第四章 机电一体化系统的执行元件(一)

1.机电一体化：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设置与电子设置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

2.机电一体化系统组成：1机械系统（机构）2信息处理系统（计算机）3动力系统（动力源）4传感检测系统（传感器）5执行元件系统（电动机）3.机电一体化系统设计考虑方法：机电互补法、融合法和组合法4.机电一体化系统设计类型：1开发性设计2适应性设计3变异性设计5.机电一体化系统的设计准则：考虑人、机材料成本等因素，而产品的可靠性、适用性与完善性设计最终可归结于在保证目的的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本，以成本为核心的设计准则。

6.机电一体化系统设计规律：根据设计要求要求首先确定离散要素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系，这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。

7.滚珠丝杠副的典型结构类型：从螺纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴向间隙的调整方法进行区分1我国螺纹滚道有单圆弧形2滚珠循环方式：内循环、外循环3外循环：螺旋槽式、插管式、端盖式8.滚珠丝杠副；公称直径d0；指滚珠与螺纹滚道里在理论接触状态时包括滚珠球心的圆柱直径。

基本导程Pb；滚珠螺母相对滚珠丝杠旋转2π弧度时的行程。

公称导程Ph0；用作尺寸标识的导程值。

行程；转动滚珠丝杠或滚珠螺母时，滚珠丝杠或滚珠螺母的轴向位移量9.滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预案；1双螺母螺纹预紧调整式。

特点；结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量的进行调整。

2双螺母齿差预紧调整式。

特点；可实现定量调整，即可进行精密调整，使用中调整较方便。

3双螺母垫片调整式。

特点；结构简单刚度高，预紧可靠，但使用中调整不方便。

4弹簧式自动调整预紧式；能消除使用过程中因磨损或弹性变形产生的间隙，但结构复杂轴向刚度低，用于轻载场合。

5单螺母变位导程预紧式。

特点；结构简单，紧凑，但使用中不能调整，制造困难10.滚珠丝杠副支撑方式组合方式；1单推---单推式；轴向刚度高，预拉伸安装时预紧力较大，但轴承寿命比双推---双推式低。

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。

机电一体化技术课后习题及答案（孙卫青版第二版）1- 1 、试说机电一体化的含义答：机电一体化是在机械主功能、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- 2 、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。

机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。

动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。

传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。

1- 3 、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。

1- 4 、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。

机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。

1- 6 、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。

1- 7 、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并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，以实现产品工作过程的自动控制。

2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析。

一、机电一体化起源与定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。

机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。

典型的机电一体化产品(系统)有：数控机床、机器人、工程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD／CAM系统等。

P26间隙的影响三、机电一体化的目的（功能）使系统（产品）高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料化、省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活和生产的多样化需要和生产的省力化、自动化需要。

四、 机电一体化发展概况“萌芽阶段”“蓬勃发展阶段”“智能化阶段”1 智能化、2 模块化、3 网络化、4 微型化、5、绿色化、6、人格化五、机电一体化系统的构成1、执行元件（主功能）实现机电一体化系统主功能。

主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。

主功能包括三个目的功能：（1）变换（加工、处理）功能；（2）传递（移动、输送）功能；（3）储存（保存、存储、记录）功能2、机械本体（构造功能）机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。

3、动力源(动力功能)是机电一体化产品的能量供应部分，其作用是按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，使系统正常运行。

4、传感检测单元（计测功能）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。

要求：体积小、精度高、抗干扰5、控制与信息处理单元（控制功能）将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。

要求：高可靠性、处理速度快、智能化6、接口将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。

各要素或子系统之间能顺利进行物质、能量和信息的传递和交换。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

1-2、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。

机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。

动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。

传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。

1-3、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。

1-4、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。

机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。

1-5、试举几个日常生活中的机电一体化产品？自动洗衣机、空调、数码相机1-6、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。

1-7、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并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，以实现产品工作过程的自动控制。

2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析。

3、自动控制技术，主要实现机电一体化系统的目标最佳化。

4、伺服驱动技术，5、接口技术，将各组成要素的输入/输出装置联系成一体的系统。

山东职教阶段跟踪测评卷机电一体化类一、选择题（每题3分，共30分）1. 机电一体化系统的核心是（）A. 机械本体B. 传感器C. 控制装置D. 执行机构答案：C。

解析：控制装置在机电一体化系统中起到协调和指挥其他部分工作的作用，就像人的大脑一样，所以是核心部分。

2. 下列哪种传感器可用于测量位移（）A. 温度传感器B. 光电传感器C. 电容式传感器D. 压力传感器答案：C。

解析：电容式传感器可以通过极板间电容的变化来测量位移等物理量，而温度传感器测量温度，光电传感器主要用于检测光信号，压力传感器测量压力。

3. 机电一体化产品设计的关键是（）A. 机械设计B. 电子设计C. 机电融合设计D. 外观设计答案：C。

解析：机电一体化产品要把机械和电子等多种技术融合起来，机电融合设计才是关键，单纯的机械设计或电子设计都不能很好地体现机电一体化的特点，外观设计相对来说不是关键要素。

4. 以下哪个不是机电一体化系统的执行元件（）A. 电机B. 液压缸C. 继电器D. 气压缸答案：C。

解析：电机、液压缸和气压缸都可以将电能或液压能、气压能转化为机械能来执行动作，而继电器主要是用于电路的通断控制，属于控制元件。

5. 在机电一体化系统中，用于将机械信号转换为电信号的是（）A. 放大器B. 传感器C. 执行器D. 控制器答案：B。

解析：传感器的功能就是感受外界的机械信号等物理量，并将其转换为电信号，放大器是对电信号进行放大，执行器是根据电信号执行动作，控制器是对整个系统进行控制的部件。

6. 机电一体化设备的可靠性主要取决于（）A. 机械部件的可靠性B. 电子部件的可靠性C. 机电部件的综合可靠性D. 软件的可靠性答案：C。

解析：机电一体化设备包含机械和电子等多种部件，它的可靠性是由机电部件的综合可靠性决定的，不能只看机械部件或者电子部件，软件也是影响因素之一，但总体是机电部件的综合作用。

7. 下列关于机电一体化系统的说法正确的是（）A. 只需要机械技术就可以B. 只需要电子技术就可以C. 需要机械和电子等多种技术融合D. 与计算机技术无关答案：C。

机电⼀体化系统设计教学⼤纲张建民版第四版《机电⼀体化系统设计》教学⼤纲⼀、课程名称1、中⽂名称：机电⼀体化系统设计2、英⽂名称：Mechatronics System Design⼆、学时总学时：90学时，其中，理论学时：72学时，实践学时：18学时学分：4学分三、开课学期第7学期四、课程考核要求考查，平时成绩占总成绩的30％，实验成绩占总成绩的20％，考试成绩占总成绩的50％。

五、课程概述本课程是机械电⼦⼯程专业的专业必修课。

本课程从系统的观点出发，利⽤机械技术和电⼦技术，通过机电有机结合构造最佳的机电系统。

课程性质：机械电⼦⼯程专业必修课。

六、适⽤专业机械电⼦⼯程、机械制造及其⾃动化等。

先⾏、后续课程情况：先⾏课：机械原理，机械设计，电⼯学，数字电⼦技术，模拟电⼦技术，控制⼯程基础，微机原理，电⽓控制技术，数控技术；后续课：⽆。

七、课程的⽬的与任务1、课程⽬的本课程是机械电⼦⼯程专业的专业必修课，通过本课程的学习，使学⽣建⽴机电产品的⼀体化设计思想，把电⼦技术、传感器技术，⾃动控制技术、计算机技术和机械技术有机地结合起来，了解各项技术之间的接⼝关系，能运⽤所学知识对机电⼀体化产品进⾏分析或设计，使学⽣具备解决⽣产过程中机电设备的运⾏、管理、维护和改造等实际问题的初步能⼒。

培养学⽣综合运⽤所学基础理论和专业知识进⾏创新设计的能⼒。

2、课程的基本要求1）学习机电⼀体化基本概念，理解机电⼀体化系统中各结构要素在系统中的作⽤和相互关系，初步建⽴机电产品的系统化设计思想。

2）了解机电⼀体化系统中常⽤传感器、传动机构、动⼒驱动装置和计算机控制系统种类和特点。

3）熟悉机电⼀体化产品的设计⽅法和⼯程路线，能够针对具体的机电⼀体化产品确定产品开发技术路线。

4）掌握机电⼀体化系统中机械、传感检测、动⼒、控制等基本结构要素的技术特点，掌握典型装置的技术原理和使⽤⽅法。

5）了解典型机电⼀体化产品的构成、特点和设计⽅法，学会设计简单的机电⼀体化产品。