機電一體化系統設計重點知識總結

2021-03-04 08:07:35 字數 3346 閱讀 9156

1、 機電一體化系統的組成要素及其功能。

機械單元:構造功能、動力單元:驅動功能、感測單元:檢測功能、控制單元:控制功能、執行單元:執行功能。

機電一體化的定義:機電一體化是一種技術,是機械工程技術吸收微電子技術、資訊處理技術、控制技術、感測技術等融合而成的一門新技術。

機電一體化系統的型別:開發型,變異型,適應型。

滾珠絲槓中滾珠的迴圈方式:內迴圈,外迴圈。

直齒圓柱齒輪傳動機構消除側隙的方法:偏心套軸調整,雙片薄齒輪錯齒調整。

典型的負載特性有:恆轉矩,恆功率,轉速函式型。

機械傳動結構中常用的線性環節有:齒輪,帶傳動。

2、 機電一體化中的介面的種類和作用。答:機械介面,物理介面,資訊介面,環境介面

作用:用於機電一體化系統的組成要素之間進行物質、能量和資訊的傳遞和交換。

3、機電一體化的相關技術:機械技術、資訊處理技術、自動控制技術、伺服傳動技術、檢測感測技術、系統總體技術。列舉一種機電一體化產品的應用例項,並分析各產品中相關技術應用情況。

例如:數控工具機是一種機電一體化產品,它的機械技術主要**於傳統工具機,就是執行各種加工零件的動作,它的資訊處理技術,主要是對數控加工程式進行處理,然後發出指令,為保證加工精度,也採用伺服傳動系統。

4、 機電一體化系統原理方案設計的步驟和方法:創造性方法、功能分析設計法、商品化設計思想及方法、評價與決策方法、變型產品設計中的模組化方法和相似產品系列設計方法等。

5、機電一體化系統原理方案設計的功能分析法是從系統功能出發,通過技術過程的分析,確定技術系統的效應,然後尋找解決的途徑,其步驟與方法如下圖所示:

6、 機電一體化系統結構方案設計遵循的基本原理和原則:運動學設計原理、平均效應原理、阿貝誤差原理、基準重合原則、最短傳動鏈原則、「三化」原則

6.機電一體化系統結構方案設計的設計基本原理: 任務分配原理、自補償原理、力傳遞原理、變形協調原理、力平衡原理、等強度原理、穩定性原理、降低雜訊原理和提高精度原理。

7、 在機電一體化系統原理方案設計時,為什麼要進行抽象化設計?

進行抽象化設計,可以使設計人員暫時拋棄那些偶然情況和枝節問題,突出基本的、必要的要求,這樣就便於抓住問題核心;同時避免了構思方案前形成的框框,可以放開視野,尋求更為合理的設計方案。通過抽象化,設計人員可不涉及具體解決方案,就能清晰的掌握所設計的產品的基本功能和主要約束條件,從而抓住了設計中的主要矛盾,這樣就可以把思維注意力集中到關鍵問題上來,確定產品的總功能。

8、 步進電動機有哪些特點?主要特點:轉角與控制脈衝數成比例,可構成直接數字控制:

有定位轉矩:可構成廉價的開環控制系統。步進電機的一些特點1.一般步進電機的精度為步進角的3-5%,且不累積2.步進電機外表允許的最高溫度3.步進電機的力矩會隨轉速的公升高而下降4.步進電機低速時可以正常運轉,但若高於一定速度就無法啟動,並伴有嘯叫聲。

9、步距角:每輸入乙個脈衝訊號,轉子所轉過的角度稱為步距角;

脈衝當量:是相對於每一脈衝訊號的工具機運動部件的位移量

9、 步進電動機有哪些主要指標:步矩角α(α=360°/zm)、步矩角誤差δα(一般為+10左右)、最高啟動頻率fq(有空載和負載兩種)、最高連續工作頻率fmax(遠遠大於fq)、靜態矩角特性(靜態矩角特性曲線大致為一條正弦曲線)、動態矩頻特性

10、步進電動機的工作原理:以數控工具機上常用的反應式步進電動機為例:反應式步進電動機分為徑向分相式步進電動機和軸向式步進電動機。

對於徑向分相式步進電動機來說,它主要是依靠轉子分布均勻的齒與齒的齒距相同,但在同週期上分別以此錯位一段齒距,當一極通電,則會使原先錯位的齒與齒槽對正。而另一相鄰極齒便會與齒槽錯過乙個角度待下次此極通電時,下一相鄰電極會重複同一過程,而此電極對齊。如此迴圈達到轉動,而對於軸向分相式步進電動機,會由於通電方式不同而獲得的步進角不相同,通電則會使轉子轉動起來,而通電電極數若較為連續,轉子頻率就會提高,從而運轉會平穩。

11、 動力元件種類:電氣式、液壓式、氣壓式

12、變速系統的轉速圖是怎樣組成的?擬定轉速圖應遵循哪些原則?

轉速圖由「三線一點」構成,即傳動軸格線、轉速格線、傳動線和轉速點。

應遵循的原則:

13、傳動系統的功能:減速或加速,變速,改變運動規律和形式,傳遞和分配動力,必要時中斷傳動

14、傳動系統包括哪幾部分及各部分功能。

變速裝置:改變動力元件的輸出轉速和轉矩,以適應工作機構的需要;

啟停和換向裝置:用來控制執行機構的啟動、停止及改變運動方向;

制動裝置:用於使機械減速和停止運動,有時也用作調節或限制機械的運動速度,保證機械安全正常工作;

安全保護裝置:由電器安全保護裝置和安全離合器來承擔,起過載保護作用。

15、執行系統的組成包括哪幾個部分?

執行構件:執行系統中直接完成工作任務的零部件

執行機構:位於動力元件和傳動系統之間的機械裝置

16、典型的執行系統:夾持器、搬運裝置、輸送裝置、分度與轉位裝置、檢測裝置、施力

17、位置和位移檢測感測器種類:機械式微動開關、光柵感測器、感應同步器、旋轉編碼器

18、轉速檢測感測器:測速發電機、光電式轉速感測器

19、超聲波感測器測量距離,熱電偶感測器測量溫度

20.步進電動機驅動電源包括:脈衝發生器、脈衝分配器(使電動機繞組的通電方式按照一定規律變化)、功率放大器(使脈衝電流得到放大)、細分驅動。

21、為什麼要採用功率放大器?答:從計算機輸出口或從環形分配器輸出的脈衝電流一般只有幾個毫安,不能直接驅動電動機,必須採用功率放大器將脈衝電流進行放大,使其增加到幾安培至十幾安培,從而驅動電動機運轉。

22、步進電動機的微機控制方式:序列控制和並行控制(p125示意圖和控制原理)

23、直流伺服電動機的控制方式:可控矽直流驅動方式和電晶體脈寬直流驅動方式

24、支承部件種類及要求:旋轉支承部件(旋轉精度,靜剛度,抗振性,熱變形,耐磨性),移動支承部件(導向精度高,剛度好,耐磨,運動靈活和平穩),和固定支承部件(足夠的剛度,抗振性,較小的熱變形和良好的耐磨性,結構工藝性)

25、導軌有哪些形式?答:按摩擦性質分類:滑動導軌和滾動導軌。按受力情況分類:開式導軌和閉式導軌;特點:導向精度好,剛性好,耐磨,運動靈活和平穩。

26、固定支承部件為什麼要設定隔板和加強筋?答:是提高固定支承部件剛度的有效方法。隔板主要用於提高支承件的整體剛度,加強筋主要用於提高區域性剛度

27、pid調節器:比例p調節器:比例環節可提高系統響應速度,但存在穩態誤差。

積分i調節器:能消除系統的穩態誤差,但降低系統的響應速度。

比例p積分i調節器:提高系統的響應速度,消除干擾所造成的影響。

28.可以測量大量程直線位移(大於10mm)的感測器有:超聲波感測器、直線位移感測器、雷射位移感測器、紅外位移感測器、磁致伸縮位移感測器。

29、控制電機的基本要求:效能密度大,快速性好,位置控制精度高,調整範圍寬,低速執行平穩無爬行現象,解析度高,振動雜訊小,適應啟停頻繁的工作要求,可靠性高,壽命長。

378機電一體化系統設計

機電一體化系統設計 模擬題 一 填空題 1 機電一體化系統的五大組成要素是 結構組成要素 動力組成要素 運動組成要素 感知組成要素 和 智慧型組成要素 2 機電系統中常用的負載綜合方法有和 3 按滾珠的迴圈方式分,滾珠螺旋傳動分為 內迴圈 和 外迴圈 兩種形式。4 根據主軸迴轉精度的定義,其誤差表現...

機電一體化系統設計習題

一 單項選擇題 1 對於交流感應電動機,其轉差率s的範圍為 a 1b 0c 1d 12 下列哪個不是感測器的動特性?a 幅頻特性 b 臨界頻率 c 相頻特性 d 解析度 3 齒輪傳動的總等效慣量與傳動級數 a 有關 b 無關 c 在一定級數內有關 d 在一定級數內無關 4 有一脈衝電源,通過環形分配...

《機電一體化技術》08機電一體化a

合肥財經職業學院 2010 2011學年度第一學期期末考試試卷 a 考試科目 機電一體化技術考試時間90分鐘得分 一 填空題 共22分,每空1分 1 機電一體化系統常用設計方法是 2 機電一體化產品按用途可分為三類。3 一般要求機械傳動系統的最低固有頻率是其他機械系統4 滾珠絲槓副中滾珠迴圈方式有兩...