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第1章 概述 1

1.1机电一体化的基本概念 2

1.2机电一体化系统的组成 3

1.3机电一体化的相关技术 5

1.4机电一体化时代所面临最迫切的问题 6

1.5机电一体化的发展 8

1.6习题 8

第2章 机电一体化系统中的典型机械部件 9

2.1机电一体化系统对机械部件的性能要求 10

2.1.1机电一体化系统中机械部件的组成 10

2.1.2机电一体化系统对机械传动机构的基本要求 10

2.1.3机电一体化系统对机械支撑机构的基本要求 10

2.2齿轮传动机构 11

2.2.1齿轮传动机构的作用及特点 11

2.2.2齿轮传动机构的设计 11

2.2.3齿轮传动间隙的消除方法 13

2.2.4差动齿轮传动机构 16

2.2.5谐波齿轮传动机构 18

2.3挠性传动机构 20

2.3.1同步带传动机构 20

2.3.2钢带传动 21

2.4滚珠丝杠传动机构 22

2.4.1滚珠丝杠传动机构的特点和作用 22

2.4.2滚珠丝杠传动机构的结构形式 24

2.4.3滚珠丝杠传动机构的主要结构参数 26

2.4.4滚珠丝杠的传动形式 27

2.4.5消除轴向间隙的调整与预紧方式 27

2.4.6滚珠丝杠副的支撑装置 29

2.5导轨 30

2.5.1导轨的结构 30

2.5.2导轨的类型 30

2.5.3滑动导轨 31

2.5.4滚动导轨 33

2.5.5磁悬浮导轨 35

2.6习题 35

第3章 机电一体化系统中的常用传感器及其选用 37

3.1传感器的基本概念 38

3.1.1传感器的组成和分类 38

3.1.2各类传感器的主要性能指标及特点 40

3.1.3机电一体化系统对传感器主要性能的要求和选用 43

3.2机电一体化系统中常用的传感器 48

3.2.1常用位置传感器 48

3.2.2常用位移传感器 49

3.2.3常用速度、加速度传感器 52

3.2.4常用力和力矩传感器 54

3.2.5其他类型传感器 56

3.3传感器技术的发展 59

3.3.1传感器固态化 59

3.3.2传感器多功能化和集成化 60

3.3.3传感器技术的微处理机化 60

3.3.4传感器图像化 61

3.3.5多传感器信息融合技术 62

3.4习题 63

第4章 机电一体化系统中的典型执行部件 65

4.1概述 66

4.2液压执行部件 66

4.2.1液压缸的类型和特点 67

4.2.2液压马达类型和主要参数 69

4.2.3液压执行元件的控制方式 71

4.3气动执行元件 75

4.3.1气缸的类型和特点 75

4.3.2气液压马达的类型和特点 77

4.4电动执行部件 79

4.4.1概述 79

4.4.2交直流电动机的特点和选型 79

4.4.3步进电动机 83

4.4.4直线电动机 85

4.4.5超声波电动机 87

4.4.6电动机的选型与应用 88

4.5习题 90

第5章 典型机电一体化系统的控制器 91

5.1控制器概述 92

5.2 PLC控制系统 92

5.2.1 PLC的定义 92

5.2.2 PLC的主要特点及功能 93

5.2.3 PLC的分类及其性能指标 95

5.2.4 PLC的选择及应用 96

5.2.5 PLC的发展 103

5.3单片机控制系统 104

5.3.1单片机控制系统的特点 105

5.3.2单片机的分类及其性能指标 106

5.3.3单片机的选择及其应用 110

5.4工控机控制系统和开放式运动控制技术 114

5.4.1工控机控制系统的特点 115

5.4.2工控机在递阶控制系统中的应用 117

5.4.3开放式运动控制技术发展现状及其应用 120

5.5习题 123

第6章 典型机电一体化技术应用实例介绍 125

6.1机器人技术 126

6.1.1机器人的定义、分类 128

6.1.2机器人的组成与结构 129

6.1.3机器人的应用与发展展望 130

6.1.4直角坐标机器人及其应用与设计 133

6.2机械滚齿机YG3612数控改造方案分析 141

6.2.1滚齿加工 142

6.2.2案例分析 144

6.3立体化车库 150

6.3.1机械式立体车库的主要类型、基本参数 150

6.3.2升降横移机械式停车库 151

6.3.3循环式停车库 152

6.3.4平面移动式机械停车库 154

6.3.5巷道堆垛机械式停车库 155

6.3.6垂直升降机械式停车库 155

6.3.7电梯式立体车库 156

6.3.8发展趋势 157

6.4习题 157

索引 159

参考文献 160