国家开放大学-机 电 一 体化系统设计基础

一、判断题 (正确的打 ，错误的打)

1 ．机电一体化系统的主功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具 有所需特性的物质。(     )

2 ．机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技 术的协同和集成的综合性技术。(     )

3 ． 自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动 地按照预定的规律运行。(     )

4.  机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延 伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。   (     )

5 ．机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、 良 好的稳定性、快速响应性的特性。(     )

6 ．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。(     )

7 ．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统 的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的 2~3 倍，同时，传动系统的固

有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。(     )

8．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。(     )

9 ．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以 6~ 10

倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置， 以提高传动精度和系统稳定性。 (     )

10．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ξ取值越小越好。(     )

11．选择滚珠丝杆副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一

点；加工精度较低时，导程就选小一些。(     )

12．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。(     )

13．在滚珠丝杠螺母间隙的调整结构中，齿差式调隙机构的精度较高，且结

构简单，制作成本低。(     )

14．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自 动补偿侧隙。(     )

15．双螺母消除轴向间隙的结构形式结构紧凑，工作可靠，调整方便，能够 精确调整。(     )

二、单选题

1 ．以下不属于机电一体化系统主要功能的是 (     )。

A ．控制功能                   B ．检测功能

C ．计算功能                   D ．动力功能

2 ．机电一体化产品的主功能主要是由什么装置具体实现 (    )。

A ．检测装置                  B ．电气装置

C ．机械装置                  D ．动力装置

5 ．机电一体化产品的检测功能主要是由什么装置具体实现 (     )。

A ．控制装置                  B ．信息处理装置

C ．传感器                    D ．驱动器

4 ．以下产品属于机电一体化产品的是 (    )。

A ．游标卡尺                   B ．移动电话

C ．3D 打印机                  D ．数字电子表

5 ．以下产品不属于机电一体化产品的是 (     )。

A ．工业机器人                 B ．打印机

C ．空调                        D ．电子计算机

6 ．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法 (     )。

A ．增大系统刚度               B ．增大系统转动惯量

C ．增大系统的驱动力矩         D ．减小系统的摩擦阻力

7．导程 L0=8mm 的丝杠驱动总质量为 60kg 的工作台与工件，则其折算到丝

杠上的等效转动惯量为 (      ) kg ·mm2。

A ．48.5                                                B ．97

C ．4.85                                                D ．9.7

8 ．传动系统的固有频率对传动精度有影响，            固有频率可减小系

统地传动误差，            系统刚度可提高固有频率。(    )

A ．提高，提高                B ．提高，减小

C ．减小，提高                D ．减小，减小

9 ．机械系统的刚度对系统的主要影响表现为 (     ) 等方面。

A ．固有频率、响应速度、惯量

B ．固有频率、失动量、稳定性

C ．摩擦特性、响应速度、稳定性

D ．摩擦特性、失动量、惯量

10 ．下列哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙？

(    )

A ．螺纹调隙式                B ．双螺母垫片调隙式

C ．齿差调隙式                D ．偏置导程法

11.  齿轮传动的总等效惯量随传动级数 (    ) 。

A ．增加而减小                B ．增加而增加

C ．减小而减小                D ．变化而不变

12．多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按 ( ) 设计的传动链。

A ．最小等效转动惯量原则 (小功率传动装置)

B ．最小等效转动惯量原则 (大功率传动装置)

C ．输出轴的转角误差最小原则

D ．重量最轻原则

13．多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按 (      ) 设计

的传动链。

A ．最小等效转动惯量原则       B ．输出轴的转角误差最小原则

C ．重量最轻原则 (小功率装置)  D ．重量最轻原则 (大功率装置)

14．对于机电一体化系统的齿轮传动，采取下列哪种方法是来消除齿侧间隙，

使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？  (    )

A ．偏心套调整法               B ．轴向垫片调整法

C ．薄片错齿调整法             D ．轴向压簧错齿调整法

15．在机电一体化系统中，以下机构哪个不能够将旋转运动转换为直线运动

(     )。

A ．丝杆螺母                   B ．直齿轮对

C ．同步带轮                   D ．齿轮齿条

三、简答题

1 ．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？

2 ．简述机电一体化系统中的接口的作用。

3 ．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数， 而不是越小越好。为什么？

四、计算题

1.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示，已知电机轴的转动惯 量 Jm=410-4kg ·m2 ，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量 J1= 110-4kg ·m2，  ·m2 ， ·m2 。工 作台的质量 m=50kg ，丝杠导程 t=5mm ，齿轮减速比为 i=5 。试求：

(1) 工作台折算到丝杠的等效转动惯量 JG；

(2) 传动件折算到电机轴的等效转动惯量 Je；

(3) 电机轴上的总转动惯量 J。

2 ．已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为 Δ φ1= Δ φ2 = … = Δ φ 8=0.004 弧度，各级减速比相同，即 i1 = i2 = …= i4 =2 ，求该系统的最大转角误差 Δ φmax。