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机电一体化系统设计基础 期末复习辅导 主讲：孙志娟 Tel: (010)66490549 Email：sunzj@crtvu.edu.cn
主要内容 、 课程考核方式简介 二、终结性考核内容 ⊙*米广描忠视大承 自强求知有为 www.cnv.edu.cr
www.crtvu.edu.cn 主要内容 一、课程考核方式简介 二、终结性考核内容
课程考核方式简介 采用形成性考核和终结性考试相结合的方式： 学习测评 形成性考核30% 终结性考核70% 4次作业20% 1次专题报告10% 图1课程学习测评形式 ⊙丰米广指忠锦大泽 自程来加有名
www.crtvu.edu.cn 采用形成性考核和终结性考试相结合的方式： 一、课程考核方式简介 学习测评 形成性考核30% 终结性考核70% 4次作业20% 1次专题报告10% 图1 课程学习测评形式
1.形成性考核作业 4次形成性考核作业采用纸质作业形式。 2.专题报告 ● 选题：选择社会生活或生产实践中机电一体化技术的典型应用的 产品，分析其组成结构、关键技术与原理。 研究方法：查阅相关资料 ·报告：专题报告撰写要做到形式和内容规范、专业，字数不少于 1000. 了来来广格电桃大除 自强求知有为 www.crtwu.edu.cr
www.crtvu.edu.cn 1. 形成性考核作业 4次形成性考核作业采用纸质作业形式。 2.专题报告 • 选题:选择社会生活或生产实践中机电一体化技术的典型应用的 产品，分析其组成结构、关键技术与原理。 • 研究方法：查阅相关资料 • 报告:专题报告撰写要做到形式和内容规范、专业，字数不少于 1000
3.终结性考核 终结性考试采用闭卷形式，答题时限为90分钟。 终结性考核考试题型： (1)判断题(3×10) (2)选择题(4×6) (3)简答题(8×3) （4)计算题(10'×1) (5)综合题(12'×1) ⊙*米广描忠视大承 自强求知有为 www.cnw.edu.cr
www.crtvu.edu.cn 3.终结性考核 终结性考试采用闭卷形式，答题时限为90分钟。 终结性考核考试题型： （1）判断题（3’×10） （2）选择题（4’×6） （3）简答题（8’×3） （4）计算题（10’×1） （5）综合题（12’×1）
终结性考核内容 1.机电一体化技术导论 考核要点：熟悉机电一体化技术的基本概念、特点和分类方法： 掌握机电一体化系统的组成结构： 了解机电一体化关键技术。 例1：机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行 处理，输出具有所需特性的物质。（) 例2：完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？ 答：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和信息处理及控 制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。通过接口及相 应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产 品。 ⊙丰来广指电秘大承 自程来加有名
www.crtvu.edu.cn 1. 机电一体化技术导论 考核要点：熟悉机电一体化技术的基本概念、特点和分类方法； 掌握机电一体化系统的组成结构； 了解机电一体化关键技术。 例1：机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行 处理，输出具有所需特性的物质。（ ） 例2：完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？ 二、终结性考核内容 答：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和信息处理及控 制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。通过接口及相 应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产 品。 ×
2.机电一体化系统中的机械系统 考核要，点： (1)掌握机电一体化中机械系统的基本要求（负载、惯 性、固有频率、摩擦和润滑、间隙)； 例1：机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有 高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。（√) 例2：为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机 械传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产 生振荡而失去稳定性。（) 例3：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，因此机械系统的阻尼比取值越小越好。 (X) ⊙*米广指忠祝大泽 自强求知有为 www.crtwu.edu.cr
www.crtvu.edu.cn 考核要点： （1）掌握机电一体化中机械系统的基本要求（负载、惯 性、固有频率、摩擦和润滑、间隙）； 例1：机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有 高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。（ ） 例2：为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机 械传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产 生振荡而失去稳定性。 （ ） 例3：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，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。 （ ） √ 2.机电一体化系统中的机械系统 × ×
例4：某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示，已知电机轴的转动惯量 Jm=4×10kg·m2,与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量1=1×10g·m2, 大齿轮的转动惯量J2=1.8×10kg·m2,丝杠的转动惯量J,=3.8×10kg·m2。工 作台的质量m=50kg,丝杠导程=5mm,齿轮减速比为=5。试求： (1)工作台折算到丝杠的等效转动惯量]c； (2)传动件折算到电机轴的等效转动惯量]； (3)电机轴上的总转动惯量]。 Ja=m =3.166×105kgm1 联轴器 2元 DC伺服 工作台 J.=J+2(2+J,+J6)=1.236x10kgm J=Jm+J。=5.236×104kgm2 齿轮减速器丝杠滚珠螺母 图直流电机丝杠螺母机构驱动工作台 ⊙*米广描忠视大承 自强求知有为 www.cnw.edu.cr
www.crtvu.edu.cn 例4：某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示，已知电机轴的转动惯量 Jm=4×10-4kg·m2，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J 1=1×10-4kg·m2 ， 大齿轮的转动惯量J 2=1.8×10-4kg·m2，丝杠的转动惯量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： （1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量JG； （2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量J e； （3）电机轴上的总转动惯量J。 2 5 2 t m 3.166 10 kg m 2 G J − = = ( ) -4 2 e 1 2 s G 2 1 1.236 10 kg m i J J J J J = + + + = -4 2 m e J J J = + = 5.236 10 kg m
(2)了解常用传动机构的工作原理与选用（滚珠丝杠副 间隙的调整和预紧、齿轮传动比的最佳选择及其分配、 齿轮传动的齿侧间隙的调整)； 例1：滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。 (V) 例2：多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按（C) 设计的传动链。 A.最小等效转动惯量原则 B.输出轴的转角误差最小原则 C.重量最轻原则（小功率装置） D.重量最轻原则（大功率装置） ©半来广格电锡大泽
www.crtvu.edu.cn （2）了解常用传动机构的工作原理与选用（滚珠丝杠副 间隙的调整和预紧、齿轮传动比的最佳选择及其分配、 齿轮传动的齿侧间隙的调整）； 例1：滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。 （ ） 例2：多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按（ ） 设计的传动链。 A．最小等效转动惯量原则 B．输出轴的转角误差最小原则 C．重量最轻原则（小功率装置） D．重量最轻原则（大功率装置） √ C
例3：齿轮传动中齿侧间隙对系统有何影响？如何消除圆柱齿轮的 齿侧间隙？ 答：齿轮的啮合间隙会造成传动死区（失动量)，若该死区是在 闭环系统中，则可能造成系统不稳定，常会使系统产生以1~5倍 间隙而进行的低频振荡。常用的方法有：偏心套调整法、轴向垫 片调整法、双片薄齿轮错齿调整法等。 (3)了解机电一体化中的虚拟样机技术。 例4：采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估 延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产 品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。()X ⊙*米广指忠祝大泽 自强求知有为 www.crtwu.edu.cr
www.crtvu.edu.cn （3）了解机电一体化中的虚拟样机技术。 例4：采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估， 延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产 品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。（ ） 例3：齿轮传动中齿侧间隙对系统有何影响？如何消除圆柱齿轮的 齿侧间隙？ 答：齿轮的啮合间隙会造成传动死区（失动量），若该死区是在 闭环系统中，则可能造成系统不稳定，常会使系统产生以1～5倍 间隙而进行的低频振荡。常用的方法有：偏心套调整法、轴向垫 片调整法、双片薄齿轮错齿调整法等。 ×