一、选择题
在下列每小题的备选答案中选出所有正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。注：每小题中，若选择结果错一个扣1分，全对给2分。
1.机电控制系统的数学模型有（）。
A.稳态误差
B.频率特性
C.稳定性
D.状态方程
E.幅频特性
F.相频特性
2.控制器的控制规律有（）。
A. PI
B. DI
C. PD
D. PID
E. P
F. PF
3.影响机电控制系统的稳态误差的因素有（）。
A.系统稳定性
B.系统稳态性
C.稳系统开环增益
D.系统开环积分环节个数 F.系统的类型
4.可用来判别系统稳定性的方法有（）。
A.相位余量和幅值余量
B.相位交界频率和幅值交界频率
C.劳斯判据
D.开环极点和开环增益
5.可用于检测位移的传感器有（）。
A.光纤式传感器
B.热电阻式传感器
C.差动变压器式传感器
D.电容式传感器
6.可用于检测压力的传感器有( )。
A.差动变压器式传感器
B.感应同步器
C.电容式传感器
D.光栅式传感器
7.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是( ) 。
A 幅频特性
B 相频特性
C 传递函数
D 频率响应函数
8.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B )。
A.上升
B.迅速下降
C.保持不变
D.归零
9.热电偶检测温度的工作原理是基于（）。
A.热敏效应
B.压电效应
C.热电效应
D.热电势
10.差动变压器式位移传感器是利用（B、D）的变化。
A.线圈的自感将位移转换成感应电势
B.线圈的互感将位移转换成感应电势
C.线圈的自感将位移转换成感应电压
D.线圈的互感将位移转换成感应电压
11.电液比例溢流阀压力控制回路有（）。
A.直动式比例溢流阀调压回路
B.先导式比例溢流阀调压回路
C.调速式比例溢流阀调压回路
D.节流式比例溢流阀调压回路
12.电液比例速度调节方式有（）。
A.比例溢流调速
B.比例换向调速
C.比例节流调速
D.比例容积调速
13.机电控制系统响应的瞬态分量就是（）
A.强迫运动解
B.自由运动解
C.零输入解
D.控制输入解
14.机电控制系统瞬态分量取决于（）
A.系统闭环特征根
B.系统的输入信号
C.系统闭环极点
D.系统输出信号
15.机电控制系统响应的稳态分量就是（）
A.强迫运动解
B.自由运动解
C.零输入解
D.控制输入解
16.机电控制系统瞬态分量取决于（）
A.系统闭环特征根
B.系统的输入信号
C.系统闭环极点
D.系统控制信号
17.改善机电控制系统快速性采用（）
A.顺馈校正
B.前馈校正
C. PD校正
D.超前校正
18.改善机电控制系统稳态性采用（）
A.顺馈校正
B.PI校正
C. PD校正
D.超前校正
19.PD 校正可以使系统的（ ）
A.稳态误差减小
B.快速性提高
C.超调量减小
D.精度提高 20.超前校正可以使系统的（ ）
A.稳态误差减小
B.快速性提高
C.频带宽度增加
D.精度提高 21.滞后校正使系统的（ ）
A.稳定性增加
B.快速性提高
C.频带宽度增加
D.频带宽度减小
22.滞后校正使系统的（ ）
A.稳定性增加
B.快速性提高
C.频带宽度增加
D.频带宽度减小
23.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为（ ） A.a 1y 1(t)+y 2(t)
B.a 1y 1(t)+a 2y 2(t)
C.a 1y 1(t)-a 2y 2(t)
D.y 1(t)+a 2y 2(t)
24.某串联校正装置的传递函数为Gc(S)=K S
S
T 1T 1+β+(0<β<1)，则该装置是（ ）
A.超前校正装置
B.滞后校正装置
C.滞后——超前校正装置
D.超前——滞后校正装置
25.设系统的传递函数为G(s)=1
s 5s 251
2
++，则系统的阻尼比为（ ） A.
25
1 B.
5
1
C. 2
1
D.1
26.设开环系统的频率特性G(j ω)=
2
)j 1(1ω+，当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值G(1)=( )。
A. 1
B.
2 C.
21 D. 4
1 27.反馈控制系统又称为（ ）
A.开环控制系统 B ．闭环控制系统 C.扰动顺馈补偿系统 D ．输入顺馈补偿系统 28.如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡(又称阻尼振荡)，则其阻尼比（ ）
A ．ξ<0
B ．ξ=0
C ．0<ξ<1
D ．ξ≥1
29.G(s)= 1/[(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)]环节的对数相频特性的高频渐近线斜率为（ ）
A ． -20d
B B ．-40dB
C ．-60dB
D ． -80dB
30.某自控系统的开环传递函数G(s)= 1/[(S+1)(S+2)] ，则此系统为（ ） A ．稳定系统 B ．不稳定系统 C ．稳定边界系统 D ．条件稳定系统 31.下列性能指标中的( )为系统的稳态指标。
A.M p
B.ts
C.N
D.ess
32.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是( )。 A.幅频特性 B.相频特性 C.传递函数 D.频率响应函数 33.超前校正装置的最大超前相角可趋近（ ） A ．－90° B ．－45° C ．45° D ．90°
34.一般来说，系统增加积分环节，系统的稳定性将（ ）。
A ．变好 B.变坏 C.不变 D.可能变好也可能变坏
35.系统开环对数幅频特性L(ω)中频段主要参数的大小对系统的（ ）性能无影响。 A.动态 B. 稳态 C. 相对稳定性 D. 响应的快速性 36.反馈控制系统又称为（ ）
A ．开环控制系统
B ．闭环控制系统
C ．扰动顺馈补偿系统
D ．输入顺馈补偿系统 37.PID 控制器的传递函数形式是（ ）
A ．5+3s
B ．5+3s
1
C ．5+3s+3s
1 D ．5+1s 1
+
38.已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ） A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定 D ．无法判断
39.某串联校正装置的传递函数为Gc(s)=k
1,Ts
1Ts
1>β+β+，该校正装置为（ ） A ．滞后校正装置 B ．超前校正装置 C ．滞后—超前校正装置 D ．超前—滞后校正装置
40.设开环系统频率特性G(j )
1.0j 1)(10j 1(j 1
)ω+ω+ω=ω，则其对数幅频特性的渐近线中频段斜率为（ ）
A ．-60dB/dec
B ．-40dB/dec
C ．-20dB/dec
D ．0dB/d
41.将电阻R 和电容 C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的 RC 吸收电路，其作用是 （ D ）
A ．抑制共模噪声
B ．抑制差模噪声
C ．克服串扰
D ．消除电火花干扰
42.若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V ，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ ）
A ．1.22mV
B ．2.44mV
C ．3.66mV
D ．4.88mV 43.常用于测量大位移的传感器有( A ) A.感应同步器 B.应变电阻式 C.霍尔式 D.涡流式 44.将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。 A.质量块 B.导体 C.弹性元件 D.机器组件 45.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( ) A.上升 B.迅速下降 C.保持不变 D.归零
46.三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态时，α为 ( )度。 A ，0度， B ，60度， C ，30度， D ，120度，
47.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )
A 、0o-90°
B 、0o-120°
C 、0o-150°
D 、0o-180°
48.三相半波可控整流电阻性负载电路，如果三个晶闸管采用同一相触发脉冲，α的移相范围 ( )。 A 、0o--60o； B 、0o--90o； C 、0o--120o； D 、0o--150o；
49.若系统欲将一个D/A 转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ ）器件完成控制量的切换工作。
A ．锁存器锁存
B ．多路开关
C ．A/
D 转换器转换 D ．反多路开关
50.步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ ）。 A ．步进电机可以直接接受数字量 B ．步进电机可以直接接受模拟量
C ．步进电机可实现转角和直线定位
D ．步进电机可实现顺时针、逆时针转动
51.小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（ ） A ．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向 B ．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向 C ．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向 D ．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向
52.关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（）。
A. EOC呈高电平，说明转换已经结束
B. EOC呈高电平，可以向CPU申请中断
C. EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通
D. EOC呈低电平，处于转换过程中
53.PLC的工作方式是（）。
A、等待工作方式；
B、中断工作方式；
C、扫描工作方式；
D、循环扫描工作方式；
54.在输出扫描阶段，将（）寄存器中的内容复制到输出接线端子上。
A、输入映象；
B、输出映象；
C、变量存储器；
D、内部存储器；
55.双字整数的加减法指令的操作数都采用（）寻址方式。
A、字；
B、双字；
C、字节；
D、位；
56.下列那项属于双字寻址（）。
A.QW1;
B.V10;
C.IB0;
D. MD28;
57.SM是哪个存储器的标识符（）。
A．高速计数器；B．累加器；C．内部辅助寄存器；D．特殊辅助寄存器；
58.字传送指令的操作数IN和OUT可寻址的寄存器不包括下列那项（）。
A.T；
B.M；
C.AQ；
D.AC；
59.可使用位寻址方式来存取信息的寄存器不包括（）。
A. I
B. Q
C. AC
D. SM
60.PLC的系统程序不包括（）。
A.管理程序；
B.供系统调用的标准程序模块；
C.用户指令解释程序；
D.开关量逻辑控制程序；
AC是哪个存储器的标识符。（）
A、高速计数器
B、累加器
C、内部辅助寄存器
D、特殊辅助寄存器
61.PLC在RUN状态时，总为ON的特殊存储器位是（）
A 、SM1.0
B 、SM0.1 C、SM0.0 D 、SM1.1
62.CPU214型PLC数据存储器容量为（）
A.2K
B.2.5K
C.1K
D.5K
63.世界上第一台PLC生产于（）
A．1968年德国B．1967年日本
C．1969年美国 D.1970年法国
64.下列那项属于字节寻址（）。
A.VB10
B.VW10
C.ID0
D. I0.2
65.CPU 逐条执行程序，将执行结果放到( )。
A、输入映象寄存器
B、输出映象寄存器
C、中间寄存器
D、辅助寄存器
66.用来累计比CPU扫描速率还要快的事件的是（）。
A、高速计数器
B、增计数器
C、减计数器
D、累加器
67.PLC处于（D ）模式时，允许进行自由端口通讯。
A.RUN模式
B.PROGRAM模式
C. STOP式
D.都可以
68.下列不属于PLC硬件系统组成的是（）。
A. 用户程序
B.输入输出接口
C. 中央处理单元
D.通讯接口
二、名词
1.机电控制系统
2. 驱动装置（执行装置）
3.机电控制系统的瞬态响应
4.机电控制系统的稳态响应
5.状态变量
6.状态空间
7.状态轨迹
8.幅频特性是系统在稳态时，输出信号幅值与输入信号幅值之比与输入信号频率的关系。
9.相频特性是输出信号相位与输入信号相位之差与输入信号频率的关系。
10.相位裕量是在幅值交界频率上使系统达到临界稳定状态所需要附加的相位滞后量。
11.幅值裕量是系统在相位交界频率处的幅频特性的倒数。
12.若沿某些晶体介质的一定方向施加机械力使其变形而产生极化效应，则介质的某些表面上将为产生电荷。
13.热电偶的工作原理是基于物体的热电效应。
14.热电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度。
15.热敏电阻是把金属氧化物陶瓷半导体材料经成形、烧结等工艺制成的测温元件。
16.迟滞比较强的参考电压不等于零。
17.文波抑制比是输出端对输入端叠加的交流文波电压的抑制比。
18.文波抑制比反映出稳压电源对输入端引入的交流文波电压的抑制能力。
19.差动变压器式位移传感器是利用线圈的互感将位移转换成感应电势的变化。
20.电液比例流量控制系统用电液比例流量阀来控制系统的速度。
14.自由运动模态
15.超前校正
16.滞后校正
12.极点配置法
三、简答题
1.简述判断稳定性的几种基本方法。
2.简述4种类型的常用开关量传感器。
3.简述4种类型的位移传感器。
4.简述4种类型的温度传感器。
5.写出如图所示过零比较器在参考电压U R=0时输出电压特性。
6.写出如图所示单限电压比较器在参考电压U R≠0时输出电压特性。
7.简述高性能放大器种类。
8.简述采用V / F 转换器代替普通A / D 变换器的优点？
9.简述热电偶应用的几个重要定律。
10.简述电压比较强的几种类型。
11.简述运算放大器的特点。
12.简述热电偶的工作原理。
13.简述电液比例控制系统的特点。
14.简述压力回路控制的基本功能。
15.简述电液比例速度调节的方式。
16.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？
答：电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点。
17.试述热电偶检测系统中温度的补偿电路的工作原理。
答：在实际使用热电偶测温，要求冷端保持在0℃较困难，希望在室温下测定，这需要加冷端补偿。热电偶的冷18.端补偿通过补偿电桥实现，。桥臂电阻Rl 、RZ 、R3 及Rcu 与热电偶冷端处于相同的环境温度下。其中R ：一RZ 一R3 = In ，且都是锰铜线绕成，而Rcu 是铜导线绕制的补偿电阻。E （直流4V ）是电桥的电源，R ，是限流电阻，其阻值随热电偶不同而有差异。在20 ℃时，电桥平衡。当冷端温度升高时，R 。随着增大，Uab 增大；而热电动势 E 二随冷端温度升高而减小。若Uab 的增加量等于 E 二的减少量，则热电偶输出Uab 的大小将不随冷端温度变化而变化，从而实现温度的补偿。
在实际测量中，当热端与冷端之间距离较远时，需要采用补偿导线延长热电偶拟端，使之远离测量点加图 3 . 32 所示。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号湘献派胜袄叛鹅弧袅滁浪冷消撅茨年滋甸俄会河而旅牙其擦孰线采用多股廉价金属制造，不同热电偶采用不同的补偿导线（已标准化）。
19.简述热电偶的工作原理。
答：热电偶的工作原理是基于物体的热电效应。两种不同的导体A 与 B 组成闭合回路，当两个接点温度不同时，回路中将产生电势，该电势的方向和大小取决于两导体的材料及两接点的温度差，而与两导体的粗细、长短无关。如果固定其中冷端温度，将另一端接触被测对象，就可以通过热电势与热端的对应关系确立被测对象的温度。20.简述热电偶的几个重要定律。
答：一是匀质导体定律；二是中间导体定律；三是标准电极定律；四是中间温度定律。
21.屏蔽有几种型式?各起什么作用?
答：屏蔽主要有静电屏蔽、电磁屏蔽、低频磁屏蔽和驱动屏蔽四种。静电屏蔽能防止静电场的影响，电磁屏蔽能削弱高频电磁场的影响，低频磁屏蔽主要是为了抗低频磁场的干扰，驱动屏蔽能有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。
22.为什么采用V / F 转换器代替普通的A / D 变换器？
答：采用V / F 转换器与计算机接口有下列优点：1）接口简单、占用计算机资源少。2）频率信号输入灵活。3）抗干扰性能好，与计算机接口很容易采用光电隔离。4）便于远距离传输。可以无线传播或光纤传送。可以大大简化前向通道。
23.PWM 驱动装置如何实现电机转速和方向的控制？
答：PWM 驱动装置是利用大功率晶体管的开关特性来调制固定电压的直流电源，按一个固定的频率来接通和断开，并根据需要改变一个周期内“接通”与“断开”时间的长短，通过改变直流伺服电动机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速，并通过改变平均电压的方向性控制转动方向。因此，这种装置又称为“开关驱动装置”。
24.简述电液比例控制的特点。
电液比例控制的主要优点是：l）操作方便，容易实现遥控。2）自动化程度高，可实现编程控制。3）工作平稳，控制精度较高。4）结构简单，对污染不敏感。5）节能效果好。电液比例控制的主要缺点是：成本较高，技术较复杂。
25.什么是“±1 误差”?
答：在频率量测量时，由于计数值是以整数形式表示的。对于所选定的测量时基而言，由于被测频率是变化的，被测频率与时基之间并无同步措施，难于做到时基的上升沿与被测频率信号的第一个计数脉冲的上升沿正好对齐。也难保证时基的下降沿与被测频率的最后一个计数脉冲的下降沿正好对齐。因而使得所记录的脉冲数要么比实际值多1，或者比实际值少1，这就产生了“±1”误差。
26.简述二阶系统的动态性能随系统阻尼比的变化情况。
答：（1)当0<ξ 时，系统的瞬态响应均处于不稳定的发散状态。 （2) 当0>ξ 时，系统的瞬态响应总是稳定收敛的。
（3)当0=ξ 时，系统的瞬态响应变为等幅振荡的临界稳定系统。 27.简述可编程控制器的结构。
答：可编程控制器是由中央处理器，存储器，输入/输出接口，电源，编程器等部分组成。 28.请说明什么是循环扫描工作方式。
答：循环扫描工作方式是PLC 的工作方式,它是指PLC 系统在工作时按系统程序规定的顺序，通过扫描，完成输入状态采集、用户程序执行、输出状态更新等功能。
29.试述图3-13 所示全波线性检波电路工作原理，电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系，并说明其阻值关系。
答：全波精密检波电路，可用于包络检波和绝对值的计算。图中N1为反相放大器，N2为跟随器。us>0时，VD1、VD4导通，VD2、VD3截止，N2为跟随器,uo=us ；us<0时，VD2、VD3导通，VD1、VD4截止，N1为反相放大器,取R1=R4，s o u u -=，所以。为减小偏置电流影响，取R2=R1∥R4，R3=R5。 30.图3所示电路为一低通滤波电路，Y1—Y5应分别选用何种RC 元件？
答：此电路要构成低通滤波电路，Y 1，Y 2，Y 3应为电阻，Y 4，Y 5应为电容。
31.试说明图示差动变压器测量电路的工作原理。
t )
答：差动变压器式位移传感器是利用线圈的互感作用将位移转换成感应电势的变化。当线圈输入交流激励电压时，两个次级线圈将产生交变的感应电动势e1 和e2。由于两个次级线圈极性反接，因此传感器的输出电压为两者之差，即 ey=e1-e2。活动衔铁能改变线圈之间的藕合程度，故输出 ey 的幅值大小随活动衔铁的位置而变。输出电压经过放大、相敏检波、滤波后得到ey 的幅值输出。 32.机电控制系统的基本组成。
组成：控制装置、能量转换驱动装置、末端工作机械系统以及测量变送器等 33.计算机控制典型机电系统的组成 。
由人机接口、控制计算机系统、信号变换电路、局域控制回路、传感器、驱动元件和执行装置所组成。局域控制回路、信号变换电路和这些电路的供电电源都是机电接口技术。 34.机电能量转换方式。
电→磁→机、电→液（气）→机、电→热→机等。 35.机电控制系统的输出响应分量。
包括瞬态分量和稳态分量。瞬态分量表征系统的固有特性，取决于系统的极点，其表达式结构与系统的模态（零输入响应）相同，稳定系统的瞬态分量随着时间趋近于无穷大而趋近于零；稳态分量取决于外界输入信号，当时间趋近于无穷大时，稳态分量就是系统的稳态响应。 36.闭环特征函数F (s )的特点：
1)F (s )的零点为系统闭环极点， F (s ) 的极点是系统开环极点； 2)F (s )分子和分母的阶数相等，闭环极点和开环极点数相同； 3)F (s )与开环传递函数G k (s )相差一常数“1”，即 F (s ) ＝1＋ G k (s )
37.描述状态空间模型输入输出间信息传递的两个阶段：第一段是输入引起系统内部状态发生变化，用状态方程描述；第二段是系统内部的状态变化引起系统输出的变化，用输出方程描述。由此可见，状态空间表达式在一定程度上描述了系统内部变量的变化，所以称之为内部描述。
38.开环对数频率特性与性能之间的关系：1）开环幅频特性的低频段幅频特性决定系统类型和开环增益，表明了系统的稳态性能；2）开环幅频特性的中频段幅频特性决定系统的动态性能；3）开环幅频特性的高频段幅频特性决定系统抑制衰减噪声干扰的性能。
39.频率法对系统进行校正的基本思路：通过所加校正装置，改变系统开环频率特性的形状，使校正后的系统尽可能满足如图所示的希望频率特性。
40.系统校正后其校正装置与被校正系统之间的数学关系：
00()()()1
()()()180
k c c c c k g c g g G j G j G j G j G j G j ωωωωωω?==??∠=∠+∠=-??
41.要求校正后系统的开环频率特性具有如下特点：
1）低频段的增益要足够大，以满足稳态精度的要求；
2）中频段的幅频特性的一般以-20dB/dec 的斜率穿越零分贝线,并具有较宽的频带，以保证系统有适当的幅值裕.量和相位裕量，从而获得满意的动态性能：
。
3）高频段要求幅值迅速衰减（即增益要尽可能的小），使系统的噪声影响降低到最小程度，如果系统原有部分高频段已符合该要求，则校正设计时可保持高频段形状不变；高于ωc 的频率特性都希望呈现-40dB/dec 。
4）衔接频段的斜率一般为前后频段相差20dB/dec ，若相差40dB/dec ，则对希望频率特性的性能有较大的影响。 42.用频率法对系统进行超前校正的基本原理：是利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目点。为此，在对截止频率没有特别要求时，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率（幅值穿越频率）处。
43.用频率法对系统进行滞后校正的基本原理：是利用其高频幅值衰减的特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相位裕量。
44.串联滞后-超前校正的基本原理：综合应用滞后和超前校正各自的特点，即利用校正装置的超前部分来增大系统的相位裕量，以改善其动态性能；利用它的滞后部分来改善系统的静态性能。 45.控制系统的自由运动模态的组成形式：
（1）极点为互不相等的实数根时，自由运动模态形式为
j p t
e
-(1,2,)j n =
（4）极点出现如m 重复数根时，自由运动模态形式为
（5）极点既有互异的实数根、共轭复数根，又有重实数根、重复数根时，系统自由运动模态形式是上述几种形式的线性组合。
三、计算应用题
1.用PI 、PD 、PID 对系统进行校正。（见课件例）
2.用极点配制法对系统进行校正。（见课件例）
3.p63~p64题11~15
4. p151~p153题8、10、11、13~19
5.p200~p203题8~19
6.题图所示为电阻R 0、R 1、R 2、电容C 与放大器构成的电子线路，u i 为输入电压，u o 为输出电压。试绘制系统的结构图。
题图 有源网络
7.最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ。
解：1）开环传递函数)
11.0()(+=s s K
s G
100lg 20=-K ,162.3105.0==K
162.3==K c ω
2）?=-?-?=+?=45.72)1.0arctan(90180)(180c c ωω?γ
8.已知某系统L （ω）曲线，（1）写出系统开环传递函数G （s ）；（2）求其相位裕度γ；
解：1）开环传递函数)
101.0()
11.0()(2
++=
s s s K s G 025
lg 202
=K ,625252
==K 01.0lg
20=c
K
ω 5.621.0==K c ω
2）?=-+?-?=+?=9.48)01.0arctan()1.0arctan(180180)(180c c c ωωω?γ
9.如果要将4～20mA 的输入直流电流转换为0～10V 的输出直流电压， 试设计其转换电路。该转换电路如题图所示。
解:根据题图电路，有b 2
3123o )1(U R R
iR R R u -+
= 取R 1=250Ω，当i=4mA 时，u i =1V ，当i=20mA 时，u i =5V 。
因此要求
有 R3/ R2=6/5，Ub=5/6(V)，取R2=10k ，R3=12k ，R4= R2// R3=5.45k ，取R4=5.6k 。
,1b 2
3
=U R R 115)1(2
3
=?+
R R
10.如图2所示电路，N1、N2、N3工作在理想状态，R1=R2=200K Ω，RP=20K Ω，R3=R4=10K Ω，R5=R6=20K Ω，试求该电路的差模增益。
解：
R o i P i i i o I R u u R u u R u u =-=-=-11
112222 )(12111i i P i o u u R R u u --
=∴ 21212)(i i i P
o u u u R R
u +-=
135316642o o o o u R R R u u R R R u +?+-=?+
531
5364
26R R u R u R R R u R o o
o ++=+
43R R =
6
5R R =
))(1()(122
1351235i i P
o o o u u R R R R R u u R R u -++=-=
∴
42
)202
2001(1020)1(213512=?+?=++=-=
∴P i i o d R R R R R u u u k
11.系统特征方程为02245=--+=s s s )s (D 试判断系统的稳定性 劳斯表
S 5
1 0 -1
S 4 2 0 -2 辅助方程224-=s )s (F S 3 8 0 S 2 ε -2 S 16/ε S 0
-2
∵劳斯表第一列有负值 ∴系统不稳定 有辅助方程可知
)j s )(j s )(s )(s )(s ()s )(s (s s s )s (D -+-++=-+=--+=1121222445
∴在右半s 平面根的个数有1个，纯虚根有2个
12.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV ，求被测点的温度。
解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40，0)=1.611mV .
E(t,0)= E(t ，t 0)+ E(t 0，0)= 29.188mV +1.611mV=30.799 mV 再通过分度表查出其对应的实际温度为：t=740℃
13.理想运算放大电路如习题 8 图，试求输出 u o1 和 u o 。
14.试设计一个双速电机驱动的工作台PLC 控制程序，要求能够完成如下图所示的控制要求：试分配I/O 接口、绘出梯形图程序。
题图 RLC 电路
（1）分配I/O 接口
（2）梯形图如下图所示：
15.试设计2台电动机先后启动、停止的PLC 程序，控制要求如下：（1）启动的顺序为: 电动机1→延时10秒→电动机2；（2）停止的顺序为: 电动机2→延时5秒→电动机1；允许使用定时器T ，试画出其梯形图程序，并写出指令程序。 （2）指令如下： LD X1 OR M1 ANI X3 OUT M1 LD M1 ANI T2 OUT Y1 LD M1 OUT T1 K100 LD M1 AND T1 ANI M2 OUT Y2 LD X2 OR M2 ANI X3 OUT M2 LD M2 OUT T2 K50 END （1）梯形图如下：
16.设计三台电动机先后启动的PLC 程序，控制要求如下： 启动的顺序为: 电动机1→电动机2→电动机3 停止的顺序为: 电动机3→电动机2→电动机1
不允许使用定时器T,试画出其梯形图，并写出指令。 （1）梯形图：
（2）指令 LD X1 OR Y1 ANI X4 OR Y2 OUT Y1 LD X2 AND Y1 OR Y2
ANI X5 OR Y3 OUT Y2 LD X3
AND Y2 OR Y3 ANI X6 OUT Y3
17.某Ⅰ型单位反馈系统固有的开环传递函数为)
1()(+=
s s K
s G ，要求系统在单位斜坡输入信号时，位置输入稳态
误差e ss ≤0.1,减切频率ωc ’≥4.4rad/s,相角裕度υ’≥45°，幅值裕度Ｋg (dB)≥100 dB.试用无源相位超前网络矫正系统，使其满足给定的指标要求。
解： 由已知原系统为I 型系统，且e ss ≤0.1，则e ss =1/K ≤0.1，故K ≥10
校正系统传递函数为)
1(10
)(+=
s s s G ,有4.41.3<=c ω，
校正前相位裕量?
-6dB 20lg - 20lg - 20lg10 ) L(≈''≈'c c c
ωωω 故410
10
) L(≈='-c
ωα，114.01
==
m
T ωαs ，1
114.01
456.0)(++=
s s s G c
校正后系统相位裕量?>?='+='458.49)(180c
ω?γ 而幅值裕度h =∞，系统性能完全得到满足。
18.设单位反馈系统的开环传递函数)
125.0)(1()(++=
s s s K
s G 为要求系统稳态速度误差系数Ｋv ≥5,相角裕度υ′
≥40°，采用串联滞后校正，试确定校正装置的传递函数。
解： 由已知原系统为I 型系统，且e ss =1/K v ≤0.2，则e ss =1/K ≤0.2，故K ≥5 校正系统传递函数为)
125.0)(1(5
)(++=
s s s s G ,有236.2=c ω，
校正前相位裕量?
取?=+=?+'551540γ对应的频率52.0='c
ω，.752 20lg - 20lg10 ) L(≈'≈'c c ωω 故2.1910
20
) L(≈='-c
ωβ，15.05.312='==
c T ωω，008.05.321='==c ωβωω，67.612==ωT s ，1
1251
67.6)(++=s s s G c 校正后系统相位裕量?>?='+='408.45)(180c
ω?γ 而幅值裕度h =∞，系统性能完全得到满足。
19.系统校正前后的开环传递函数如图，试求校正装置。（15分）
解： 由系统幅频特性图可知校正前系统传递函数为)
11.0()(+=
s s K
s G ，原系统为I 型系统，校正后系统传递函数
为)
110)(11.0()
1()(+++=
s s s s K s G
且有020
lg
20=K
，故20=K ，14.14=c ω，2='c
ω 校正前相位裕量??='+='4599.54)(180c
ω?γ 1
1.01
)(++=
s s s G c
而幅值裕度h =∞，系统性能完全得到满足。
20.设系统的开环传递函数没有右平面的零点和极点，且开环渐进对数幅频特性曲线为下图中的L0加入串联校正环节后的开环渐进对数幅频特性曲线为图中的L1求校正环节的传递函数，画出该环节的伯德图（对数幅频特性曲线用渐进线表示），并说明该校正环节的作用 （15分）
解： 由系统幅频特性图可知校正前系统传递函数为)
11.0()(+=
s s K
s G ，原系统为I 型系统，校正后系统传递
函数为)
110)(11.0()
1()(+++=
s s s s K s G
且有020
lg
20=K
，故20=K ，14.14=c ω，2='c
ω 校正前相位裕量??='+='4599.54)(180c
ω?γ 1
1.01
)(++=
s s s G c
而幅值裕度h =∞，系统性能完全得到满足。
21.试分析图1所示电路是如何提高放大器的输入阻抗的？
L(ω
答：图1所示电路是自举电路，利用反馈使电阻两端等电位，减少向输出回路索取电流，而使输入阻抗增大的一种电路。
22121R u u R u i i i i
o i --=
-=
31R u R u o i -=∴
3122R u R u o o -=
i
o o i u u u u 221
22=?=∴ i i i u R R R R R u R u i 211221-=-=
∴
1221R R R R i u R i i -==
当热R 1=R 2时，输入回路阻抗无穷大，达到了提高放大器输入阻抗的目的。
22.试分析图6-36中各电路的工作原理，并画出电压传输特性曲线。
此电路为一施密特电路。比较器输出的高、低电压分别为稳压管稳压值UZ 、-UZ ，因此运算放大器同相端两个门限电压为：R
3
23
Z 3221U R R R U R R R U +++=
，R 3
23
Z 3222U R R R U R R R U +++-
=
当ui< UR 时，VD1截止，uo 输出为稳压管稳压值UZ ；当ui> UR 时，VD1导通，运算放大器输出负向饱和电压-E ，VD2截止，uo=0，此时运算放大器同相端门限电压为：R 2Z 22T U R
R R
U R R R U +++-=
当 ui 由大变小并小于UT 时，uo = UZ 。
题图
a)
o
u i U u o u U S
D2
其电压传输特性如图X6-2所示：
23.如图所示电路，当输入信号u s 与U c 的波形如图所示时，试说明电路工作原理并画出u o 在加电容C 前后的波形。
U c 为正时，前级放大器工作，u A =-us ，后级放大器通过并联电阻电容起反馈补偿作用，保证输出为正；U c 为负时，前级放大器不工作，u A =0，us 直接作用于后级放大器，输出被反向为正。
u o 在加电容C 前的波形。 u o 在加电容C 后的波形
。
24.已知图（a ）电路中Vi 波形如图（b ）所示，画出对应的Vo 波形。
对应的Vo 波形
25.电子心率起博器系统如下图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个积分器。设阻尼比ξ=0.5对应最佳响应，问起博器的增益K 多大？
u i
u i
a)
图X6-2
答：G(S)=
)
2()20(20)105.0(2
n S S S S K S S K n ξωω+=+=+ 由已知条件可得:n ω2
=20 K(1),2δωn=20(2), δ=0.5(3)
联立三式解得:K=20
26.如图所示电路，已知U i1=1V ，t U i ωsin 32=V ，稳压管D Z 的稳压值为4V ，正向压降为0.7V 。试按同一坐标比例对照输入波形画出)(0
t U 的波形图。
27.如图所示：运算放大器测量电路R 1、R 2和 R 3的阻值固定，R F 是检测电阻。设R 1＝R 2＝R ，R 3＝R F ，
R>>R F 。试求U 0与δ的线性关系表达式。图中E 为一直流电源。
答：()E R R R R R R R R R R u F
F F F F F o -????
? ?
?+-+?++=δδ 由于R ＞＞F R ，故
()δδR E R E R R R R R u F F F F o =-???
?
??+-≈
(1+δ)R F
Z
o U R F 16k
28.高输入阻抗放大电路如题2图所示，试求：（1）放大电路的输出电压o U ；（2）为保证共模干扰时输出为零的条件；（3）放大电路的差模增益。
1
o U 题2图
解：（1）求放大电路的输出电压
第一个放大器为同相放大器，输入电压为1U ，其输出电压为
11111f o R U U R ??=+ ??
?
第二个放大器的输入为同相电压2U 和反相输入电压为01U ，其总输出电压为
22021
4422121
441111f f o f f f R R U U U R R R R R U U R R R ????=++- ? ?????
??
??=+-?+ ? ?????
（2）求保证共模干扰时输出为零的条件
当输入信号为共模干扰时，即12ic U U U ==时，带入上式得共模干扰引起的输出电压为
221044111f f f ic
ic R R R U U U R R R ??
??
=+-?+ ? ???
?
?
要使输出电压为零，即
2210441110f f f ic
ic R R R U U U R R R ??
??
=+-?+= ? ???
?
?
因0ic U ≠，故
2214
4121
41
1101f f f f f R R R R R R R R R R ??
+
-
?+= ???
?=
即保证共模干扰时输出为零的条件为
2114
f f R R R R ?
= （3）求放大电路的差模增益 将条件21
14
f f R R R R ?
=代入放大电路的输出信号计算公式得
机械设计复习练习题 一、思考简答题 1 ．常用的螺纹牙型主要有哪几种 ? 各有什么特点 ? 主要用途如何 ? 2 ．螺纹的主要几何参数有哪些 ? 各参数间的关系如何 ? 在设计中如何运用 ? 3 ．按螺旋线的线数分螺纹有哪些 ? 它们的自锁性能或效率如何 ? 联接螺纹常 用的是哪种 ? 4 ．按螺旋线的旋向分螺纹有哪些 ? 常用的是哪种 ? 如何判别螺纹的旋向 ? 5 ．联接螺纹 ( 普通螺纹、管螺纹 ) 的使用特点是什么 ? 6 ．同一公称直径的普通螺纹 ( 牙型角 a =60 ° ) 按螺距不同分为几种 ? 粗 牙螺纹和细牙螺纹各适用于什么场合 ? 试比较同一公称直径 d 、不同螺距 P 的螺纹，其螺纹升角、自锁性能和强度有何不同 ? 7 ．管螺纹的公称直径指哪个直径 ? 螺距如何表示 ? 8 ．螺栓联接，螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接的使用场合有何不同 ? 其主要特点各是什么 ? 9 ．垫圈的作用是什么 ? 何时宜用硬垫圈？何时宜用软垫圈 ? 10 ．螺母为何多做成六角形 ? 扳手开口与手柄为什么多制成偏转 30 °的 ? 11 ．螺栓常用材料是什么 ? 选用螺栓材料时主要考虑什么 ? 12 ．螺纹紧固件按机械性能分级如何表示 ? 举例说明之。 13 ．松螺栓联接和紧螺栓联接有何区别 ? 在计算上有何不同 ? 14 ．拧紧螺母时效率如何计算 ? 15 ．为什么大多数螺纹联接都要预紧？ 16 ．拧紧螺母时，拧紧力矩 T 要克服哪些摩擦阻力矩 ? 此时，螺栓和被联接 件各受到什么载荷 ( 力、力矩 )? 什么是螺纹付间的摩擦阻力矩 T? 它与什么 有关 ? 17 ．为什么直径小的螺栓在拧紧过程中容易拧断 ? 18 ．什么时候需要控制螺栓的预紧力 F 0 ? 预紧力F 过小后果是什么 ? 预紧 力F 过大有什么结果 ? 19 ．控制预紧力 F 的常用方法有几种 ? 比较它们各有什么特点 ? 20 ．螺栓组联接结构设计应考虑哪些方面的问题 ? 21 ．对螺栓组联接进行受力分析都做了哪些假设 ? 22 ．普通螺栓联接 ( 螺栓与孔有间隙 ) 和铰制孔螺栓联接在承受横向外载荷时，螺栓在哪个方向受力 ? 其失效形式有何不同 ? 23 ．受轴向载荷的紧螺栓联接，为什么螺栓受的总拉力 F 2并不等于预紧力 F 和工作拉力 F 之和 ? 24 ．选取螺栓标准件，为什么只要保证螺栓小径 d 1 的拉伸强度，就不必再考虑其它部份 ( 如螺栓头部 ) 和其它联接件 ( 如螺母，垫圈…… ) 的可能失效，也不必再进行强度计算 ? 25 ．为什么要避免螺栓受附加应力 ? 应从结构和工艺上采取哪些措施 ? 26 ．举例说明螺栓的松脱现象。螺纹联接的防松措施有哪些 ? 27 ．提高螺栓联接强度的措施有哪些 ? 28 ．紧螺栓连接的强度可按纯拉伸计算，但需将拉力增大 30% ，为什么？ -----------------------------------------------------------------
一、名词解释(每小题2分，共10分) 1. 测量 2.灵敏度 3. 压电效应 4. 动态误差 5. 传感器 二、填空题（每小题2分，共20分) 1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_内旋换和外循环 2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括___ _______，__________， __________ ，__________。 3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统， 顺序控制器通常用________。 4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度， 则莫尔条纹的宽度是_______________________。 5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制 每一个轴的______________________，使它们同步协调到达目标点。 6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。 7. 齿轮传 动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。 9. 复合控制器必定具有__________________________________。 10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。 三、选择题（每小题2分，共10分） 1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( ) A. 产大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 2. 加速度传感器的基本力学模型是 A. 阻尼—质量系统 B. 弹簧—质量系统弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统 3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( ) A. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关 4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用( ) A. 单片机 B. 2051 C. PLC 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题（每小题2分，共10分) 1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（? ） 2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、 力矩电机、步进电机等。（） 3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（? ） 4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（） 5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流 器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（? ） 五、问答题（每小题10分，共30分) 1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型? 2. 什么是步进电机的使用特性? 3. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 一、名词解释(每小题2分，共10分) 1. 是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。 2. 指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。即为传感器灵敏度。
机械设计（2）模拟试卷及参考答案 一、是非题（对的用“√”表示，错的用“×”表示，每小题1分，共10分） 1.在链传动设计中，链节数一般选奇数为宜。（×） 2.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。 (×) 3.单万向联轴器的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴器后，从动轴的角速度即可变为均匀。(×) 4.为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。（×) 5.在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，则蜗杆传动的效率就越高。 (√) 6.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。（√） 7.滚动轴承的静强度安全系数S0只能大于1。（×） 8.动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度t i<35℃，则说明轴承发热不严重。（×) 9.滚动轴承轴向预紧的主要目的是为了提高轴承的承载能力。 (×) 10.在滑动轴承设计中，适当选用较大的宽径比会提高承载能力。（√） 11.在带、链两级传动中，宜将带传动放在高速级。（√） 12.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。 (√) 13.在蜗杆传动中，中心距a = (d2+d1)/2 = m(z1+z2)/2。(×) 14.在工作时只承受弯矩而不承受转矩的轴，其工作应力一定是对称循环变应力。（×) 15.选择联轴器规格型号时的主要依据之一是：T ca＜[T]。 (√) 16.在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是限制轴承的温升。（√） 17.滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的载荷及应力均呈周期性的不稳定变化。（√） 18.毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈槽都是矩形截面，目的是为了得到较好密封效(×) 19.刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中，而挠性联轴器在安装时可以不考虑对中问题。（×） 20.为了增加油膜压力，液体动力润滑的向心滑动轴承中，一般油槽应开在承载区。（×） 21.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 22.蜗杆传动中传动平稳的原因在于其同时啮合的齿对数较多。（√） 23.滚动轴承的润滑方式通常可根据轴承的转速n来选择。（×） 24.使用十字滑块联轴器时对轴和轴承都会产生附加动载荷。（√） 25.相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比时，滚子轴承的承载能力比球轴承高，而极限转速低。（√） 26.在蜗杆、链两级传动中，宜将链传动布置在高速级。（×） 27.滑动轴承的润滑油膜的平均温度越低，其粘度 越小。（×） 28.齿式联轴器的外齿齿顶是制成凹弧面的。（×） 29.提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。（√） 30.链传动中，当一根链的节数为偶数时，接头形式需采用过渡链节。（×） 31.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 32.当液体动力润滑滑动轴承所受载荷较大时，则应选用较大的轴承间隙。（×） 33.滑动轴承轴瓦上的油沟应开在非承载区。（√） 34.单个万向联轴器在使用时会产生附加动载荷，为改善这种情况，常成对使用之。（√） 35.滚动轴承的公称接触角越大，承受轴向载荷的能力就越大。（√） 36.滚动轴承中，滚子轴承的承载能力要比球轴承高而极限转速则比球轴承低。（√） 37.为了大幅提高轴的刚度，可把轴的材料从碳钢改为合金钢。（×） 38.对轴的表面进行强化处理，不能提高轴的疲劳强度。（×） 39.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，自锁性越好。 ( √ ) 40.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。（×） 41.设计链传动时，链长（节数）最好取链轮齿数的整数倍。（×）
JIANG SU UNIVERSITY 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 学院：机械学院 班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞 学号： 3140301171 指导教师：毛卫平 2017年 6月
目录 一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19) 五：参考文献 (20)
一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构： 由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。
《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1 章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算第2 章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3 章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4 章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p / n的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5 章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9 章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解：常用材料的牌号和名称。 第10章：1）螺纹参数d、d i、d2、P、S、2、a、B及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺 纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11 章： 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章：1）蜗杆传动基本参数：m ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章： 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、a1、 a 2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、（T 1、（T 2、b C、（T b及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章： 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章： 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章： 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章： 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，
习题三答案 1.机电一体化系统中的机械装置包括那些内容？ 主要包括传动、支承、导轨等 2.机电一体化传动系统有哪几种类型？各有什么作用？ (1) 齿轮传动是机电一体化系统中常用的传动装置，它在伺服运动中的主要作用是实现伺服电机与执行机构间的力矩匹配和速度匹配，还可以实现直线运动与旋转运动的转换。 (2) 螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动形式。它是利用螺杆与螺母的相对运动，将旋转运动变为直线运动。 (3) 滑动摩擦导轨直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动；滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。 3.齿轮传动间隙对系统有何影响？有那些方法可以消除该因素引起的系统误差？ （1）偏心轴套调整法； (2) 双片薄齿轮错齿调整法； (3) 垫片调整法； (4) 轴向压簧调整法； (5) 周向弹簧调整法 4.消除直齿间隙的常用方法有哪些？各有什么特点？ 偏心轴套调整法: 这种方法结构简单，但侧隙调整后不能自动补偿。双片薄齿轮错齿调整法: 这种错齿调整法的齿侧间隙可自动补偿，但结构复杂。 5.导向机构都有哪几种类型？各有什么特点？ 滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。其优点是结构简单、接触刚度大；缺点是摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。 滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。滚动导轨的特点是：①摩擦系数小，并且静、动摩擦系数之差很小，故运动灵便，不易出现爬行现象；②定位精度高，一般滚动导轨的重复定位误差约为0.1～0.2μm，而滑动导轨的定位误差一般为10～20μm。因此，当要求运动件产生精确微量的移动时，通常采用滚动导轨；③磨损较小，寿命长，润滑简便；④结构较为复杂，加工比较困难，成本较高；⑤对脏物及导轨面的误差比较敏感。液体静压导轨的优点是：①摩擦系数很小（起动摩擦系
2010——2011学年第一学期 《机械设计》期末考试试卷（A卷） 课程代码:233141040 命题单位：制造学院：基础部 学院:_______班级:______姓名:______学号:________ 一．判断题（每题2分，共20分） （提示：对者画“+”，错者画“-”，其它符号一律无效） 1．蜗杆传动本质上属于齿轮传动，因此其传动比公式也为。 2．机械零件在工作中产生失效，意味着零件破坏了。 3．对于联接螺纹，即使制造和装配足够精确，螺纹牙受力也是不均匀的。 4．滚动轴承的当量动载荷是指轴承寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷。5．凸缘联轴器和齿式联轴器都可以补偿两轴的安装误差。 6．在高转速、有振动的场合，楔键联接没有平键联接好。 7．带传动的平均传动比等于常数，链传动的平均传动比随载荷的大小而改变。8．带传动的弹性滑动是不可避免的。 9．传动轴只承受弯矩作用，心轴只承受扭矩作用。 10.滑动轴承在一般工作条件下应用效果比滚动轴承好。 二.填空题（每题2分，共20分） 1. 齿轮传动轮齿失效的可能形式有、、、和。 2. 通常，套筒滚子链传动的瞬时传动比不恒定，其根本原因是。 3. 普通平键的工作面是。 4. V带传动中，最大应力发生在。 5. 齿轮软、硬齿面以 HB为界划分。 6. 轴按其承受载荷的不同，分为、、。 7. 在进行轴的结构设计时，为使轴上零件定位准确，轴肩圆角半径 ____ 零件毂孔的圆角半径。
8. 机械中广泛采用油润滑是因为油润滑除了可降低摩擦系数外，还有。 9. 螺纹联接防松的实质是。 10. 零件表面粗糙度增加，其疲劳强度。 三．选择题（每题2分，共20分） 1. 在销孔是盲孔或拆卸困难的场合，最好采用 ____ 。 A.圆柱销 B. 内螺纹圆锥销 C.开尾圆锥销 D. 圆锥销 2. 对于滑键和导向键， ____ 的说法是错误的。 A.周向定位好 B.用于动联接 C.主要用于轴向定位 D.主要用于周向定位 3. 当滚动轴承主要承受径向力、轴向力较小而转速较高时，应优先考虑 用 ____ 。 A.向心球轴承 B.调心球轴承 C.角接触球轴承 D.推力球轴承 4. 大尺寸的蜗轮通常采用组合结构，其目的是 ____ 。 A.提高刚度 B.提高传动效率 C.增大使用寿命 D.节省贵重金属 5. 在设计滚子链时，一般将链节数取成偶数，其主要目的是 ____ 。 A.防止脱链 B.提高传动平稳性 C.避免使用过渡链节 D.减小链重量 6. 在开口传动中，V带用得比平带多，这是因为 ____ 。 A.V带截面积大，强度大 B.V带与带轮接触面积大 C.V带无接头 D.V带与带轮间的摩擦系数大 7. 螺杆相对于螺母转过一周时，两者沿轴线方向相对移动的距离是 ____ 。 A.一个螺距 B.螺距×线数 C.导程×线数 D.导程/线数 8. 有一转轴，初步结构设计后计算其弯曲强度和刚度，发现强度足够，刚度稍感不足，下列改进措施中， ____ 是最合理的。 A.尺寸不变，改用机械性能更好的高强度钢 B.适当减小载荷 C.改用更便宜的钢材，适当增大直径 D.材质不变，适当增大直径 9. 载荷变化较大时，联轴器宜选用 ____ 。 A.凸缘联轴器 B.弹性柱销联轴器 C.万向联轴器 D.齿轮联轴器 10. 使用弯扭合成当量弯矩法计算转轴强度时,采用校正系数是考虑到_ __ 。 A.扭转切应力可能不是对称循环应力 B. 轴上有键槽 C.弯曲应力可能不是对称循环应力 D. 轴上有应力集中
第一章 绪论 一、机电一体化产品 1、按机电结合程度和形式分类 （1）、功能附加型 （2）、功能替代型 （3）、机电融合型 2、机电系统的构成要素 机电一体化系统功能组成：系统必须具有以下三大“目的功能”：变换(加工、处理)功能、传递(移动、输送)功能和储存(保持、积累、记录)功能。 不管哪类系统（或产品），其系统内部必须具备如所示的五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。 机电一体化系统的构成要素 1. 机械本体: 机身、框架、等。 2. 动力系统：电源、电机及电路等。 3. 传感与检测装置：传感器及检测电路 4. 信息处理及控制系统：计算机硬件、软件 5. 执行装置：机械传动、操作机构 相互补充，相互协调，共同完成产品功能。 3、传感检测技术 主要技术： (1)、可靠性、抗干扰性 (2)、提高灵敏度和精度 (3)、集成化 (4)、智能化 (5)、微型化 4、伺服驱动技术 伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。 能源部 信息处理信息驱动部执行元机械本 检测部
执行元件分为电动、气动、液压等多种类型，机电一体化产品中多采用电动式执行元件． 驱动装置指各种电动机的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。 所谓“伺服”（Servo）即“伺候服侍”的意思。 机械动作 在控制指令的指挥下，控制执行元件，使机械运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。 液压、气动驱动系统比较复杂。包括：泵、阀、油缸（气缸）、过滤器、管路等。目前存在着功能、可靠性、标准化以及减轻重量、减小体积等问题。电机作为驱动机构已被广泛采用。 5、机电一体化的特点 机械部分：可承受较大载荷；实现微小运动和复杂运动困难。 电子部件：利用传感器和计算机可实现复杂检测与控制；无法承受较大载荷。机电结合：可在重载条件下实现微小运动和复杂运动。 特点（1）体积小、质量轻 （2）速度快、精度高 （3）可靠性高 （4）柔性好 第二章机电一体化系统传感器与检测系统 1、传感器基本概念 传感器是借助检测元件将一种形式的信号转换成另一种形式的信号的装置。 2、相关概念 敏感元件：是一种能够将被测量转换成易于测量的物理 量的预变换装置。如弹性敏感元件将力转换 为位移或应变输出。 传感元件：将敏感元件输出的非电物理量转换成电信号 （如电阻、电感、电容等）形式。 基本转换电路：将电信号量转换成便于测量的电量, 如电压、电流、频率等。 3、分类： 1)、按被测物理量的性质分; 位移传感器、温度传感器、压力传感器等等； 2)、按工作机理分；电阻式、电感式、电容式、光电式； 3)、按照输出信号的性质分类；可分为开关型(二值型) 、数字型和模拟型.
第十章齿轮传动 一、填空题 1、在齿轮传动、带传动和链传动三种传动中，瞬时传动比恒定的是_齿轮传动____ 2、磨粒磨损和弯曲疲劳折断是____开式___齿轮传动的主要失效形式。 3、在轮齿弯曲强度计算中，齿形系数Y Fa的大小与齿数z、、变位系数x、斜齿轮的螺旋角β和分度圆上压力角α有关，而与模数m无关。 4、一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是相等，其接触强度的关系是不等（小齿轮高）。 5、模数是齿轮的基本参数，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据，齿形的大小和强度与它成正比。 6、齿数愈少，齿根厚度就愈小；轮齿的弯曲应力就愈大；因此，齿形系数Y f就愈大。 7、理想的齿轮材料性能应是齿面硬；齿芯韧。 8、在闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS<350时，通常首先出 现点蚀破坏，应首先按齿面接触疲劳强度进行设计；但当齿面硬度HBS>350时，则易出现齿根弯曲折断破坏，应首先按齿根弯曲疲劳强度进行设计。 9、在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度应比大齿轮的材料硬度高30~50HBS HBS。 10、对于闭式软齿面齿轮传动，主要按齿面接触疲劳强度进行设计；对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是磨损，但目前仅以齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，这时影响齿轮强度的主要参数是模数。 11、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：2360N，272N，816N，试分别指出：F t2＝___2360______N，F a2＝____816_______N，F r2＝___272______N。 12、开式齿轮传动的主要失效形式是：____齿面的磨粒磨损_____和___断齿______。 二、判断题 1、带传动和渐开线齿轮传动都能实现准确的传动比传动。（F ） 2、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应该增加齿数。（F ） 3、齿面点蚀是润滑良好的软齿面闭式齿轮传动常见的失效形式。（T ） 4、一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是相等的；而其许用接触应力是不相等的；小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的。（T ） 5、为提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度应：在分度圆直径不变条件下增大模数。（F ） 6、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应：增加齿数。（ F ） 7、设计一对圆柱齿轮时，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些。（T ） 8、齿轮的齿形系数 Y的大小与齿轮参数中的模数无关，主要取决于齿数。（T ） F 9、在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则大齿轮的材料硬度应比小齿轮的
XX 大学XX 学院XXXX-XXXX 学年 第X 学期 《机电一体化系统设计》试卷 班级 学号 姓名 一、填空题：（每空1分，共20分） 1、机电一体化是 机械 与 电子技术 有机结合的产物。 2、开发性设计是在既没有 参考样板 又没有 具体设计方案 的情形下，根据 抽象原理 ，按照 系统性能 要求进行的设计。 3、滚珠丝杠副的传动效率高达 0.90~0.95 ，为滑动丝杠副的 3~4 倍。 4、启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值就是系统的 失动量 。 5、对步进电动机进给系统中齿轮传动装置进行传动比分配的原则是最小负载惯量原则。 6、据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为 2 2i 7、在开环步进电机-丝杠系统中，传动比大小与系统步进电机的 步距角有关。 8、滚珠丝杠副可以将 直线 运动转变为为 旋转 运动。 9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的采用 峰值综合法 法。 10、数字式传感器检测系统的传感器输出信号为 增量码 信号。 11、当传感器的输出信号是电参数形式时，需要采用 基本转换 电路，将其转换 成 电量 形式。 12、采样信号变成连续信号必须经过 D/A 转换器 和 保持器 才能完成。 二、选择题：（将答案填入表格，每题1.5分，共30分） 1、机电一体化与英文单词（ C ） A.Mechanics 一致 B.Electronics 一致 C.Mechatronics 一致 D.Electric-Machine 一致 2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下（ C ） A.对现有系统进行局部更改的设计 B.根据抽象设计原理对系统性能要求进行设计 C.仅改变现有系统的规格尺寸的设计 D.根据抽象设计原理进行局部更改的设计 3、柔性化是在生产对象变更需要改变传动机构的动作规律时，（ A ） A.无须改变硬件只改变软件就可以 B.无须改变软件只改变硬件就可以 C.既要改变硬件又要改变软件才行 D.既不改变硬件又不改变软件 4、滚动直线导轨副的承载能力是平面滚道形式的（ B ） A.23倍 B.13倍 C.4倍 D.33倍 5、齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A ) A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变 6、在设计滚珠丝杠副时所要求的硬度HRC （ B ） A.越小其硬度系数就越小 B.越大其硬度系数就越小 C.越大其硬度系数就越大 D.大小与其硬度系数无关 7、偏心轴套调整法是采用偏心轴套的旋转来改变（ B ） A.两齿轮轴向位移量以消除齿侧间隙 B.齿轮之间的中心距以消除齿侧间隙 C.两齿轮相对旋转的角位移消除间隙 D.两薄片齿轮之间垫片厚度以消除间隙 8、滚动摩擦系数几乎与运动速度无关，其动摩擦力与静摩擦力之差（ B ） A .极大 B .极小 C .为零 D .为无穷大 9、齿轮传动机构采取消隙措施，可以消除齿侧间隙及其造成的（ B ） A.换向误差 B.换向死区 C.换向冲击 D.换向阻力 10、滚珠丝杠副螺纹滚道型面的截面形状有（ D ） A.单圆弧型面和抛物线型面 B.双圆弧型面和椭圆弧型面 C.抛物线型面和椭圆弧型面 D.单圆弧型面和双圆弧型面 11、导轨截面为矩形截面的滚动导轨承载时其受力（ B ）
一、填空题（每空 1 分，共计 20 分。请将答案写在答题纸上） 1.机械零件的工作能力是指保证零件正常工作而不发生失效-- 参数的极限值。 2.相对于载荷而言的工作能力称为承载能力。 3.根据零件的失效分析结果，以防止产生各种可能的失效为目的，制定计算该零件工作能力 应遵循的基本原则称为计算准则。 4.V 型带传动是应用最多的带传动，其横截面为等腰梯形，以两侧面为工作面。 5.V 带紧边的拉力取决于带的初拉力和有效拉力。 6.考虑到均匀磨损原因，链轮的齿数宜取奇数。从动载荷和传动平稳的角度来说，小链轮齿 数不宜太小，从结构和避免脱链的角度来说，小链轮的齿数不宜。 7.齿面疲劳点蚀常出现在节圆附近。在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆齿廓与齿条相同。 8. 对滑动轴承进行平均压强计算的目的是防止轴承工作面的。 9.当润滑油作层流运动时，粘度标志着润滑油内摩擦阻力的大小。一般油孔和油槽开在滑动 轴承轴瓦的非承载区。 10.弹簧指数 C（也叫旋绕比）对弹簧刚度影响很大， C 值越大，刚度越小。 11 在检验齿轮的制造精度时，常需测量齿轮的公法线，用以控制齿轮的齿侧间隙公差。 12.对于闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度进行校 核计算，同时还要进行热平衡计算。 二、判断题（每题 1 分，共计 10 分。正确的写 T，错误的写 F ，请将答案写在答题纸上） 1. 轴承材料的耐磨性，是指工作表面有摩擦阻力小的性质。F 2.对开式滑动轴承工作面的间隙可以调整。 T 3.普通平键的失效为工作面的磨损。 F 4.心轴是只承受弯矩的轴。 T 5.蜗杆传动的失效形式通常是出现在蜗轮上。 T 6.为了提高螺纹联接的强度，可以采用加厚螺母。 F 7.水平布置带传动的紧边通常在上边。 F 8.凸缘联轴器用于两轴严格对中的场合。 T 9.齿面胶合常发生在齿顶与齿根啮合处。 T 10. 轴承在基本额定动载荷的作用下，转动10 6转后，仍有 10% 的轴承能工作。 F 三、选择题（每题 2 分，共计 30 分。每题只有一个选择是正确的。请将答案写在答题纸上）1．如果齿轮的轮齿经常折断，则可考虑C。 A 增大中心距 B 减小转动比 C 增大模数 D 减小齿数 2．自行车后飞轮应用的是 A 离合器。 A定向B安全C摩擦 D 牙嵌 3．滚动轴承静强度计算是为了防止轴承产生B失效。 A疲劳点蚀B塑性变形C磨损D胶合 4．如果减小带转动的中心距，则可能会使得B。
机械设计基础复习题 一、简答题： 1 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈? 大于10圈有可能会因为积累螺距误差造成螺丝不通顺再说了一般螺纹塞规的通端是10圈也就是说检验内螺纹最多检验10圈再说了积累螺距误差的出现虽然不能说不通顺但是至少螺纹受力时 10圈以外的螺纹肯定没有10圈以内的承受力大所以一般情况下螺纹滑扣就是那么几扣所以一般情况下10圈以上的螺母没有必要用 2 螺纹联接中拧紧目的是什么?举出几种控制拧紧力的方法。 3试指出普通螺栓联接、双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点，各用在什么场合? 4为什么螺纹联接常需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施? 5 为什么对于重要的螺栓联接应尽可能不采用直径小于M12～M16的螺栓?若必须使用直径较小的螺栓时应采取什么措施? 6 V带轮的轮槽应该与所选V带的型号相对应，V带截面楔角为40°而带轮轮槽工作面的夹角却制成小于40°，说明理由？ 7带传动的设计准则是什么? 8带传动弹性滑动和打滑都是由什么原因引起的?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么? 9在V带传动设计中，为什么要限制？ 10带传动为何要有张紧装置?常用张紧装置有哪些?具有张紧轮的带传动，张紧轮最好放在什么位置?为什么? 11 渐开线上各点的压力角是否相等？为什么？基圆上的压力角等于多少？ 12 齿廓啮合基本定律是什么？ 13 渐开线齿轮的正确啮合条件是什么？ 14 什么是渐开线齿廓的根切现象？产生根切原因是什么？标准直齿圆柱齿轮不根切的最小齿数是多少？ 15 渐开线齿廓的啮合特点是什么？ 16 齿轮的基本参数有哪些？什么是标准齿轮？ —对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：问：1) 哪个齿轮的接触强度弱? 2) 哪个齿轮的弯曲强度弱? 为什么 ? 18 标准齿轮的正确安装条件是什么？ 19 现有一对啮合的大、小齿轮，问：1) 哪个齿轮的弯曲应力大? 2) 写出大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；3) 若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪一个齿轮齿根 1 弯曲疲劳强度高?
习题一答案 1-1、什么是机电一体化？ 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。 1-2、什么是机电一体化的变参数设计？ 在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生变化的设计方式。例如，同一种产品不同规格型号的相同设计。 1-3、机电一体化技术与传统机电技术的区别。 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。 1-4、试分析机电一体化技术的组成及相关关系。 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。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。 1-5、一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？ 机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。 1-6、试简述机电一体化系统的设计方法。 机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。1-7、机电一体化系统（产品）开发的类型。
机械设计模拟试题9 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【】A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【】A．90° B. 120° C.135° D.180° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【】A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【】A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力
复习课本，课后每章作业题，以及打印习题 做过作业题每个都必须掌握，没掌握看书，涉及到公式记住，讲过的题必须掌 握方法， 一绪论 1、机器的基本组成要素是什么？ 【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。 2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。 【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。 在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。 3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？ 【答】在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系； 在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求； 在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。 二机械设计总论 1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用是什么？ 【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。 传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。 2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？ 【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。 机械零件的主要失效形式有 1）整体断裂； 2）过大的残余变形（塑性变形）； 3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳； 4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由
中国石油大学（北京）远程教育学院 《机电一体化系统设计》期末复习题 第一章绪论 判断（A对，B错） 1.工业三要素是资金、人才、技术。 2.机电一体化系统的执行机构功能是主操作功能。 答案：B A 单选 1、机电一体化系统机械本体的功能是（） A执行机构B动力源C固定其它部件D主操作功能 2、下列哪一项是机电一体化的特性。 A装置的控制属于强电范畴B自动信息处理 C支撑技术是电工技术D以机械联结为主 3、机电一体化系统的主要构成装置不包含以下哪一项（） A电子装置B控制装置C驱动装置D机械装置 答案：C B A 问答题 1、在机械工业中微电子技术应用有哪些方面，及其对机电一体化产品设计的意义？ 1)对机器或机组系统运行参数进行巡检传感或控制 2)对机器或机组系统工作程序的控制 3)用电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构
4)节约材料 5)节能降耗 对机电一体化产品设计的意义表现在：功能模块化；封装模块化；电路（板）器件微型化；可靠性高；抗干扰能力强；结构一体化；机电产品体小、性优、价廉。 2、机电一体化系统的主功能组成是那些？ 物质、能量、信息（工业三要素）的变换（加工处理）、传递（移动、输送）、储存（保持、积蓄、记录） 3、机械电气化与机电一体化的区别 机械电气化 –很少考虑电器与机械的内在联系；根据机械要求选用电气传动 –机械电气界限分明，以机械联结为主，装置是刚性的 –装置的控制属于强电范畴，支撑技术是电工技术（电磁学，输配电）机电一体化 产品的新功能、智能化进步：自动检测，自动显示，自动记录，自动信息处理，自动调节控制，自动诊断，自动保护 4、简要说明机电一体化系统组成要素及其功能？ 五个方面，各组成及功能分别是：机械本体(构造功能:固定其它部件)；执行机构(主操作功能)；驱动部件(动力功能)；传感部件(信息检测)；控制部分(信息处理及控制) 5、传统机电产品与机电一体化产品的主要区别表现哪些方面？
机械设计模拟试题1 一．填空题（每空1分，共20分） 1．在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为 。机器在运转时零件还会受到各种附加载荷，通常用引入 的办法来估计这些因素的影响。 2．影响机械零件疲劳强度最为重要的三个因素是 、 、 。 3．为了防止螺纹在轴向力作用下自动松开，用于连接的紧固螺纹必须满足 条件。具有此条件的螺纹应满足 。 4．为了减小承受轴向载荷螺栓上的总拉伸载荷的变化幅度，采用减小 刚度或增大 刚度都可以。 5．软齿面的闭式齿轮传动轮齿的失效形式是 ；在开式齿轮传动中，其失效形式 是难以避免的。 6．一般闭式齿轮传动的润滑方式根据 的大小而定。 7．切制蜗轮的滚刀，其 必须与相应的蜗杆相同，因此制定蜗杆分度圆直径的标准系列，目的是为了 。 8．在带传动中，由于带的弹性变形导致，带绕在主动轮时，带的速度 于主动轮的圆周速度，带绕在从动轮时，带的速度 于从动轮的圆周速度。 9．滚动轴承型号为30213，轴承类型为 ，内径为 。 10．滚动轴承的失效形式主要有 和 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1．两个平行圆柱体相互压紧，已知圆柱体的半径12R R >，材料弹性模量12E E >，则两者的接触应力为 。 A. 12H H σσ>； B. 12H H σσ<; C. 12H H σσ=; D. 大小不确定。 2．带传动工作时的弹性滑动，是由于 。 A ．小带轮包角过小； B. 带与带轮间的摩擦系数偏低； C. 带的初拉力不足； D. 带的松边和紧边拉力不相等。 3. 滚子链传动的最主要参数是 。 A ．链的排距； B. 链的节距； C. 滚子外径； D. 销轴直径。 4．一般在滚子链传动中，为使链条磨损均匀， 。 A ．链节数L p 和链轮齿数Z 均应取偶数； B ．链节数L p 和链轮齿数Z 均应取奇数； C ．链节数L p 取为偶数，链轮齿数Z 均应取为奇数； D ．链节数L p 取为奇数，链轮齿数Z 均应取为偶数。 5．采用螺纹连接时，当被连接件很厚并经常拆卸时，宜选用 。 A ．螺栓连接； B. 螺钉连接； C. 双头螺柱连接； D. 紧定螺钉连接 6．在齿轮设计中，选择小齿轮z 1的原则是 。 A ．在保证不根切的条件下，尽量选少齿数； B ．在保证不根切的条件下，尽量选多齿数； C ．在保证弯曲强度所需条件下，尽量选少齿数； D ．在保证弯曲强度所需条件下，尽量选多齿数。 7．在下列蜗杆传动的材料组合中，性能较优良的是 。 A ．钢和铸铁； B ．钢和青铜； C ．钢和铝合金； D ．钢和钢。 8．在用弯扭合成当量弯矩法计算转轴时，采用校正系数α是考虑到 。