機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（修訂版）

第1 章總論

1．1 “機(jī)電一體化”涵義

1．2 優(yōu)先發(fā)展機(jī)電一體化領(lǐng)域及共性關(guān)鍵技術(shù)

1．3 機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素及功能構(gòu)成

1．4 機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素的相互連接

1．5 機(jī)電一體化系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

1．6 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

1．7 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法及設(shè)計(jì)類型

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法

二、機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型

1．8 機(jī)電一體化工程與系統(tǒng)工程

1．9 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則和規(guī)律

1．10 機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程

二、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

思考題和習(xí)題

第2章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)部件選擇與設(shè)計(jì)

2．1機(jī)械系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)要求

2．2機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì)

一、機(jī)械傳動(dòng)部件及其功能要求

二、絲桿螺母機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式

三、滾珠絲杠副傳動(dòng)部件

四、齒輪傳動(dòng)部件

五、撓性傳動(dòng)部件

六、間歇傳動(dòng)部件

2．3 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計(jì)

一、導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求

二、滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及選擇

三、滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇

四、靜壓導(dǎo)軌副工作原理

2．4 旋轉(zhuǎn)支承部件的選擇與設(shè)計(jì)

一、旋轉(zhuǎn)支承部件的種類及基本要求

二、圓柱支承

三、圓錐支承

四、填入式滾動(dòng)支承

五、其他形式支承

2．5 軸系部件的選擇與設(shè)計(jì)

一、軸系設(shè)計(jì)的基本要求

二、軸（主軸）系用軸承的類型與選擇

三、提高軸系性能的措施

2．6 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)座或機(jī)架

一、機(jī)座或機(jī)架的作用及基本要求

二、機(jī)座或機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

思考題和習(xí)題

第3章 機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)

3．1 執(zhí)行元件的種類、特點(diǎn)及基本要求

一、執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)

二、執(zhí)行元件的基本要求

3．2 常用的控制用電動(dòng)機(jī)

一、控制用電動(dòng)機(jī)的基本要求

二、控制用電動(dòng)機(jī)的種類、特點(diǎn)及選用

3．3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類

二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理

三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性及性能指標(biāo)

四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制

3．4 直流（DC）和交流（Ac）伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

一、直流（DC）伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

二、交流（AC）伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

思考題和習(xí)題

第4章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的微機(jī)控制系統(tǒng)選擇及接口設(shè)計(jì)

4．1 專用與通用、硬件與軟件的權(quán)衡與抉擇

4．2 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

4．3 微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成及種類

一、微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

二、微型計(jì)算機(jī)的種類

4．4 微型計(jì)算機(jī)軟件與程序設(shè)計(jì)語言

4．5 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及選用要點(diǎn)

4．6 8086/8088CPU微機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一、8086/8088CPU的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、8086/8088CPU的最大與最小工作模式

三、8086/8088CPU引腳的功能定義

四、8086CPU最小、最大工作模式系統(tǒng)的典型配置

4．7 Z80CPU微機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存儲(chǔ)器、輸入/輸出擴(kuò)展接口

一、Z80CPU的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、總線驅(qū)動(dòng)器

三、存儲(chǔ)器

四、輸入/輸出接口

五、Z80CPU的存儲(chǔ)器及I/O接口擴(kuò)展舉例

4．8 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及最小應(yīng)用系統(tǒng)

一、MCS-51 系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、MCS-51 系列單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)及其擴(kuò)展

4．9 數(shù)字顯示器及鍵盤的接口電路

一、數(shù)字顯示器的結(jié)構(gòu)及其工作原理

二、鍵盤、顯示器的接口電路

4．10 可編程邏輯控制器（PLC）的構(gòu)成及應(yīng)用舉例

一、PLC的構(gòu)成及工作原理

二、PLC的應(yīng)用舉例

4．11 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)

一、光電隔離電路設(shè)計(jì)

二、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

4．12 常用檢測(cè)傳感器的性能特點(diǎn)、選用及微機(jī)接口

一、檢測(cè)傳感器的分類與基本要求

二、各類傳感器的主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)

三、傳感器的選用原則及注意事項(xiàng)

四、檢測(cè)傳感器的測(cè)量電路

五、檢測(cè)傳感器的微機(jī)接口

思考題和習(xí)題

第5章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件的特性分析

5．1 自動(dòng)控制理論與機(jī)電一體化系統(tǒng)

5．2 機(jī)電一體化系統(tǒng)元、部件的動(dòng)態(tài)特性分析

一、機(jī)械系統(tǒng)特性及變換機(jī)構(gòu)

二、機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性分析

三、機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析

四、兩自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡創(chuàng)成所需轉(zhuǎn)矩分析

5．3 傳感器的動(dòng)態(tài)特性分析

一、動(dòng)電式變換器的特性分析

二、壓電式變換器的特性分析

5．4 執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析

一、電磁變換執(zhí)行元件的特性分析

二、具有反饋環(huán)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的特性分析

三、壓電式執(zhí)行元件及其特性分析

四、執(zhí)行元件與機(jī)械慣性阻轉(zhuǎn)矩的匹配方法

五、凸輪曲線理論

思考題和習(xí)題

第6章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)

6．1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

6．2 機(jī)電有機(jī)結(jié)合之一--機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法

一、典型負(fù)載分析

二、執(zhí)行元件的匹配選擇

三、減速比的匹配選擇與各級(jí)減速比的分配

四、檢測(cè)傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路及電源等的匹配選擇與設(shè)計(jì)

五、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及主諧振頻率的計(jì)算

6．3機(jī)電有機(jī)結(jié)合之二——機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法

一、機(jī)電伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

二、系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法

三、機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)特性的影響

四、傳動(dòng)間隙對(duì)系統(tǒng)特性的影響

五、機(jī)械系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別

6．4機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性、安全性設(shè)計(jì)

一、可靠性設(shè)計(jì)

二、安全性設(shè)計(jì)

思考題和習(xí)題

第7章 常用機(jī)械加工設(shè)備的機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)

7．1機(jī)床的機(jī)電一體化改造分析

一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案分析

二、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化”

三、機(jī)床機(jī)電一體化改造的性能及精度選擇

四、機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合的匹配計(jì)算

7．2微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

一、選擇Z80CPU單板機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(以車床為例)

二、選擇8031單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(以x—y工作臺(tái)為例)

三、XA6132型銑床的多CPU直流伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

思考題和習(xí)題

第8章 典型機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

8．1工業(yè)機(jī)器人

一、簡(jiǎn)述

二、電動(dòng)噴砂(多關(guān)節(jié)型)機(jī)器人

三、裝配機(jī)器人(SCARA型)

8．2計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(cNC)機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

一、簡(jiǎn)述。

二、CNC機(jī)床的分類及控制方式

三、CNC系統(tǒng)的組成和作用

四、CNC控制程序編制基礎(chǔ)

五、BKX—I型變軸計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)床設(shè)計(jì)

六、PRS—xY型混聯(lián)CNC機(jī)床設(shè)計(jì)

七、CNC機(jī)械加工中心(MC)

8．3汽車的機(jī)電一體化

一、簡(jiǎn)述

二、汽車用傳感器

三、數(shù)字式電子點(diǎn)火系統(tǒng)。

四、電子控制的自動(dòng)變速器

五、汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)

8．4電子秤

8．5三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

8．6電子灶烹調(diào)自動(dòng)化

8．7自動(dòng)售票機(jī)

8．8自動(dòng)售貨機(jī)

思考題和習(xí)題

附錄 常用基本邏輯符號(hào)的中外及新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表

參考文獻(xiàn) 2100433B

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是從“系統(tǒng)”的觀點(diǎn)出發(fā)，利用機(jī)械技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)和信息技術(shù)，通過“一體化”即機(jī)電有機(jī)結(jié)合的方法，構(gòu)造最佳的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》對(duì)組成產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)的元、部件和微機(jī)控制系統(tǒng)的元、器件的工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法進(jìn)行了論述，對(duì)其、靜、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并從機(jī)電有機(jī)結(jié)合（機(jī)電一體化）的角度，對(duì)系統(tǒng)（產(chǎn)品）的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法做了較詳細(xì)介紹并列舉了設(shè)計(jì)實(shí)例。書中還簡(jiǎn)要介紹了一些典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。書后附有常用基本邏輯符號(hào)的中外及新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)表。

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（修訂版）》特色明顯、條理清晰、內(nèi)容豐富、圖文并茂、深淺適宜，不僅可作為大學(xué)本科相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課教材，也可供夜大、函大、職大等相關(guān)專業(yè)選用，還可供從事機(jī)電一體系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造的工程技術(shù)人員參考。

以機(jī)械為基礎(chǔ)，以機(jī)電結(jié)合為重點(diǎn)進(jìn)行編寫。主要內(nèi)容包括：緒論、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、傳感器檢測(cè)及其接口電路、控制電動(dòng)機(jī)及其選擇計(jì)算、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用舉例。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》最大特色是以典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例為例，詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想和方法，力求使讀者對(duì)機(jī)電一體化有全面的認(rèn)識(shí)，系統(tǒng)地掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理和方法。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)高年級(jí)本科生、研究生教材，同時(shí)也可供相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員與研究人員的參考書。

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精解》主要內(nèi)容：榜樣的力量是無窮盡的，設(shè)計(jì)實(shí)例能提供示范和樣板，給人以引導(dǎo)和啟迪?！稒C(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精解》是《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)禁忌》的姊妹篇。它從實(shí)用的角度出發(fā)，對(duì)幾種類型機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行精解。

全書共分8章，內(nèi)容包括機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述；機(jī)電一體化中的現(xiàn)代伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例及精解；機(jī)電一體化中的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例及精解；機(jī)電一體化中的單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例及精解；基于Lon—Works現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)代智能測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例及精解；數(shù)控車床的機(jī)電一體化改造系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例及精解；智能機(jī)器人的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例及精解；全自動(dòng)洗衣機(jī)的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及精解。

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精解》內(nèi)容翔實(shí)、闡述清晰透徹，可讀性好，實(shí)用性強(qiáng)。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精解》可作為機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的指導(dǎo)書，也可作為大學(xué)相關(guān)專業(yè)本/?？茙熒慕炭茣?/p>

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二版李穎卓張波王茁主編本書系統(tǒng)地介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)理論。內(nèi)容包括：機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)與液壓氣動(dòng)執(zhí)行裝置、伺服傳動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)及應(yīng)用、機(jī)電一體化系統(tǒng)控制方法等，最后通過典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的實(shí)例，進(jìn)一步闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析與綜合。

本書可作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)機(jī)電方向、數(shù)控方向的本科生教材，也可供高專、高職、成教等相關(guān)專業(yè)選用，還可供從事機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的工程技術(shù)人員參考。