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1、机电一体化系统设计基础试题1题号I一pr三ras得分I评卷人一、推断题（正确的打，错误的打X,每题3分，共30-分）1 .一个较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机械本体、动力系统、检测传感系统及执行部件，各要素和环节之间通过接口相联系。（）2 .信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动限制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。（）3 .进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比名取值越小越好。（）4 .滚珠丝杠垂直传动时，必需在系统中附加自锁或制动装置。（）5 .传感器
2、的转换元件是指传感器中能干脆感受或响应被测量的部分。（）6 .脉冲安排器的作用是使电动机绕组的通电依次按肯定规律变更。（）7 .气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合运用。（）8 .全物理仿真与计算机仿真相比较，在时间、费用和便利性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与好用的仿真方法。（）9 .现场总线系统采纳一对一的设备连线，按限制回路分别进行连接，打破了传统限制系统的结构形式。（）10 .绿色设计是对已有的产品或技术进行分析探讨，进而对该系统（产品）进行剖析、重构、再创建的设计。（）得分评卷人一二、单选题（每小题4分，共24分）1 .机电一体化技术是以（）部分为主体，强调各种技术的协同
3、和集成的综合性技术。B.微电子D.软件A.自动化C.机械2 .导程1.o=8mm的丝杠的总质量为6kg,标称直径为40mm,则其转动惯量为（）kgmm2oA.1200B.480C.120D.483 .某机电一体化系统须要消退斜齿轮传动的齿侧间隙，实行（）调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。A.偏心套C.薄片错齿B.轴向垫片D.轴向压簧错齿4 .下列哪项指标是传感器的动态特性？（）oA.量程C.灵敏度5.在开环限制系统中,常用（A.直流伺服电动机C.同步沟通伺服电动机B.线性度D.幅频特性）做驱动元件。B.步进电动机D.异步沟通伺服电动机6. HRGP-IA喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中
4、的（）。A.能源部分B.测试传感部分C.限制器D.执行机构得分评卷人三、简答题（每小题8分，共24分）1 .简述对滚珠丝杆副进行间隙调整和预紧方法。2 .步进电动机的输入信号是什么？如何实现对其转速和旋转方向的限制？3 .简述数控设备中计算机数控装置的组成和功能。得分评卷人四、计算题（8分）设有一大功率电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统如图所示，假设齿轮箱的传动效率为100%,齿轮箱的传动比i=3.2,已知齿轮采纳相同材料，宽度匕相同，各齿轮的模数m=3,主动齿轮的齿数方二20、z3=25,请依据重量最小原则设计齿轮传动系统，推导并计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。（提示：齿轮的质量
5、为变QM）4得分评卷人五、综合题（14分）请制订一套典型的机电一体化系统概念设计的流程。答案及评分标准一、推断题（每题3分,共30分）1.2.3X4.5.6. 7.8.9.10.二、选择题（每题4分，共24分）5.B6.B1. C2.A3.D4,D三、简答题（每小题8分，共24分）1 .答：通常采纳双螺母预紧和单螺母（适于大滚珠、大导程）两种方法，将弹性变形限制在最小限度内，以减小或消退轴向间隙，并可提高滚珠丝杠副的刚度。常用的双螺母消退轴向间隙的结构形式有三种：螺纹调隙式、垫片调隙式和齿差调隙式三种；单螺母消隙常用增大滚珠直径法和偏置导程法两种预紧方法。2 .答：步进电机的输入信号是脉冲序列
6、。步进电机的步矩角与运行拍数m通电方式k（m=kN,单拍时k=l,双拍时k=2,N为定子绕组的相数）、转子的齿数z有关。步进电机定子绕组通电状态的变更速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变更频率越高，转子的转速越高。变更步进电机定子绕组的通电依次，转子的旋转方向随之变更。3 .答：计算机数控装置主要由数字限制装置、输入输出设备和驱动限制装置等组成。计算机数控装置将数控加工程序通过输入装置输入数控装置，在数控装置的限制下，通过输出设备输出各种信息和指令，而驱动装置驱动机床各部分有序的运动,限制个坐标轴的进给速度，进给方向和位移量等。四、计算题（8分）解：设一级齿轮的传动比为3,其次级齿轮
7、的传动比i2。齿轮传动系统的总重量：M=如加图2+囹2+俘+（就则M=至答依据重量最小原则，令宇=0,得:=2,Z2=322=1.6则：2=40nZ4=4O六、综合题（14分）解：产品概念设计将确定性地影响产品创新过程中后续的产品具体设计、产品生产开发、产品市场开发以及企业经营战略目标的实现。包含以下流程:分析综合评价决策（1）首先是将设计任务抽象化，确定出系统的总功能；（2）依据系统的总功能要求和构成系统的功能要素进行总功能分解，划分出各功能模块，将总功能分解为子功能，直到分解到不能再分解的功能元，形胜利能树；确定它们之间的逻辑关系；（3）对各功能模块输入/输出关系进行分析，确定功能模块的技术参数和限制策略、系统的外观造型和总体结构；（4）找寻子功能（功能元）的解，并将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案,（5）以技术文件的形式交付设计组探讨、审定。由于体现同一功能的产品可以有多种多样的工作原理，（6）方案进行整体评价：对不同的方案进行整体评价，选择综合指标最优的设计方案。最终选定最佳方案形成概念产品。（注：绘制出流程图或文字作答均可。）
