基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
機電一體化系統設計是從“系統”的觀點出發，利用機械技術、微機控制技術和信息技術，通過“一體化”即機電有機結合的方法，構造最佳的系統（或產品）。《機電一體化系統設計》對組成產品機械系統的元、部件和微機控制系統的元、器件的工作原理、特點、選用原則與方法進行了論述，對其、靜、動態特性進行了簡要分析，並從機電有機結合（機電一體化）的角度，對系統（產品）的穩態設計與動態設計方法做了較詳細介紹並列舉了設計實例。書中還簡要介紹了一些典型的機電一體化系統。書後附有常用基本邏輯符號的中外及新舊標準對準錶。
《機電一體化系統設計（修訂版）》特色明顯、條理清晰、內容豐富、圖文並茂、深淺適宜，不僅可作為大學本科相關專業的專業課教材，也可供夜大、函大、職大等相關專業選用，還可供從事機電一體系統設計、製造的工程技術人員參考。
目錄
第1 章總論
1．1 “機電一體化”涵義
1．2 優先發展機電一體化領域及共性關鍵技術
1．3 機電一體化系統構成要素及功能構成
1．4 機電一體化系統構成要素的相互連線
1．5 機電一體化系統的評價
1．6 機電一體化系統的設計流程
1．7 機電一體化系統設計的考慮方法及設計類型
一、機電一體化系統設計的考慮方法
二、機電一體化系統的設計類型
1．8 機電一體化工程與系統工程
1．9 機電一體化系統設計的設計程式、準則和規律
1．10 機電一體化系統的開發工程與現代設計方法
一、機電一體化系統的開發工程
二、機電一體化系統設計與現代設計方法
思考題和習題
第2章 機電一體化系統的機械系統部件選擇與設計
2．1機械系統的選擇與設計要求
2．2機械傳動部件的選擇與設計
一、機械傳動部件及其功能要求
二、絲桿螺母機構的基本傳動形式
三、滾珠絲槓副傳動部件
四、齒輪傳動部件
五、撓性傳動部件
六、間歇傳動部件
2．3 導向支承部件的選擇與設計
一、導軌副的組成、種類及其應滿足的要求
二、滑動導軌副的結構及選擇
三、滾動導軌副的類型與選擇
四、靜壓導軌副工作原理
2．4 旋轉支承部件的選擇與設計
一、旋轉支承部件的種類及基本要求
二、圓柱支承
三、圓錐支承
四、填入式滾動支承
五、其他形式支承
2．5 軸系部件的選擇與設計
一、軸系設計的基本要求
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 機電一體化系統的機座或機架
一、機座或機架的作用及基本要求
二、機座或機架的結構設計要點
思考題和習題
第3章 機電一體化系統執行元件的選擇與設計
3．1 執行元件的種類、特點及基本要求
一、執行元件的種類及特點
二、執行元件的基本要求
3．2 常用的控制用電動機
一、控制用電動機的基本要求
二、控制用電動機的種類、特點及選用
3．3 步進電動機及其驅動
一、步進電動機的特點與種類
二、步進電動機的工作原理
三、步進電動機的運行特性及性能指標
四、步進電動機的驅動與控制
3．4 直流（DC）和交流（Ac）伺服電動機及其驅動
一、直流（DC）伺服電動機及其驅動
二、交流（AC）伺服電動機及其驅動
思考題和習題
第4章 機電一體化系統的微機控制系統選擇及接口設計
4．1 專用與通用、硬體與軟體的權衡與抉擇
4．2 微機控制系統的設計思路
4．3 微型計算機的系統構成及種類
一、微型計算機的系統構成
二、微型計算機的種類
4．4 微型計算機軟體與程式設計語言
4．5 微型計算機的套用領域及選用要點
4．6 8086/8088CPU微機的硬體結構特點
一、8086/8088CPU的主要結構特點
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、最大工作模式系統的典型配置
4．7 Z80CPU微機的結構特點及存儲器、輸入/輸出擴展接口
一、Z80CPU的結構特點
二、匯流排驅動器
三、存儲器
四、輸入/輸出接口
五、Z80CPU的存儲器及I/O接口擴展舉例
4．8 單片機的結構特點及最小套用系統
一、MCS-51 系列單片機的結構特點
二、MCS-51 系列單片機的最小套用系統及其擴展
4．9 數字顯示器及鍵盤的接口電路
一、數字顯示器的結構及其工作原理
二、鍵盤、顯示器的接口電路
4．10 可程式邏輯控制器（PLC）的構成及套用舉例
一、PLC的構成及工作原理
二、PLC的套用舉例
4．11 微機套用系統的輸入/輸出控制的可靠性設計
一、光電隔離電路設計
二、信息轉換電路設計
4．12 常用檢測感測器的性能特點、選用及微機接口
一、檢測感測器的分類與基本要求
二、各類感測器的主要性能及優缺點
三、感測器的選用原則及注意事項
四、檢測感測器的測量電路
五、檢測感測器的微機接口
思考題和習題
第5章 機電一體化系統的元、部件的特性分析
5．1 自動控制理論與機電一體化系統
5．2 機電一體化系統元、部件的動態特性分析
一、機械系統特性及變換機構
二、機械系統的機構靜力學特性分析
三、機械系統的機構動力學特性分析
四、兩自由度機器人運動軌跡創成所需轉矩分析
5．3 感測器的動態特性分析
一、動電式變換器的特性分析
二、壓電式變換器的特性分析
5．4 執行元件的動態特性分析
一、電磁變換執行元件的特性分析
二、具有反饋環節的驅動電路電磁變換執行元件的特性分析
三、壓電式執行元件及其特性分析
四、執行元件與機械慣性阻轉矩的匹配方法
五、凸輪曲線理論
思考題和習題
第6章 機電一體化系統的機電有機結合分析與設計
6．1 機電一體化系統的穩態與動態設計
6．2 機電有機結合之一--機電一體化系統的穩態設計考慮方法
一、典型負載分析
二、執行元件的匹配選擇
三、減速比的匹配選擇與各級減速比的分配
四、檢測感測裝置、信號轉換接口電路、放大電路及電源等的匹配選擇與設計
五、系統數學模型的建立及主諧振頻率的計算
6．3機電有機結合之二——機電一體化系統的動態設計考慮方法
一、機電伺服系統的動態設計
二、系統的調節方法
三、機械結構彈性變形對系統特性的影響
四、傳動間隙對系統特性的影響
五、機械系統實驗振動模態參數識別
6．4機電一體化系統的可靠性、安全性設計
一、可靠性設計
二、安全性設計
思考題和習題
第7章 常用機械加工設備的機電一體化改造分析與設計
7．1工具機的機電一體化改造分析
一、機械傳動系統的改造設計方案分析
二、機械傳動系統的簡化”
三、工具機機電一體化改造的性能及精度選擇
四、工具機進給系統的有機結合的匹配計算
7．2微機控制系統的設計分析
一、選擇Z80CPU單板機的控制系統設計(以車床為例)
二、選擇8031單片機的控制系統設計(以x—y工作檯為例)
三、XA6132型銑床的多CPU直流伺服系統設計
思考題和習題
第8章 典型機電一體化系統(產品)設計簡介
8．1工業機器人
一、簡述
二、電動噴砂(多關節型)機器人
三、裝配機器人(SCARA型)
8．2計算機數字控制(cNC)工具機設計簡介
一、簡述。
二、CNC工具機的分類及控制方式
三、CNC系統的組成和作用
四、CNC控制程式編制基礎
五、BKX—I型變軸計算機數控(CNC)工具機設計
六、PRS—xY型混聯CNC工具機設計
七、CNC機械加工中心(MC)
8．3汽車的機電一體化
一、簡述
二、汽車用感測器
三、數字式電子點火系統。
四、電子控制的自動變速器
五、汽車自動空調系統
8．4電子秤
8．5三坐標測量機
8．6電子灶烹調自動化
8．7自動售票機
8．8自動售貨機
思考題和習題
附錄 常用基本邏輯符號的中外及新舊標準對照表
參考文獻
1．1 “機電一體化”涵義
1．2 優先發展機電一體化領域及共性關鍵技術
1．3 機電一體化系統構成要素及功能構成
1．4 機電一體化系統構成要素的相互連線
1．5 機電一體化系統的評價
1．6 機電一體化系統的設計流程
1．7 機電一體化系統設計的考慮方法及設計類型
一、機電一體化系統設計的考慮方法
二、機電一體化系統的設計類型
1．8 機電一體化工程與系統工程
1．9 機電一體化系統設計的設計程式、準則和規律
1．10 機電一體化系統的開發工程與現代設計方法
一、機電一體化系統的開發工程
二、機電一體化系統設計與現代設計方法
思考題和習題
第2章 機電一體化系統的機械系統部件選擇與設計
2．1機械系統的選擇與設計要求
2．2機械傳動部件的選擇與設計
一、機械傳動部件及其功能要求
二、絲桿螺母機構的基本傳動形式
三、滾珠絲槓副傳動部件
四、齒輪傳動部件
五、撓性傳動部件
六、間歇傳動部件
2．3 導向支承部件的選擇與設計
一、導軌副的組成、種類及其應滿足的要求
二、滑動導軌副的結構及選擇
三、滾動導軌副的類型與選擇
四、靜壓導軌副工作原理
2．4 旋轉支承部件的選擇與設計
一、旋轉支承部件的種類及基本要求
二、圓柱支承
三、圓錐支承
四、填入式滾動支承
五、其他形式支承
2．5 軸系部件的選擇與設計
一、軸系設計的基本要求
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 機電一體化系統的機座或機架
一、機座或機架的作用及基本要求
二、機座或機架的結構設計要點
思考題和習題
第3章 機電一體化系統執行元件的選擇與設計
3．1 執行元件的種類、特點及基本要求
一、執行元件的種類及特點
二、執行元件的基本要求
3．2 常用的控制用電動機
一、控制用電動機的基本要求
二、控制用電動機的種類、特點及選用
3．3 步進電動機及其驅動
一、步進電動機的特點與種類
二、步進電動機的工作原理
三、步進電動機的運行特性及性能指標
四、步進電動機的驅動與控制
3．4 直流（DC）和交流（Ac）伺服電動機及其驅動
一、直流（DC）伺服電動機及其驅動
二、交流（AC）伺服電動機及其驅動
思考題和習題
第4章 機電一體化系統的微機控制系統選擇及接口設計
4．1 專用與通用、硬體與軟體的權衡與抉擇
4．2 微機控制系統的設計思路
4．3 微型計算機的系統構成及種類
一、微型計算機的系統構成
二、微型計算機的種類
4．4 微型計算機軟體與程式設計語言
4．5 微型計算機的套用領域及選用要點
4．6 8086/8088CPU微機的硬體結構特點
一、8086/8088CPU的主要結構特點
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、最大工作模式系統的典型配置
4．7 Z80CPU微機的結構特點及存儲器、輸入/輸出擴展接口
一、Z80CPU的結構特點
二、匯流排驅動器
三、存儲器
四、輸入/輸出接口
五、Z80CPU的存儲器及I/O接口擴展舉例
4．8 單片機的結構特點及最小套用系統
一、MCS-51 系列單片機的結構特點
二、MCS-51 系列單片機的最小套用系統及其擴展
4．9 數字顯示器及鍵盤的接口電路
一、數字顯示器的結構及其工作原理
二、鍵盤、顯示器的接口電路
4．10 可程式邏輯控制器（PLC）的構成及套用舉例
一、PLC的構成及工作原理
二、PLC的套用舉例
4．11 微機套用系統的輸入/輸出控制的可靠性設計
一、光電隔離電路設計
二、信息轉換電路設計
4．12 常用檢測感測器的性能特點、選用及微機接口
一、檢測感測器的分類與基本要求
二、各類感測器的主要性能及優缺點
三、感測器的選用原則及注意事項
四、檢測感測器的測量電路
五、檢測感測器的微機接口
思考題和習題
第5章 機電一體化系統的元、部件的特性分析
5．1 自動控制理論與機電一體化系統
5．2 機電一體化系統元、部件的動態特性分析
一、機械系統特性及變換機構
二、機械系統的機構靜力學特性分析
三、機械系統的機構動力學特性分析
四、兩自由度機器人運動軌跡創成所需轉矩分析
5．3 感測器的動態特性分析
一、動電式變換器的特性分析
二、壓電式變換器的特性分析
5．4 執行元件的動態特性分析
一、電磁變換執行元件的特性分析
二、具有反饋環節的驅動電路電磁變換執行元件的特性分析
三、壓電式執行元件及其特性分析
四、執行元件與機械慣性阻轉矩的匹配方法
五、凸輪曲線理論
思考題和習題
第6章 機電一體化系統的機電有機結合分析與設計
6．1 機電一體化系統的穩態與動態設計
6．2 機電有機結合之一--機電一體化系統的穩態設計考慮方法
一、典型負載分析
二、執行元件的匹配選擇
三、減速比的匹配選擇與各級減速比的分配
四、檢測感測裝置、信號轉換接口電路、放大電路及電源等的匹配選擇與設計
五、系統數學模型的建立及主諧振頻率的計算
6．3機電有機結合之二——機電一體化系統的動態設計考慮方法
一、機電伺服系統的動態設計
二、系統的調節方法
三、機械結構彈性變形對系統特性的影響
四、傳動間隙對系統特性的影響
五、機械系統實驗振動模態參數識別
6．4機電一體化系統的可靠性、安全性設計
一、可靠性設計
二、安全性設計
思考題和習題
第7章 常用機械加工設備的機電一體化改造分析與設計
7．1工具機的機電一體化改造分析
一、機械傳動系統的改造設計方案分析
二、機械傳動系統的簡化”
三、工具機機電一體化改造的性能及精度選擇
四、工具機進給系統的有機結合的匹配計算
7．2微機控制系統的設計分析
一、選擇Z80CPU單板機的控制系統設計(以車床為例)
二、選擇8031單片機的控制系統設計(以x—y工作檯為例)
三、XA6132型銑床的多CPU直流伺服系統設計
思考題和習題
第8章 典型機電一體化系統(產品)設計簡介
8．1工業機器人
一、簡述
二、電動噴砂(多關節型)機器人
三、裝配機器人(SCARA型)
8．2計算機數字控制(cNC)工具機設計簡介
一、簡述。
二、CNC工具機的分類及控制方式
三、CNC系統的組成和作用
四、CNC控制程式編制基礎
五、BKX—I型變軸計算機數控(CNC)工具機設計
六、PRS—xY型混聯CNC工具機設計
七、CNC機械加工中心(MC)
8．3汽車的機電一體化
一、簡述
二、汽車用感測器
三、數字式電子點火系統。
四、電子控制的自動變速器
五、汽車自動空調系統
8．4電子秤
8．5三坐標測量機
8．6電子灶烹調自動化
8．7自動售票機
8．8自動售貨機
思考題和習題
附錄 常用基本邏輯符號的中外及新舊標準對照表
參考文獻
