机电系统设计综合复习题(重庆大学研究生期末考试)

重庆大学硕士研究生《机电系统设计与分析》考试复习题（结合教学课件使用）2014年1月3日一、填空题1、某加工中心机床涉及到的机电一体化关键共性技术有：精密机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术和系统总体技术。2、机电一体化包括了两个方面的内容，一是机电一体化技术，二是机电一体化产品。3、现代观点认为，机电一体化产品结构组成包括主机、驱动部分、检测显示部分、控制部分四个部分组成。4、数控机床的主功能是切削加工，动力功能由电动机装置实现，计测功能由传感器装置实现，控制功能由数控装置装置实现。5、在数控机床主轴系统中的皮带一般采用同步齿形带和多联V带。6、传感器的静态特性指标主要包括：线性度、灵敏度、迟滞性和重复性。7、MOVA,30H的含义是指把常数30H送到累加器A中。8、某机电产品的体积为2cm3，则该产品属于机电一体化产品。9、机电传动也称为电力拖动，它是指以电动机为原动机，通过传动机构驱动工作机构来完成产品目的功能的系统。10、机电一体化包括了两个方面的内容：机电一体化的产品；机电一体化的技术。11、结构方案设计的原理主要有最小阻尼原理、稳定性原理、自补偿原理、力平衡原理、任务分配原理、变形协调原理等。12、常用的现代设计方法有计算机辅助设计、并行工程设计、虚拟产品设计、绿色设计和反求设计等。13、齿轮传动间隙指的是齿轮传动的齿侧间隙。14、为实现高速、大功率的传动，可选用的挠性传动机构有：窄V带传动、多联V带传动、同步齿形带传动。15、某机电产品的体积为0.5cm3，则该产品属于微机电一体化产品。16、电容式传感器可分为变介质型、变极距型和变面积型。17、按传感器输出电信号的参量形式，可分为电压输出、电流输出和频率输出。18、系统元件可分为能量储存元件、能量消耗元件、能量变换元件、能源元件和能量传输和转换元件。19、确定和选择结构方案时应遵循的三项基本原则是：明确、简单和安全可靠。20、车床主轴设计成阶梯轴是满足结构方案设计的等强度原理。21、磨床主轴进行动平衡时，可能会采取增加配重块的方式，这满足结构方案设计的力平衡原理。22、摩擦离合器在过载时打滑实现自我保护属于结构方案设计的自补偿原理。23、在机械传动中，间隙的主要表现形式有齿轮传动的齿侧间隙，丝杠螺母中的轴向间隙及联轴器的扭转间隙等。24、衡量传感器静态特性的重要指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性。25、常用的直线测量传感器有：电感传感器、电容传感器、感应同步器和光栅传感器。26、在有强电或强电磁干扰的环境中，为了防止电网电压等对测量回路的损坏，传感器常采用隔离放大器进行隔离。27、在模拟量输出通道，为使输出得到一个平滑的模拟信号，或对多通道进行分时控制，常采用采样/保持器。二、判断题1、某机电产品总体积为23cm，按体积大小划分为微机电一体化产品。（×）23cm属于机电一体化产品。2、8051单片微机片通过指令区别内外RAM寻址。用MOVX类指令寻址片内RAM，用MOV类指令寻址片外RAM。（×）反了。用MOVX类指令寻址片外RAM，用MOV类指令寻址片内RAM。3、矩形导轨的导向精度没有三角形导轨的精度高，磨损后不能自动补偿。（√）4、质量、电容电压、电感电容均属于能量变换元件（×）质量属于能量存储元件。5、一般来讲，传感器的线性度越高，其灵敏度也越高。（×）不一定。6、光栅传感器属于模拟传感器。（×）数字传感器。7、在电容式传感器中，增大极距将使电容量增加。（×）增大极距电容量减小。8、位置传感器和位移传感器不一样，它所测量的不是一段距离的变化量，而是通过检测，确定是否已到达某一位置。因此，它只需要产生能反映某种状态的开关量就可以了。（√）9、数字滤波就是通过一定的计算和判断来提高信噪比。（√）10、在8051芯片中有P1、P2、P3、P4共4个8位口。（×）是P0、P1、P2、P3。11、飞机的副油箱配置是采用了间接安全性技术。（×）直接安全性技术。12、多根皮带传动满足任务分配原理中的一载多功能分配。（×）多载。13、矩形导轨的导向精度没有三角形导轨的精度高，磨损后不能自动补偿。（√）14、位置传感器和位移传感器不一样，它所测量的不是一段距离的变化量，而是通过检测，确定是否已到达某一位置。因此，它只需要产生能反映某种状态的开关量就可以了。（√）15、数字滤波就是通过一定的计算和判断来提高信噪比。（√）16、滚动导轨动、静摩擦系数基本相同，不易发生爬行现象。（√）17、机械传动中出现间隙时将产生回程误差，影响伺服系统中位置环的稳定性。（√）18、机械传动系统中出现间隙时，应增大位置环增益。（×）应减小。19、由于电信号是最容易处理和便于传输时，所以目前大多数传感器都是将获取的信息转换为电信号。（√）20、线性传感器的灵敏度为一常量，而非线性传感器的灵敏度为一变量。（√）21、螺母转动、丝杠移动适用于工作行程较大的场合。（×）螺母移动，丝杠转动。三、多选题1、经济型数控机床是属于(A)产品A、功能附加型B、功能融合型C、功能替代型D、机电融合型2、线切割加工机床是属于(C)产品A、功能附加型B、功能融合型C、功能替代型D、机电融合型3、汽车的电子式汽油喷射装置代替原来的机械控制汽油喷射装置属于（C）A、开发性设计B、创造性设计C、适应性设计D、变异性设计4、以下（AC）方案属于直接安全技术A、飞机的副油箱配置B、电动机驱动系统的热继电器C、车床丝杠上的安全销D、机床的安全离合器E、带传动的防护罩5、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性,在设计中需满足以下要求(ABCD)A、无间隙B、低摩擦C、高刚度D、高谐振频率E、大阻尼5、三角胶带靠强力绳芯来承受拉力，靠胶带体改善挠性，这属于任务分配原理中的（D）A、一载一功能B、多载一功能C、多载多功能D、一载多功能6、钻头的锥柄插入钻床主轴的锥孔内时，由于莫氏锥度具有自锁性能，可以传递一定扭矩，当在钻削时承受的轴向力，使锥柄与主轴锥孔间摩擦力增大，这属于自补偿原理中的（A）A、自增强B、自平衡C、自保护D、自削弱7、以下措施能消除或减小爬行现象的是（ABCD）A、滚动导轨B、滚珠丝杠螺母副C、静压导轨D、贴塑导轨8、生产中能实现大传动比的传动机构有（BCDE）A、定轴齿轮传动B、渐开线少齿差行星齿轮传动C、谐波齿轮传动D、蜗杆蜗轮传动E、摆线针齿轮传动9、丝杠转动、螺母移动的螺旋传动方式用于（BD）A、工作行程小的场合B、工作行程较大的场合C、微动机构D、机床进给运动的传动链中10、为提高系统的刚度，可采取的措施有（D）A、增大系统的固有频率B、增大系统的阻尼C、减小系统的阻尼D、施加预加载荷11、现代机械设备传动机构的设计，应满足(ABC)的要求A、精密化B、高速化C、小型化D、重载化12、设计四杆机构时，需注意(BC)A、最短杆与最长杆之和须大于其它两杆之和B、急回特性C、机构处于死点位置时，容易出现卡死现象D、机构在运动过程中，其压力角始终保持不变13、某传动系统，其传动比为i=1235，可选用的传动机构是(BCD)A、行星齿轮传动B、摆线针齿轮传动C、渐开线少齿差齿轮传动D、谐波齿轮传动14、以下关于滑动丝杠螺母机构的说法错误的是(B)A、摩擦力矩大B、传动效率高C、结构简单D、加工方便15、丝杠转动、螺母移动机构通常用于(BC)中A、千斤顶B、车床刀架移动装置C、铣床移动装置D、显微镜16、以下导轨中，承载能力最差的是(D)A、燕尾导轨B、滚动轴承导轨C、液体静压导轨D、圆柱面导轨17、某导轨副要求有较高的导向精度和承载能力，以下导轨副中，(C)最符合要求。A、双三角形导轨B、矩形和矩形组合导轨C、三角形和矩形组合导轨D、矩形和燕尾导轨组合18、电容传感器分为(ABC)A、变面积型B、变极距型C、变介质型D、变电压型19、以下关于光栅传感器说法正确的是(ABC)A、可测移动部件的直线位移B、具有较大的放大作用C、是一种精度很高的数字型传感器D、是一种精度很高的模拟传感器20、以下属于能量消耗元件的是(CD)A、质量B、弹簧C、阻尼D、电阻21、按传感器输出电信号的参量形式，可分为(ABC)A、电压输出B、电流输出C、频率输出D、脉冲输出22、测量放大器应具备以下特点(ACD)A、高的共模抑制比B、低输入阻抗C、低噪声D、高放大倍数23、用软件对传感器输入信号进行线性化处理，常用的方法有（ACD）A、计算法B、检测法C、查表法D、插值法24、以下（B）方法可以提高系统的快速响应能力A、增大系统的质量B、减小系统的转动惯量C、增大系统的转动惯性D、增加系统的刚度25、电容式传感器中，当改变（ABC）时，会引起电容量的变化A、改变电极板间的极距B、改变极板的有效面积C、改变介质D、改变气隙四、简答题1、齿轮传动间隙指的是什么间隙?为什么要消除齿轮传动间隙？常见的齿轮间隙消除方法有哪些？（6分）P982、如图1所示的两种轴向定位方案，哪个方案是合理方案？为什么？该方案满足结构方案设计的什么原则？（6分）P184ab图1轴向定位方案3、什么叫隔离放大器？隔离放大器有什么特点？P2784、你现在所作的科研中主要用到了哪些现代设计方法，请作简单分析？P685、什么是爬行现象？试用弹簧、阻尼系统的观点来分析产生爬行现象的的原因。P1446、机电一体化产品对机械系统有哪些基本要求？为满足这些要求，主要从哪几方面采取措施？P447、试叙述机电产品的功能构成是什么？试分别加以说明。P428、传感器前期信号处理中主要为信号的放大，试述有哪几种主要的放大形式？分别起什么作用。P2709、数字滤波的含义是什么？它和硬件RC滤波器相比有何优点？P29510、机电一体化系统（产品）的五大结构要素及其相应的五大功能是什么？并说明结构要素与功能间的关系。P42五、分析题P217如图2所示为某数控车床进给系统，采用电枢控制式直流电动机，电枢两端的端电压为au，电阻、电感分别为aR、aL，此外，J、B分别为折算到电机轴上的等效转动惯量和等效回转粘性阻尼系数，电机转角为，转矩为M，试回答：（1）根据基尔霍夫电压定律，写出电枢回路微分方程；（2）写出转矩M与电枢电流ai间的关系式；（3）求出该机电系统的传递函数)()()(SVSSGa。图2