北航《机电一体化系统设计》在线作业二

《机电⼀体化系统设计》期末复习题及答案

单选 (6)

问答题 (12)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？ (12)

2、机电⼀体化系统的主功能组成是那些？ (12)

3、机械电⽓化与机电⼀体化的区别 (12)

4、简要说明机电⼀体化系统组成要素及其功能？ (12)

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？ (12)

6、机电⼀体化的关键⽀撑技术有哪些？它们的作⽤如何？ (13)

1、试论述机电⼀体化产品的概念设计步骤及过程？ (13)

2、产品的性能要求分类有哪些？简要分类说明。 (13)

3、什么是机电⼀体化产品概念设计的核⼼内容？ (14)

4、机电产品设计有哪些类型？试简要说明？ (14)

5、简述产品功能、⾏为和结构及其建模之间的关系？ (14)

6、传统机电产品设计与机电⼀体化产品设计的主要区别 (14)

7、试论述机电⼀体化功能设计的思想⽅法和特点？ (14)

8、简要说明机电⼀体化系统基本功能元的组成内容？ (15)

9、机电⼀体化的现代设计⽅法的有何特点？ (15)

10、优化设计的原理⽅法？ (15)

11、简要说明可靠性的原理及其设计⽅法？ (15)

1.机电⼀体化系统中的机械系统主要包括哪⼏部分？ (15)

2、滚动导轨预加负载的⽬的是什么？常⽤⽅法有哪些？ (16)

3、试述导轨的主要作⽤，导轨副的组成种类及应满⾜的要求？ (16)

4、滚珠丝杠副的组成及特点有哪些？ (16)

5、谐波齿轮传动有何特点？基本组成有哪些部件？ (16)

6、什么是低速爬⾏？造成的原因是什么？ (16)

7、机电⼀体化机械传动系统设计的特点？ (16)

1.某交流感应电动机，正常⼯作时实际转速1350r/min，电源频率50Hz，其转差率是多少？ (17)

2、已知某⼯作台采⽤步进电机丝杠螺母机构驱动，已知⼯作台的⾏程L=250mm,丝杠导程t=4mm,齿轮减速⽐为i=5，2/4相步进电机的步进⾓为1.8°，半步细分驱动时的⼯作台位移的脉冲当量为多少？ (17)3、感应电动机可采⽤什么调速⽅法？ (17)

《机电一体化系统设计》课程试卷1参考答案

一.填空

1.通常一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、

执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。

2.结构设计中的自增强原则是指在正常工作条件下，辅助效应与初始效应的作用方向相

同，总效应为两者之和；在力传递原则中，力流路线越短，零件的结构刚性__越

好__；卸荷皮带轮就是结构设计中应用任务分配原则的实例。

3.系统的传递函数定义为当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换

之比。4.传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性

和分辨力等。5.电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。6.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋副轴向间隙的调整。7.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。8.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。

9.直流伺服电机的优点是稳定性好、可控性好、响应迅速和转矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好等。

二、简述题

1.在机电一体化产品的设计中常常引入现代设计方法，简述你所熟悉的一种现代设计方法

的基本思想。

2.比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺点。

3.简述机电一体化产品方案设计中黑箱法的基本原理。

答案：

1、例如可靠性设计。

可靠性指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。可靠性设计作为一种

新的设计方法，只是常规设计方法的深化和发展，所以机械设计等相关课程所阐明的计算

原理、方法和基本公式，对可靠性设计仍然适用。但其又有别于传统设计方法，主要表现

在以下几点：

①可靠性设计法认为作用在零部件上的载荷（广义的）和材料性能等都不是定值，而是随

机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述；

②由于载荷和材料性能等都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解；③可靠性设计法认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性，并且可以定量地回答产

《机电一体化系统设计基础》形成性考核册

学生姓名： **

学生学号： *************

班 级： 11春机械

专 业： 机械制造与自动化

机电一体化系统设计基础课程作业（一）

一、填空题

1．控制及信息处理单元一般由 控制计算机 、控制软件 和 硬件接口电路 组成。

2．机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化 、办公机电一体化 和 产业机电一体化 产品。

3．机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理 、实行可行性设计 和 进行设计质量评审 三个方面。

4．市场预测主要包括定期预测 和定量预测方法。

5．机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性 和 快速响应性等方面的要求。

6．在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大原则。

7．当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。

8．机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。

二、简答题

1．机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？

机电一体化系统中传感测试部分的作用是对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变为可识别的信号，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。

2．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）

机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；试销；正常生产；销售。

3．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？

机电一体化系统设计习题答案

【篇一：机电一体化课后答案】

说明较为人们所接受的机电一体化的含义。

答：机电一体化乃是在机械的主功能、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。

1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？

答：①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元件系统五大要素组成。

②.对应的五大功能为：控制、动力、计测、构造、操作功能。

1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？

答：1、开发性设计是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。

2、变异性设计是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使之适应于量的方面有所变更的需求。

3、适应性设计是在总的设计方案、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，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。

所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。

1-20.简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。

答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的cad的研究成果。

2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。

3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。

4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。

5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。