电大机电一体化系统复习题汇总.docx
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电大机电一体化系统复习题汇总
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《机电一体化系统》期末复习题
填空题
控制及信息解决单元普通由控制il•算机.控制软件和險件接【I电路构成。
机电一体化是从系统观点出发机械技术检测技术伺服技术信息技术等在系统匸程基本上有机加以综合•实现整个机械系统协调匸作而建立一门新科学技术。
机电一体化产品按用途可以划分为民用机电•休化、办公机电•休化和产业机电体化产品。
机电一体化系统设计质量管理重要体为前质量目的管理、实行可行件•设计和进行设计质址评审三个方面。
机电一体化系统中•机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和迅速响应性-等方面规定.
机电一体化机械系统设讣重要涉及两个环节静态设计、动态设il。
在机电一体化系统驱动装宜中,位干前向通道闭环之内环节,其误差低频分冷对输出精度基木无影响.而误差拓频分心影响系统输出精度。
机电一体化系统,设汁扌旨标和评价原则应涉及件能指标系统功能使用条件经济效益
机电一体化系统中常用轴承涉及滚动轴承滑动轴承静爪轴承磴轴承。
机电一体化系统普通由机械木体动力打恥爪接口、执行机构传感辭检测某些控制及解决某叫等某些构成。
在机电一体化中传感器输出电信号参址形式可以分为:
电压输出电流输出频率输出三种形式°
机电一体化产品中需要检测物理址提成电量和非电量两种形式。
机电一体化机械系统应具备良好侍服性能•规定机械传动部件转动惯址小.阻力合理阻尼合理刚度大抗振件好间隙小并满足小型.轻虽等规定。
机电一体化核心是(控制器)
机电一体化技术归纳为机械技术检测传感技术信解决技术制技术伺服传动技术和杀统总体技术六个方面。
从控制角度讲,机电一体化可分为开环控制系统和闭坏控制系统。
拟定机电一体化系统设讣方案办法有代替法.整体法.组合法。
下列不屈于机电一体化系统(产品)设il•方案惯用办法(个别设il法)A代替法B整体设计法C组合法
衡虽机电一体化系统可靠性高低数虽指标有概率扌斤标和寿命指标。
市场预测重耍涉及疋期侦测和龙呈倾测办法。
在多级传动中.为了减小传动误差,传动比分派应逍守前小后大原则。
为负载折算到电机轴上惯虽等于转f惯肚时,系统能达到惯性负戦和驱动力矩届佳匹配。
机械传动系统中,影响系统传动精度误差可分为传动误卑和M胤课屋两种。
步进电动机又称电脉冲马达是通过脉沖数/决定转角位移一种伺服电动机。
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对于交流感应电动机其转差率s范畴为0
PWM描是脉宽凋制o
PD称为比例积分控制算法。
在数控系统中复杂持续轨迹普通采用插补办法实现。
对伺服系统技术规定是系统粘度.稳定件.响应特件.匸作频率。
计算机控制系统类型涉及分级讣算机控制系统.氏接数字控制系统.监售控制系统.操作指引控制系统。
为提痈闭环系统稳定性.应増大执行装貝固仃频率和系统麻尼能力。
对于执行装宜•选取较大传动比可使系统相对阴尼系数増大.有助于系统稳定性。
对于线性控制系统.若规定在达到岛精度同步减小定位时间•则必要提舟系统固仃频率。
步进电机驱动电源由变频信号源.脉冲分派器和功率放大器构成。
由矩频特性曲线可知,步进电机最大动态转爪不大于昴大静转矩•并随着脉冲频率升髙而减少。
片前,广泛采用直流伺服电机驱动电路有线性直流伺服放大器和脉宽调制放大器两种。
交流界步电动机转速与电源频率、磁极对数和转堆冷关于。
液压系统伺服控制元件重要有电液比例阀和电液伺服阀•
评估定位系统重要性能抬标是定位粘度和宦位时间。
对于只进行二维平面作业工业机器人只需要。
个自由度.若要使操作具备随总位姿.则工业机器人至少需要几种自由度(八个)。
计算机系统总线(信号线)有数据总线、地址总线和控制总线等三类。
第一条原则微机总线是S-100总线,而Multi(或STD、STE)总线可支持多CPU并行工作。
开关址输入/输出模板典型接口由总线接口逻辑.I/O功能逻轿和I/O电气接I1所构成。
典型开关ftI/O板I/O电气接口重要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。
普通多路A/D转换模板由*路开关、采样保持器、转换器和总线接II逻轲所构成°
选取A/D模板重要根据是采样辅度、采样速度和成木。
A/D转换接口属于(检测通道)。
与A/D转换模板不同,在多路D/A转换模板中.需翌各种D/A转换器,各通道D/A有效数据由通道选取器产生信号來决定。
在工业过程控制系统中.汁算机指令进行D/A转换后,须通过信号调理环节才「驱动执行机构°
普通.传感器由敏感尤件、转换元件和爆木转换电路所构成。
传感器分类办法重要有按被测物理*、按匚作廉理、按转换能址状况、按「•作机理、按转换过程町逆打否、和按输岀形式。
传感器重要静态特性指标有救捷度、线性度、車复件和迟滞。
数字式传感器动态特性是输入虽变化临界速贬。
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传感器输入特性重要参数是广义输入阻抗或静态刚度。
位移传感器是把位移转换成模仿电吐或数字堆传感器。
惯用编码器式位貝传感器有光电式和礎电式两种。
速度传感器重要涉及模仿式和数字式两类。
伺服系统中.普通采用负嚴介加速反报大顶见选取总传动比.以提高伺服系统响应速度。
机身构造设计中,肋板布置形式可分为纵向肋扳横向肋板斜宜肋板三种。
某光栅条纹密度是50条/mm,光栅条纹间夹角0=0.001孤度.则莫尔条纹宽度是20mmo
某光栅条纹密度是100条/mm,光栅条纹间夹角0=0.001孤度.则莫尔条纹宽度是lOmm
柔性制造系统可分为四个系统.分别为加I.系统物料系统能赧系统伫息系统。
从电路上隔离干扰三种惯用办法是:
光电隔离.变压器隔离.继电器隔离。
匸作接地分为-点接地女血接地。
某4极交流感应电机,电源频率为50Hz,转速为1470r/mm,则转差率为0.02«
普通來说.伺服系统基木构成为控制器功率放大器执行机构和检测装置等四大某些构成。
实现步进电动机通电环形分派三种惯用办法是:
1采用计算机软件分派器2小规模集成电路搭接硬件分派器3“用模.
指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式:
漏电I••扰共隔抗感应干扰:
哪几种屈于幅射耦合方式:
・和电「•扰磁场干扰电磁辐射干扰
丄业机器人发展可划分为三代。
可编程控制器重耍由CPU〃储器接II模块等其他辅助模块构成。
采样/保持器在保持阶段相称于一种“模仿信号〃储湍”°
按控制办法划分,伺服系统可分为开环伺服系统和闭环何服系统系统。
直接差分法有向前差分法和向后差分法两种。
微机控制系统中输入与输出通道普通涉及模仿杲输入通道模仿址输出通道数?
准输入通道数了杲输出通道四种通道。
普通來说.伺服系统执行元件重要分为电磁式液用式气爪式和其她等四大类型。
STD总线技术特点模块化设计系统构成修改和扩展以便拓町常性。
STD总线是一种通用工业控制8位微型机总线?
加速度传感器基本力学模型是(阻尼-质虽系统)
齿轮传动总等效惯址与传动级数(在-定级数内关丁)
受控变虽是机械运动一种反馈控制系统称(伺服系统)
滚珠丝杠螺母副构造类型有两类:
外循环插管式和(外循坏反向器式)
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直流测速发电机输出是与转速(成正比直流电压)
具备某种智能功能匸业机器人屈于(第二代机器人)O
在设计齿轮传动装宜时,对干规定运转平稳,启动频繁和动态性能好降速传动链,可按什么原则设计?
(输出轴转角氏差最和等效
转动惯虽最小〉
产品在规定条件下和规定期间内,完毕规定功能概率为(可菲反〉
为前大某些工业机雅人都采用多少级机器人控制?
(:
级)
抑制干扰办法i者多.下列不屈于是那一项?
(过滤)蔽B隔离D接地和软件解决等办法
如下可对界步电动机进行调速办法是(变化电动机供电频率)。
隔离放大器中采用耦合方式重要有两种变压器隔离光电隔离。
多点接地:
长处:
互不T•扰.缺陷:
接线篡灵杂。
开环步进电动机控制系统.重要由坏形分派器功率放大器步进电动机等构成。
机械构造因素对侍服系统性能影响有阻尼摩擦、构适弹性变形.惯吐、间隙影响。
对直线导轨副基本规定是导向精度高耐磨性好足够刚度对温度变化不敏感性和平稳。
伺服系统基本构成涉及控制辭执行环节检测装宜比较环节。
按干扰耦合模式干扰可分为静电「•扰磁场耦合「•扰漏电耦合干扰等干扰类型。
用软件辨认有用信号和干扰信号、并滤去干扰信号办法称为软件滤波、辨认信号原则有时间原则空间原则属性原则。
顺序控制系统是按照侦先规定顺序完毕一系列操作系统•顺序控制器通惯用PLCo
讣算机集成制适系统英文缩写是(CIMS)。
数字PID调节器中.哪某些调节作用并不很明显,甚至没什么调节作用?
(微分某些)
由存储、输送和装卸三个子系统构成系统屈干柔性制造系统中(物料系统)。
执行元件:
能虽变换元件.控制机械执行机构运动,可分为(电气式)、液斥式和气动式等。
滚珠丝杆螺母副构造有两类:
外循环插管式、内循环反向器式。
普通说來•如果增大幅值穿越频率3C数值,则动态性能抬标中调节时间ts减小
伺服控制系统普通涉及控制器.被控对欽、执行环节.比较坏节和检测环节等个五某些。
在伺服系统中,在满足系统匸作规定状况下,一方面应保证系统隐定件、赫度.并尽址商伺服系统响应速度°
检测环节可以对输出进行测址,并转换成比较环节所需要虽纲.普通涉及传感器和转换电路。
在计算机和外部互换信息中,按数据传播方式可分为:
串行通信并行通信。
在SP叙变频调速系统中.普通载波是等腰.角波,而调制波是疋弦波。
应用于工业控制il•算机重要有:
讥片机PLC总线匸控机等类型。
111.接口基本功能重要有数据格式转换、放大、通信联系。
112.齿轮传动总等效惯量随传动级数(増长而减小)
113.机电一体化产生与迅速发展主线因素在于社会发展和科技进步。
系统工程、控制论和信息论是机电一体化理论基木,也是机电一体化技术办法论。
微电子技术发展•半导体大规模集成电路制造技术进步.则为机电一体化技术肛定了物质基木。
机电一体化技术发展有一种从n发状况向自为方向发展过程。
114.一种较完善机电一体化系统应涉及如下几种基木要素:
机械本体.动力菜空、传感检初某止匕执行某些、控制及信息解决某些和接口。
115.机电一体化系统对动力某些规定是用尽虽小动力输入获得尽址大功能输出。
116.依照机电一体化系统匹配性规定.规定执行某些刚性提烏、重址减轻、实现组件化.原则化和系列化.提商系统整体对络件。
117.机电一体化系统一方面规定驱动高效率和迅速响应特竹.•同步规定对水、汕、温度、尘埃等外部环境适应件和町养忡。
11&自动控制技术目在于实现机电一体化系统目的最佳化。
119.伺服传动技术就是在控制抬令捋挥下.控制驱动元件,使机械运动部件按照抬令规定运动,并具备良好动态件能。
120.机电一体化系统对机械传动部件摩擦特性规定为:
静摩擦力尽址小.动摩擦力应尽为也许小匸斜率,若为別斜率则易产生爬行.减少精度.减少寿命。
121.运动中机械部件易产生振动,其振幅取决于系统阻尼和固有频率.系统阻尼越大,最大振幅越小.其衰减越快。
122.在系统设il•时考遅阻尼对伺服系统影响•普通取阻尼比g在0.4到0.8之间欠阻尼系统,这样既能保证振荡在一定范畴内.过渡过程较平稳,过渡时间较短•又具备较商墩捷度。
123•间隙将使机械传动系统产生回程误差.影响伺服系统中位遛环稳定性。
124.在伺服系统中•普通采用负载角加速度昴大原则选取总传动比,以提高伺服系统响应速度。
125.对于规定质虽尽虽小降速传动链.可按什么原则进行设计(用星最轻)
126.惯用直线位移测虽传感器有电感式传感器、电容式传感器、差动传感熱卜应同步器、光柵传等(只要说出其中三种)o
127.光栅是一种位宜检测元件.它持点是测虽精度扁,响应速度快和址程范峙犬。
12&感应同步湍依照励磁绕组供电电压形式不同,分为鉴梅测虽方式和鉴幅测量方式。
129.数字滤波办法有诸各种,可以依照不同测虽参数进行选取,成用数字滤波办法有算数平均伉法.中值滤波法、防脉冲「•扰T•均值法和程序判断滤液法。
130.只能进行角位移测址传感器是(光电編码盘)
131.普通说來.伺服系统基木构成可包括控制器.功率放大器.执行机构和检测装宜。
132.伺服中控制器普通由电子线路或计算机构成,惯用控制算法有PID控制和般优控制等。
133.执行机构重要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装宜等构成。
片前,采用屯动机作为驱动元件执行机构占据较大比例。
134.伺服电动机是电气伺服系统执行元件.其作用是把电信号转换为机械运动。
135.PWM功率放大器基木原理是:
运用大功率器件开关作用.将直流电压转换成一定频率方波电压,通过对方波脉冲控制,变化输岀电圧平均值。
136.典型控制理论校正系统办法,普通有综合法(预期特性法)和分析法(试探法〉两种。
为前常将交流伺服系统按其选用不同电动机分为两大类:
同步型交流伺服电动机和界步型交流伺服电动机。
界步型交流伺服电动机伺服系统,多用于机床主轴转速和其她调速系统。
137.步进电动机驱动电路种类诸多.按其主电路构适分:
有讥电Jk驱动和拓、低乜爪驱动两种。
138.计算机控制系统类型有’操作指引控制系统.I丫接数字控制系统、监督控制系统和分布式控制系统等。
139•计算机控制理论分为典型控制理论和为代控制理论。
典型控制埋论是单输入小输出系统.十代控制理论可以分析*输入序输出系统.可实现最优控制.自适应控制等复杂控制。
140.」:
业控制i|•算机由il«机慕木系统和过程输入/输出系统两大某些构成。
141.从设计思路看,设计数字调节器可归纳为持续化设讣法和离散化设il•法。
142.将脉冲信号转换成角位移执行元件是(步进电动机)
143.如果三相步进电动机绕组为U、V、W,其通电顺序为UtVtWtU.则这种分派方式为(三相二柏)
144•由电信号解决某些和液压功率输出某些构成控制系统是(电液伺服系统)
145.不完全微分PID调节器是在普通PID调节器加上什么环节而构成(串入•种-阶惯性环节)
146•匸业机器人发展普通可划分为三代.第一代是抬可编程匸业机器人(示教再现机器人):
第二代是抬智能机器人:
第三代是抬门治式工业机器人。
147.」:
业机器人控制系统可以从不同角度进行分类,按轨迹控制方式不同,可分为点位控制和持续轨迹控制。
148.柔性制造系统按机床台数和工序数可分为:
柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性制造生产线(FML)和柔性制造工厂(FMF〉四种类型。
149.制造公司CIMS功能模型普通涉及:
管理信息系统(MIS)技术信息系统(TIS)、制造自动化分系统(MAS)和计算机辅助质址分系统(CAQ)四个应用(功能)分系统。
150.J:
业机器人自由度数取决于什么所规定动作(作业目的)
151.FMS合用于下述何种生产类型(做件.小批.大批虽.笋品种)。
152•由能虽自动分派及输送子系统和能虽自动转换系统所构成系统称为(能來系统)
153•由过程控制子系统和过程监视子系统所构成系统屈于柔性制造系统中(伫息系统)
154.支持生产筹划和控制.销罠采购、仓库、财会等功能•用以解决生产任务信息系统属于CIMS功能模型中哪一应用分系统(管理仁息分系统(MIS))»
155.涉及CAD、CAPP和NCP(数控程序编制)等子系统.用以支持产品设讣个匸艺准备等功能,解决关于构造方面信息系统属于CIMS
功能模型中哪一应用分系统(技术信息分系统(TIS))。
156.机电一体化有关技术重要可归纳为:
机械技术、检测传感技术.信息解决技术.门动控制技术、伺服传刈技术和系统总休技术。
157.机电一体化发展趋势可概况为如下三个方面:
件能上,向舟精度.拓效率.高性能、智能化方向发展:
功能上.向小型化、轻型化、女功能方向发展:
圧次上,向系统化、复合集成化方向发展。
158.机电一体化系统(产品〉设计大体可分为斤发件设汁、•込肥I设讣和变参数设讣。
159.在拟定机电一体化系统设汁方案办法中.些垃达是改造旧产品开发新产品或对原系统进行技术改造惯用办法。
160.转动惯虽对伺服系统精度.稳定性.动态相应均有彩响,机械设计时,在不影响系统刚度条件下.应尽虽减小惯虽。
161•同步带传动重要失效形式有:
承钱绳疲芳拉淅、打滑和跳齿和供损。
162.在反映产品失效失效率和时间关系曲线中.某一时期失效期持点是失效率航且随时间增长而迅速下降,这一时期称为(初期失效)。
163.在可维修系统中,在规定工作条件和维修条件下,在某一特定瞬时,系统正常匚作概率.称为(冇效度)
164・产品在规定条件下和规定期间内.完毕规定功能概率称为(町靠度)
165•电路各某些公共导线阻抗.地阻抗和电源内阻圧降互相耦合形成T•扰,称为(共阴抗感应干扰)
166•工业用电.高频及微波设备等引起干扰属于(无意干扰)
167•电场通过电容耦合干扰。
称为(静电干扰)
二判断題(每空2分.共20分)
1.直线运动导轨是用來支承和引导运动部件按给定方向作往复直线运动。
(J)
2.滚珠丝杆不能自锁。
(V)
3.D/A转换方式可分为并行转换串行转换方式。
(V)
4.同步通信是以字符为传播信息取位。
(X)
5.界步通信惯用于并行通道。
(X)
6s査询I/O方式惯用于中断控制中。
(X)
7s串行通信可以分为全双工方式.半双工方式.同步通信、异步通信四种方式:
(J)
1.变流器中开关湍件开关特性决定了控制电路功率.响应速度、频带宽度.可靠性和等抬标。
(V)
2.伺服控制系统比较环节是将输入抬令信号与系统反馈信号进行比较.以获得输出与输入间偏差信号。
(J)
3.感应同步辭是一种应用电磁感应原理制适高精度检测元件,有直线和圆盘式两种,分别用作检测直线位移和转角。
(V)
4.数字式位移传感器有光栅.磁柵、感应同步器等.它们共同特点是运用自身物理特性,制成直线型和圆形构适位移传感器.输出信号
都是脉冲信号,每一种脉冲代表输入位移、”I址.通过汁数脉冲就可以记录位移尺寸。
(丁)
5.FMC控制系统普通分三级.分别是单元控制级.整体控制级和设备控制级。
(X)
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名词解释
机电一体化:
机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息解决技术、自动控制技术.检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术实现各种技术功能复合最佳功能价值系统匸程技术。
系统总体技术:
系统总体技术是一种从整体目的出发,用系统工程观点和办法,将系统各个功能模块有机结合起來,以实现整体垠优。
其重要内容为接口技术。
接口涉及电气接口、机械接口、人机接口
步进电动机:
步进电动机又称电脉冲马达是通过脉冲数虽决定转角位移一种伺服电动机。
由于步进电动机成木较低易于采用汁算机控制因而被广泛应用于开环控制伺服系统中-
壇捷度:
指在稳态下,输岀变化SAY与输入变化®AX比值。
即为传感器敬捷度。
S=dy/dx二AY/AX
变频凋速:
采用变化电机通电频率方式來变化迫机转速涮速方式。
线性度:
所谓传感器线性度就是其输出量与输入址之间实际关系曲线偏离直线限度。
又称为非线性误差。
系统粘度:
抬输出虽复现输入信号规定精准限度:
门动控制:
自动控制一由控制装宜自动进行操作控制。
I/O接I入I/O接口电路也简称接口电路。
它是主机和外鬧设备之间互换信息连接部件(电路)。
它在主机和外困设备之间信息互换中起着桥梁和纽带作用。
斥电效应:
某些电介质.半沿着一定方向对它施加力而使它产生变形时.内部就会产生极化现彖•同步在它两个表面上将产生符号相反电荷。
十外力去掉后,它又重新恢复到不带电状态.这种现象被称为压电效应。
伺服控制系统一种可以跟踪输入抬令信号进行动作,从而获得精准位置.速度及动力输出自动控制系统。
•TW:
产品在规定条件下和规定期间内.完毕规定功能能力。
动态误拦:
动态误差在被测虽随时间变化过程中进行测虽时所产生附加误差称为动态误差。
开环控制系统:
开环控制系统一无反馈控制系统。
逆变器:
逆变器一把固定直流电变成固定或可调交流电DC/AC变流器°
辨别力:
传感器能检测到最小输入增量称辨别力.在输入零点附近辨别力称为阈值。
复合控制器:
复合控制器带有前馈控制系统反馈控制器。
它作用是使系统能以稳定零误差跟踪已知输入信号。
FMS柔忤;!
ij造系统^系统柔性普通重要抬对产品柔性,即系统为不同产品和产品变化进行设立,以达到商设备运用率、减少加工过程中零件中间存储。
静态设汁:
是指根据系统功能规定,通过研究制定出机械系统初步设il•方案。
传感器:
是一种以一定精准度把被测虽转换为与之有拟定相应关系,便于应用某种物理址测址装宜。
I/O通道:
I/O通道也称为过程通道。
它是计算机和控制对◎之间信息传送和变换连接通道。
测吐:
是人们借助于专门设备.通过一定办法对被测对象收集信息•获得数据概念过程。
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系统软件:
系统软件是由计算机制造厂商提供•用來管理计算机自身资源和以便顾客使用汁算机软件。
永磁同步电动机:
以电子换向取代了老式直流电动机电刷换向电动机。
闭环控制系统:
闭环控制系统是指具备反馈控制系统。
敏感元竹:
敏感元件是直接可以感受被测虽变化•并输出与被测虽成拟定关系元件
共模「•扰:
共模干扰往往是指同步加載在各个输入信号接口断共有信号干扰。
DMA:
外设与内存间直接进行数抿互换(DMA)而不通过CPU
中断:
为了提高CPU效率和使系统具备良好实时性.采用中断方式CPU就不必耗费大虽时间去查询各外鬧设备状态C而是十外用设备需要祈求服务时.向CPC发出中断祈求•CPU响应外闌设备中断,停止执行半前程序.转去执行一种外鬧设备服务程序.中断解决完毕,CPC又返回來执行木來程序。
静爪轴承:
静压轴承从外部油源给轴瓦提供压力油,使球磨机进、出料端大轴在商压油膜作用下浮起.与轴瓦无直接接触.处在液休磨擦状态,从而极大地减少了起动力矩和旋转阻力矩。
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