机电一体化总结.doc

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1、机电一体化 总结机电一体化 总结1.什么是机电一体化？答：机电一体化是在机械的主功能，动力功能，信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。2、发展机电一体化的面临的共性关键技术？答：这些共性关键技术有检测传感技术，信息处理技术，伺服驱动技术，自动控制技术，精密机械技术及系统总体技术等。3、机电一体化系统构成的五大要素？相应的五大功能？答：五大要素：机械系统，信息处理系统，动力系统，传感器检测系统，执行元件系统。相应的五大功能：动力功能，计测功能，控制功能，操作功能，构造功能。4.机电一体化系统的设计类型？答：大致有三类：1.开发性设计2.适应

2、性设计（在设计方案，原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计）3.变异性设计（在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸）。5.滚珠丝杠副的组成及特点？答：滚珠丝杠副由丝杠，螺母，滚珠和反相器死部分组成。特点：具有滚珠闭合流动的闭合回路，还具有轴向刚度高，运动聘问，传动精度高，不易磨损，使用寿命长等特点。但由于不能自锁，具有传动可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动措施。6.滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧的实质？答：滚珠丝杠副在有负载时，滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形，换向时，其轴

3、向间隙会引起空回。这种空回是非连续性的，既影响传动精度，又影响系统的稳定性。所以常采用以下几种调整预紧方法。（1）双螺母螺纹预紧调整式（2）双螺母尺差预紧调整法（3）双螺母垫片调整预紧法（4）弹簧式自动调整预紧式（5）单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧7.滚珠丝杠副支承方式及其结构简图？答：（1）单推-单推式（2）双推-双推式（3）双推-简支式（4）双推-自由式8谐波齿轮传动的工作原理？答：谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似。它依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力和运动的。谐波齿轮传动由波发生器和刚性轮，柔性轮组成。波发生器为主动件，刚轮和柔轮为从动件。刚轮有内

4、齿圈，柔轮有外齿圈，其齿形为渐开线或三角形，齿距相同而齿数不同，刚轮的齿数比柔轮的齿数多几个齿。柔轮是薄圆筒形，由于波发生器的长径比柔轮内径略大，故装配在一起时就将柔轮撑成椭圆形。如具有双波发生器的谐波减速器，其刚轮与柔轮的齿数之差为2，其椭圆长轴的两端柔轮和刚轮的牙齿相啮合，在短轴方向的牙齿完全分离。当波发生器逆时针转一圈时，两轮相对位移为两个齿距。当刚轮固定式，则柔轮的回转方向与波发生器的回转方向相反。9.齿轮传动间隙的调整方法及特点？答：1.偏心套调整法；2.轴向垫片调整法；3.双片薄齿轮错齿调整法；10.刀口支撑的特点？答：刀口支撑主要由刀口和支座组成，多用于摆动角度不大的场合。优点：

5、摩擦和磨损很小。刀口刃部是半径很小的圆柱面，故当零件摆动角度不超过容许值时，支承中的摩擦是纯滚动摩擦。11.铸造机座如何合理选择截面开口和尺寸？答：为了不是开口后机座的刚度降低太多，开口应沿机座或机架壁中心线排列，或在中心线附近交错排列，孔宽以不大于机座或机架壁宽的0.25倍为宜，即b0/b=0.25。12.由矩形和矩形组成的闭式组合导轨副的特点？答：支承面和导向面分开，因而制造与调整简单。导向面的间隙，用镶条调节，接触刚度低。闭式结构有辅助导轨面，其间隙用压板调节。当以两侧面作导向面时，导轨间距大，热变形大，要求间隙大，因而导向精度低，但承载能力大；以内外侧面作导向面时，导轨两侧面间距较小，

6、加工测量方便，容易获得较高的平行度。热变形小，导向精度高；以两内侧面作导向面，导向面对称分布在导轨中部，当传动件位于对称中心线上时，避免了由于牵引力与导向中心线不重合而引起的偏转，不致在改变运动方向时引起位置误差，故导向精度高。13.掌握常用导轨副的简图？答：14.槽轮间歇传动机构的工作原理？答：槽轮机构由拨销盘，槽轮组成。工作原理：拨销盘以不变的角速度旋转，拨销转过2角度时，槽轮转过相邻两槽间的夹角2在拨销转过其余部分的角2（-）时，槽轮静止不动，直到拨销进入下一个槽内，又重复以上循环。15.导轨副的截面形状及其特点？答:常见的导轨截面形状，有三角形，矩形，燕尾形及圆形四种，每种又分为凸形和

7、凹形两类。凸形导轨不易积存切屑等赃物，也不易储存润滑油，宜在低速下工作；凹形导轨则相反，可用于高速，但必须有良好的防护装置，以防切削等赃物落入导轨。三角形：磨损后能自动补偿，不会产生间隙，故导向精度高。矩形：结构简单，制造检验和修理方便，导轨面较宽，承载能力大，刚度高，故应用广泛。燕尾形：结构紧凑，可以承受颠覆力矩，单刚度较差，摩擦力较大，制造检验和维修都不方便。圆形：可有两个自由度，适用于同时作直线运动和转动的地方。16.旋转支承部件的种类及基本要求和结构简图？答：按其相互摩擦的性质可分为滑动，滚动，弹性，气体摩擦支承。对支承的基本要求应包括：1.方向精度和置中精度；2.摩擦阻力矩的大小；3

8、.许用载荷；4.对温度变化的敏感性；5.耐磨性以及磨损的可补偿性；6.抗振性；7.成本的高低。17.简述双向桥式PWM直流驱动调速，换向的工作原理？答：根据图来说。18伺服电机控制的基本形式是什么？答：速度控制，转矩控制，位置控制。19.简述步进电机步距角的计算方法？答：步距角的大小与通电方式和转子齿数有关，其大小可用下式计算：a=360/(zm)z转子齿数m运行拍数，通常等于相数或相数整数倍，即m=kn(n为电动机的相数，单拍时k=1,双拍时k=2)20.步进电机驱动与通电方式的关系？答：步进电机的定子有六个均匀分布的磁极，每两个相对磁极组成一相，即有A-A,B-B,C-C三相。磁极上饶有励

9、磁磁阻。当ABC依次通电时，正转。否则反转。电机每转过一步所过的角度为步距角，布距角越小，则精度越高。根据通电方式可有，三相单三拍，A-B-C-A-.；三相双三拍，AB-BC-CA-AB-；三相六拍，A-AB-B-BC-C-CA-A-.等等。21.步进电机从转子结构上分几类？答：分为可变磁阻型（VR）永磁型（PM）混合型（HB）22.矢量控制是对哪个矢量控制达到最佳的？答：是利用微处理器和计算机数控对交流电动机作磁场的矢量控制，从而获得对交流电动机的最佳控制。就是同时控制电动机输入电流的幅值和相位，以得到交流电动机的最佳控制。23点位控制为什么要进行加速度控制？答：在一般情况下，系统的极限启动

10、频率是比较低的，而要求的运行速度往往较高。；如果系统以要求的速度直接起动，因为频率已超过了极限启动频率而不能正常启动。可能发生丢步或根本不能启动的情况，。系统运行起来之后，如果到达终点时突然停发脉冲量，令其立即停止，则因为系统的惯性原因，会发生冲过终点的现象，使点-位控制精度发生偏差。因此在点位控制过程中，运行速度都需要一个加速-恒速-减速低恒速-停止的过程。扩展阅读：机电一体化总结1、机电一体化（Mechatronics）是机电一体化技术及其产品的统称，并把柔性制造系统和计算机集成制造系统等先进制造技术的生产线和制造过程也包括在内，发展了机电一体化的含义。包括六大关键技术：精密机床技术、伺服

11、驱动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、系统总体技术。2、机电一体化系统的基本功能要素（或组成）：机械本体；动力部分；传感检测部分；执行部分；驱动部分；控制与信息处理部分；接口3、接口的三个作用：交换；放大；传递4、机电一体化的相关技术：机械技术；传感检测技术；信息处理技术；自动控制技术；伺服传动技术；系统总体技术5、机电一体化的设计方法：整体设计法、组合法、替代法6、机电一体化的设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计7、机械移动系统的基本元件：质量、阻尼器、弹簧8、影响机电一体化系统中传动链的动力学性能的因素：负载的变化；传动链惯性；传动链固有频率；间隙、摩擦、润滑和温升9

12、、GD即动物体的重量G与回转直径D的平方的乘积。(GD24gJ)10、两物体接触面间的摩擦力在应用上可简化为粘性摩擦力、库仑摩擦力与静摩擦力三类11、齿轮传动齿侧间的消除：刚性消隙法；柔性消隙法12、电动机驱动的二级齿轮传动系统，假定各主动小齿轮具有相同的转动惯量J1,轴与轴承2i1转动惯量不计，各齿轮均为实心圆柱体，且齿宽和材料均相同，效率为1，则i222或i12i13（i1,i2为齿轮系中第一、二级齿轮副的传动比；i为齿轮系数总传动比，ii1i2）13、滚珠花键既是一种传动装置，又是一种直线运动支撑，可用于机器人、机床、自动搬运车等各种机械。14、谐波齿轮传动特点：传动比大；承载能力强；传

13、动精度高；齿侧间隙小；传动平稳；结构简单，体积小，重量轻。H15、谐波齿轮传动的传动比计算irgrHzg式中：g、r、H分别为刚轮、柔gHzr轮和波形发生器的角速度；zg、zr分别为刚轮和柔轮的齿数。16、滚珠丝杆副是将普通的丝杆加上滚珠，变滑动为滚动，是丝杆、螺母、滚珠等零件组成的机械元件。分为：外循环插线管式和内循环反向器式17、静压导轨是将具有一定压力的油或气体介质通入导轨的运动键与导向支撑键之间，运动键浮在压力油和气体薄膜之上，与导向支撑件脱离接触，使之摩擦阻力大大减小的导轨。18、传感器：是借助于检测元件接受一种形式的信息，并按一定规律将它转换成另一种信息的装置。分类方法：以被测参量

14、来分；以传感器的工作原理来分。19、衡量传感器静态特性的重要指标：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性。20、光栅：是一种新型的位移检测元件，它的特点是测量精度高（可达1um）、响应速度快和量程范围大等。光栅条纹密度一般为每毫米25、50、100、250条等。21、感应同步器分为：鉴相式和鉴幅式22、接近式位置传感器按工作原理分为：电磁式、光电式、静电容式、气压式、超声波式。23、将放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗这种特点的放大器称为测量放大器；具有能利用计算机采用软件控制的办法来实现增益的自动变换功能的放大器叫做程控增益放大器；24、隔离放大器特点：能保护系统元件不受高共

15、模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏；泄漏低电流，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路；共模抑制比高，能对直流和低频信号进行准确、安全的测量。25、A/D转换器的特性：分辨率、相对精度、输入电压、输出电阻、转换时间（孔径时间）26、A/D转换器的孔径时间：在对模拟信号进行模数变换时，从启动变换到变换结束的数字量输出所需要的时间。27、采样频率：（香侬定理）不失真检测Ws(采样频率)2Wmax（信号最高频率）28、模拟信号经过时间离散变换和幅值离散变换(近似值)后转换成数字信号。29、用软件进行“线性化”处理的方法：计算法、查表法、插值法。30、伺服系统:以机械运动量为控制对象的反馈

16、控制系统31、伺服系统的结构组成及分类：控制器；功率放大器；执行机构；检测装置。32、采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统，称为直流伺服系统。33、直流伺服系统种类繁多，按伺服电动机、功率放大器、检测元件、控制器的种类以及反馈信号与指令比较方式等分为不同类型的直流伺服系统34、相敏放大器也称鉴幅器，它的功能是将交流电压转换为与之成正比的直流电压，并使它的极性与输入的交流电压的相位相适应。35、相敏放大器的任务将输入交流电压变换成直流电压；当输入交流电压相位变成相差时时，输出的直流电压极性亦随之改变；输出直流电压的数值与输入交流电压的幅值成正比36、脉宽调制型（PWM）功率放大器的基本原理：

17、利用功率器件的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变输出电压的平均值。37、采用交流伺服电动机作为执行元件的伺服系统，称为交流伺服系统。按其选用不同的电动机而分为两大类：同步型交流伺服电动机和异步型交流伺服电动机。38、步进电动机（或脉冲电动机或脉冲马达）；步进电动机多用于开环系统39、三相步进电动机的三种分配方式：三相三拍、三相六拍、双三拍40、步距角的计算（步距角）360，m为相数，z为转量数，k为通电方式导数。mzk41、细分驱动电路的作用是减少步距角42、光电隔离电路的作用：1）通过光电转换隔离输入/输出2）实现电平转换3）增加驱动能力44、在工业环境中使用计算机控制系统，除去被控对象、检测仪表和执行机构外，其余部分称做“工业控制计算机”，简称“工业控制机”或“工控机”45、PLC工作特点：顺序扫描、循环执行（工作可靠、可与工业现场信号直接连接、积数式组合、编程操作容易、易于安装及维修）；PLC扫描工作制：输入扫描，计算，输出控制。（三阶段工作制）第 10 页 共 10 页