机电一体化习题答案.pdf

机电一体化习题答案

第一章

1.什么是机电一体化？各国的主要观点有哪

些？(P1~3)

答：机电一体化技术综合应用了机械技术、微电

子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技

术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等

群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能

耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价

值的系统工程技术。

2.试述机电一体化技术与传统机电技术的区别。

(P2)

答：传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理

的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设

计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械

本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，

不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计

算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件

和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计

算机控制下具有一定的智能性。

3.试分析机电一体化系统的组成及相关技术。

(P1~3)

答：机电一体化系统是多学科技术的综合应用，

是技术密集型的系统工程。其技术组成包括：机

械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信

息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。

业对象？(P27)

例如，为了得到某种复杂形状的金属零件，

可通过编程在加工中心上对坯料进行加工。坏料

是作业对象，加工中心是技术系统，所完成的加

工过程是技术过程。

作业对象一般可分为三大类：物料、能量和

信息

2.确定技术过程的一般步骤是什么？(P27)

1)根据信息集约和调研预测的资料，分析确定

作业对象以及主要转换要求。

2)分析比较传统的和现代的理论和实践，确定

实现主要转换的工作原理。

3)明确实现技术过程的环境和约束条件。环境

是与技术系统发生联系的总和，包括经济条件、

生产条件、技术条件、社会条件等。

4)确定主要技术过程和其他辅助过程。

5)根据高效、经济、可靠、美观、使用方便等

原则，初步规定技术系统的边界及工作范围。

3.试述功能设计方法和主要步骤。(P28~30)

功能是对技术系统中输入和输出的转换所

作的抽象化描述。只有用抽象的概念来表述系统

的功能，才能深入识别需求的本质，辨明主题，

发散思维，启发创新，

总功能逐步分解为比较简单的分功能，一

直分解到不能再分解的功能元，形成功能树

(一)功能分析

(二)功能元求解

1．选择工作原理

2．构思功能载体

(三)方案综合

4.功能设计的工具有哪些？（P30）

1．设计目录

(1)对象目录(2)作业日录(3)解法目录

2．知识库

(1)数据库(2)设计词典(3)手册

5.试分析设计与技术系统的关系。

设计若是为了对作业对象完成某种技术过

程，设计对象就是人造技术系统。

第三章

1.结构设计有哪些内容？（P78）

宏观地看，结构设计大致有以下三方面内

容:

(1)功能设计以各种具体的结构实现机电一

体化系统的功能要求。

(2)质量设计兼顾各种要求和限制，提高机

电一体化系统质量和性能,

(3)优化设计和创新设计充分应用现代设

计方法系统地构造设计优化模型，用创造性设计

思维方法进行机电一体化系统设计的优化和创

新。

2.机电一体化系统中运动联系结构的基本单元

有哪些？(P87)

需要联轴器、减速、变速装置及运动换向与

转换装置等基本传动结构

3.滚动导轨副的品质用那几方面来衡量？(P108)

(1)导向精度导向精度是导轨副最基本的性

能指标。移功件在沿导轨运动时，不论有无载荷，

部应保证移动轨迹的直线性及其位置的精确性。

各种设备对导轨副的平面度，垂直度及等高、等

距的要求都有相应的规定或标准可以参照。

(2)耐磨性导轨副应在预定的使用期内，保

持其导向精度。精密滚动导轨副的主要失效形式

是磨损。因此，耐磨性是衡量滚动导轨副性能的

主要指标之一。

(3)刚度为了保证足够的刚度，应选用最合适

的导轨类型、尺寸及其组合。选用可调整间隙和

能够预紧的导轨副可以提高刚度。

(4)工艺性导轨副要便于装配、调整