机电一体化期末考试整理复习资料.doc

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1、一、绪论1、机电一体化的定义及其主要作用：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。2、机电一体化的组成及其功能：（1）执行器（执行功能）（2）机械本体（构造功能）：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)：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。（5）控制与信息处理

2、单元（控制功能）：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。3、机电一体化的接口：将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。接口包括：电气接口—实现系统间电信号的连接。机械接口—完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的连接。人机接口—提供人与系统间的交互界面。4、机电一体化的主功能：（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。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。第二章1、机械系统的组成及作用：（1）传动结构：主要功能是传递能量和运动，

3、是一种力、速度变换器。（2）导向机构：支撑和限制运动部件按给定的运动要求和给定的运动方向运动，为机械系统中各运动装置安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障。（3）支承件：机座或机架是支承其他零部件的基础部件。它既承受其它零部件的重量和工作载荷，又起保证零件相对位置的基准作用。三者功能总结：实现传递运动和动力，支撑和导向，联系机电一体化系统各部件并实现其构造功能。2、丝杠类型、分类、支撑方式、间隙消除和预紧方式：丝杠螺母传动的类型与特点：1)螺母固定、丝杆转动并移动如图a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附

4、加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不易太长，刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。2)丝杆转动、螺母移动如图b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好。适用于工作行程较大的场合。3)螺母转动、丝杆移动如图c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。4)丝杆固定、螺母转动并移动如图d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，故很少应用。5）差动传动方式该方式的丝杆上有基本导程(或螺距)不同的(如l01、l0

5、2)两段螺纹，其旋向相同。当丝杆2转动时，可动螺母1的移动距离为S=n×(l01－l02)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移S。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。丝杠分类：滑动丝杠螺母机构、滚动丝杠螺母机构。滚珠丝杠副支撑方式：1）单推——单推式止推轴承分别装在滚珠丝杠的两端并施加预紧力。2）双推一双推式两端分别安装止推轴承与深沟球轴承的组合，并施加预紧力，其轴向刚度最高。3）双推——简支式一端安装止推轴承与深沟球轴承的组合，另一端仅安装深沟球轴承4）双推——自由式一端安装止推轴承与深沟球轴承的组合，另一端悬空呈自

6、由状态滚珠丝杠副的间隙消除和调整预紧：1）、双螺母螺纹预紧调整式；2）、双螺母齿差预紧调整式；3）、双螺母垫片调整预紧式；4）、弹簧式自动调整预紧式；5）、单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式3、齿轮传动总传动比的分配原则：在伺服系统中,通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比,以提高伺服系统的响应速度。根据传动关系有式中:——电动机的角位移、角速度、角加速度；——负载的角位移、角速度、角加速度。传动链的级数和各级传动比的分配a、等效转动惯量最小原则；b、质量最小原则；3、输出轴转角误差最小原则；3、齿轮传动间隙的消除措施：(1

7、)、圆柱齿轮传动：（a）偏心轴套调整法；（b）轴向垫片调整法（锥度齿轮调整法）；（c）双片薄齿轮错齿调整法A、周向弹簧式（不用于功率驱动）B、周向可调拉簧式(2)斜齿轮传动：（a）垫片调整法；（b）轴向压簧调整法(3)锥齿轮传动：（a）轴向压簧调整法；（b）轴向弹簧调整法第三章1、伺服系统的组成及作用：2、步进电动机的定义、分类及特点：定义：步进电机是一种将脉冲信号变换成相应的直线位移（或角位移）的数字/模拟变换器。特点：1）、输出转角与输入脉冲严格成正比，且在方向上与输入脉冲同步。每输入一个电脉冲，电机就转动一个角度（步距角），当连续

8、不断地输入脉冲，就一步一步不断转动。若控制输入脉冲数量、频率及电机各相绕组的通电顺序可以控制电机转角、转速与转向（很容易用微机实现数字控制）。2）、输出转角的精度高，虽有（相邻）步距角误差，但无累积误差，有