378#机电一体化系统设计.docx
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378#机电一体化系统设计
《机电一体化系统设计》模拟题
一、填空题：
1机电一体化系统的五大组成要素是（结构组成要素）、（动力组成要素）、（运动组成要素）、（感知组成要素）和（智能组成要素）。
2机电系统中常用的负载综合方法有（）和（）。
3按滚珠的循环方式分，滚珠螺旋传动分为（内循环）和（外循环）两种形式。
4根据主轴回转精度的定义，其误差表现为三种形式，即（轴向窜动）、（径向跳动）和（同轴度）。
5根据摩擦性质分，导轨主要分为：
（滑动摩擦导轨副）、（滚动摩擦导轨副）和（流体摩擦导轨副）。
6支承件的静刚度主要包括（水平支撑）、（垂直支撑）和（系杆）三种形式。
7步进电机的主要通电方式有（三相三拍通电方式）、（三相六拍通电方式）和（五相十拍通电方式）三种形式
8伺服系统按照控制原理分为（直流伺服系统）、（交流伺服系统）和（交直流伺服系统）。
二、名词解释
1回差：
回差指在固定输入信号量下，从量程起点加至该值与由量程终点至该值时仪表的读数与实际输入信号之差。
2阿贝误差原理：
在长度测量中，应将标准长度量（标准线）安放在被测长度量（被测线）的延长线上。
3分辨率：
分辨率就是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的点数的多少。
4灵敏度：
灵敏度指检测仪器示值相对于被测量参数变化的位移率，灵敏度是衡量物理仪器的一个标志
三、思考题
1说明同步带的设计计算过程。
参考答案：
（1）确定带的设计功率Pd
（2）选择带型和节距Pb
（3）确定带轮齿数z和节圆直径d
（4）验算带速
（5）初选中心距C、确定同步带的节线长Lp、齿数zb
（6）校核中心距C0
（7）确定同步带的宽度bs
（8）确定同步带轮的结构尺寸（结构、参数、材料、尺寸等）
（9）分别给出同步带和带轮的定购代号
2简述提高齿轮传动精度的主要措施。
参考答案：
（1）提高齿轮的制造精度
（2）提高齿轮副的安装精度
（3）合理布置传动链
①缩短传动链
②各级传动比按照“前小后大”分配
③各级传动副的精度按照“前低后高”安排
④增加齿轮的啮合齿数
（4）采用补偿措施
3通过合理的设计丝杠的支撑形式，可以使丝杠副在无论受到哪个方向的轴向力，丝杠只受拉力而不受压，说明这种支撑的形式，并简要说明其原理。
参考答案：
采用单推-单推支承形式。
分析略。
4简述采用矩形和三角形导轨组合时应注意的问题。
参考答案：
采用矩形和三角形导轨组合时，两根导轨上的载荷相等，但是摩擦力不同，所以合力可能不通过两个导轨中心，如果驱动力矩不合理，易形成力偶，因此在进行设计时需要：
1要在二导轨面上摩擦力相等的前提下使载荷非对称布置；2使牵引力合力通过二导轨面上摩擦合力的作用线。
《机电一体化系统设计》模拟题
一、填空题
1按照误差的性质来分类，误差分为（系统误差）、（随机误差）和（粗大误差）。
2齿轮传动中回差产生的原因主要是（材料的弹性变形）和（传动件各滑动副间的间隙和磨损）。
3滚珠丝杠副的主要支承形式有（两端双向完全确定结构）、（一端双向确定一端简单支撑结构）、（两端单向确定结构）和（一端双向确定一端自由结构）四种。
4列举三种提高主轴回转精度的主要措施：
（提高主轴部件的制造精度）、（对滚动轴承进行预紧）、（选用合理的导轨形状和导轨组合形式）。
5支承件的静刚度主要包括（水平支撑）、（垂直支撑）和（系杆）三种形式。
6步进电机按照工作原理主要分为（反应式步进电机）、（永磁式步进电机）和（混合式步进电机）三种。
7对滑动导轨副的主要技术要求有（配合性质）、（公差等级）、（配合面的形位公差）和（表面粗糙度）。
8伺服系统设计计算方法分为（基本控制算法）和（PID控制算法）两种。
二、名词解释
1回差：
回差指在固定输入信号量下，从量程起点加至该值与由量程终点至该值时仪表的读数与实际输入信号之差。
2阿贝误差原理：
在长度测量中，应将标准长度量（标准线）安放在被测长度量（被测线）的延长线上。
3分辨率：
分辨率就是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的点数的多少。
4灵敏度：
灵敏度指检测仪器示值相对于被测量参数变化的位移率，灵敏度是衡量物理仪器的一个标志
三、思考题
1平均效应原理应用的内容和适用条件有哪些？
试举一个符合平均效应原理的机械实例。
参考答案：
采用运动学设计原理，定位精度始终决定于定位点的精度，单点定位接触应力大，易产生应力变形，且随着磨损其定位精度下降严重。
因此，采用多点定位，利用平均效应原理，可以使误差均化，提高定位精度。
采用平均效应原理的条件：
（1）滚动体或中间元件要易于产生弹性变形；
（2）滚动体或中间元件的误差要小于或等于弹性变形误差；
（3）工作时候的外力应该能够使间隙自动得到补偿。
举例：
轴承等
2同步带200XL037和同步带轮25L075的各自代表的含义是什么？
参考答案：
（1）200—同步带的长度代号，代表实际长度508mm；XL---同步带的型号，节距为5.08mm；037—同步带的宽度，代表宽度为9.5mm。
（2）25代表带轮的齿数是25齿；L代表该带轮适合L型号同步带；075代表同步带轮的宽度，代表实际宽度为19.1mm。
3齿轮传动中，按最小等效转动惯量原则进行传动级数确定和总传动比分配的原则？
参考答案：
1）小功率传动最小等效转动惯量原则，各级传动比的分配按照“前小后大”
原则。
2）总传动比一定时，传动级数越多等效转动惯量越小，但级数太多时，等
效转动惯量降低不明显，但结构变得复杂。
4结合实例说明一种滚珠丝杠副订购代号包括的主要参数及其意义。
参考答案：
P74例子等。
答：
WD3005-3.5x1/B在-800x1000
表示外循环垫片调隙式的双螺母滚珠丝杠副,名义直径为30mm,螺距为5mm,一个螺母工作滚珠3.5圈,单列,B级精度,左旋,丝杠的螺纹部分长度为800mm,丝杠的总长度为1000mm。
5支撑件设计中满足静刚度设计要求所采取的主要措施。
参考答案：
1提高支承件自身刚度
（1）正确选择截面形状
（2）合理布置筋板筋条
（3）合理的开孔加盖
（4）合理选择壁厚
2提高支承件局部刚度
（1）合理选择连接处的结构
（2）注意导轨与连接处的过渡
（3）合理布置加强筋
3提高支承件的接触刚度
（1）减少接触面的层数
（2）提高导轨以及重要定位面的表面粗糙度
（3）施加一定的预压力
《机电一体化系统设计》模拟题
一、填空题
1在机械零件设计中为了减少制造和测量误差，常采用基面统一原则，其主要内容就是保证（）、（）、（）和（）的统一。
2滚珠丝杠副的主要支承形式有（两端双向完全确定结构）、（一端双向确定一端简单支撑结构）、（两端单向确定结构）和（一端双向确定一端自由结构）四种。
3齿轮传动中回差产生的原因主要是（材料的弹性变形）和（传动件各滑动副间的间隙和磨损）。
4按滚珠的循环方式分，滚珠螺旋传动分为（内循环）和（外循环）两种形式。
5列举三种提高主轴回转精度的主要措施：
（（提高主轴部件的制造精度）、（对滚动轴承进行预紧）、（选用合理的导轨形状和导轨组合形式）。
6支承件的静刚度主要包括（水平支撑）、（垂直支撑）和（系杆）三种形式。
7步进电机的主要通电方式有（三相三拍通电方式）、（三相六拍通电方式）和（五相十拍通电方式）三种形式。
8循环式滚动导轨根据截面形式分主要分为（单圆弧截面滚道）和（双圆弧截面滚道）两种形式。
9伺服系统按照控制原理分为（直流伺服系统）、（交流伺服系统）和（交直流伺服系统）。
。
二、名词解释
1回差:
回差指在固定输入信号量下，从量程起点加至该值与由量程终点至该值时仪表的读数与实际输入信号之差。
2阿贝误差原理:
在长度测量中，应将标准长度量（标准线）安放在被测长度量（被测线）的延长线上。
3分辨率：
分辨率就是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的点数的多少。
4灵敏度：
灵敏度指检测仪器示值相对于被测量参数变化的位移率，灵敏度是衡量物理仪器的一个标志
三、思考题
1说明误差配置原理的主要内容。
并举一个采用误差配置原理提高机械系统精度的例子。
参考答案：
在进行机械部件装配时，在不改变单个零件制造精度的情况下，通过合理的安排各部分的误差大小和偏差方向，就可以提高装配成品的总体精度。
例子：
主轴的装配，齿轮装配等
2说明同步带的设计计算过程。
参考答案：
（1）确定带的设计功率Pd
（2）选择带型和节距Pb
（3）确定带轮齿数z和节圆直径d
（4）验算带速
（5）初选中心距C、确定同步带的节线长Lp、齿数zb
（6）校核中心距C0
（7）确定同步带的宽度bs
（8）确定同步带轮的结构尺寸（结构、参数、材料、尺寸等）
（9）分别给出同步带和带轮的定购代号
3通过合理的设计丝杠的支撑形式，可以使丝杠副在无论受到哪个方向的轴向力，丝杠只受拉力而不受压，说明这种支撑的形式，并简要说明其原理。
参考答案：
采用单推-单推支承形式。
分析略
4说明轴系设计中根据轴系所受轴向力不同，进行滚动轴承内外圈限位的原则。
参考答案：
（1）无轴向负荷一般允许轴承的轴向移动
常用的轴承1：
深沟球轴承或者一组背靠背的角接触轴承；
限位方法：
轴承外圈不用限位，内圈通过轴肩或挡圈等限位在轴上即可。
常用轴承2：
双向短圆柱滚子轴承
限位方法：
外圈双向限位，内圈单向限位。
（2）单轴向负荷应该对内外圈作异向限位，且与力的传递方向一致。
（3）双轴向负荷应该对内外圈分别作双向轴向限位。
5结合一个实际例子说明滚动导轨的型号编制规则及其各部分参数的意义。
参考答案：
P143或其他。
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