机电一体化系统设计是从“系统”的观点出发,利用机械技术、微机控制技术和信息技术,通过“一体化”即机电有机结合的方法,构造*佳的系统(或产品)。本书对组成产品机械系统的元、部件和微机控制系统的元、器件的工作原理、特点、选用原则与方法进行了论述,对其、静、动态特性进行了简要分析,并从机电有机结合(机电一体化)的角度,对系统(产品)的稳态设计与动态设计方法做了较详细介绍并列举了设计实例。书中还简要介绍了一些典型的机电一体化系统。书后附有常用基本逻辑符号的中外及新旧标准对准表。
本书特色明显、条理清晰、内容丰富、图文并茂、深浅适宜,不仅可作为大学本科相关专业的专业课教材,也可供夜大、函大、职大等相关专业选用,还可供从事机电一体系统设计、制造的工程技术人员参考。

第2章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计
2.1 机械系统的选择与设计要求
机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比,除要求具有较高的定位精度之外,还应具有良好的动态响应特性,就是说响应要快、稳定性要好。一个典型的机电一体化系统,通常由控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件、导向支承部件,以及检测传感部件等部分组成。这里所说机械系统一般由减速装置、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支承部件、旋转支承部件、轴系及架体等机构组成。为确保机械系统的传动精度和工作稳定性,在设计中,常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。为达到上述要求,主要从以下几方面采取措施。
1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件,如采用滚珠丝杠副、滚动导向支承、动(静)压导向支承等。
2)缩短传动链,提高传动与支承刚度,如用加预紧的方法提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动与支承刚度;采用大扭矩、宽调速的直流或交流伺服电机直接与丝杠螺母副连接以减少中间传动机构;丝杠的支承设计中采用两端轴向预紧或预拉伸支承结构等。
3)选用*佳传动比,以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量,尽可能提高加速能力。
4)缩小反向死区误差,如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施。
5)改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。如选用复合材料等来提高刚度和强度,减轻重量、缩小体积使结构紧密化,以确保系统的小型化、轻��化、高速化和高可靠性化。
上述的措施反映了机电一体化系统设计的特点。本章将介绍较典型的传动部件、导向和旋转支承部件以及架体等的结构设计和选择的基本问题。
§2.2 机械传动部件的选择与设计
一、机械传动部件及其功能要求
常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等。其主要功能是传递转矩和转速;因此,它实质上是一种转矩、转速变换器,其目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到*佳匹配。机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很大影响,特别是其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。
……

第1 章总论
1.1 “机电一体化”涵义
1.2 优先发展机电一体化领域及共性关键技术
1.3 机电一体化系统构成要素及功能构成
1.4 机电一体化系统构成要素的相互连接
1.5 机电一体化系统的评价
1.6 机电一体化系统的设计流程
1.7 机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型
一、机电一体化系统设计的考虑方法
二、机电一体化系统的设计类型
1.8 机电一体化工程与系统工程
1.9 机电一体化系统设计的设计程序、准则和规律
1.10 机电一体化系统的开发工程与现代设计方法
一、机电一体化系统的开发工程
二、机电一体化系统设计与现代设计方法
思考题和习题
第2章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计
2.1 机械系统的选择与设计要求
2.2 机械传动部件的选择与设计
一、机械传动部件及其功能要求
二、丝杆螺母机构的基本传动形式
三、滚珠丝杠副传动部件
四、齿轮传动部件
五、挠性传动部件
六、间歇传动部件
2.3 导向支承部件的选择与设计
一、导轨副的组成、种类及其应满足的要求
二、滑动导轨副的结构及选择
三、滚动导轨副的类型与选择
四、静压导轨副工作原理
2.4 旋转支承部件的选择与设计
一、旋转支承部件的种类及基本要求
二、圆柱支承
三、圆锥支承
四、填入式滚动支承
五、其他形式支承
2.5 轴系部件的选择与设计
一、轴系设计的基本要求
二、轴(主轴)系用轴承的类型与选择
三、提高轴系性能的措施
2.6 机电一体化系统的机座或机架
一、机座或机架的作用及基本要求
二、机座或机架的结构设计要点
思考题和习题
第3章 机电一体化系统执行元件的选择与设计
3.1 执行元件的种类、特点及基本要求
一、执行元件的种类及特点
二、执行元件的基本要求
3.2 常用的控制用电动机
一、控制用电动机的基本要求
二、控制用电动机的种类、特点及选用
3.3 步进电动机及其驱动
一、步进电动机的特点与种类
二、步进电动机的工作原理
三、步进电动机的运行特性及性能指标
四、步进电动机的驱动与控制
3.4 直流(DC)和交流(Ac)伺服电动机及其驱动
一、直流(DC)伺服电动机及其驱动
二、交流(AC)伺服电动机及其驱动
思考题和习题
第4章 机电一体化系统的微机控制系统选择及接口设计
4.1 专用与通用、硬件与软件的权衡与抉择
4.2 微机控制系统的设计思路
4.3 微型计算机的系统构成及种类
一、微型计算机的系统构成
二、微型计算机的种类
4.4 微型计算机软件与程序设计语言
4.5 微型计算机的应用领域及选用要点
4.6 8086/8088CPU微机的硬件结构特点
一、8086/8088CPU的主要结构特点
二、8086/8088CPU的*大与*小工作模式
三、8086/8088CPU引脚的功能定义
四、8086CPU*小、*大工作模式系统的典型配置
4.7 Z80CPU微机的结构特点及存储器、输入/输出扩展接口
一、Z80CPU的结构特点
二、总线驱动器
三、存储器
四、输入/输出接口
五、Z80CPU的存储器及I/O接口扩展举例
……
第5章 机电一体化系统的元、部件的特性分析
第6章 机电一体化系统的机电有机结合分析与设计
第7章 常用机械加工设备的机电一体化改造分析与设计
第8章 典型机电一体化系统(产品)设计简介
附录 常用基本逻辑符号的中外及新旧标准对照表
参考文献