国开电大《机电一体化系统设计基础》计分作业1-4【答案】

王老师

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计分作业1
选用偏疼轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简略，且能够自动抵偿侧隙。（ ）
选用虚拟样机替代物理样机对商品进行立异设计测试和评估，延伸了商品开发周期，添加了商品开发成本，可是能够改善商品设计质量，进步面向客户与市场需求的才能。（ ）
商品的构成零部件和安装精度高，系统的精度必定就高。（ ）
齿轮传动的啮合空隙会形成必定的传动死区，若在闭环系统中，传动死区会使系统发生低频震动。（ ）
齿轮传动系统中各级传动比的最好分配准则中等效滚动惯量最小准则是使所设计的齿轮传动系统换算到该齿轮传动系统输出轴上的等效滚动惯量为最小。（ ）
传动组织的滚动惯量取决于组织中各部件的质量和转速。（ ）
滚珠丝杠笔直传动时，有必要在系统中附加自锁或制动设备。（ ）
机电一体化商品不只是人的手与肢体的延伸，仍是人的感官与脑筋的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功用上的实质不同。（ ）
机电一体化系统的首要功用即是对输入的物质依照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。（ ）
进行机械系统结构设计时，因为阻尼对系统的精度和疾速呼应性均发生晦气的影响，因而机械系统的阻尼比_ξ_取值越小越好。（ ）
双螺母消除轴向空隙的结构方式结构紧凑，工作牢靠，调整便利，可以准确调整。（ ）
为削减机械传动部件的扭矩反应对电机动态功能的影响，机械传动系统的固有频率应挨近操控系统的工作频率，避免系统发生振动而失掉安稳性。（ ）
为削减机械传动部件的扭矩反应对电机动态功能的影响，机械传动系统的根本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，一起，传动系统的固有频率应挨近操控系统的工作频率，避免系统发生振动而失掉安稳性。（ ）
系统的静冲突阻尼越大，使系统的回程差错增大，定位精度下降。（ ）
系统论、信息论、操控论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。（ ）
信息处理技术是指在机电一体化商品工作过程中，与工作过程各种参数和状况以及自动操控有关的信息输入、辨认、变换、运算、存储、输出和决议计划剖析等技术。（ ）
在闭环系统中，因齿轮副的啮合空隙而形成的传动死区能使系统以1~5倍的空隙角发生低频振动，选用消隙设备，以进步传动精度和系统安稳性。（ ）
在闭环系统中，因齿轮副的啮合空隙而形成的传动死区能使系统以6~10倍的空隙角发生低频振动，选用消隙设备，以进步传动精度和系统安稳性。（ ）
在滚珠丝杠螺母空隙的调整结构中，齿差式调隙组织的精度较高，且结构简略，制作成本低。（ ）
自动操控是在人直接参加的状况下，经过操控器使被控对象或过程自动地依照预订的规律运转。（ ）
齿轮传动的总等效惯量随传动级数（ ）。
导程L0=8mm的丝杠的总质量为6kg，标称直径为40mm，则其滚动惯量为（ ）kg·mm2。
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滚动惯量为（ ）kg·mm2。
关于机电一体化系统的齿轮传动，采纳下列哪种方法是来消除齿侧空隙，使得调整过程中能自动抵偿齿侧空隙？（ ）
多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配准则不适用于按（ ）设计的传动链。
多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配准则不适用于按（ ）设计的传动链。
多级齿轮传动中，各级传动比持平的分配准则适用于按（ ）设计的传动链。
多级齿轮传动中，各级传动比持平的分配准则适用于按（ ）设计的传动链。
多级齿轮传动中，各级传动比持平的分配准则适用于按（ ）设计的传动链。
滚珠螺旋传动与其他直线运动副比较，以下哪一项不是滚珠螺旋传动的特色？（ ）
机电一体化技术是以（ ）有些为主体，着重各种技术的协同和集成的归纳性技术。
机电一体化技术是以（ ）技术为中心，着重各种技术的协同和集成的归纳性技术。
机械传动部件的阻尼比和以下哪个要素无关？（ ）
机械系统中阻尼越大，最大振幅越小，且衰减越快，因而，恰当的进步阻尼能够进步系统的安稳性。依据经历，阻尼比ξ一般取为（ ）。
为下降机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（ ）。
为进步机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（ ）。
下列哪种方法是选用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的空隙？（ ）
以下商品不归于机电一体化商品的是（ ）。
以下商品不归于机电一体化商品的是（ ）。
以下商品归于机电一体化商品的是（ ）。
以下商品归于机电一体化商品的是（ ）。
以下哪一项办法不能减小机械系统的传动差错？（ ）
以下哪一项动态特性不受机械系统刚度的影响？（ ）
某工作台选用直流电机丝杠螺母组织驱动（ ），已知电机轴的滚动惯量_J_m=4×10-4kg·m2，与电机输出轴相连的小齿轮的滚动惯量_J_1=1×10-4kg·m2，大齿轮的滚动惯量_J_2=1.8×10-4kg·m2，丝杠的滚动惯量_J_s=3.8×10-4kg·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：
（ ）工作台折算到丝杠的等效滚动惯量JG；
（ ）传动件折算到电机轴的等效滚动惯量Je；
（ ）电机轴上的总滚动惯量J。
解：（ ）工作台折算到丝杠的等效滚动惯量为（ ）kg·m2。（ ）
（ ）传动件折算到电机轴的等效滚动惯量为（ ）kg·m2。（ ）
（ ）电机轴上的总滚动惯量（ ）kg·m2。（ ）
设有一大功率电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统如图所示，假定齿轮箱的传动功率为100%，齿轮箱的传动比_i_=3.2，已知齿轮选用一样资料，宽度_b_一样，各齿轮的模数_m_=3，自动齿轮的齿数z1=20、z3=25，请依据分量最小准则设计齿轮传动系统，推导并计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。（ ）
解：设一级齿轮的传动比为_i_1，第二级齿轮的传动比_i_2，其间_i_2=_i_/_i_1。
齿轮传动系统的总分量为（ ）。（ ）
依据分量最小准则，令，可求得（ ）。（ ）
设有一小功率电动机驱动的二级齿轮传动减速系统如图所示，假定齿轮箱的传动功率为100%，齿轮箱的总传动比_i_=2，已知齿轮选用一样资料，齿轮的宽度持平，各齿轮的模数_m_=4，自动齿轮的齿数：_z_1=_z_3=30，请依据滚动惯量最小准则设计齿轮传动系统，计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。
解：设一级齿轮的传动比为_i_1，第二级齿轮的传动比_i_2，其间_i_2=_i_/_i_1。
变换到电机轴的齿轮惯量为（ ）。（ ）
依据滚动惯量最小准则，令，可求得（ ）。（ ）
现有如下图所示的双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其根本导程为_l_0=6mm、左端齿轮齿数为100、右端齿轮齿数为98。当两头转向一样时，两头外齿轮相关于内齿轮转过4个齿时，试求两个螺母之间发生的相对轴向位移？
解：当两头转向一样时，两头外齿轮相关于内齿轮转过1个齿时，相对移动的轴向间隔为（ ）。（ ）
一端的外齿轮相关于另一端的外齿轮转过4个齿时，试求两个螺母之发生的相对轴向位移为（ ）μm。（ ）
A．1.2B．2.4C．3.6D．4.8


计分作业2
步进电机的步距角决议了系统的最小位移，步距角越小，位移的操控精度越低。（ ）
传感器的变换元件是指传感器中能直接感触或呼应被丈量的有些。（ ）
电液伺服系统的过载才能强，在强力驱动和高精度定位时功能好，合适于重载的高加减速驱动。（ ）
直流伺服电动机和永磁同步交流伺服电动机都能够选用PWM操控方法进行调速操控。（ ）
一般，步进电机的最高接连工作频率远大于它的最高发动频率。（ ）
步进电动机的滚动惯量越大，同频率下的起动转矩就越大。（ ）
对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（ ）
迟滞是传感器的一种动态差错，是因为在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合导致的。（ ）
直流伺服电动机的调速特性是电机转速与其输出转矩的关系。（ ）
永磁型步进电动机即便其定子绕组断电也能坚持必定转矩，故具有回忆才能，可用于定位驱动。（ ）
气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合运用。（ ）
传感器的静态特性是特指输入量为常量时，传感器的输出与输入之间的关系。（ ）
不管选用何种操控计划，系统的操控精度老是高于检测设备的精度。（ ）
驱动有些在操控信息效果下供给动力，伺服驱动包含电动、气动、液压等各品种型的驱动设备。（ ）
气压伺服系统的过载才能强，在大功率驱动和高精度定位时功能好，合适于重载的高加减速驱动。（ ）
伺服电机的驱动电路即是将操控信号变换为功率信号，为电机供给电能的操控设备，也称其为变流器，它包含电压、电流、频率、波形和相数的变换。（ ）
直流伺服电动机的机械特性是电机转速与其操控电压的关系。（ ）
挑选传感器时，假如丈量的意图是进行定性剖析，则选用肯定量值精度高的传感器，而不宜选用重复精度高的传感器。（ ）
数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的一起特色是使用本身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，经过计数脉冲就能够统计位移的尺度。直流伺服电动机的机械特性是电机转速与其操控电压的关系。（ ）
挑选传感器时，应选用精度尽能够高的传感器。（ ）
脉冲分配器的效果是使步进电动机绕组的通电次序按必定规律改变。（ ）
传感器在运用前、运用中或修补后，有必要对其首要技术目标标定或校准，以保证传感器的功能目标到达要求。（ ）
PWM指的是（ ）。
下列哪个不是传感器的动特性（ ）。
以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是（ ）。
步进电机滚动后，其输出转矩跟着工作频率增高而（ ）。
下列哪项目标是传感器的动特性（ ）。
幅频特性和相频特性是模仿式传感器的（ ）。
步进电机转角的准确操控是经过操控输入脉冲的（ ）来完成的。
有一脉冲电源，经过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，已知转子有24个齿，步进电机的步距角是（ ）。
光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密布等距离平行的刻线，刻线数为100线/mm，经四倍细分后，此光栅传感器丈量分辩率是（ ）mm。
光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密布等距离平行的刻线，刻线数为100线/mm，经四倍细分后，记数脉冲为400，光栅位移是（ ）mm。
光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密布等距离平行的刻线，刻线数为100线/mm，设记数脉冲为400，光栅位移是（ ）mm。
受控变量是机械运动的一种反应操控系总称()。
步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数成为本来的2倍，则步距角为本来的（ ）。
选用脉宽调制进行直流电动机调速驱动时，经过改动（ ）来改动电枢回路的均匀电压，然后完成直流电动机的滑润调速。
步进电动机是经过操控（ ）决议转向。
某种类型的步进电机有A、B、C三对磁极，选用（ ）的次序进行循环通电是三相双三拍通电方法。
某4极交流伺服电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为()。
检测设备可以对输出进行丈量，并变换成对比环节所需求的量纲，一般包含传感器和（ ）。
在开环操控系统中,常用（ ）做驱动元件。
对同一种步进电机，三相单三拍的步距角是三相六拍的（ ）倍。
伺服操控系一致般包含操控器、功率扩大器、履行组织和（ ）四个有些。
如图所示的电机驱开工作台系统，其间驱开工作台运动的三相六拍步进电机，转子齿数z为100。滚珠丝杠的根本导程为l0=6mm。已知传动系统的横向（ ）脉冲当量δ为0.005mm/脉冲。试求步进电机的步距角α和减速齿轮的传动比i。
解：（ ）步进电机的步距角α=（ ）。
（ ）减速齿轮的传动比i=（ ）
某线性位移丈量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移丈量仪的输出电压由3.5v减至2.5v,求该仪器的活络度为（ ）V/mm。
已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角差错为Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.004弧度，各级减速比一样，即i1 = i2 = i3= i4 =3，求该系统的最大转角差错Δφmax=（ ）弧度。
刻线为1024的增量式角编码器装置在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速别离是多少？
解：（ ）刀架的位移量为（ ）mm。
（ ）丝杠的转速转速为（ ）转/秒。


计分作业3
以下（ ）不归于系统功用结构图的根本结构方式。
一般，数控精细镗铣床等高精度数控设备，其伺服系统的操控方法均选用（ ）。
SCARA机器人是指具有挑选适应性的安装机器人手臂，它在（ ）方向上具有适应性，而在（ ）方向具有很大的刚性，因此最合适安装作业运用。
依据系统的已有常识断定系统的模型结构，经过试验观测数据估量不知参数，这样方法称为（ ）。
以下按捺电磁搅扰的办法，除了（ ），其他都是从堵截传达路径下手。
积分调理器的首要效果是（ ）。
旋改变压器是喷漆机器人电液伺服系统中的（ ）。
HRGP-1A型喷漆机器人中的手部下于系统中的（ ）。
以下除了（ ），均是由硬件和软件构成。
不进行参数的变换与调整，仅作为输入/输出的直接接口的是（ ）。
（ ）的首要手法是树立系统数学模型，在计算机上断定出最好的设计参数和系统结构，进步商品的设计水平。
以下（ ）不归于系统模型的类型。
按捺搅扰的办法许多，以下（ ）不是搅扰按捺技术。
HRGP-1A型喷漆机器人中的活塞式液压缸归于系统中的（ ）。
HRGP-1A型机器人的工作分为（ ）和再现两个过程。
计算机操控系统实践运转时，需求由用户自行编写（ ），具有实时性、对于性、灵敏性和通用性。
以下（ ）不归于现场总线技术。
（ ）要求计算机操控系统的采样周期小一点。
富含微处理器，可进行程序编制或习惯条件改变的接口是（ ）。
数控机床进给系统的伺服电机归于设备的（ ）。
以下（ ）不归于PLC系统的构成有些。
反求设计是树立在概率统计基础之上，首要使命是进步商品的牢靠性，延伸运用寿数，下降修理费用。（ ）
嵌入式系统大多工作在为特定用户群设计的系统中，一般都具有低功耗、体积小、集成度高等特色。（ ）
电磁兼容设计使命是应用电磁兼容技术的科学设计和经历方法，确保商品不被周围设备发生的电磁能量搅扰。（ ）
半闭环系统与闭环系统的差异在于半闭环反应信号取自系统的履行部件。（ ）
PLC是一种专为工业环境下应用而设计的电子计算机系统。（ ）
一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时刻、费用和便利性上都具有显着的长处，是一种经济、方便与实用的仿真方法。（ ）
机电一体化系统工程设计中常用的笼统方法是“黑箱法”，从剖析和对比系统输入／输出的物料流、能量流和信息流的不同和关系下手求解所设计的系统的总功用。（ ）
现代嵌入式系统的设计方法是将系统区分为硬件和软件两个独立的有些，然后按各自的设计流程别离完结。（ ）
需求设计是指新商品开发的整个生命周期内，从剖析用户需求到以具体技术阐明书的方式来描绘满意用户需求商品的过程。（ ）
机电一体化系统优化设计即是经过对零件、组织、元器材和电路、部件、子系统甚至机电一体化系统进行优化设计，断定出最好设计参数和系统结构，进步机电商品及技术配备的设计水平。（ ）
概念设计是指在断定使命之后，经过笼统化，拟定功用结构，寻求恰当的效果原理及其组合等，断定出根本求解路径，得出求解计划。（ ）
开环系统没有反应回路，只能根据时刻和逻辑次序决议被控对象的运转方法，开环系统简略、安稳、牢靠，但精度较低，无自动纠偏才能。（ ）
机理模型能够经过对很多实测数据运用系统辨识理论树立。（ ）
机电一体化自动操控的使命即是战胜扰动量的影响，使系统输出稳定值。（ ）
当前，大多数硬件接口和软件接口都已规范化或正在逐渐规范化，设计时能够依据需求挑选恰当的接口，再合作接口编写相应的程序。（ ）
在数控设备中，计算机数控设备是设备的中心有些，一般由专用计算机（ ）、输入输出接口以及机床操控器等有些构成。（ ）
计算机操控系统设计完结后，首要需求对整个系统进行系统调试，然后别离进行硬件和软件的调试。（ ）
虚拟设计是在根据多媒体的、交互的、嵌入式的三维计算机辅助设计环境中进行实体建模和安装建模，生成准确的系统模型，并在同一环境中进行一些有关剖析，然后满意工程设计和应用的需求。（ ）
通用型计算机系大多工作在为特定用户群设计的系统中，一般都具有低功耗、体积小、集成度高等特色。（ ）
半物理仿真和全物理仿真有什物介入，可是仿真系统具有构成杂乱、造价高、预备时刻长等缺陷。（ ）
计算机操控系统、PLC操控系统和嵌入式系统均是由硬件和软件构成。（ ）
数控机床中的计算机归于机电一体化系统的操控系统，而电机和主轴箱则归于系统的驱动有些。（ ）
在实践机电一体化系统中，很难树立严厉的数学模型，因而树立描绘模型。（ ）
PLC选用扫描工作方法，扫描周期的长短决议了PLC的工作速度。（ ）
为了进步机电一体化系统的随动性，能够恰当将采样周期获得小一点。（ ）
现场总线系统选用一对一的设备连线，按操控回路别离进行衔接，打破了传统操控系统的结构方式。（ ）
自动操控技术是机电一体化有关技术之一，直接影响系统的操控水平、精度、呼应速度和安稳性。（ ）
PLC具有完善的自诊断功用，能及时诊断出PLC系统的软件、硬件毛病，并能保护毛病现场，确保了PLC操控系统的工作安全性。（ ）
绿色设计是对已有的商品或技术进行剖析研讨，进而对该系统（ ）进行分析、重构、再发明的设计。（ ）
计算机操控系统的采样周期越小，其操控精度就越高。（ ）
机电一体化系统设计的榜首个期间是商品规划期间。
PID调理器由份额调理器、积分调理器和微分调理器经过线性组合而构成
份额调理器的效果在于减小超调，减小振动，使系统愈加安稳。（ ）
用户能够依照自己的需求，把来自不一样供给商的商品构成巨细随意的系统，然后经过现场总线构筑自动化范畴的敞开互连系统。（ ）
仿真依据选用的模型能够分为计算机仿真、半物理仿真和全物理仿真。（ ）
工业机器人驱动有些在操控信息效果下供给动力，包含电动、气动、液压等各品种型的传动方法。（ ）

计分作业4
一、简答题（ ）
1．完善的机电一体化系统首要包含哪几有些？
2．简述机电一体化系统中的接口的效果。
3．滚珠丝杠副消除轴向空隙的调整预紧方法有哪些？
4．齿轮传动中齿侧空隙对系统有何影响，怎么消除直齿圆柱齿轮的齿侧空隙？
5．啥是传感器的校准？并简述怎么进行校准？
6．步进电动机的输入信号是啥？怎么完成对其转速和旋转方向的操控？
7．机电一体化系统仿真的模型首要有哪几种？别离应用于系统设计的哪个期间？
8．啥是PID调理器？三有些在系统调理中各起啥效果？
a.PID调理器中份额调理起纠正误差的效果，其反响敏捷；
b.积分调理能消除静差，改进系统静态特性；
c.微分调理有利于削减超调，加速系统的过渡过程。
9．何谓概念设计？简述概念设计的设计过程。
10．简述数控设备上钩算机数控设备的构成和功用。
二、归纳题（ ）
1．已知一个绳位移操控系统的两种驱动计划别离如图（ ）和（ ）所示。
（ ）试剖析两种计划的特色；
（ ）画图阐明计划（ ）减速器滚筒驱动丈量位移的方法。
（ ）减速器滚筒驱动        （ ）丝杠滑台驱动
2.某物料搬动机械手的结构如图所示，动作过程如图所示，要求机械手的操作方法分为手动方法和自动方法。机械手有升降、水平移动、手爪夹持等3个自在度，选用电磁阀操控的气缸驱动，PLC操控。要求写出物料搬动机械手设计和商品开发的具体工程道路。

专题陈述（ ）请您于2021年1月8日前完结本次形考使命。
项目
专题陈述要求
意图经过对社会日子或生产实习中某一种典型的机电一体化商品进行剖析和研讨，了解机电一体化系统的构成结构、要害技术与原理，培育对机电一体化商品进行剖析和研讨的才能。选题要求1.挑选社会日子或生产实习中机电一体化技术的典型应用的商品；
2.同一班级中，可依照个人或小组在辅导老师的辅导下进行选题。陈述内容1.机电一体化商品（ ）的根本结构及工作原理；
2.机电一体化商品（ ）首要技术特色；
3.机电一体化商品（ ）首要用处；
4.机电一体化商品（ ）与本课程有关内容的联系等。
可参阅陈述模板进行填写。提交时刻第18周评分原则合计20分
陈述字数不少1000字；专题陈述应独立完结，陈述制止抄袭，请不要直接从网上仿制有关文章，一经发现，专题陈述分数计为0分。
1.方式和内容标准——4分
2.内容精确无误——16分
（ ）首要用处——2分
（ ）根本结构（ ）——3分
（ ）根本结构（ ）——3分
（ ）工作原理——3分
（ ）首要技术特色——3分
（ ）与本课程有关内容的联系——2分