機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

本書(shū)第一版1996年出版，2001年出版了第二版，經(jīng)過(guò)十多年的使用，許多學(xué)校對(duì)本書(shū)提出了一些很好的建議。根據(jù)這些建議，我們對(duì)本書(shū)的相關(guān)內(nèi)容做了適當(dāng)刪減與補(bǔ)充。由于該書(shū)是對(duì)學(xué)生所學(xué)基礎(chǔ)理論課和專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容的綜合運(yùn)用，所以根據(jù)作者多年的教學(xué)、科研實(shí)踐與教學(xué)需要，增加了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）及其數(shù)控程序編制基礎(chǔ)的部分相關(guān)內(nèi)容簡(jiǎn)介，對(duì)檢測(cè)傳感器與機(jī)電一體化系統(tǒng)元、部件特性分析以及典型機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)例等章節(jié)的內(nèi)容，做了部分修改與增補(bǔ)，并對(duì)各章之后的習(xí)題與思考題作了適當(dāng)調(diào)整?！皺C(jī)電一體化”是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù)、信息技術(shù)向機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念，是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)與信息技術(shù)的新興交叉學(xué)科。所謂“機(jī)電一體化”并不是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)等的簡(jiǎn)單組合，而是相互取長(zhǎng)補(bǔ)短、有機(jī)結(jié)合（融合），以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)成與性能的最佳化。隨著機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)的相互滲透勢(shì)不可擋?！皺C(jī)電有機(jī)結(jié)合”是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的短、小、輕、薄和智能化，從而達(dá)到節(jié)省能源，節(jié)省材料，實(shí)現(xiàn)多功能、高性能和高可靠性目的的最根本的技術(shù)手段。本書(shū)的最大特點(diǎn)是，從機(jī)電有機(jī)結(jié)合的角度較系統(tǒng)地闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，充分體現(xiàn)了“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的原則。全書(shū)共分九章，內(nèi)容包括：概論（簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化原理及機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)）；機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)；機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)；機(jī)電一體化系統(tǒng)的微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)；機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析；計(jì)算機(jī)數(shù)字控制程序編制基礎(chǔ)簡(jiǎn)介；機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電有機(jī)結(jié)合的分析與設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備的機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)；典型機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介等。參加本書(shū)編寫(xiě)工作的有張建民、唐水源、馮淑華、郝娟、牛志剛，由張建民任主編。本書(shū)曾得到清華大學(xué)王先逵教授、北京工業(yè)大學(xué)費(fèi)仁元教授、北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院徐小力教授、北京理工大學(xué)王信義教授的指導(dǎo)和幫助，在此謹(jǐn)向他們表示深切的謝意。由于編著者水平和經(jīng)驗(yàn)有限，書(shū)中難免不足之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”從“系統(tǒng)”的角度出發(fā)，對(duì)其機(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)、選用原則與選用方法進(jìn)行了論述，在簡(jiǎn)要分析其靜、動(dòng)態(tài)特性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)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，并列舉了一些典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。書(shū)后附有常用基本邏輯符號(hào)的中外及新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表。
本書(shū)特色明顯、內(nèi)容豐富、條理清晰、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)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第一章 概論
 第一節(jié) 機(jī)電一體化時(shí)代與機(jī)電一體化技術(shù)革命
 第二節(jié) 優(yōu)先發(fā)展機(jī)電一體化的領(lǐng)域及其共性關(guān)鍵技術(shù)
 第三節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素及功能構(gòu)成
 第四節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的連接
 第五節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能評(píng)價(jià)
 第六節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法及設(shè)計(jì)類(lèi)型
 第七節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程
 第八節(jié) 機(jī)電一體化工程與系統(tǒng)工程
 第九節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則與規(guī)律
 第十節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工程與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
 習(xí)題與思考題
第二章 機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)
 第一節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)要求
 第二節(jié) 機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì)
 第三節(jié) 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計(jì)
 第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)支承部件的類(lèi)型與選擇
 第五節(jié) 軸系部件的選擇與設(shè)計(jì)
 第六節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)座或機(jī)架
 習(xí)題與思考題
第三章 執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)
 第一節(jié) 執(zhí)行元件的種類(lèi)、特點(diǎn)及基本要求
 第二節(jié) 常用的控制用電動(dòng)機(jī)
 第三節(jié) 直流(DC)與交流(AC)伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)
 第四節(jié) 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)
 習(xí)題與思考題
第四章 微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)
 第一節(jié) 專用與通用的抉擇、硬件與軟件的權(quán)衡
 第二節(jié) 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路
 第三節(jié) 微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與種類(lèi)
 第四節(jié) 微機(jī)控制系統(tǒng)的軟件與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言
 第五節(jié) 微機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及其選用要點(diǎn)
 第六節(jié) 8086/8088CPU的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
 第七節(jié) Z80CPU的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、存儲(chǔ)器及輸入/輸出擴(kuò)展接口
 第八節(jié) 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其最小應(yīng)用系統(tǒng)
 第九節(jié) 數(shù)字顯示器及鍵盤(pán)的接口電路
 第十節(jié) 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)
 第十一節(jié) 可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例
 第十二節(jié) 常用檢測(cè)傳感器的性能特點(diǎn)、選用及其微機(jī)接口
 習(xí)題與思考題
第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析
 第一節(jié) 自動(dòng)控制理論與機(jī)電一體化系統(tǒng)
 第二節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件動(dòng)態(tài)特性
 第三節(jié) 傳感器的動(dòng)態(tài)特性
 第四節(jié) 執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性
 習(xí)題與思考題
第六章 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制程序編制基礎(chǔ)簡(jiǎn)介
 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床類(lèi)型及其控制方式
 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)組成及數(shù)控程序編制基礎(chǔ)
 習(xí)題與思考題
第七章 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電有機(jī)結(jié)合的分析與設(shè)計(jì)
 第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
 第二節(jié) 機(jī)電有機(jī)結(jié)合之一——機(jī)電一體化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的考慮方法
 第三節(jié) 機(jī)電有機(jī)結(jié)合之二——機(jī)電一體化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的考慮方法
 第四節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性、安全性設(shè)計(jì)
 習(xí)題與思考題
第八章 傳統(tǒng)機(jī)械加王設(shè)備的機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)
 第一節(jié) 傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造分析
 第二節(jié) 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析
 習(xí)題與思考題
第九章 典型機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
 第一節(jié) 計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床
 第二節(jié) 工業(yè)機(jī)器人
 第三節(jié) 汽車(chē)的機(jī)電一體化概況
 第四節(jié) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
 第五節(jié) 自動(dòng)售票機(jī)
 第六節(jié) 自動(dòng)售貨機(jī)
 第七節(jié) 電子秤
 第八節(jié) 電子灶烹調(diào)自動(dòng)化
 習(xí)題與思考題
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)

章節(jié)摘錄

插圖：1.滾珠絲杠副的組成及特點(diǎn)滾珠絲杠副是一種新型螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動(dòng)元件——滾珠。從圖2.3所示的滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成可知，它由絲杠3、螺母2、滾珠4和反向器（滾珠循環(huán)反向裝置）1四部分組成。當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通路。與滑動(dòng)絲杠副相比，滾珠絲杠副除上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有軸向剛度高（即通過(guò)適當(dāng)預(yù)緊可消除絲杠與螺母之間的軸向間隙）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高、不易磨損、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但由于不能自鎖，具有傳動(dòng)的可逆性，在用做升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，需要采取制動(dòng)措施。2.滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類(lèi)型從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調(diào)整方法進(jìn)行區(qū)分，滾珠絲杠副具有多種不同的結(jié)構(gòu)形式。（1）螺紋滾道型面（法向）的形狀及主要尺寸我國(guó)生產(chǎn)的滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧型和雙圓弧型，如圖2.4所示。滾道型面與滾珠接觸點(diǎn)的法線與絲杠軸向的垂線間的夾角a稱接觸角，一般為45度單圓弧型螺紋滾道的接觸角隨軸向載荷大小的變化而變化，主要由軸向載荷所引起的接觸變形的大小而定。a增大時(shí)，傳動(dòng)效率、軸向剛度以及承載能力也隨之增大。由于單圓弧型滾道加工用砂輪成形較簡(jiǎn)單，故容易得到較高的加工精度。單圓弧型面的滾道圓弧半徑R稍大于滾珠半徑rk。

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《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)(第3版)》是由高等教育出版社出版的。

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