国开《机电一体化系统设计基础》计分作业1（第1-2章，20分）

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1．齿轮传动系统中各级传动比的最佳分配原则中等效转动惯量最小原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转动惯量为最小。（）

对

错

2．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。（）

对

错

3．机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。（）

对

错

4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。（）

对

错

5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。（）

对

错

6．系统的静摩擦阻尼越大，使系统的回程误差增大，定位精度降低。（）

对

错

7．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。（）

对

错

8．在滚珠丝杠螺母间隙的调整结构中，齿差式调隙机构的精度较高，且结构简单，制作成本低。（）

对

错

9．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入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。（）

对

错

10．系统论、信息论、控制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。（）

对

错

11．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。（）

对

错

12．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，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。（）

对

错

13．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。（）

对

错

14．双螺母消除轴向间隙的结构形式结构紧凑，工作可靠，调整方便，能够精确调整。（）

对

错

15．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。（）

对

错

16．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的能力。（）

对

错

17．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。（）

对

错

18．齿轮传动的啮合间隙会造成一定的传动死区，若在闭环系统中，传动死区会使系统产生低频震荡。（）

对

错

19．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以1~5倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。（）

对

错

20．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。（）

对

错

21．以下产品不属于机电一体化产品的是（）。

机器人

移动电话

数控机床

复印机

22．导程L₀=8mm的丝杠的总质量为6kg，标称直径为40mm，则其转动惯量为（）kg·mm²。

1200

480

120

23．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。

最小等效转动惯量原则

输出轴的转角误差最小原则

重量最轻原则（小功率装置）

重量最轻原则（大功率装置）

24．以下产品不属于机电一体化产品的是（）。

工业机器人

打印机

空调

电子计算机

25．以下哪一项措施不能减小机械系统的传动误差？（）

提高零部件本身的精度

合理设计传动链

减小零部件的质量

采用消隙机构

26．滚珠螺旋传动与其他直线运动副相比，以下哪一项不是滚珠螺旋传动的特点？（）

传动效率高

运动平稳

定位精度和重复定位精度高

制造工艺简单

27．以下哪一项动态特性不受机械系统刚度的影响？（）

精度

失动量

固有频率

稳定性

28．以下产品属于机电一体化产品的是（）。

自行车

电子计算器

机械手表

工业机器人

29．齿轮传动的总等效惯量随传动级数（）。

增加而减小

增加而增加

减小而减小

变化而不变

30．下列哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙？（）

螺纹调隙式

双螺母垫片调隙式

齿差调隙式

偏置导程法

31．机电一体化技术是以（）技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

自动化

电子

机械

软件

32．以下产品属于机电一体化产品的是（）。

游标卡尺

移动电话

全自动洗衣机

非指针式电子表

33．对于机电一体化系统的齿轮传动，采取下列哪种方法是来消除齿侧间隙，使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？（）

偏心套调整法

轴向垫片调整法

薄片错齿调整法

轴向压簧错齿调整法

34．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转动惯量为（）kg·mm²。

48.5

4.85

9.7

35．机械系统中阻尼越大，最大振幅越小，且衰减越快，因此，适当的提高阻尼可以提高系统的稳定性。根据经验，阻尼比ξ一般取为（）。

0≤ξ≤0.7

0.4≤ξ≤0.7

0.4≤ξ≤1

0≤ξ≤1

36．多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按（）设计的传动链。

最小等效转动惯量原则（小功率传动装置）

最小等效转动惯量原则（大功率传动装置）

重量最轻原则（小功率装置），输出轴的转角误差最小原则

重量最轻原则

37．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。

自动化

微电子

机械

软件

38．机械传动部件的阻尼比和以下哪个因素无关？（）

粘性阻尼系数

抗压刚度系数

转动惯量

质量

39．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。

增大系统刚度

增大系统转动惯量

增大系统的驱动力矩

减小系统的摩擦阻力

40．为降低机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。

减小系统刚度

减小系统转动惯量

减小系统的驱动力矩

减小系统的摩擦阻力

41．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J_m=4×10^-4kg·m²，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J₁=1×10^-4kg·m²，大齿轮的转动惯量J₂=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J_G；

（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。

$\"\"$

图直流电机丝杠螺母机构驱动工作台

解：（1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量为（ 1 ）kg·m²。（0.8分）

$\"\"$

（2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量为（ 2 ）kg·m²。（0.8分）

$\"\"$

（3）电机轴上的总转动惯量（ 3 ）kg·m²。（0.4分）

$\"\"$

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42．现有如下图所示的双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程为l₀=6mm、左端齿轮齿数为100、右端齿轮齿数为98。当两端转向相同时，两端外齿轮相对于内齿轮转过4个齿时，试求两个螺母之间产生的相对轴向位移？

$\"\"$

解：当两端转向相同时，两端外齿轮相对于内齿轮转过1个齿时，相对移动的轴向距离为（ 1 ）。（1分）

$\"\"$

一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过4个齿时，试求两个螺母之产生的相对轴向位移为（ 2 ）μm。（1分）

A．1.2 B．2.4 C．3.6 D．4.8

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43．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i=3.2，已知齿轮采用相同材料，宽度b相同，各齿轮的模数m=3，主动齿轮的齿数z₁=20、z₃=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 $\"\"$ ）