附標(biāo)準(zhǔn)答案機(jī)電一體化系統(tǒng)方案基礎(chǔ)期中試

1、上海電視大學(xué)期中考試試卷上海電視大學(xué) 2011至 2012 學(xué)年度第 1 學(xué)期期中考試 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題2011 年 10 月 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：得分評(píng)卷人單選題（每小題1、以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是（2 分，共 16 分）。A 工業(yè)機(jī)器人B電子計(jì)算機(jī)題號(hào)一二三四五總分分?jǐn)?shù)C空調(diào)D復(fù)印機(jī)2、幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的（）A. 靜態(tài)特性指標(biāo)B.動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)C.輸入特性指標(biāo)D. 輸出特性指標(biāo)3、有一脈沖電源， 通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有 24 個(gè)齒，步進(jìn)電機(jī)的步距角是（ 112 ）。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。A

2、 0.6B1.2C 1.5D24、機(jī)械系統(tǒng)的剛度對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性主要影響表現(xiàn)為（）等方面。A. 固有頻率、響應(yīng)速度、慣量 B.固有頻率、失動(dòng)量、穩(wěn)定性C. 摩擦特性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性 D.摩擦特性、失動(dòng)量、慣量5、多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比相等的分配原則適用于按（46 ）設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。A 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則B輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則C 重量最輕原則（小功率裝置）D重量最輕原則（大功率裝置）6、半閉環(huán)控制的驅(qū)動(dòng)裝置中，絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外，所以它的（）。A 回程誤差不影響輸出精度，但傳動(dòng)誤差影響輸出精度試卷第 1頁（共7 頁）上海電視大學(xué)期中考試試卷B傳動(dòng)誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響

3、輸出精度C回程誤差和傳動(dòng)誤差都不會(huì)影響輸出精度D回程誤差和傳動(dòng)誤差都會(huì)影響輸出精度 7、傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率對(duì)傳動(dòng)精度有影響， （） 固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動(dòng)誤差， （）系統(tǒng)剛 度可提高固有頻率。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。A .提高，提高B.提高，減小C.減小，提高D.減小，減小8、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，其輸出轉(zhuǎn)矩隨著工作頻率增高而（112 ）得分評(píng)卷人A. 上升B . 下降C. 不變判斷題（每小題D. 前三種情況都有可能2 分，共 10 分）具有“智能化”1、機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸， 還是人的感官與頭腦的延伸， 的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。 （ R ）殘騖樓諍錈瀨

4、濟(jì)溆塹籟。2、進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)， 由于阻尼對(duì)系統(tǒng)的精度和快速響應(yīng)性均產(chǎn)生不利的影響， 因此 機(jī)械系統(tǒng)的阻尼比 取值越小越好。 （ W ）釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。3、在滾珠絲杠螺母間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)中， 齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)的精度較高， 且結(jié)構(gòu)簡單， 制作成本 低。（ W ：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高 ）彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。4、為減少機(jī)械傳動(dòng)部件的扭矩反饋對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響， 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的基本固有頻率應(yīng) 低于電氣驅(qū)動(dòng)部件的固有頻率的 23 倍，同時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作 頻率，以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。 （ W ） 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。5、在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成

5、的傳動(dòng)死區(qū)能使系統(tǒng)以15 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動(dòng)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （ R ）廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。6、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，同頻率下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就越大。（ W ）7、機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對(duì)輸入的物質(zhì)按照要求進(jìn)行處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)。（W）8、遲滯是傳感器的一種動(dòng)態(tài)誤差， 是由于在傳感器的正反行程中的輸出輸入特性曲線不重合 引起的。（W）9、阻尼比除了與機(jī)械系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)B 有關(guān)外， 還與系統(tǒng)的拉壓剛度系數(shù) K0 和質(zhì)量 m有關(guān)。（R）10、選擇傳感器時(shí)，如果測(cè)量的目的是進(jìn)行定性分析，則選用絕對(duì)量值精度高的傳感器，而 不宜選用重復(fù)精度高的傳感器。

6、 （ W）煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。試卷第 2 頁（共 7 頁）上海電視大學(xué)期中考試試卷得分評(píng)卷人簡答題（共14 分）2、齒輪傳動(dòng)中各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則分別有哪些？各使用在那些場(chǎng)合？8 分）參考教材1、完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？（6 分） 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素有機(jī)械本體，能源，測(cè)試傳感部分，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)部35 分）分，控制及信息處理單元等 6 項(xiàng)。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。得分評(píng)卷人四、計(jì)算題（共1、已知圖示絲杠螺母驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 工作臺(tái)的質(zhì)量 m=100Kg ，絲杠螺距 t=8mm ，絲杠長度 L=0.5m,33中徑為 d=48mm,材料密度為7.8 10 Kg/ m ，

7、齒輪傳動(dòng)比 i2，兩齒輪的傳動(dòng)慣量分別 為 Jz1 1.2 10 Kg m ，Jz2 1.9 10 Kg m 。試求折算到電機(jī)軸上的總等效慣量 Je ？（15 分） 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)解：等效慣量可以分為以下幾個(gè)部分來計(jì)算 （ 1）電機(jī)軸上的元件（齒輪 1） Je1 JZ1 1.2 10 4 kg m2 （ 2）中間軸上的元件（齒輪 2）試卷第 3頁（共7 頁）上海電視大學(xué)期中考試試卷113 4 2Je22 JZ 22 1.9 10 3 4.75 10 4kg m2i123)負(fù)載軸上的元件(絲杠、工作臺(tái))1J e3 2 (Js JL )i絲杠慣量：4 3 42d4L 3.14 7.8 103

8、 0.0484 0.5 2 10 3kg m21Jsmsds 8 s 32 工作臺(tái)折算到絲杠上的慣量：t 2 0.008 24 2JL m( )2 100 ()2 1.62 10 4 kg m2L 2 6.28113 4 4 22 (Js JL)(2 10 3 1.62 10 4) 5.4 10 4kg m2i24Je332總的折算慣量為Je Je1 Je2 Je3 1.2 10 4 4.75 10 4 5.4 10 4 1.14 10 3kg.m22 、已知某工作臺(tái)采用直流電機(jī)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)（如圖所示），已知工作臺(tái)的行程L 250mm,絲杠導(dǎo)程 t 4mm ,齒輪減速比為 i 5,要求工

9、作臺(tái) 位移 的測(cè)量 精度 為 0.005mm（忽略齒輪和絲杠的傳動(dòng)誤差） 。（10 分）預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。（ 1）試采用高速端（電機(jī)）測(cè)量方法，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。（2）若選取 ns=200 脈沖/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用？解：（1）高速端測(cè)量設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為 n ，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)工作臺(tái)的位移為Ltin試卷第 4 頁（共 7 頁）上海電視大學(xué)期中考試試卷由測(cè)量精度， L 0.005mm，則t4n 160 脈沖 /轉(zhuǎn)i L 5 0.005選取 n=200 光電編碼器，則理論測(cè)量精度4L 0.004 0.0055 200滿足題目要求。（2）低速端測(cè)量 傳感器直接與絲杠連接，與減速比無

10、關(guān)Ltn t 4 800 脈沖 /轉(zhuǎn)L 0.005可知 ns500 脈沖 /轉(zhuǎn)的編碼器不合用。3、現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為l0=6mm 、左端齒輪齒數(shù)為 100、右端齒輪齒數(shù)為 98。當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)，一端的外齒輪相對(duì)于另一端的外齒輪轉(zhuǎn) 過 2 個(gè)齒時(shí)，試求兩個(gè)螺母之產(chǎn)生的相對(duì)軸向位移？（ 10 分） 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。試卷第 5頁（共7 頁）上海電視大學(xué)期中考試試卷1- 套筒 2- 內(nèi)齒輪 3- 圓柱齒輪 4- 絲杠圖 雙螺母齒差預(yù)緊式滾珠絲杠得分評(píng)卷人五、分析題（共15 分）根據(jù)圖示氣體壓力傳感器的原理圖，分析該傳感檢測(cè)系統(tǒng)的組成及各部分的作用。上海電視大學(xué)期中考試試卷答：氣體壓力傳感器的工作原理是膜盒 2 的下半部與殼體 1 固接 , 上半部通過連桿與磁心 4 相連,磁心 4 置于兩個(gè)電感線圈 3中,后者接入轉(zhuǎn)換電路 5。氣體壓力傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn) 換元件和基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成： 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡