机电一体化技术课本重点总结整理

第一篇：机电一体化技术课本重点总结整理

1、机电一体化技术：微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的新兴的综合性高新技术，是机械技术与微电子技术的有机结合。

2、机电一体化产品：是新型机械与微电子器件，特别是微处理器、微型机相结合而开发出来的新一代电子化机械产品。

3、机电一体化系统包括：机械本体、能源部分、测试传感部分、执行机构、、驱动装置、控制及信息处理单元

4、产品分类：发展水平：功能附加型初级系统，功能代替型中级系统，机电融合性高级系

统；

应用范围：民用机电产品，产业机电产品，办公机电产品

5、常见的伺服驱动元件：电液马达，油缸，步进电动机，交、直流伺服电动机，伺服阀

6、传统机械：由动力件、传动件、执行件和电气控制部分组成

7、机械传动系统要求：满足伺服控制要求：精度、稳定度、快速响应性（影响参数：系统的阻尼比、固有频率）

动力学特性：1）负载变化：工作负载、惯性负载、摩擦负载

2）传动系统惯性：转动惯量（取决于质量和尺寸参数）

3）传动系统固有频率：远离控制系统工作频率

4）传动系统摩擦：静摩擦力尽可能小，动摩擦力尽可能小的正斜率。若为负斜率易产生爬行，降低精度，减小寿命

5）传动间隙：产生回程误差和传动误差，影响系统的传动精度和运行平稳性

8、转动惯量大的影响：使机械负载增大，使系统响应速度变慢，降低灵敏度，固有频率下降，容易产生谐波

9、圆柱体转动惯量：J=1/8md2

直线运动物体L。丝杠驱动m工作台，折算到丝杠上J=m(L。/2π)2

齿条驱动工作台折算到r。齿轮上J=mr。2

传动齿轮

J电=（1/i2）J丝

（i 减速比）

GD2=4Gj

10、静摩擦力f，动摩擦力（库仑摩擦力fc、粘性摩擦力B.V）

滑动摩擦导轨：低速运动稳定性差，易产生爬行现象；

滚动摩擦导轨：与静压摩擦导轨不产生爬行，但有微小超程

摩擦力与机械传动部件的弹性变形产生位置误差，反向时，位置误差形成反转误差

11、黏性摩擦阻尼：一方面使系统功耗增大，磨损增加，使系统响应速度下降；另一方面，可改善系统的响应特性，减小振幅

12、系统刚度越大，固有频率越高，超出系统频带越宽，不易产生共振

提高刚度，增加闭环系统的稳定性，对开环系统无影响

13、频率Wn=

Wn

传动死区：也称失动量（齿侧间隙越小，系统刚度越大，失动量越小）

14、误差：传动误差和回程误差

齿隙滞迟回线

传动误差：输入轴单向回转时，输出轴转角的实际值相对与理论值的变动量（各组成部件不可能制造装配绝对准确，有温度变形和弹性变形）

回程误差：输入轴由正向回转变反方向回转时，输出轴在转角上的滞后量

注： 1）传动误差和回程误差对转角而言 2）回程误差不一定只在反向时才有意义—超前量 减小传动误差措施：1）适当提高零部件本身的精度，2）合理设计传动链，减小零部件制造装配误差对传动精度影响 3）采用消隙机构，以减少或消除回程误差 1）减小传动误差：高精度齿轮

减小回程误差：较小侧隙或零侧隙，“负侧隙”—传动效率下降；

较小中心距误差（提高末级精度

2）合理选择传动形式

直齿轮，斜齿轮，蜗轮蜗杆，锥齿轮

合理确定传动级数和分配各级传动比

传动比从高速级开始逐级递增，增加末级传动比

合理布置传动

精度低的传动机构布置在高速轴上 3）螺旋传动间隙消除

齿轮齿侧间隙消除：

刚性消除法（调整后，齿侧间隙不能自动补偿）

丝杠螺母间隙调整

柔性消除法（调整后，齿侧间隙可以自动补偿）

15、齿轮传动优点：瞬时传动比为常数，传动精确，可做到零侧隙、无回差、强度大，能承受重载，结构紧凑，摩擦率小，效率高

16、传动分配原则

1）最小等效转动惯量原则：小功率传动

前大后小

大功率传动

前小后大

2）质量最小原则：小功率传动，主动小齿轮模数、齿数、齿宽均相等

大功率传动，前大后小

3）输出轴转角误差最小原则 ：前小后大

三项原则选择时：a、提高传动精度和减小回程误差为主的减速齿轮传动链选3）设计

b、运行平稳，启停频繁伺服减速传动链选1）和3）设计

c、要求质量小的减速传动链选2）同步带按尺寸分：模数制，节距制

17、谐波齿轮传动特点：传动比大，承载能力大，传动精度高，齿侧间隙小，传动平稳，传

动效率高，结构简单，质量轻

滚珠丝杠特点：很高的传动效率，运行的可逆性，系统高刚度，传动精度高，寿命长，使用范围广

18、驱动系统性能指标：精确度，稳定性，响应速度，可靠性

19、传动误差：伺服带宽以内低频分量（回程误差）

伺服带宽以外高频分量（传动误差）20、精确度：

1）前向通道环节误差对输出精度影响（阻低频通高频）

在中低频段上，随信号频率降低呈衰减特性，对低频干扰信号有良好的抑制作用

在高频段上，接近于1，对高频信号无抑制作用

2）位于闭环之前环节误差对输出影响（通低频阻高频）

中低频段扰动信号被1:1送到输出端；高频段扰动信号经衰前后输出

21、位于闭环之后输出通道上环节的误差对系统输出精度的影响

（P59）

1）驱动系统中各环节的误差因其在系统中所处的位置不同，对系统输出精度的影响是

不同的；2）同一环节误差的高频分量和低频分量，对输出精度的影响不同；

3）输入通道上的环节误差的低频分量相当于系统输入信号的一部分，它影响输出精度；

误差的高频分量由于系统的低通特性而得到抑制，它基本上不影响系统的输出精度 4）前向通道闭环之内的环节误差的低频分量会得到反馈控制系统的补偿，对输出精度

无影响；误差的高频分量影响系统的输出精度；5）反馈通道上环节的误差相当于系

统的一部分输入信号，它对输出精度的影响和G1(s)环节误差对输出精度的影响是相

同的；6）反馈通道上环节的误差会影响系统极点位置的分布，因此他对系统的稳定

性也会有影响；7）前向通道上环节误差的低频分量会影响系统的零点和极点分布，它对系统的稳定性有影响。

22、反馈环节对输出精度影响

通低频，阻高频

影响系统极点位置分布

闭环之后输出通道上环节的误差对系统输出精度的影响

都会影响

直接馈送到输出端

23、二阶系统在欠阻尼状态下

用阶跃响应特征值来表征系统指标

1）稳态误差：被控信号的期望值与稳态值之差

稳态精度性能指标（稳态误差、静态误差）

2）上升时间tr：第一次达到100%稳态值所需时间 3）峰值时间tp：第一次达到第一个峰值所需时间 4）最大起调量 5）过渡时间

6）振荡次数N

N越小，系统阻尼性越好 频率特性法（品质指标）：开环：放大系数V。（表征精度）； 穿越频率wd（快速性）；

相

对裕量（震荡性）

闭环：谐振频率wm 截止频率wg 谐振峰值

24、功率密度：驱动元件单位重力W的输出功率P

Pw=P/W

(w/N)

25、步进电动机 角位移∝脉冲数

脉冲数——转角

频率—转速

绕组相序—转动方向

工作原理：可变磁阻式（VR）（反应式）步进电机

转子无绕组 定子带绕组电激磁产生

永磁型（PM）

转子用永磁铁 定子绕组产生电磁力

混合型（HB）

26步距角：每输入一个电脉冲信号，转子转过的角度

∝=360./PZK P：相数 Z：齿数 K：通电方式 K=m/p

27、直流电动机优点：良好的调速特性，较大的启动转矩，功率大，快速响应

分类：1）电磁式；2）永磁式（直流力矩电机）：定子是永久磁铁，转子是线圈绕组

28、驱动电路：晶体管驱动电路（线性直流伺服放大器、脉宽调制放大器）

29、直流电机调速：1）电枢串接电阻调速；2）改变电枢电压调速（晶闸管整流装置）；

3）PWM直流调速；4）双闭环直流调速；5）数字式直流调速系统；6）改变励磁的恒

功率调速(高于额定转速)

30、直流电机选择（计算）

P75例4

习题4—10

31、电动机功率Pm=(1.5~2.5)Tlp*nlp/

32、交流电机：1）笼型异步电动机：运行特性好，其转矩受负载波动影响小，启动电流大，常采用降压启动，用于轻载启动设备，不调速连续运转负载

2）线式交流异步电动机：用于不调速连续运转的大功率设备，起重机械上有级调速 解决启动问题：在电机转子回路中串接频敏电阻限制启动电流、获得较大启动转矩

交流异步电动机调速：1）变极调速2）电磁转差离合器调速3）转子串电阻调速4）串级调速5）变频调速

33、工业控制计算机5种典型类型：1）可编程控制器PLC；2）单多回路调节器3）微型机

测控系统4）单片微机控制器5）分散型控制系统DCS 工业控制计算机主要特点：1）丰富的过程输入/输出功能2）实时性3)高可靠性4）环境适

应性5）丰富的应用软件6）技术综合性

34、工业控制总线：1）计算机系统总线（用并行线字通信方式）；2）现场控制总线

35、计算机系统总线

种传送规定信息的公共通道，通过它可以各种数据和命令传送到各

自要去的地方：1）数据总线（信息

双向，但任一时刻，单向，由控制总线控制）

2）地址总线（单向）；3）控制总线（确定数据总线上信息流时间序列）

36、IBM PC总线

AT总线 PCI总线

MuLTI总线

STD STE G64总线 都属于系统总线

37、现场总线：是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现

双向串行多节点数字通信的系统也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络

作用：将专用微处理器置入系统的测量控制仪表，使他们各自都具有数字计算和数字通

信能力，成为能独立承担某些控制通信任务的网络节点。

特点：1）系统具有开放性和互用性；2)系统功能自治性；3）系统具有分散性；4）系统

具有对环境适应性

典型现场总线技术：基金会现场总线、Lonwords、Profibus，CAN，HART

38、P114，P115

表5—4 39.传感器是一种以一定的精确度将被测量（如位移、力等）转换为与之有确定对应关系的，易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置

组成：敏感元件、转换元件、基本转换电路

40、传感器特性：静态特性和动态特性

静态特性指标：灵敏度，传感器输出变化量⊿y与引起此变化的输入变化量⊿x之比

S。=⊿y／⊿x 表示反应能力

线性度：被测值处于稳定状态时，传感器输出和输入之间的关系曲线对拟合直线的接近程度

迟滞：传感器在正（输入量最大）反（输入量最小）行程中输出输入特性曲线不重合度 重复性：传感器在输入量按同一方向做全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致程度 满量程输出：传感器测量上线与测量下线处的输出值之差 分辨率：传感器能检测到的最小输入增量

稳定性：传感器在长时间工作情况下（输入不变）输出量的变化 零漂：传感器在零输入状态下输出值的变化

精确度：测量结果与理论值的靠近程度，是系统误差和随机误差的综合指标

动态特性指标：临界频率、临界速度、稳定时间、传递函数、频率响应函数、幅频特性、相频特性、脉冲响应函数、单位阶跃响应函数、单位斜坡响应函数

41、常用传感器：①位移传感器：电感式、变压式、电涡流式、电容式、电位器时、应变片式、感应同步器、磁栅式、光栅式、光电码盘式传感器（绝对式、增量式）、激光式光纤与化学成像式、气电转换、压电式、霍尔式②速度传感器③温度传感器④力传感器 例6.2 光电编码器 例6.4速度传感器 计算习题6-8

42、光电编码器原理：它由旋转孔盘和光电器件组成。它的输出是孔盘转角（或转角增量）成比例的脉冲信号，通过对脉冲信号计数可测得孔盘转角

第二篇：机电一体化技术

机电工程（http://）机电一体化技术

（1）机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。http://

（2）计算机与信息技术其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（3）系统技术系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

（4）自动控制技术其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

（5）传感检测技术传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程度就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

（6）伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

第三篇：机电一体化技术

机电一体化技术

制造业的‘发动机’，培养高技能综合应用型人才的摇篮，就业领域最受欢迎的专业

学习形式：

机电一体化技术专业学生入校前一年，在大专理科基础学院进行通识教育课程及专业基础课的学习。之后进入专业学院学习专业核心课程。学习期间实行学分学绩制管理，学生可根据本专业指导性培养方案，结合自己的兴趣、爱好、特长，自由选择课程、教师、授课时间、学习年限，提前修满学分和学绩者可以提前毕业。学分学绩制充分调动了老师教学积极性和学生学习的积极性，充分体现了“以人为本”的理念，让学生掌握了学习的主动权。学生经过在文理基础学院的学习，深入了解专业情况后，可于第一学期末、第二学期末根据专业学习情况调整专业。

考核方式：

在每门课程学习结束后，均需进行两次考核，分为卷一和卷二。卷一由学校教务处统一根据题库组织命题工作，命题突出该课程的基本知识和基本技能，学生通过卷一考试即可取得该课程规定的相应学分；卷二由任课教师自主命题，主要考察学生对知识的灵活运用能力，题目注重实践性、应用性，有利于培养学生对知识的实际应用。此外，卷二成绩还包括学生日常表现、平时成绩、单元测验成绩、期中考试成绩、实践课程成绩等组成，卷二成绩决定学生的学绩分数。这种考核方式改革有利于调动学生积极性，在优势课程上取得较高学绩，来补充劣势课程的不足，实现优劣势互补，突出个性化培养。

培养目标：

本专业培养拥护党的基本路线，德智体美全面发展，掌握机电一体化专业基本理论、基础知识，能在工业生产第一线从事机电设备的安装、调试、操作、维护和技术管理等工作，具有创新精神和较强实践能力的应用型高级技术人才。

在每门课程学习结束后，均需进行两次考核，分为卷一和卷二。卷一由学校教务处统一根据题库组织命题工作，命题突出该课程的基本知识和基本技能，学生通过卷一考试即可取得该课程规定的相应学分；卷二由任课教师自主命题，主要考察学生对知识的灵活运用能力，题目注重实践性、应用性，有利于培养学生对知识的实际应用。此外，卷二成绩还包括学生日常表现、平时成绩、单元测验成绩、期中考试成绩、实践课程成绩等组成，卷二成绩决定学生的学绩分数。这种考核方式改革有利于调动学生积极性，在优势课程上取得较高学绩，来补充劣势课程的不足，实现优劣势互补，突出个性化培养。

培养要求：

1、具有本专业必备的基础理论知识；

2、具有机械学、电子学等领域的专门知识和一定计算机应用能力；

3、常用机电设备的安装、调试、维护维修的基本实践能力以及解决与本专业有关的机电技术方面实际问题的能力；

4、具有一定的自动控制方面的基础知识和应用能力；

5、具有基本的数控编程与操作的能力；

6、具有一定的技术管理能力和生产协作能力。

主干课程：

高等数学、大学英语、工程力学、电工与电子、机械制图、机械设计基础、机械制造基础*、电机与电气控制*、液压传动与控制技术*、可编程控制器及应用*、特种加工技术、公差配合与技术测量、机械制造工艺与夹具、数控加工工艺、AUTOCAD、CAD/CAM技术、制图员培训、典型数控系统与应用、数控加工英语、金属工艺学、冲压与塑压成形设备、冲压工艺与模具设计。专业特色：

机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广，学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，充分体现重视技能培养的特点。

由于微电子高新技术的迅速发展，使工业自动化的程度大幅度提高。新的机电设备和产品将机械、电子、计算机和自动控制技术有机地结合在一起，形成了所谓的机电一体化技术，大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性；提高制造技术水平，实现生产方式向柔性方向发展；增强企业的应变能力；节约能源和材料消耗，降低成本，提高劳动生产率。机电一体化已是当今世界及未来机械工业技术和产品发展的主要趋向，也是我国机械工业发展的必由之路。然而，我国现有的机械专业人员的知识结构与当今机械工业的发展极不相称。由于近二十年科学技术的迅猛发展，多数机械专业人员知识老化，对新知识、新技术了解甚少，难以从事机电一体化产品的设计与开发。尤其是在青岛地区，外资企业的进入及内地大型企业的发展，使得这一行业急需大量的机电一体化人才，因此，机电一体化技术专业具有广阔的发展前景。

就业去向：

在机械设计、制造与装备行业、模具制造业，轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作，也可以进行专升本、考研深造、自主创业等。

教师风采：

翟建，教授，机械制图课程组负责人，研究方向工程机械现代设计与制造。毕业于广东工业大学工程图学专业，6年企业工作经历，先后任高级讲师、总工程师、副总经理等职，发表学术论文数十篇，获得部级教改成果奖1项，曾获厅级优秀教师。主持企业改造项目两项。现为青岛滨海学院机电工程学院教师。主讲课程有“CAD/CAM技术”、“机械制图”、“公差与技术测量”、“金属工艺学“、”机械制造工艺学”、“机械设计基础”等。

李国伟，教授，清华大学工程硕士，中共党员，教授、ISO9000质量管理体系国家注册审核员、开发区数控专家、数控加工中心技师、机械类工程师；1999年7月大学毕业后到河南安彩集团模具厂参加工作，从事玻壳模具数控加工工作； 2007年10月起在高校任教，现任数控专业骨干教师。成果与荣誉：山东省职业院校技能大赛优秀指导教师、省级精品课《特种加工技术》课程负责人、安阳市技术能手。

韩先征，教授。1991年3月毕业于吉林工业大学机械工程系，研究生学历，获工学硕士学位。1999年10月取得高级工程师资格。2007年获数控铣加工技师资格。2007年赴德国参加中德高职师资培训项目。2009年作为交流教师赴韩国永进专门大学从事Pro/ENGINEER、AUTOCAD的教学工作。成果与荣誉：主持承担了 “圆柱分度凸轮的加工”科研题目。2005年至2011年6次指导学生参加山东省机电产品创新设计竞赛，取得优异成绩，2005年获得“优秀指导教师”称号。2011年指导学生参加全国职业院校技能大赛“零部件设计与加工”项目的比赛，获得“三等奖”。

杨欣，教授/高工，毕业于华北水利水电学院，所学专业为工程机械、法律，曾在企业工作18年，从事家电产品开发、售后服务及生产管理工作；2000年起从事家电专业教学工作，将企业工作经验与专业教学有机结合，以培养满足企业需求的技高品端学生为己任，较有成效。成果与荣誉：先后5次获青岛市人事局嘉奖、2006年被评为“最受毕业生欢迎的教师”、2008年被评为 “最受学生欢迎的教师”、2008年被评为首届“训教名师”、获发明专利两项、实用新型专利四项、发表省级以上教学及科研论文20余篇、获省级成果三项；院级成果二等奖两项、三等奖一项。

刘哲，教授，毕业于佳木斯工学院，所学专业机械制造工艺与设备，主要研究专业领域为机械CAD技术及机械产品检测与控制技术。在国家级刊物上发表教学与科研论文十余篇；主编教材八本，其中两本为“十一五”国家级规划教材。作为主要完成人的教学成果获国家级教学成果奖二等奖，省优秀高等教育研究成果1项；省级精品课程负责人、省级特色专业负责人、省级教学团队带头人。主要兼任社会职务：中国图学学会理事，全国机械职业教育教学指导委员会机电设备技术类专委会委员，山东省工程图学学会职业教育专业委员会副主任，哈尔滨第一工具制造有限公司副总工程师，《青岛职业技术学院学报》编委。

刘克旺，教授，硕士。现为数控技术专业带头人、山东省特色专业负责人、院级优秀教学团队负责人，院级训教名师。主要研究专业领域为数控技术。主编《电路基础》、《工程力学》、《机械零件数控加工》等教材；发表教研和科研论文20余篇；主持完成的《汽轮机调速系统多媒体培训软件开发》科研项目被评为齐鲁石油化工公司二等奖；完成的《红外线遥控电冰箱故障实验台的设计》项目获得中国机械工业教育协会实践性教学成果二等奖；参与完成的教学成果获得国家级教学成果二等奖、山东省教学成果一等奖；在全国职业院校技能大赛中获 “教学方案设计与教学资源制作”优秀奖。

谷晓妹，硕士，讲师。主要讲授《材料力学》、《理论力学》、《液压传动》、《工程力学》、《机械设计基础》等主修课程。在滨海学院期间担任班主任工作，所带班级07机械本科1班于2009年获省级优秀班集体。教学成果显著，获得滨海学院第三届青年教师讲课大赛一等奖。

吕晓杰，硕士，讲师，主要承担机电方向的学科基础课讲授工作，期间参与液压实验室和金工实习车间的组建工作及机电一体化特色专业建设工作，主持教改项目一项，题为《液压传动与控制的教学改革研究》，并在《机电产品开发与创新》期刊上发表论文《液压传动与控制教学改革的尝试》。

付珍，工学硕士，讲师，毕业于山东科技大学，研究方向先进制造、工艺装备及其自动化，参与项目“可控液粘行星减速器的研发与设计”，发表论文“Magnetic Bearing and Its New applications”、“Technology of Magnetic Flywheel Energy Storage”、《矿井深度指示器应用及发展现状》，荣获“科研活动奖”称号。主要讲授《机械制图》、《AutoCAD》、《工程力学》、等主修课程。

张新颖，硕士，讲师，毕业于河北工业大学。研究方向：基于ProE产品拆卸序列规划的关键技术研究。现任机电工程学院教师，主讲课程有《机械设计基础》、《工业工程专业英语》等。在研究生期间协助导师完成STEP研究项目的相关任务，业余时间完成车辆方向英文资料翻译10万字左右。

周凤敏，女，讲师，工学硕士，毕业于山东理工大学。研究方向机械电子工程。现任机电工程学院教师，近几年发表了多篇学术论文。《如何完善我国汽车产品召回制度》、《瞬态激励下保守耦合系统的统计能量分析》、《基于超声波测距门机象鼻梁防撞系统设计》等多篇论文。被评为专升本优秀班主任。校级科研立项《门座式起重机象鼻梁防撞系统设计》项目负责人，主讲《机械制图》、《AutoCAD》、《CAD/CAM技术》、《公差与配合》等课程。

教学设施：

金相实验室:拥有金相显微镜、金相显微摄影仪、XJP-6A金相显微镜（电脑型）、Q-2金相试样切割机、M-2金相试样预磨机、P-2型金相试样抛光机、XQ-2B型金相试样镶样机等较为先进的设备，其他低值耐用小型仪器设备有电吹风、试样、侵蚀剂、砂纸、箱式电炉等。金相实验室是为了在校本专科机电专业开设的《金属学及热处理》课程安排的各种金属材料的显微组织形态观察、分析而建的，是冶金技术专业重要的基础实验室，旨在培养学生观察、分析金属组织的能力，深入了解金属组织的形态、特性和综合力学性能，从而加深金属学知识的理解。该室具有试样制备、显微组织观察分析等能力。可开出教学大纲中所有必开和选开的实验，包括： 金相显微镜的原理、结构和使用、金相试样的制备、工业纯铁、纯铅、纯锌的组织观察、二元合金显微组织观察、铸铁金相组织观察、常见合金钢的组织观察等实验项目，为教师在材料研究方面提供最基本的实验手段。本实验室的建立为学生提供了一个良好的实验环境，使学生在动手能力，应用知识能力很好地得到锻炼的同时，能有机会了解材料领域中较为先进的研究方法。

液压与气动实验室配有TC-GY01型液压传动教学综合实验设备和供学生拆装的液压动力元件（如齿轮泵和叶片泵）和控制元件（如溢流阀、减压阀、顺序阀和节流阀）。TC-GY01型液压传动教学综合实验设备是根据现代实验教学特点，吸收国内外先进的液压实验教学特点，精心设计而成。它采用先进的液压元件技术和新颖的模块设计，构成了插接方便的系统组合。它满足在校本专科学生对进行液压传动课程的实验教学要求。可以培养和提高学生的设计能力、动手能力和综合运用能力，起到了加强设计性实验及其综合运用的实践环节的作用。此外，该实验室也可进行可编程控制器PLC实验，内容有：

1、PLC的指令编程，梯形图编程的学习；

2、PLC编程软件的学习和使用；

3、PLC与计算机的通讯，在线调试、监控；

4、PLC对液压传动的优化控制。

材料力学实验室具有较为先进的微机控制电子万能试验机、微机控制扭转试验机、电子式拉力试验机和电动抗折试验机。力学实验室作为基础实验室，主要承担机械专业的《材料力学》和《工程力学》等课程的实验教学任务。主要开设的实验项目有拉伸、压缩、弯曲、剪切实验，扭转实验，冲击实验，梁的弯曲正应力实验等。通过以上实验可使学生掌握：第一，材料的力学性能测定方法。比如：材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限、冲击韧性、以及材料的弹性性能等。第二，验证已建立的理论。

机械设计基础实验室实验仪器设备：拆装用分流式双级圆柱减速器，拆装用同轴式双级圆柱齿轮减速器，拆装用单级圆柱齿轮减速器，拆装用新型结构单级圆柱齿轮减速器，拆装用展开式双级圆柱减速器，机械设计（零件）陈列柜。主要实验项目：1.带传动实验；2.齿轮传动效率实验；3.减速器拆装；4.轴系结构实验；5.机构创新设计及实验；6.机械系统综合设计及实验。该模拟实验室可辅助《机械设计基础》的课程教学，对理论内容进行形象直观的演示，教学效果良好。

机械原理实验室是机械类专业的基础实验室，拥有机械原理综合示教柜、范成法齿轮加工仪、动平衡机、渐开线齿轮及相关测量工具等设备。承担机械专业“机械原理“课程实验、课程设计、科技创新等教学任务。主要实验项目：1.示教柜演示；2.机构运动简图绘制与分析；3.渐开线齿轮范成实验；4.渐开线齿轮参数测定。

PLC技术实训室是针对电气类和机电类专业的相关可编程控制器课程而建立的一个集可编程控制器实验和可编程控制器课程设计为一体的实训室，通过实际设备加深学生对可编程控制器组成及应用的理解。实验室配备有电梯模型、机械手、自动化分检装置、立体仓库。可进行的实验项目有：行程开关工作原理研究实验、光电开关工作原理研究实验、执行元件原理研究实验、PLC控制实验、四层楼电梯的PLC控制实验、机械手的PLC控制实验。通过实验能够使学生掌握PLC在工程中的具体应用以及总体的设计方法和设计步骤。

电工电子实验室采用通用型电工电子实验台。按照实验教学大纲的要求，它可满足电工学、电路分析、模拟电子学、数字电路等课程的实验教学需要。该实验室可完成强电类及弱电类近80余项实验内容，如：二极管及整流电路、晶体管、直流放大与运算电路、振荡电路、直流电路、三相交流电路、电机拖动实验等多项内容，亦可根据课堂教学情况自行编制一些配套实验，并可给学生的毕业设计和课程设计提供硬件支持。

绘图室配有多功能绘图桌、绘图板、丁字尺、绘图三角板、绘图仪器、擦图片、比例尺等全套绘图用具；配有布质挂图、木制教具和塑料教具；配有胶片投影仪、投影屏幕。学生可在绘图室中进行传统手工绘图训练，完成机械制图》课程教学的课堂任务以及课程设计，同时还可为机电类专业的毕业设计提供良好的硬件条件。

精雕机实验室配有睿雕280精雕机、罗兰三维实体扫描仪。该实验室设备技术先进，设备精良可以实现对三维实体的扫描，并进行精密模具、浮雕、艺术字的加工。主要用于数控设备应用与维护专业、机电一体化专业和模具设计与应用专业的专业实习，也可支持工业设计专业的教学需要，也可对外承接加工任务。

自动控制实验室有欧姆龙（OMRON）CPM2A可编程控制器、欧姆龙（OMRON）CPM1A可编程控制器。主要用于学习欧姆 龙可编程控制器的程序设计及应用，可直观地进行可编程控制器的基本指令练习，承担《可编程控制器原理及应用》、《电气控制与PLC》等课程的实验和实训及毕业设计、课程设计的教学任务。为电气自动化技术、楼宇智能化工程技术、应用电子技术、机电一体化和数控设备应用与维护等专业的教学提供服务。

机械加工实训基地的设备有车、铣、刨、磨、特种加工等普通、数控机床。普通机床有普通车床、铣床、钻床、磨床、锯床、砂轮机、台式虎钳等；数控机床有数控车床、数控铣床、加工中心、电火花线切割机、电火花成形机、数控折弯机、数控冲床等，配有刀具、量具等。该实训基地配置了较为全面的机械基础相关实验仪器设备，可同时容纳200人进行机械加工实习和机械基础实习。承担机电专业的课程设计、毕业设计等教学任务，同时结合地方经济发展的需要，进行外协加工、技术服务、科研产品试制等。研制和生产CF-8型铸造流水线、V法铸造砂处理系统、大型连栋温室及环境控制系统、各类农业机械等产品，为有关专业特色方向的形成准备了基础和条件。主要实习项目：1.铸造、锻压、焊接、热处理，车削加工，铣削加工，刨削加工，磨削加工，数控加工，焊工等十一个工种的实习。2.机制工艺课程设计。3.学生科技创新。4.毕业设计。利用实训基地可以培养学生对各种机床的操作能力，完成生产实习教学任务，同时为将来就业打下良好的基础。

CAD/CAM实训室的软件有：Master CAM、Pro/E、CAXA制造工程师、CAXA实体造型软件、CAXA数控车、AUTOCAD2004、数控模拟仿真软件。可利用常用CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。

热处理实验室是机械类专业的基础实验室，拥有真空烧结炉，洛氏硬度计，数显显微硬度计(维氏硬度计），布氏硬度计，可控硅温度控制器，箱式电阻炉，节能箱式电阻炉等设备。该实验室可以进行热处理的各种常规实验及理论教学；还可以进各种热处理常规工艺的操作如：退火，正火，淬火，回火，调质等；还可以进行洛氏、布氏硬度检测。利用箱式电炉通过观察不同的加热温度对碳钢的组织与性能影响，进一步了解碳钢热处理温度的选定原则，并加深对铁碳平衡图的认识和理解、通过对碳钢的试样的热处理，了解冷却速度及含碳量对其组织的性能的影响，加深对等温转变曲线和淬火临界冷却速度等概念的理解、通过观察组织和机械性能的测定，了解不同回火温度对淬火碳钢组织和性能的影响，并了解碳钢在回火过程中组织转变和性能变化的规律、熟悉淬火与回火操作，学会正确使用硬度计。加强学生的动手实践能力，启迪创新思维。本实验室现有专门从事实验室管理和教学的实验指导教师，具有较强的理论和实践指导能力。热处理实验室主要承担《机械制造基础》这门课程的实验教学任务。该实验室的建立为学生提供了一个良好的试验环境，使学生在动手能力，应用知识能力很好地得到锻炼的同时，能有机会了解材料领域中较为先进的研究方法。也可以进行各种与金属材料和热处理相关的职业工种，岗位的技术培训及课题实验研究。

第四篇：机电一体化技术

四川农业大学继续教育学院 网络教育学院●毕业论文

机电一体化专业 毕业实习报告参考题目

一、论文参考题目

1、油菜收割机割台的改进与试验

2、设计所在工厂开发的一个新产品进行厂房、动力、设备、人员等进行规划设计

3、拖拉机的前景和发展研究

4、汽车拖拉机的制动系的故障分析

5、力（位）调节的特点及适应性研究

6、汽车拖拉机在农业生产中的应用研究

7、汽车电器设备的维修与维护技术的改进

8、汽车新技术在生产上的应用

9、汽车拖拉机运用技术的推广

10、农机化的现状及其发展研究

11、农业机械化与农业现代化的关系研究

12、农业机械化与“三农”问题的关系研究

13、某典型零件加工工艺设计与分析

14、机电一体化技术的应用与设计

15、Master CAM 程序的应用

16、数控加工及其在生产中的应用

17、现代CAD/CAM软件在生产中的应用

18、某地区农业机械化现状与发展的研究

19、对某地区农业机械适用性的研究 20、丘陵地区农业机械化模式的研究

21、某机械或机构的设计与计算、或试验与研究、或仿真与分析

22、机电技术在现代农业中的应用研究

23、设计一个1.5顿重轿车用千斤顶，要求小巧，简单，汽车后备箱备胎放置处能够存放

24、减速器及零部件的设计与计算、或者减速器及零部件的优化设计等

四川农业大学继续教育学院 网络教育学院●毕业论文

25、典型零件的加工工艺设计

26、基于Mastercam的典型零件的数控程序设计

27、某机械或装置的故障检测与维修

28、某种农具的设计、实验与维修

29、某种农产品的力学特性的研究 30、某液压系统的设计、故障检测与分析

第五篇：机电一体化技术考试总结

1.机电一体化的定义：机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化技术、传感器

技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。

2.机电一体化的几个要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感器检测部分、控制及信息处理部分。

3.机电一体化系统的组成：机械本体、动力与驱动、传感器检测部分、执行机构、控制及信息单元、接口耦合与能

量转换、信息控制、运动传递。

4.机电一体化关键技术：机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术、系

统总体技术。

5.机电一体化技术与其它技术的区别：

1)与传统机电技术的区别：传统机电技术的操作控制主要通过具有电磁特性的各种电器来实现，在设计中不考

虑或很少考虑彼此间的内在联系；机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。

2)与并行工程的区别：机电一体化技术将机械技术、微电子技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有

结合在一起，十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装置。

3)与自动控制技术的区别：自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。

机电一体化技术将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件应用自控原理和方法，对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。

4)与计算机应用技术的区别：机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目的是提高和改善系统性能。

计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术的一部分，它还在办公、管理及图像处理等方面得到广泛应用。机电一体化技术研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。

6.机电一体化系统产品开发的类型：开发性设计、适应性设计、变参数设计。

7.机械传动部分：

1)基本要求：高精度、快速响应、稳定性良好。

2)组成：传动机构、导向机构、执行机构。

3)总传动比的确定：im

L'm'L''m''L

8.传动链的级数和各级传动比的分配：

1)等效转动惯量的最小原则：小功率传动装置：i=i1*i2*i3前小后大原则；

大功率传动装置：i=i1*i2*i3前大后小原则；

2)质量最小原则：

3)输出轴转角误差最小原则：

9.死区：启动的时候无法克服阻力的现象。

爬行：周期性时停时走或时慢时快的运动现象。

空回：就是当主传动机构改变运动方向时,从动机构滞后的一种现象。

10.机械性能参数对系统性能的影响：

1)阻尼的影响：当阻尼比ξ=0时，系统处于等幅持续震荡状态；当ξ>=1时，系统为临界阻尼或过阻尼系统；

当0<ξ<1时系统为欠阻尼系统。所以在系统设计时一般取0.5<ξ<0.8的欠阻尼系统，既能保证震荡在一定范围内，过渡过程平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。

2)摩擦影响：引起动态滞后，降低系统的响应速度，导致系统误差和低速爬行。

3)弹性变形的影响：通常采取提高系统刚度，增加阻尼，调整机械构件和自振频率等方法来提高系统的抗震性，防止谐振的发生。

4)惯量的影响：转动惯量对私服系统的精度、稳定性、动态响应都有影响。惯量大，系统的机械常数大，响应

慢，使系统的震荡增强，稳定性下降；系统的固有频率随之下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度。系统设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。

11.间隙问题：

1)直齿圆柱齿轮消间隙法：偏心轴套调整法、双片薄齿轮错齿调整法。

2)斜齿轮传动机构：垫片调整法、轴向压簧调整法。

3)锥齿轮传动机构：轴向压簧调整法、周向弹簧调整法。

4)齿轮齿条传动：双片薄齿轮错齿调整法。

5)螺旋传动消隙法：利用单向作用力、利用调整螺母、利用塑料螺母。

6)滚珠丝杠消隙法：垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式。

12.螺旋传动的特点：降速传动比大、具有增力作用、能自锁、效率低磨损快。

滚珠螺旋传动的特点：运动效率高、运动精度高、具有传动的可逆性，但不能自锁、制造工艺复杂，成本高，但使用寿命长，维护简单。

13.滚珠循环方式：内循环、外循环（螺旋槽式、插管式、端盖式）

滚动化发展：滚珠导轨、滚柱导轨、静压导轨。

14.检测系统：

1)检测的作用：用于检测相关外界环境及产品自身状态，为控制环节提供判断和处理依据的信息反馈环节。

2)常用传感器的工作原理及适用场合：

电位器传感器：变电阻原理，作用测大行程往返式位移；

涡流式传感器：测位移，分为高频和低频；

光栅位移传感器：测测位移。

转速传感器：编码器测转速，电涡式转速传感器（非接触式），必须有槽才能用；遮断式光电开关，反射

型光电开关，定区域式光电开关（流水线计数），霍尔传感器。

加速度传感器：最常用压电式；电容式。

流体压强传感器：膜式压强传感器，筒式压强传感器。

3)检测的器具：传感器。

4)传感器的构成：敏感元件、传感原件、基本转换电路。

5)传感器的分类：按测定对象：位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速；

按原理分：电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波。

6)稳定性包括：稳定度、环境影响量。

7)传感器的性能静态：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、零漂、分辨力、重复特性、精度。

传感器的动态特性：传感器测量动态信号时，输出对输入的响应特性。

8)压电效应：当某些材料在某一方向被施加压力或拉力时，会产生变形，并且在材料的某一相对表面产生符号

相反的电荷，当去掉外力后，它又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。

9)电涡流效应：当线圈输入一交变电流时便产生交变磁通量，金属板在此交变磁场中会产生感应电流，这种电

流在金属体内是闭合的，所以称之为涡电流或涡流。

10)霍尔效应：半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I通过薄片时，在垂

直于电流和磁场的方向上将产生电动势E，这种现象称为霍尔效应。

15.控制原理：

1)典型控制环节：比例环节、积分环节、微分控制、惯性环节。

2)典型调节方法：开环控制、闭环控制、阶跃响应、PI、PD、PID。PID（比例-积分-微分）

3)机电一体化中的工业控制计算机：单片微型计算机、可编程控制器、总线工控机。

16.伺服控制：

1)伺服系统的原理：伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确地位置、速度及动

力输出的自动控制系统。

2)伺服系统组成部分：比较环节、控制器、执行环节、被控对象、检测环节。

3)伺服执行原件：交流电机、直流电机、步进电机。

4)

5)

6)

7)伺服系统技术要求：调速范围宽并且稳定，位置精度高0.01—0.001，稳定性好、响应速度快。直流伺服电机特点：响应快、精度高、但需要维护，交流伺服电机不需要维护，其他同直流。步进电机：反应式、永磁式、混合式。步距误差直接影响执行部件的定位精度。

步距角可以用下公式计算：a=360o/kmzm相数z齿数单向双相通电k=1，单双向轮流通电k=2。

8)最大静转矩：是指步进电机在某相始终通电而处于静止不动状态所能承受的最大外加转矩。

9)最高运行频率：步进电机不失步的情况下输入的最高脉冲数。

10)步进电机参数术语：步距角、拍数（单三拍、双三拍、六拍）、相数、定位转矩、静转矩。

11)步进电机工作原理性能：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超

载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进

驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

12)步进电机特性：步距误差、最大静转矩、启动矩频特性、运行矩频特性、最大相电压相电流、最高运行频率。

13)步进电机控制与驱动：单电源驱动电路、双电源驱动电路、斩波限流驱动电路。

14)步进电机的矩频特性：步进电机连续运行时所能接受的最高工作频率，他与步距角一起决定执行部件的最大

运行速度。

15)步进电机的调节特性：

17.干扰：

1)干扰三要素：干扰源、传播途径、接收载体。

2)抗干扰的措施：屏蔽、隔离、滤波、接地、软件处理等。

3)干扰存在的形式：串模干扰、共模干扰。

4)干扰的耦合模式：静电干扰、磁场耦合干扰、漏电耦合干扰、共阻抗干扰、电磁辐射干扰。

18.符号：

1)FMC：柔性制造单元

FMS：柔性制造系统

FML：柔性制造线

FAL：柔性装配线

CIMS：计算机集成制造系统

RGV：有轨小车

AGV：自动导向小车 CAE：计算机辅助工程

CAPP：计算机辅助工艺编制

CAQ：机辅助质量管理

2)CIMS的功能构成：管理功能、设计功能、制造功能、质量控制功能、集成控制与网络功能、3)机器人共同点：机器人的动作机构具有类似与人或其他生物的某些器官的功能、是一种自动机械装置，可以

在无人参与下（独立性），自动完成多种操作或动作功能，既具有通用性。可以在编程，程序流程可变，既具有柔性（适应性）、具有不同程度的智能型。

4)机器人的机械配置形式最常见的是坐标：直角坐标、圆柱坐标、极坐标、关节型、平面关节型。

5)电火花加工必备条件：与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙、必须在有一定绝缘性能的液体介质中进

行、必须采用脉冲电源。

6)刀具磨损破损检测方法： 刀具、工件尺寸及相对距离测定法、放射线发、电阻法、光学图像法、切削力法、切削温度法、切削功率法、振动法、噪声分析法、声发射法、加工表面粗糙度法。

7)自动化制造系统常用辅助设备：清洗站、去毛刺设备、切削和冷却液的处理。

例题1已知一传动系统JL=2000kg*m2,Jm=500 kg*m2,传动级数为n=3，试按传动惯量最小原则，确定各级传动比。

解：由负载角加速度最大原则确定总传动比，i=

由等效转动惯量最小原则分配

2313JLJm20005002 1

i12

i22(21)3*i231(21)31.346 2*(i32)2

21=1.28 22(31)

3i32*(i3)21=1.16

验算i=i1*i2*i3≈2满足设计要求。

参考：

1.控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口电路组成。2.机电一体化是从系统的观点出发机械技术 检测技术 伺服技术信息技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统协 调工作而建立的一门新的科学技术。3.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、办公机电一体化 和 产业机电一体化 产品。4.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性 和 快速响应性-等方面的要求。6.机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节静态设计、动态设计。7.在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的低频分量对输出精度基本无影响，而误差的高频分量-影 响系统的输出精度。8.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括性能指标 系统功能 使用条件 经济效益 9.机电一体化系统中常见的轴承包括滚动轴承 滑动轴承 静压轴承 磁轴承。10.机电一体化系统一般由机械本体 动力与驱动、接口、执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分等部分组成。11.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: 电压输出 电流输出 频率输出三种形式。12.机电一体化产品中需要检测的物理量分成电量和非电量两种形式。13.机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理 阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小 并满足 小型、轻量等要求。14.机电一体化的核心是（控制器）15.机电一体化技术归纳为机械技术 检测传感技术 信处理技术 自动控制技术 伺服传动技术和系统总体技术六个方面。16.从控制角度讲，机电一体化可分为开环控制系统和闭环控制系统。17.拟定机电一体化系统的设计方案的方法有替代法、整体法、组合法。18.下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（个别设计法）A 替代法 B 整体设计法 C 组合法 19.衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。20.市场预测主要包括定期预测 和定量预测方法。21.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大 原则。22.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。23.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差 和回程误差两种。24.步进电动机又称电脉冲马达是通过脉冲的数量决定转角位移的一种伺服电动机。25.对于交流感应电动机其转差率s的范围为0

63.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 光电隔离，变压器隔离，继电器隔离。64.工作接地分为一点接地 多点接地。

65.某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为0.02。66.一般来说，伺服系统的基本组成为控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置等四大部分组成。67.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1采用计算机软件分配器 2小规模集成电路搭接的硬件分配器 3专用模块分配器。