答: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,以提高整个系统的响应速度。
传动链的级数和各级传动比的分配原则是: (1)等效转动惯量最小原则
1)小功率传动装置各级传动比分配的结果应遵循\前小后大\的原则。
2)大功率传动装置各级传动比分配的结果仍应遵循\前小后大\的原则。
(2)质量最小原则
1)小功率传动装置按\质量最小\原则来确定传动比时,其各级传动比相等。
2)大功率传动装置按\质量最小原则\确定的各级传动比是逐级递减的,即\前大后小\。
(3)输出轴转角误差最小原则
要使总转角误差最小,从输入端到输出端的各级传动比按\前小后大\原则排列。
(4)三种原则的选择
1)对于传动精度要求高的降速齿轮传动链,可按输出轴转角误差最小的原则设计。若为增速传动,则应在开始几级就增速。
2)对于要求运转平稳、启停频繁和动态性能好的降速传动链,可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误差最小的原则设计。对于负载变化的齿轮传动装置,各级传动比最好采用不可约的比数,避免同时啮合,使磨损均衡。
3)对于要求质量尽可能小的降速传动链,可按质量最小原则设计。 23.同步带传动设计准则是什么?
答:同步带传动设计准则是在同步带不打滑的情况下,具有较高的抗拉强度,即保证承载绳不被拉断。此外,在灰尘、杂质较多的工作条件下还应对带齿进行耐磨性计算。
24.根据右图简述谐波齿轮传动的结构特征。
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答:谐波齿轮传动主要由波形发生器H、柔轮1和刚轮2组成。柔轮具有外齿,刚轮具有内齿,它们的齿形为三角形或渐开线型。其齿距相等,但齿数不同。刚轮的齿数zg比柔轮的齿数zr多。柔轮的轮缘极薄,刚度很小,在未装配前,柔轮是圆形的。由于波形发生器的直径比柔轮内圆的直径略大,所以当波形发生器装入柔轮的内圆时,就迫使柔轮变形,呈椭圆形。在椭圆长轴的两端,刚轮与柔轮的轮齿完全啮合;而在椭圆短轴的两端,两轮的轮齿完全分离;长短轴之间的齿,则处于半啮合状态,即一部分正在啮入,一部分正在脱出。发生器有两个触头,称双波发生器,其刚轮与柔轮的齿数相差为2,周长相差2个齿距的弧长。
25.根据右图简述滚珠花键传动结构特征。
答:滚珠花键传动装置由花键轴、花键套、循环装置及滚珠等组成。在花键轴的外圆上,配置有等分的三条凸缘。凸缘的两侧就是花键轴的滚道。同样,花键套上也有相对应的六条滚道。滚珠就位于花键轴和花键套的滚道之间。于是滚动花键副内就形成了六列负荷滚珠,每三列传递一个方向的力矩。当花键轴与花键套作相对转动或相对直线运动时,滚珠就在滚道和保持架内的通道中循环运动。因此,花键轴与花键套之间,既可作灵敏、轻便的相对直线运动,也可以轴带套或以套带轴作回转运动。所以,滚动花键副既是一种传动装置,又是一种新颖的直线运动支承。
26.机电一体化系统对支承部件的要求是什么?
答:机电一体化系统中的支承部件不仅要支承、固定和联接系统中的其它零部件,还要保证这些零部件之间的相互位置要求和相对运动的精度要求,而且还是伺服系统的组成部分。因此,应按伺服系统的具体要求来设计和选择支承部件。
机电一体化系统对支承部件的要求是:精度高、刚度大、热变形小、抗振性好、可靠性高,并且具有良好的摩擦特性和结构工艺性。
27.空心圆锥滚子轴承中滚子的结构特点是什么?
答:滚子是中空的,工作时润滑油的大部分将被迫通过滚子中间的小孔,以便冷却最不易散热的滚子,润滑油的另一部分则在滚子与滚道之间通过,起润滑作用。此外,中空的滚子还具有一定的弹性变形能力,可吸收一部分振动。
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28.滚动导轨的结构特点及其作用是什么?
答:滚动导轨是在作相对运动的两导轨面之间加入滚动体,变滑动摩擦为滚动摩擦的一种直线运动支承。
29.根据右图简述滚动导轨块(又称滚子导轨块)的结构和应用特点。
答:滚子在导轨块内作周而复始的循环滚动。工作时,回路滚子低于安装平面\,承载滚子高于安装平面\,承载滚子与机床导轨面作滚动接触,呈下部支承和上部空回形式,单面受力。这种结构的导轨块承载能力大,刚度高,行程不受限制,但滚子容易侧向偏移,装配比较困难。
30.何谓伺服?
答:伺服就是在控制指令的指挥下,控制驱动元件,使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。
31.伺服系统由哪四大部分构成其基本组成?
答:一般来说,伺服系统的基本组成可包括控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分。
32.简述开环控制伺服系统和闭环控制伺服系统的特征。
答:(1)开环伺服系统,结构上较为简单,技术容易掌握,调试、维护方便,工作可靠,成本低。缺点是精度低、抗干扰能力差。一般用于精度、速度要求不高,成本要求低的机电一体化系统。
(2)闭环伺服系统,采用反馈控制原理组成系统,具有精度高、调速范围宽、动态性能好等优点,缺点是系统结构复杂、成本高等。一般用于要求高精度高速度的机电一体化系统。
33.常用的伺服电动机有哪三大类?
答:常用的伺服电动机有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机三大类。
34.何谓直流伺服系统?
答:采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统,称为直流伺服系统。
35.何谓交流伺服系统?
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答:采用交流伺服电动机作为执行元件的伺服系统,称为交流伺服系统。
36.什么是步进电动机?步进电动机是如何工作的?常用的有哪三种步进电动机?
答:步进电动机是一种将脉冲信号转换成角位移的执行元件。 对这种电动机施加一个电脉冲后,其转轴就转过一个角度,称为一步;脉冲数增加,角位移随之增加;脉冲频率高,则电动机旋转速度就高,反之则慢;分配脉冲的相序改变后,电动机便反转。这种电动机的运动状态与通常均匀旋转的电动机有一定的差别,是步进形式运动的。 目前在工业中广泛应用的有三种:反应式步进电动机、永磁式步进电动机和永磁感应式步进电动机。
37.功率放大器由什么组成?
答:功率放大器是由开关器件、电感、电容以及保护电路和驱动电路组成。
38.相敏放大器的功能和输出特点是什么?
答:相敏放大器也称为鉴幅器。它的功能是将交流电压转换为与之成正比的直流电压,并使它的极性与输入的交流电压的相位相适应。由于相敏放大器输出的是脉动的直流电压,必须采用滤波器,将其变成平滑的直流电压。
39.脉宽调制型(PWM)功率放大器的基本原理是什么?
答:PWM功率放大器的基本原理是:利用大功率器件的开关作用,将直流电压转换成一定频率的方波电压,通过对方波脉冲宽度的控制,改变输出电压的平均值。
40.PWM的控制电路由哪些器件组成?
答:PWM的控制电路主要包括脉冲调制器,逻辑延时环节和晶体管基极驱动器等。其中最关键的部件是脉冲调制器。
41.影响伺服系统稳态精度,导致系统产生稳态误差的主要因素有哪3个方面?
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答:影响伺服系统稳态精度,导致系统产生稳态误差的主要因素有3个方面:(1)由检测元件引起的检测误差;(2)由系统的结构和输入信号引起的原理误差;(3)负载扰动引起的扰动误差。
42.常用的交流伺服电动机有哪两大类?
答:目前常用的交流伺服电动机分为同步型交流伺服电动机和异步型交流伺服电动机两大类。
43.何谓交流调速过程中的同步调制?
答:在改变正弦调制波的频率f的同时成正比的改变三角载波的频率fc,使载频比N保持不变,则称为同步调制。
44.何谓异步调制?
答:在改变正弦调制波的频率f的同时,三角载波的频率fc的值保持不变,使载频波比N值不断变化,则称为异步调制。
45.何谓环形分配器?
答;步进电动机的各绕组必须按一定的顺序通电才能正确工作。这种使电动机绕组的通电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的装置称为脉冲分配器,又称为环形分配器。
46.简述以步进电动机为驱动装置的伺服系统的组成及其作用。 答:以步进电动机为驱动装置的伺服系统,包括驱动控制系统和步进电动机两大部分。驱动控制系统的作用是把脉冲源发出的进给脉冲进行重新分配,并把此信号转换为控制步进电动机各定子绕组依次通、断电的驱动信号,使步进电动机运转。步进电动机的转子通过传动机构(如丝杠)与执行部件连接在一起,将转子的转动转换成执行部件的移动。 47.按控制元件的种类和驱动方式分类,有哪两类电液位置控制系统?广泛应用的是哪一类控制系统?其中包括哪两种控制方式?
答:电液位置控制系统中,按控制元件的种类和驱动方式分为:节流式控制(阀控式)和容积式控制(泵控式)系统两类。广泛应用的是阀控系统,它包括阀控液压缸和阀控液压马达系统两种方式。
48.何谓电液速度伺服控制系统?
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机电一体化复习题共15页word资料
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