點？答：滾珠絲杠副由絲杠，螺母，滾珠和反相器四部分組成。特點：具有滾珠閉合流動的閉合回路，還具有軸向剛度高，運動聘問，傳動精度高，不易磨損，使用壽命長等特點。但由于不能自鎖，具有傳動可逆性，在用做升降傳動機構(gòu)時，需要采取制動措施。

6.滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預緊的實質(zhì)？

答：滾珠絲杠副在有負載時，滾珠與滾道面接觸點處將產(chǎn)生彈性變形，換向時，其軸向間隙會引起空回。這種空回是非連續(xù)性的，既影響傳動精度，又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以常采用以下幾種調(diào)整預緊方法。（1）雙螺母螺紋預緊調(diào)整式（2）雙螺母尺差預緊調(diào)整法（3）雙螺母墊片調(diào)整預緊法（4）彈簧式自動調(diào)整預緊式（5）單螺母變位導程預緊式和單螺母滾珠過盈預緊7.滾珠絲杠副支承方式及其結(jié)構(gòu)簡圖？答：（1）單推-單推式（2）雙推-雙推式（3）雙推-簡支式（4）雙推-自由式

8諧波齒輪傳動的工作原理？

答：諧波齒輪傳動與少齒差行星齒輪傳動十分相似。它依靠柔性齒輪產(chǎn)生的可控變形波引起齒間的相對錯齒來傳遞動力和運動的。諧波齒輪傳動由波發(fā)生器和剛性輪，柔性輪組成。波發(fā)生器為主動件，剛輪和柔輪為從動件。剛輪有內(nèi)齒圈，柔輪有外齒圈，其齒形為漸開線或三角形，齒距相同而齒數(shù)不同，剛輪的齒數(shù)比柔輪的齒數(shù)多幾個齒。柔輪是薄圓筒形，由于波發(fā)生器的長徑比柔輪內(nèi)徑略大，故裝配在一起時就將柔輪撐成橢圓形。如具有雙波發(fā)生器的諧波減速器，其剛輪與柔輪的齒數(shù)之差為2，其橢圓長軸的兩端柔輪和剛輪的牙齒相嚙合，在短軸方向的牙齒完全分離。當波發(fā)生器逆時針轉(zhuǎn)一圈時，兩輪相對位移為兩個齒距。當剛輪固定式，則柔輪的回轉(zhuǎn)方向與波發(fā)生器的回轉(zhuǎn)方向相反。9.齒輪傳動間隙的調(diào)整方法及特點？

答：1.偏心套調(diào)整法；2.軸向墊片調(diào)整法；3.雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法；

12.由矩形和矩形組成的閉式組合導軌副的特點？

答：支承面和導向面分開，因而制造與調(diào)整簡單。導向面的間隙，用鑲條調(diào)節(jié)，接觸剛度低。閉式結(jié)構(gòu)有輔助導軌面，其間隙用壓板調(diào)節(jié)。當以兩側(cè)面作導向面時，導軌間距大，熱變形大，要求間隙大，因而導向精度低，但承載能力大；以內(nèi)外側(cè)面作導向面時，導軌兩側(cè)面間距較小，加工測量方便，容易獲得較高的平行度。熱變形小，導向精度高；以兩內(nèi)側(cè)面作導向面，導向面對稱分布在導軌中部，當傳動件位于對稱中心線上時，避免了由于牽引力與導向中心線不重合而引起的偏轉(zhuǎn)，不致在改變運動方向時引起位置誤差，故導向精度高。15.導軌副的截面形狀及其特點？

答:常見的導軌截面形狀，有三角形，矩形，燕尾形及圓形四種，每種又分為凸形和凹形兩類。凸形導軌不易積存切屑等贓物，也不易儲存潤滑油，宜在低速下工作；凹形導軌則相反，可用于高速，但必須有良好的防護裝置，以防切削等贓物落入導軌。三角形：磨損后能自動補償，不會產(chǎn)生間隙，故導向精度高。矩形：結(jié)構(gòu)簡單，制造檢驗和修理方便，導軌面較寬，承載能力大，剛度高，故應用廣泛。燕尾形：結(jié)構(gòu)緊湊，可以承受顛覆力矩，單剛度較差，摩擦力較大，制造檢驗和維修都不方便。圓形：可有兩個自由度，適用于同時作直線運動和轉(zhuǎn)動的地方。16.旋轉(zhuǎn)支承部件的種類及基本要求和結(jié)構(gòu)簡圖？

答：按其相互摩擦的性質(zhì)可分為滑動，滾動，彈性，氣體摩擦支承。對支承的基本要求應包括：1.方向精度和置中精度；2.摩擦阻力矩的大��；3.許用載荷；4.對溫度變化的敏感性；5.耐磨性以及磨損的可補償性；6.抗振性；7.成本的高低。17.簡述雙向橋式PWM直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理？答：根據(jù)圖來說。18．伺服電機控制的基本形式是什么？

答：速度控制，轉(zhuǎn)矩控制，位置控制。19.簡述步進電機步距角的計算方法？

答：步距角的大小與通電方式和轉(zhuǎn)子齒數(shù)有關(guān)，其大小可用下式計算：

a=360/(zm)z轉(zhuǎn)子齒數(shù)m運行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即m=kn(n為電動機的相數(shù)，單拍時k=1,雙拍時k=2)20.步進電機驅(qū)動與通電方式的關(guān)系？

答：步進電機的定子有六個均勻分布的磁極，每兩個相對磁極組成一相，即有A-A’,B-B’,C-C’三相。磁極上饒有勵磁磁阻。當ABC依次通電時，正轉(zhuǎn)。否則反轉(zhuǎn)。電機每轉(zhuǎn)過一步所過的角度為步距角，布距角越小，則精度越高。根據(jù)通電方式可有，三相單三拍，A-B-C-A-….；三相雙三拍，AB-BC-CA-AB-……；三相六拍，A-AB-B-BC-C-CA-A-…….等等。21.步進電機從轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上分幾類？

答：分為可變磁阻型（VR）永磁型（PM）混合型（HB）

擴展閱讀：機電一體化總結(jié)

1、機電一體化（Mechatronics）是機電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品的統(tǒng)稱，并把柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)等先進制造技術(shù)的生產(chǎn)線和制造過程也包括在內(nèi)，發(fā)展了機電一體化的含義。包括六大關(guān)鍵技術(shù)：精密機床技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。

2、機電一體化系統(tǒng)的基本功能要素（或組成）：①機械本體；②動力部分；③傳感檢測部分；④執(zhí)行部分；⑤驅(qū)動部分；⑥控制與信息處理部分；⑦接口3、接口的三個作用：①交換；②放大；③傳遞

4、機電一體化的相關(guān)技術(shù)：①機械技術(shù)；②傳感檢測技術(shù)；③信息處理技術(shù)；④自動控制技術(shù)；⑤伺服傳動技術(shù)；⑥系統(tǒng)總體技術(shù)

5、機電一體化的設計方法：整體設計法、組合法、替代法

6、機電一體化的設計類型：開發(fā)性設計、適應性設計、變異性設計7、機械移動系統(tǒng)的基本元件：質(zhì)量、阻尼器、彈簧

8、影響機電一體化系統(tǒng)中傳動鏈的動力學性能的因素：①負載的變化；②傳動鏈慣性；③傳動鏈固有頻率；④間隙、摩擦、潤滑和溫升

9、GD即動物體的重量G與回轉(zhuǎn)直徑D的平方的乘積。(GD24gJ)

10、兩物體接觸面間的摩擦力在應用上可簡化為粘性摩擦力、庫侖摩擦力與靜摩擦力三類11、齒輪傳動齒側(cè)間的消除：①剛性消隙法；②柔性消隙法

12、電動機驅(qū)動的二級齒輪傳動系統(tǒng)，假定各主動小齒輪具有相同的轉(zhuǎn)動慣量J1,軸與軸承

2i1轉(zhuǎn)動慣量不計，各齒輪均為實心圓柱體，且齒寬和材料均相同，效率為1，則i222或

i12i13（i1,i2為齒輪系中第一、二級齒輪副的傳動比；i為齒輪系數(shù)總傳動比，ii1i2）

13、滾珠花鍵既是一種傳動裝置，又是一種直線運動支撐，可用于機器人、機床、自動搬運

車等各種機械。

14、諧波齒輪傳動特點：①傳動比大；②承載能力強；③傳動精度高；④齒側(cè)間隙小；⑤傳動平穩(wěn)；⑥結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。

H15、諧波齒輪傳動的傳動比計算irgrHzg式中：g、r、H分別為剛輪、柔gHzr輪和波形發(fā)生器的角速度；zg、zr分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。

16、滾珠絲桿副是將普通的絲桿加上滾珠，變滑動為滾動，是絲桿、螺母、滾珠等零件組成的機械元件。分為：外循環(huán)插線管式和內(nèi)循環(huán)反向器式17、靜壓導軌是將具有一定壓力的油或氣體介質(zhì)通入導軌的運動鍵與導向支撐鍵之間，運動鍵浮在壓力油和氣體薄膜之上，與導向支撐件脫離接觸，使之摩擦阻力大大減小的導軌。18、傳感器：是借助于檢測元件接受一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。分類方法：①以被測參量來分；②以傳感器的工作原理來分。19、衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標：線性度、靈敏度、遲滯性、重復性。20、光柵：是一種新型的位移檢測元件，它的特點是測量精度高（可達±1um）、響應速度快和量程范圍大等。光柵條紋密度一般為每毫米25、50、100、250條等。21、感應同步器分為：鑒相式和鑒幅式

22、接近式位置傳感器按工作原理分為：電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式、超聲波式。23、將放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗這種特點的放大器稱為測量放大器；具有能利用計算機采用軟件控制的辦法來實現(xiàn)增益的自動變換功能的放大器叫做程控增益放大器；

24、隔離放大器特點：①能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞；②泄漏低電流，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路；③共模抑制比高，能對直流和低頻信號進行準確、安全的測量。

25、A/D轉(zhuǎn)換器的特性：分辨率、相對精度、輸入電壓、輸出電阻、轉(zhuǎn)換時間（孔徑時間）26、A/D轉(zhuǎn)換器的孔徑時間：在對模擬信號進行模數(shù)變換時，從啟動變換到變換結(jié)束的數(shù)字量輸出所需要的時間。27、采樣頻率：（香儂定理）不失真檢測Ws(采樣頻率)≥2Wmax（信號最高頻率）28、模擬信號經(jīng)過時間離散變換和幅值離散變換(近似值)后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。29、用軟件進行“線性化”處理的方法：計算法、查表法、插值法。30、伺服系統(tǒng):以機械運動量為控制對象的反饋控制系統(tǒng)

31、伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及分類：①控制器；②功率放大器；③執(zhí)行機構(gòu)；④檢測裝置。32、采用直流伺服電動機作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)，稱為直流伺服系統(tǒng)。

33、直流伺服系統(tǒng)種類繁多，按伺服電動機、功率放大器、檢測元件、控制器的種類以及反饋信號與指令比較方式等分為不同類型的直流伺服系統(tǒng)

34、相敏放大器也稱鑒幅器，它的功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換為與之成正比的直流電壓，并使它的極性與輸入的交流電壓的相位相適應。35、相敏放大器的任務①將輸入交流電壓變換成直流電壓；②當輸入交流電壓相位變成相差∏時時，輸出的直流電壓極性亦隨之改變；③輸出直流電壓的數(shù)值與輸入交流電壓的幅值成正比

36、脈寬調(diào)制型（PWM）功率放大器的基本原理：利用功率器件的開關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，通過對方波脈沖寬度的控制，改變輸出電壓的平均值。

37、采用交流伺服電動機作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)，稱為交流伺服系統(tǒng)。按其選用不同的電動機而分為兩大類：同步型交流伺服電動機和異步型交流伺服電動機。38、步進電動機（或脈沖電動機或脈沖馬達）；步進電動機多用于開環(huán)系統(tǒng)39、三相步進電動機的三種分配方式：三相三拍、三相六拍、雙三拍40、步距角的計算（步距角）360，m為相數(shù)，z為轉(zhuǎn)量數(shù)，k為通電方式導數(shù)。mzk41、細分驅(qū)動電路的作用是減少步距角

42、光電隔離電路的作用：1）通過光電轉(zhuǎn)換隔離輸入/輸出2）實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換3）增加驅(qū)動能力

44、在工業(yè)環(huán)境中使用計算機控制系統(tǒng)，除去被控對象、檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu)外，其余部分稱做“工業(yè)控制計算機”，簡稱“工業(yè)控制機”或“工控機”

45、PLC工作特點：順序掃描、循環(huán)執(zhí)行（工作可靠、可與工業(yè)現(xiàn)場信號直接連接、積數(shù)式組合、編程操作容易、易于安裝及維修）；PLC掃描工作制：輸入掃描，計算，輸出控制。（三階段工作制）

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