機電一體化系統(tǒng)設計（修訂版）

第1章　總論
§1.1　“機電一體化”涵義
§1.2　優(yōu)先發(fā)展機電一體化領域及共性關鍵技術
§1.3　機電一體化系統(tǒng)構成要素及功能構成
§1.4　機電一體化系統(tǒng)構成要素的相互連接
§1.5　機電一體系統(tǒng)的評價
§1.6　機電一體化系統(tǒng)的設計流程
§1.7　機電一體化系統(tǒng)設計的考慮方法及設計類型
一、機電一體化系統(tǒng)設計的考慮方法
二、機電一體化系統(tǒng)的設計類型
§1.8　機電一體化工程與系統(tǒng)工程
§1.9　機電一體化系統(tǒng)設計的設計程序、準則和規(guī)律
§1.10　機電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程與現(xiàn)代設計方法
一、機電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程
二、機電一體化系統(tǒng)設計與現(xiàn)代設計方法
思考題和習題
第2章　機電一體化系統(tǒng)的機械系統(tǒng)部件選擇與設計
§2.1　機械系統(tǒng)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、滾珠絲杠副傳動部件
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、旋轉支承部件的及其基本要求
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(tǒng)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(tǒng)執(zhí)行元件的選擇與設計
§3.1　執(zhí)行元件的種類、特點及其基本要求
一、執(zhí)行元件的種類及特點
二、執(zhí)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、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(tǒng)的微機控制系統(tǒng)選擇及接口設計
§4.1　專用與通用、硬件與軟件的權衡與抉擇
§4.2　微機控制系統(tǒng)的設計思路
§4.3　微型計算機的系統(tǒng)構成及種類
一、微型計算機的系統(tǒng)構成
二、微型計算機的種類
§4.4　微型計算機軟件與程序設計語言
§4.5　微型計算機的應用領域及選用要點
§4.6　8086/8088CPU微機的硬件結構特點
一、086/8088CPU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(tǒng)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、總線驅動器
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應用系統(tǒng)
一、MCS－51系列單片機的結構特點
二、MCS－51系列單片機的最小應用系統(tǒng)及其擴展
§4.9　數字顯示器及鍵盤的接口電路
一、示器的接口電路
二、鍵盤、顯示器的接口電路
§4.10　可編程邏輯控制器（PLC）的構成及應用舉例
一、PLC的構顧用工作原理
二、PLC的應用舉例
§4.11　微機應用系統(tǒng)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　常用檢測傳感器的性能特點、選用及微機接口
一、檢測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
三、傳感器的選用原則及注意事項
四、檢測傳感器的測量電路
五、檢測傳感器的微機接口
思考題和習題
第5章　機電一體化系統(tǒng)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(tǒng)
§5.2　機電一體化系統(tǒng)元、部件的動態(tài)特性分析
一、機械系統(tǒng)特性及變換機構
二、機械系統(tǒng)的機構靜力學特性分析
三、機械系統(tǒng)的機械動力學特性分析
四、兩自由度機器人運動軌跡創(chuàng)成所需轉矩分析
§5.3　傳感器的動態(tài)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(zhí)行元件的動態(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)的驅動電路電磁變換執(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(tǒng)的機電有機結合分析與設計
§6.1　機電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動態(tài)設計
§6.2　機電有機結合之一――機電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設計考慮方法
一、典型負載分析
二、執(zhí)行元件的匹配選擇
三、減速比的匹配選擇與各級減速比的分配
四、檢測傳感裝置、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(tǒng)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(tǒng)的動態(tài)設計考慮方法
一、機電伺服系統(tǒng)的動態(tài)設計
二、系統(tǒng)的調節(jié)方法
三、機械結構性變形對特性的影響
四、傳動間隙對系統(tǒng)特性的影響
五、機械系統(tǒng)實驗振動模態(tài)參數識別
§6.4　機電一體化系統(tǒng)的的可靠性、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　機床的機電一體化改造分析
一、機械傳動系統(tǒng)的改造設計方案分析
二、機械傳動系統(tǒng)的簡化
三、機床機電一體化改造的性能及精度選擇
四、機床進給系統(tǒng)的有機結合的匹配計算
§7.2　微機控制系統(tǒng)的設計分析
一、選擇Z80CPU單板機的控制系統(tǒng)設計（以車床為例）
二、選擇8031單片機的控制系統(tǒng)設計（以X－Y工作臺為例）
三、ZA6132型銑床的多CPU直流伺服系統(tǒng)設計
思考題和習題
第8章　典型機電一體化系統(tǒng)（產品）設計簡介
§8.1　工業(yè)機器人
一、簡述
二、電動噴砂（多關節(jié)型）機器人
三、裝配機器人（SCARA型）
§8.2　計算機數字控制（CNC）機床設計簡介
一、簡述
二、CNC機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
五、BKX－I型變軸計算機數控（CNC）機床設計
六、PRS－XY型混聯(lián)CNC機床設計
七、CNC機械加工中心（MC）
§8.3　汽車的機電一體化
一、簡述
二、汽車用傳感器
三、數字式電子點火系統(tǒng)
四、電子控制的自動變速器
五、汽車自動空調系統(tǒng)
§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