机电一体化系统设计课后答案解析

"机电一体化系统设计(修订版)课后答案 张建民编" 本文主要涵盖机电一体化领域的核心知识点，包括机电一体化的定义、基本要素、系统接口、传动机构设计、齿轮传动、执行元件、控制电机以及微机控制系统等方面。 1. **机电一体化的含义**：机电一体化是将机械技术、电子技术、信息技术、自动化技术和系统工程等有机结合的一种新型技术，它通过集成的方式提高了产品的性能、功能和效率。 2. **机电一体化技术革命**：指在传统机械工程中引入微电子技术，使得机械设备具备智能化、自动化的能力，实现了机械与电子设备的深度融合。 3. **机电一体化系统基本要素**：主要包括机械系统、电子信息处理系统、伺服驱动系统和控制系统。机械系统负责执行物理动作，电子信息处理系统处理数据和指令，伺服驱动系统提供动力，控制系统协调各个部分工作。 4. **工业三大要素**：通常指劳动力、资本和土地，但在机电一体化的语境下，可能也涵盖了机械、电子和信息资源。 5. **机电一体化系统的接口功能**：分为硬件接口和软件接口，硬件接口用于连接不同物理设备，软件接口则用于不同系统间的通信和数据交换。 6. **机电互补法、融合法、组合法**：这些是机电一体化系统设计中常用的方法，机电互补法是利用机械和电气特性互补来优化系统；融合法是指机械和电子技术深度结合；组合法是将各种组件按需组合，以满足特定应用需求。 7. **机械传动部件设计**：关注精度、稳定性，通常要求低摩擦、高效率、寿命长、动态响应好等。 8. **传动机构的作用**：传递动力，改变运动形式和速度，实现精确定位。 9. **齿轮传动**：包括螺纹丝杠传动的计算，传动比的分配原则，以及如何减小转角误差。谐波齿轮传动具有高精度、大速比的特点，其传动比计算涉及柔轮和刚轮的齿数。 10. **执行元件**：如电动机，分为控制用电动机和步进电机，它们是系统执行指令的关键。控制用电动机要求功率密度高、比功率适宜；步进电机则以精确的步距角和无刷换向为特点。 11. **微机控制系统**：如CPU、MC和MCS之间的关系，CPU是中央处理器，MC（Microcontroller）是微控制器，MCS（Microcomputer System）是微计算机系统，它们在功能上层层递进，从单一处理到集成控制。 以上内容仅是机电一体化系统设计的一部分，实际学习中还涉及到更多如传感器、反馈控制、人机交互、系统集成等复杂知识。