本书突破了以往的教材编写结构，以项目式的教学模式为导向，但又不失传统教材的严谨性和知识体系的完整性。本书针对高职、高专机电类专业传统教学模式进行了大胆尝试，引用大量生产线的实践内容，并在每章后一节设计具体的实践项目，将各章知识按照项目式教学要求进行综合实训。全书内容丰富，深入浅出，结构严谨、清晰，突出教学的可操作性。全书共分6章，分别是绪论、机电一体化系统中的机械传动、机电一体化控制系统的组成与接口、传感器信号处理及其与微机的接口、机电一体化中的伺服系统、机电一体化项目教学案例。
机电一体化技术与系统? 第 １ 版自 ２００９ 年 ７ 月出版以来? 受到了广大高职高专院校的青睐? 累计售出近 ３００００ 册? 考虑到多年来各校在教学过程中发现的问题和机电一体化技术的不断发展? 以及国家对职业教育教学改革的要求? 结合职业院校使用本书师生的意见 对教材的内容进行了修订? 力争使第 ２ 版更完善、 实用? 第 ２ 版保留了原教材的基本体系与风格? 主要从以下几个方面做了修订:１) 对本书第 １ 版中部分章节的内容和文字做了进一步推敲? 在讲清概念的基础上? 使论述更加简洁明了?２) 根据最新国家标准对 机电一体化系统中的机械传动 (原书第 ２ 章) 的内容进行了更新?３) 增加了 智能制造生产线案例分析 的内容 (原书第 ５ 章)?４) 增加了 数控机床主轴径向跳动测量方法改进设计 和 嵌入式注射机机械手控制系统设计 (原书第 ６ 章)?本书由杭州职业技术学院吴晓苏、 江汉大学范超毅主编? 张中明、 王康参编? 全书由吴晓苏统稿? 本书再版过程中与友嘉数控机床维修中心合作开发了课程? 在此深表感谢?由于编者水平有限? 书中错误和缺点在所难免? 敬请读者批评指正编 者
第２ 版前言
第１ 版前言
第１ 章 绪论 １
１. １ 机电一体化系统 １
１. １. １ 机电一体化概念的产生 １
１. １. ２ 机电一体化系统的组成 ３
１. １. ３ 机电一体化系统的相关技术 ４
１. １. ４ 机电一体化技术与其他相关技术的
区别 ６
１. １. ５ 机电一体化技术的特点 ７
１. ２ 机电一体化系统的设计 ７
１. ２. １ 机电一体化产品的分类 ８
１. ２. ２ 机电一体化系统(产品) 设计的
类型 ８
１. ２. ３ 机电一体化系统(产品) 设计的
常用方法 ９
１. ２. ４ 机电一体化系统设计的程序与
途径 ９
１. ３ 机电一体化技术的发展 １１
１. ３. １ 机电一体化技术的发展历程 １１
１. ３. ２ 机电一体化技术的发展趋势 １２
１. ４ 机电一体化技术的具体应用实例 １４
１. ４. １ 机电一体化技术在机电产品中的
应用 １４
１. ４. ２ 机电一体化技术在机械制造中的
应用 １６
思考与练习题 １７
第２ 章 机电一体化系统中的机械
传动 １８
２. １ 概述 １９
２. １. １ 传动系统的概念与任务 １９
２. １. ２ 伺服机械传动系统的指标 １９
２. １. ３ 伺服机械传动系统的传动特性 １９
２. ２ 齿轮传动副的设计 ２８
２. ２. １ 齿轮传动装置的设计内容 ２８
２. ２. ２ 齿轮传动副间隙的消除 ３４
２. ３ 三种精密传动机构 ３７
２. ３. １ 谐波齿轮传动 ３７
２. ３. ２ 滚珠花键传动 ４０
２. ３. ３ 同步带传动 ４１
２. ４ 滚珠丝杠副传动 ４４
２. ４. １ 滚珠丝杠副的工作原理 ４４
２. ４. ２ 滚珠丝杠副的结构与调整 ４６
２. ４. ３ 滚珠丝杠副的选型与计算 ５１
２. ４. ４ 滚珠丝杠副的结构参数与标注 ５８
２. ５ 联轴器 ６２
２. ５. １ 一般联轴器 ６２
２. ５. ２ 锥环无键联轴器 ６３
２. ５. ３ 膜片弹性联轴器 ６５
２. ５. ４ 安全联轴器 ６６
２. ６ 导轨 ６７
２. ６. １ 导轨概述 ６７
２. ６. ２ 导轨的类型和特点 ６８
２. ６. ３ 贴塑滑动导轨 ７０
２. ６. ４ 滚动直线导轨 ７５
２. ７ 进给传动系统的误差与动态特性
分析 ８１
２. ７. １ 进给传动系统的误差分析 ８１
２. ７. ２ 进给传动系统的动态特性分析 ８２
２. ８ 项目一: 卧式车床数控化改造进给
传动机械系统设计 ８５
２. ８. １ 概述 ８５
２. ８. ２ 设计参数 ８６
２. ８. ３ 实施方案 ８６
２. ８. ４ 横向进给传动链的设计计算 ８８
２. ８. ５ 滚珠丝杠副的承载能力校验 ８９
２. ８. ６ 计算机械传动系统的刚度 ９１
２. ８. ７ 驱动电动机的选型与计算 ９１
２. ８. ８ 机械传动系统的动态分析 ９４
２. ８. ９ 机械传动系统的误差计算与
分析 ９４
２. ８. １０ 确定滚珠丝杠副的精度等级和
规格型号 ９５
思考与练习题 ９５
第３ 章 机电一体化控制系统的组成与
接口 ９７
３. １ 控制系统的设计思路 ９７
３. １. １ 专用与通用、硬件与软件的抉择与
权衡 ９７
３. １. ２ 控制系统的一般设计思路 ９８
３. ２ 控制系统中的微型计算机 １０２
３. ２. １ 微型计算机概述 １０２
３. ２. ２ 微型计算机在机电一体化系统中的
核心地位 １０３
３. ３ 基于单片机的控制系统设计 １０４
３. ３. １ 单片机控制系统的结构形式 １０５
３. ３. ２ 单片机控制系统的设计要点 １０７
３. ３. ３ 单片机芯片的选择与系统扩展 １０９
３. ３. ４ 前向通道接口 １１３
３. ３. ５ 后向通道接口 １１９
３. ４ 执行元件的功率驱动接口 １３０
３. ４. １ 功率驱动接口的分类 １３０
３. ４. ２ 功率驱动接口的一般组成形式 １３１
３. ４. ３ 功率驱动接口的设计要点 １３１
３. ４. ４ 功率驱动接口实例 １３２
３. ５ 项目二: ＸＹ 工作台单片机控制系统
设计 １３５
３. ５. １ ＸＹ 工作台的基本原理 １３５
３. ５. ２ 存储系统扩展设计 １３６
３. ５. ３ 键盘显示器接口设计 １３９
３. ５. ４ 步进电动机接口设计 １４１
思考与练习题 １４３
第４ 章 传感器信号处理及其与微机的
接口 １４４
４. １ 传感器前级信号的放大与隔离 １４４
４. １. １ 运算放大器 １４４
４. １. ２ 测量放大器 １４５
４. １. ３ 程控测量放大器 １４７
４. １. ４ 隔离放大器 １４９
４. ２ 电压/电流转换 １５０
４. ２. １ 电压(０ ~５Ｖ) / 电流(０ ~１０ｍＡ)
转换 １５１
４. ２. ２ 电压(１ ~５Ｖ) / 电流(４ ~２０ｍＡ)
转换 １５２
４. ２. ３ 电流(０ ~１０ｍＡ) / 电压(０ ~５Ｖ)
转换 １５２
４. ２. ４ 电流(４ ~２０ｍＡ) / 电压(１ ~５Ｖ)
转换 １５３
４. ２. ５ 集成电压/电流转换电路 １５３
４. ３ 多通道模拟信号输入 １５４
４. ３. １ 多路开关 １５４
４. ３. ２ 常用多路开关 １５５
４. ３. ３ 集成模拟多路开关 １５６
４. ４ 传感器信号的采样/保持 １５９
４. ４. １ 采样/保持原理 １５９
４. ４. ２ 集成采样/保持器 １６０
４. ５ 传感器与微机的接口 １６１
４. ６ 传感器的非线性补偿 １６３
４. ６. １ 非线性补偿环节特性的获取
方法 １６３
４. ６. ２ 非线性补偿环节的实现办法 １６４
４. ７ 传感器的干扰抑制与数字滤波 １６８
４. ７. １ 中值滤波 １６９
４. ７. ２ 算术平均滤波 １７０
４. ７. ３ 滑动平均滤波 １７１
４. ７. ４ 低通滤波 １７２
４. ７. ５ 防脉冲干扰平均值法 １７４
４. ８ 项目三: 数据采集系统设计 １７６
４. ８. １ 模拟输入通道的组成 １７６
４. ８. ２ 设计示例 １７７
思考与练习题 １７８
第５ 章 机电一体化中的伺服系统 １７９
５. １ 概述 １７９
５. ２ 步进电动机驱动及控制 １８０
５. ２. １ 步进电动机 １８０
５. ２. ２ 步进电动机的性能指标 １８３
５. ２. ３ 步进电动机的选用 １８５
５. ２. ４ 步进电动机的脉冲驱动电源 １８７
５. ２. ５ 步进电动机与微机的接口 １９２
５. ３ 项目四: 步进电动机的环形分配
系统 １９４
５. ３. １ 步进电动机的硬件环形分配
系统 １９４
Ⅵ 机电一体化技术与系统 第２ 版
５. ３. ２ 步进电动机的软件环形分配
系统 １９５
５. ３. ３ 提高开环进给伺服系统精度的
措施 １９８
５. ４ 直流伺服驱动系统 ２００
５. ４. １ 直流伺服电动机 ２００
５. ４. ２ 晶闸管直流伺服驱动装置 ２０３
５. ４. ３ 直流脉宽调制伺服驱动装置 ２０７
５. ５ 交流伺服驱动系统 ２１１
５. ５. １ 交流伺服电动机 ２１１
５. ５. ２ 交流异步电动机伺服驱动装置 ２１２
５. ６ 项目五: 智能制造生产线案例分析 ２１８
５. ６. １ 智能制造生产线的组成 ２１８
５. ６. ２ 系统的基本测试方法 ２２０
５. ６. ３ 零件的造型与加工 ２２１
５. ６. ４ 数据采集与优化 ２２３
５. ６. ５ 试件产品的工作流程 ２２４
思考与练习题 ２２５
第６ 章 机电一体化项目教学案例 ２２６
６. １ 数控加工中心刀具换刀系统的设计 ２２６
６. ２ 控制系统的设计药物配制 ２２９
６. ３ 汽车尾灯控制设计 ２３２
６. ４ 交通信号灯控制系统的设计 ２３３
６. ５ 四中断彩色广告灯控制系统的设计 ２３５
６. ６ 数控机床主轴径向跳动测量方法
改进设计 ２３８
６. ７ 嵌入式注射机机械手控制系统设计 ２４２
参考文献 ２４８
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