《机电一体化技术》课后习题答案-作者：李建勇.doc

《机电一体化技术》课后答案 【第一章】 1、机电一体化的涵义：机电一体化技术是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感器测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。 2、机电一体化系统的主要组成、作用及其主要特点。 （1）主要组成：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统，各要素和环节通过接口相联系。 （2）作用：机电一体化系统主要功能是对输入的物质、能量与信息按照要求进行处理（变换、传递、储存），输出具有所需特性的物质、能量与信息；还应具备其他内部功能，即动力、检测、控制、构造功能。 （3）主要特点：以机械为主体，主要功能由机械本体完成；以微电子技术，特别是计算机控制技术为核心；强调各种技术的协同和集成而不是简单的拼凑。 3、工业三大要素：物质、能量、信息。 4、传统机电产品与机电一体化产品的主要区别： （1）不同于传统的机械产品和电子产品，机电一体化产品是机械系统和微电子系统，特别是与微处理器或微机有机结合，从而赋予新的功能和性能的一种产品； （2）机电一体化产品的特点是产品功能的实现是所以功能单元共同作用的结果，这与传统机电设备中机械和电子相对独立，可以分别工作有本质的区别； （3）随着科技的发展，机电一体化产品的概念已经由传统机械领域拓展到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统。 5、试举几个日常生活中的机电一体化产品：CT扫描仪、自动售货机、录音机、复印机。 6、应用机电一体化技术的突出特点是： 与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有高的水平和附加值，它将给开发生产者和用户带来社会经济效益。表现在：（1）生成能力和工作质量提高；（2）使用安全性和可靠性提高；（3）调整和维护方便，使用性能改善；（4）具有复合功能，适用面广；（5）改善劳动条件，有利于自动化生产；（6）节约能源，减少耗材。 7、机电一体化的主要支撑技术及其作用： （1）、传感器检测技术 接受工作过程的各种参数、工作状态以及与工作过程有关的相应信息，通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，实现产品工作过程的自动控制。 （2）、信息处理技术 与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的讯息输入、识别、变换、存储、输出和决策分析等。 （3）、自动控制技术 无人直接参与下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律进行。 （4）、伺服驱动技术 机电一体化产品中执行元件和驱动装置设计中的技术，直接影响功能执行和操作，对产品的动态性能、稳定性能、操作进度和控制质量等产生决定性的影响。 （5）、接口技术 保证各要素及各子系统之间的接口性能良好。 （6）、精密机械激技术 实现结构、材料、性能上的变更，满足减轻重量、缩小体积、提高精度，刚度、改善性能的要求。 （7）、系统总线技术 在机电一体化产品各组成部分的技术成熟、组件的性能和可靠性良好的基础上，通过协调各组件的相互关系和所用技术的一致性来保证产品实现经济、可靠、高效率和操作方便等。 8、论述机电一体化的发展趋势： 智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化。 【第二章】 1、机电一体化系统传动机构的作用： 传递能量和运动，是一种力、速度变换器，实现系统运动的变换（运动形式、行程、反向、速度）或动力的变换（大小、形式）。 2、机电一体化对传动机构的基本要求： 传递间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、相应速度快、传递转矩大、谐振频率高以及与伺服电动机等其他环节的动态性能相匹配；精密化、高速化、小型化、轻量化。 3、丝杆螺母的传动形式及其特点： （1）螺母固定、丝杆转动并移动。特点：消除了丝杆轴承的附加轴向传动，结构简单，获得较高的传动精度。但轴向尺寸不易太长，刚性差，适用于行程较小的场合。 （2）丝杆转动、螺母固定。特点：结构紧凑、丝杆刚性较好，适用于行程较大的场合。 （3）螺母转动、丝杆移动。特点：需要限制螺母移动和丝杆的转动，结构复杂且占用轴向空间大，少用。 （4）丝杆固定、螺母转动并移动。特点：结构简单使用不方便，少用。 （5）差动传动方式，可以获取较小的位移。 4、滚珠丝杆副的组成及其特点： 组成：有螺旋槽的丝杆、螺母、滚珠、反向器 特点：丝杆转动时，带动滚珠沿螺纹滚道和滚珠回程引导装置循环滚动；轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长，不能自锁，具有传动的可逆性。 5、滚珠丝杆副的主要尺寸参数及其意义： 公称直径d0：指滚珠与螺纹滚到在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。它是滚珠丝杆副