机电一体化系统设计(修订版)课后答案 张建民编
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目 录
机电一体化技术第1章习题-参考答案 ................................................................................. 1
1-1试说明较为人们接受的机电一体化的含义。 ............................................................ 1
1-4何谓机电一体化技术革命？ ........................................................................................ 1
1-7.机电一体化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？ ................................. 1
1-8.工业三大要素指的是什么？ ........................................................................................ 1
1-12.机电一体化系统的接口功能有哪两种？ .................................................................. 1
1-16.什么是机电互补法、融合法、组合法？ .................................................................. 1
机电一体化技术第2章习题-参考答案 ................................................................................. 2
2-1 设计机械传动部件时，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常常提出哪些
要求？ ................................................................................................................................. 2
2-2 机电一体化系统传动机构的作用是什么？ ................................................................ 2
2-3 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求是什么？ ..................................... 2
2-10 现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程λ0=6mm、一端的齿轮齿
数为100、另一端的齿轮齿数为98，当其一端的外齿轮相对另一端的外齿轮转过2
个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？ ................................................... 2
2－16 各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？ ............... 2
2－17 已知：4级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为∆φ1=∆φ2=∆φ3=…=0.005 rad,各
级减速比相同，即ί1=ί2=…=ί4=1.5。求：该传动系统的最大转角误差∆φmax; 为缩小
∆φmax，应采取何种措施？ ............................................................................................... 2
2－18 谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？ ....................................... 3
2-19.设有一谐波齿轮减速器,其减速比为100，柔轮齿数为100.当刚轮固定时,试求该
谐波减速器的刚轮齿数及输出轴的转动方向(与输入轴的转向相比较) ......................... 3
2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些? ................................................................ 3
2-25.轴系部件设计的基本要求有哪些？ .......................................................................... 4
机电一体化技术第3章参考答案 .......................................................................................... 5
3-1简述机电一体化系统执行元件的分类及特点。 ........................................................ 5 II
3-2机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？ .................................................... 5
3-3简述控制用电动机的功率密度及比功率的定义。 .................................................... 5
3—5直流伺服电机控制方式的基本形式是什么？ .......................................................... 5
3-6 简述PWM直流驱动调速，换向的工作原理。 ......................................................... 6
步进电机具有哪些特点？ .................................................................................................. 6
简述步进电机三相单三拍的工作原理？ .......................................................................... 6
3-11 简述步进电机步距角大小的计算方法？ ................................................................. 7
3-12 简述三相步进电机的环形分配方式？ ............................................................... 7
简述步进电机驱动电源的功率放大电路原理. ................................................................. 7
机电一体化技术第4章参考答案 .......................................................................................... 9
试说明CPU、MC和MCS之关系。 .................................................................................. 9
4-3、在设计微机控制系统中首先会遇到的问题是什么？ ............................................. 9
4-17 试说明光电耦合器的光电隔离原理。 ...................................................................... 9
4-20试说明检测传感器的微机接口基本方式。 .............................................................. 9
机电一体化技术第5章参考答案 ........................................................................................ 11
5-2简述采样定理？ ......................................................................................................... 11
5-3简述数字控制系统A/D转换过程。 .......................................................................... 11
5-5简述多输入多输出系统的静力学方程。 .................................................................. 11
5-6 简述两自由度机器人逆动力学方程。 ...................................................................... 12
机电一体化技术第7章参考答案 ........................................................................................ 13
7-3机电一体化系统中的典型负载有哪些？说明以下公式的含义： ........................... 13
7-4设有一工作台x轴驱动系统，已知参数为下表中所列，已知mA=400㎏，
Ph=5mm,Fl水平=800N，Fl垂直=600N，工作台与导轨间为滑动摩擦，其摩擦系数为
0.2，试求转换到电动机轴上的等效转动惯量和等效转矩。 ........................................ 13
7-5.简述机电一体化系统的数学模型建立过程。比例环节（P）、积分环节(I)、比例-
积分环节(PI)和比例-积分-微分调节(PID)各有何优缺点？ ............................................. 14
7-8 何谓机电一体化系统的“可靠性”？ ...................................................................... 17
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机电一体化技术第1章习题-参考答案
1-1试说明较为人们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。
1-4何谓机电一体化技术革命？
答：将微型计算机等微电子技术用于机械并给机械以“智能”的技术革新潮流可称
“机电一体化技术革命”。
1-7.机电一体化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？
