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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 机电一体化技术与现代机电产品 1

1.1.1 机电一体化的定义 1

1.1.2 从机电一体化技术到现代机电产品 2

1.1.3 现代机电产品设计 2

1.2.3 现代机电产品的相关技术 3

1.2.2 现代机电产品所涉及的主要学科领域 3

1.2.1 现代机电产品的构成 3

1.2 现代机电产品的构成与相关技术 3

1.2.4 现代机电产品的总体技术 5

1.3 现代机电产品的发展趋势 6

1.3.1 制造业的现状与未来 6

1.3.2 现代机电产品对机械产品的影响 8

第2章 机电控制中常用的传动机构与装置 11

2.1 带及链传动 11

2.1.1 带传动方式 11

2.1.2 链传动 12

2.2 齿轮系传动的特点与应用 15

2.2.1 传动形式的选择 15

2.2.2 总传动比的确定及其分配 16

2.3 行星齿轮与谐波齿轮传动 18

2.3.1 行星齿轮传动比的计算 18

2.3.2 谐波齿轮传动 19

2.4 连杆机构的特点与应用 22

2.4.1 连杆机构的基本形式 22

2.4.2 四杆机构的基本性质及其应用 24

2.5 凸轮机构的特点与应用 25

2.5.1 凸轮形状 25

2.5.2 从动件形状 26

2.6 步进运动机构 26

2.6.1 棘轮机构 26

2.6.2 槽轮机构 29

2.7 螺旋传动机构 30

2.7.1 螺旋传动的形式 30

2.7.3 滚动螺旋传动 31

2.7.2 滑动螺旋传动 31

2.8 常见运动形式的实现 37

第3章 电动机及其驱动控制 38

3.1 直流电动机的调速及控制 38

3.1.1 直流电动机调速的基本控制方法 38

3.1.2 微机控制直流调速系统 40

3.2 交流电动机的变频调速 42

3.2.1 变频调速的基本原理 43

3.2.2 单片机控制变频调速系统 45

3.3 直流伺服电动机 48

3.3.1 宽调速直流电动机的结构与特点 48

3.3.2 工作特性及选用 50

3.3.3 直流伺服电动机驱动简介 52

3.4 交流伺服电动机 53

3.4.1 交流伺服电动机的结构与特点 53

3.4.2 交流伺服系统 53

3.5 步进电机 57

3.5.1 步进电机的结构和工作原理 57

3.5.2 步进电机的主要特性及选用 59

3.5.3 步进电机的驱动电源 63

3.5.4 步进电机的环形分配器 66

第4章 机电控制中的传感元件 71

4.1 常见的温度传感元件 71

4.1.1 直接式温度传感元件 72

4.1.2 间接式温度传感元件 76

4.2 常见的位移检测传感元件 80

4.2.1 光栅 80

4.2.2 磁尺 83

4.3.1 弹性元件应变式力传感器 84

4.3 测力传感元件 84

4.3.2 压电式力传感器 85

第5章 现代机电产品总体设计 87

5.1 系统设计方法是现代设计的核心 87

5.2 拟定设计目标 88

5.3 系统工作原理设计 90

5.4 结构方案设计 91

5.4.1 拟定总体结构方案 92

5.4.2 确定各功能子系统的性能指标 93

5.4.3 功能部件的设计和优化 94

5.5 总体布局设计 95

5.6 设计方案的评价与决策 95

第6章 数控机床 97

6.1 数控机床的整体概况 97

6.1.1 数控机床的构成 98

6.1.2 数控机床的分类 99

6.1.3 数控机床的发展概况 100

6.2 数控插补原理 101

6.2.1 逐点比较法 102

6.2.2 数字积分法 107

6.3 数控机床的程序编制 110

6.3.1 程序编制的步骤 111

6.3.2 程序编制的方法 112

6.3.3 程序编制有关指令代码的标准 113

6.3.4 手工编程 118

6.3.5 自动编程 119

6.4 数控机床闭环伺服系统的位置检测 120

6.4.1 脉冲编码器 121

6.4.2 旋转变压器 123

6.4.3 感应同步器 124

第7章 工业机器人 128

7.1 概述 128

7.1.1 工业机器人的构成 128

7.1.2 工业机器人的分类 128

7.2 工业机器人的驱动与控制 131

7.2.1 工业机器人的驱动系统 131

7.2.2 工业机器人的控制系统 132

7.2.3 工业机器人的传感器 142

7.3.1 手臂 148

7.3 工业机器人的机械系统 148

7.3.2 手腕 151

7.3.3 末端执行器 153

7.4 工业机器人的应用 156

7.4.1 机械加工中机器人的应用 156

7.4.2 汽车工业中机器人的应用 158

7.4.3 装配作业中机器人的应用 158

7.5 工业机器人设计实例 159

7.5.3 驱动部分的建模 160

7.5.1 设计规格 160

7.5.2 驱动部分的结构 160

7.5.4 伺服电机与编码器的选择 163

第8章 静电复印机的原理与结构 166

8.1 间接式静电复印机的原理及复印过程 166

8.1.1 充电过程 167

8.1.2 曝光过程 167

8.1.3 显影过程 167

8.1.4 转印过程 168

8.1.5 定影过程 168

8.2 复印机的基本结构与功能实现 169

8.3 硒鼓及其周围组件的结构与功能 171

8.3.1 硒鼓结构与功能 171

8.3.2 电晕电极 171

8.3.3 删边灯与转印前消边灯 172

8.3.4 显影系统 172

8.3.5 图像的转印与分离消电 175

8.4 光学系统 176

8.3.6 清洁及消电装置 176

8.4.1 图像的放大缩小原理 177

8.4.2 扫描传动机构 177

8.5 输纸系统与定影装置 179

8.5.1 供纸装置 180

8.5.2 纸张输送、定影及排纸机构 181

8.6 复印机的整体传动机构设计 184

8.7 复印机的机电控制系统设计 185

8.7.2 整机控制原理 186

8.7.1 复印机的基本工作程序 186

第9章 全自动洗衣机 189

9.1 全自动洗衣机的结构和工作原理 189

9.2 波轮式全自动洗衣机的传动机构 190

9.3 全自动洗衣机的驱动和控制 192

9.4 微电脑程序控制 194

9.4.1 松下NA-710型洗衣机微电脑程序控制器 194

9.4.2 金鱼XQ310-21型洗衣机微电脑程序控制器 197

9.5 模糊洗衣机 200

参考文献 207