1、试卷代号 1118 座位号 中央广播电视大学1112学年度第一学期“开放本科”期末考试 机电一体化系统设计基础 试题 2012年1月 得 分评卷人 -、单选题(每小题4分,共24分 ) 1.机电一体化技术是以( )部分为主体,强调各种技术的协同和集成的综合性技术 。 A.自动化 B。 微电子 C。机械 D。 软件 2.导程L=8m m 的丝杠 的总质量为6k g ,标称直径为厶Om m ,则其转动惯量为( ) k g o m m 2。 A。1200 B。48o C。120 D.48 3.某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙,采取( )调整法使得调整过程 中能 自动补偿齿侧间隙。 A.偏
2、心套 B。 轴向垫片 C.薄片错齿 D。 轴向压簧错齿 4.下列哪项指标是传感器的动态特性?( )。 A.量程 B。 线性度 C。灵敏度 D。 幅频特性 731 题 号四五 总 分 分 数 5.在开环控制系统 中,常用( A.直流伺服电动机 B。 步进电动机 C.同步交流伺服电动机 D.异步交流伺服电动机 )做驱动元件 。 6.HRGP1A喷漆机器人 中的旋转变压器属于系统 中的( )。 A。 能源部分 C。控制器 B。 传感部分 D.执行机构 二、 判断题(正确的打,错误的打,每题3分,共30分) 7.一个完善的机电一体化系统,应包括以下几个基本要素:机械本体 、 动力系统 、 检测传感 系
3、统及执行部件,各要素和环节之间通过接口相联系。 ( ) 8.信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程各种参数和状态以及 自 动控制有关的信息输人 、 识别 、 变换 、 运算 、 存储 、 输出和决策分析等技术 。 ( ) 9.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 得 分评卷人 再 创 造 的设 计 。 732 此机械系统的阻尼 比 取值越小越好 。 10.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统 中附加 自锁或制动装置 。 11.传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分 。 12.脉冲分配器的作用是使步进电动机绕组的通电顺序按一定
4、规律变化 。 13.气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用 。 14.全物理仿真与计算机仿真相 比较,在时间、 费用和方便性上都具有明显的优点,是一种 经济 、 快捷与实用的仿真方法 。 ( ) 15.现场总线系统采用一对一的设各连线,按控制回路分别进行连接,打破了传统控制系 统的结构形式 。( ) 16.绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究,进而对该系统(产品)进行剖析 、 重构 、 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 得 分评卷人 三、 简答题(每小题8分,共24分 ) 17.简述对滚珠丝杆副进行间隙调整和预紧方法 。 18.步进电动机的输人信号是什么?如何实现对其
5、转速和旋转方 向的控制? 19.简述数控设各 中计算机数控装置的组成和功能 。 得 分评卷人 四、 计算题(8分) .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,假设齿轮箱 的传 动效率为100%,齿轮箱 的传动 比J=3.2,已知齿轮采用相同材料,宽度3相同,各齿轮的模数 御=3,主动齿轮的齿数z 1=20、z 3=25,请根据重量最小原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 。(提示:齿轮的质量为呷 ) 得 分评卷人 五、 综合题(14分) 21.请制订一套典型的机 电一体化系统概念设计的流程 。 733 试卷代号 118 中央广播电视大学1
6、1-12学年度第一学期“开放本科”期末考试 机电一 体化系统设计基础试题答案及评分标准 (供参考) 2012斜1月 一 、 单 选 题(每题4分,共24分) 1.C 2。 A 3。 D4.D 5。 B 6。 B 二、 判断题(每题3分 ,共30分) 7. 12. 8. 13. 9. 14. 10. 15. 11. 16. 三、 简答题(每小题8分 ,共24分) 17.答:通常采用双螺母预紧和单螺母(适 于大滚珠 、 大导程)两种方法,将弹性变形控制 在最小限度 内,以减小或消除轴向间隙,并可提高滚珠丝枉副的刚度 。常用的双螺母消除轴向 间隙的结构形式有三种:螺纹调隙式 、 垫片调隙式和齿差调隙
7、式三种;单螺母 消隙常用增大滚 珠直径法和偏置导程法两种预紧方法 。 18.答:步进 电机的输人信号是脉冲序列 。 步进 电机的步矩角 与运行拍数勿、 通电方式屁(P9z =尼N,单拍时尼=1,双拍时屁=2,N为 定子绕组 的相数)、转子的齿数z 有关 。步进电机定子绕组通 电状态 的改变速度越快,其转子 旋转的速度越快,即通 电状态的变化频率越高,转子的转速越高。 改变步进 电机定子绕组的通电顺序,转子的旋转方 向随之改变。 19.答:计算机数控装置主要 由数字控制装置 、 输人输 出设各和驱动控制装置等组成 。 计算机数控装置将数控加工程序通过输人装置输人数控装置,在数控装置的控制下,通过
8、 输出设备输出各种信息和指令,而驱动装置驱动机床各部分有序的运动,控制个坐标轴的进给 速度,进给方向和位移量等 。 四、 计算题(8分) .解:设一级齿轮的传动 比为 J1,第二级齿轮的传动 比 J2。 齿轮传动系统的总重量: M=砂勿 2(;)2+修 )2+侉)2+侉)2 则M型竿 P划 )+砷+ 734 根据重量最/J、原则,令 晷f =0,得 : 订=俘=讠=2=6 贝 刂:砀=40、z =40 五、 综合题(14分) 21.解:产品概念设计将决定性地影响产品创新过程中后续 的产 品详细设 汁、 产品生产开 发 、 产品市场开发以及企业经营战略 目标 的实现 。包含以下流程: 功能逐级分
9、解 创造性方法 、冂录法、 调查分析法 形态学矩阵法 各种 评价方法 (D首先是将设计任务抽象化 ,确定 出系统的总功能; (2)根据系统的总功能要求和构成系统的功能要素进行总功能分解 ,划分 出各功能模块, 将总功能分解为子功能,直到分解到不能再分解的功能元,形成功能树;确定它们之间的逻辑 关系; (3)对各功能模块输人/输 出关系进行分析 ,确定功能模块的技术参数和控制策略、 系统的 外观造型和总体结构; (4)寻找子功能(功能元)的解,并将原理解进行组合 ,形成多种原理解设计方案; (5)以技术文件的形式交付设计组讨论 、 审定 ; (6)进行方案整体评价:对不同的方案进行整体评价 ,选择综合指标最优 的设计方案。最 终选定最佳方案形成概念产品。 (注 :绘制出流程 图或文字作答均可。) 735 u J确 设计 任务 总功 能分解 寻找了功能解 原理 解组合 评价 勹决策
