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导论 1

1机电一体化的概念 1

2 机电一体化系统的构成原理 1

2.1机电一体化系统的功能构成 1

目 录 1

2.2机电一体化系统的组成要素 2

3 机电一体化系统有关的技术 4

和学科 4

4.2信息处理技术 5

5.1.4电液步进电动机 （14 5

4.1传感器技术 5

4机电一体化的关键技术 5

4.4伺服驱动技术 6

4.3自动控制技术 6

4.5精密机械技术 6

设计 7

5.1机电一体化系统的设计要求 7

5.2机电一体化产品的设计类型 7

5 机电一体化系统（产品） 7

5.3机电一体化产品的设计方法 8

5.4开发机电一体化系统（产品）的原则 8

5.5开发机电一体化系统（产品）的流程 9

1.2反馈控制原理与反馈控制系统 11

第1篇线性系统典型控制理论及其在 11

1.2.1反馈控制原理 11

的组成 11

机电一体化中的应用 11

1.1机械工程控制论的内容 11

1.1机械控制工程的一般概念 11

理论 11

第1章线性系统经典控制 11

1.2.2反馈控制系统的组成 13

1.2.3常用的名词术语 14

1.3自动控制系统的分类 15

1.4.1典型输入信号 17

1.4对反馈控制系统的基本要求 17

1.4.2对反馈控制系统的基本要求 18

1.5控制系统设计的基本问题 19

2 数学模型 21

2.1微分方程 21

2.1.1建立系统或元件微分方程的一般步骤 21

2.1.2微分方程求解及其物理意义 24

2.2小偏差线性化 34

2.3.1传递函数的定义 36

2.3传递函数 36

2.3.2传递函数的性质 37

2.3.3典型环节 37

2.3.4典型机械系统的传递函数 40

2.4结构图 43

2.4.1结构图的组成 43

2.4.2结构图的绘制 43

2.4.3结构图的等效变换和简化 45

2.4.4反馈控制系统的传递函数 51

3.1 控制系统的稳定性分析 53

3.1.1稳定的基本概念及稳定条件 53

3 时域分析法 53

3.1.2劳斯（Routh）稳定判据 54

3.1.3应用劳斯判据确定系统稳定的参数 58

3.2控制系统的过渡过程 62

3.2.1时间响应的基本概念 62

3.2.2一阶系统 63

3.2.3二阶系统 65

3.2.4三阶系统 68

3.3系统对任意输入信号的时间 68

响应 68

3.3.1脉冲响应函数 68

3.3.2系统对任意输入信号的响应 69

3.4.1误差与偏差 70

3.4稳态误差 70

3.4.2误差传递函数 71

3.4.3稳态误差 71

3.4.4系统的型别与稳态误差 72

4频率响应法 76

4.1频率特性的基本概念 76

4.1.1频率特性的定义 76

4.1.2频率特性的图形表示 77

4.2典型环节的频率特性 78

4.3.2开环系统的对数坐标图 82

绘制 82

4.3.1准确开环幅相频率特性曲线的 82

4.3开环系统频率特性曲线的绘制 82

4.4闭环频率特性曲线的绘制 84

4.5.1对数频率稳定判据 87

4.5奈魁斯特稳定性判据 87

4.5.2系统的相对稳定性 89

4.6频域指标与时域指标的关系 91

4.6.1 二阶系统的频域指标与时域指标之间数值上的准确对应关系 91

4.6.2高阶系统的频域指标与时域指标之间的近似关系 93

4.7应用频率特性求稳态误差 95

5线性反馈控制系统的特性 95

设计 95

5.1控制特性设计 95

5.2校正方式 96

5.3相位超前校正 97

5.4相位滞后校正 101

5.5串联滞后—超前校正 104

5.6反馈校正 109

第2章控制电机 112

1 概述 112

1.1控制电机的用途与分类 112

1.2基本要求 113

2步进电动机 113

2.1基本工作原理 114

2.2分类与型号命名 114

2.3.1反应式步进电动机 115

2.3基本结构与特点 115

2.4.1主要参数 116

2.3.2永磁式步进电动机 116

2.4主要参数及性能指标 116

2.3.3混合式步进电动机 116

2.4.2主要性能指标 117

2.5步进电动机的驱动电源 119

2.5.1步进电动机对驱动电源的要求 119

2.5.2步进电动机驱动电源分类 119

2.5.3环形分配器 120

2.5.4步进电动机常用驱动电源 120

2.6步进电动机的选用 123

2.6.1第Ⅰ类负载的电动机选择 123

2.6.2第Ⅱ类负载的电动机选择 124

2.6.3第Ⅲ类负载的电动机选择 125

2.6.4使用注意事项 125

3.2结构与特点 126

3 交流伺服电动机 126

3.1分类及产品名称代号 126

3.3基本工作原理 127

3.4控制方式 128

3.5性能特点与运行特点 129

3.5.1性能特点 129

3.5.2运行特点 130

3.6运行特性 130

3.6.1主要运行特性 130

3.6.2主要特性指标 130

3.7.1主要技术参数 132

3.7交流伺服电动机的应用及选择 132

3.6.3绕组参数和工艺缺陷对性能的 132

影响 132

3.7.2常用计算公式 133

3.7.3各种控制方式的性能比较 133

3.7.4注意事项 133

3.7.5应用举例 133

4 直流伺服电动机 134

4.1分类及产品名称代号 134

4.2结构与特点 135

4.3工作原理 136

4.4主要特性 137

4.4.1运行特性 137

4.5交直流伺服电动机的比较 138

4.4.3主要参数 138

4.4.2工作特性 138

4.6应用与选择 139

4.6.1常用计算公式 139

4.6.2产品选用 139

5 控制电机主要技术数据 141

5.1步进电动机 141

5.1.1反应式步进电动机 141

5.1.2感应子式永磁步进电动机 142

5.1.3永磁式步进电动机 145

5.1.5直线步进电动机 146

5.2.1 SL系列鼠笼转子两相交流伺服电动机 147

5.2交流伺服电动机 147

5.2.2 ADP系列杯型转子两相伺服 148

电动机 148

5.2.3交流伺服系统 149

5.3直流伺服电动机 152

5.3.1 SZ系列电磁式直流伺服电动机 152

5.3.2 S系列电磁式直流伺服电动机 157

5.3.3 SY系列永磁式直流伺服电动机 160

5.3.4 SYK系列空心杯电枢永磁式直流伺服电动机 163

5.3.5 SYT系列永磁式直流伺服电动机 164

5.3.6宽调速直流伺服电动机 164

5.3.7 SXP系列绕线盘式电枢直流伺服电动机 166

5.3.8 SZJ系列电磁式直流伺服齿轮减速电动机 167

5.3.9 SW系列无刷直流伺服电动机 168

5.3.10低惯量电动机 169

5.3.11力矩电动机 173

第3章 电机控制技术 183

1 直流伺服电动机控制技术 183

1.1直流伺服电动机的数学模型 183

1.2直流伺服电动机开环驱动的稳态 184

和动态特性 184

1.2.1稳态特性 184

1.2.2动态特性 185

发电机 186

1.4.1模拟测速元件——直流测速 186

1.4测速元件 186

1.3直流伺服电动机速度闭环控制的 186

动态特性 186

1.4.2数字测速元件——光电脉冲 187

测建机 187

1.5直流伺服电动机的速度控制 190

1.5.1调速方法及其特性 190

1.5.2速度控制系统 191

1.5.3直流电动机的可逆驱动 191

1.6 PWM直流伺服控制系统 192

1.6.1 直流PWM伺服驱动装置的工作原理和特点 192

1.6.2 PWM直流伺服系统典型实例 196

1.7.1单片机与PWM功放器的接口 198

1.7单片机控制直流伺服电动机 198

1.7.2直流伺服系统中的反馈电路及 199

接口 199

1.7.3单片机控制直流伺服电动机实例 203

2 步进电动机控制技术 203

2.1步进电动机工作方式 203

2.2步进电动机工作方式对特性的 204

影响 204

2.2.1工作方式对频率特性的影响 205

2.2.2线路时间常数对频率特性的影响 205

2.2.3开关回路电压对频率特性的影响 206

概述 207

芯片特性 207

2.3步进电动机专用控制芯片 207

管脚功能 208

专用芯片功能表 210

控制工作方式 211

2.3.7 PMM8713的励磁监视及输入脉冲监视功能 213

芯片最大额定值 213

芯片技术参数 214

2.3.9应用举例 217

芯片及微机控制系统 218

2.4.1 PMM8714及微机控制系统 219

2.4.2步进电动机的变速控制 223

2.4.3励磁方式及旋转方向控制 228

3数控机床中的主轴驱动 229

系统 229

3.1 BESK直流主轴驱动系统 229

3.1.1电枢电压控制回路 232

3.1.2速度调节器 232

3.1.3电流调节器 233

3.1.4逻辑换向控制电路 234

3.1.5脉冲发生器 235

3.1.6励磁磁场控制 237

3.2 SIMODRIVE系列交流主轴驱动 238

系统 238

3.2.1系统概述 238

3.2.2 IPH6系列交流主轴电动机 242

变频器 243

3.2.3 SIMODRIVE6500晶体管PWM 243

第4章机床数控伺服系统 247

1 伺服系统控制方式的分类 247

2机床数控伺服系统 248

2.1伺服系统的特点和要求 249

2.1.1伺服系统的特点 249

2.1.2伺服系统的组成 249

2.1.3对数控机床伺服系统的技术要求 250

2.2.1开环控制 251

2.2数控系统的控制方式 251

2.2.2半开环控制 252

2.2.3闭环控制 253

3开环控制系统设计 253

3.1 开环控制系统的结构和工作 254

原理 254

3.1.1结构 254

3.1.2工作原理 254

3.2开环控制系统的硬件设计 255

3.3提高开环控制系统精度的措施 255

4 闭环控制系统设计 256

4.1 脉冲比较伺服系统的结构和工作原理 256

4.1.1结构 256

4.1.2工作原理 257

4.2相位比较伺服系统的结构和工作 258

原理 258

4.2.1结构 258

4.2.2工作原理 259

4.3幅值比较伺服系统的结构和工作 260

原理 260

4.3.1结构 260

4.3.2工作原理 260

4.4闭环控制系统的硬件设计 261

4.4.1脉冲比较伺服系统的硬件设计 261

4.4.2相位比较伺服系统的硬件设计 261

4.4.3幅值比较伺服系统的硬件设计 261

5 位置检测元件的选择 261

5.1对检测元件的主要要求 262

5.2位置检测元件的选择 262

6放大元件的选择 265

7伺服电动机的选择 267

7.1典型负载的分析与计算 267

7.1.1摩擦负载计算 267

7.1.2惯性负载计算 268

7.1.3转动惯量计算 269

7.1.4等效转动惯量的测定 275

7.1.5负载的综合特性 276

7.1.6伺服电动机的选择 277

7.1.7齿轮传动总传动比和传动级数的选择及传动比分配原则 279

7.1.8 PWM驱动系统动力学计算公式 286

7.1.10伺服系统设计选择电动机示例 288

7.1.9选择电动机的步骤 288

8伺服系统的机械传动系统 295

设计 295

8.1滚珠丝杠传动 296

8.2伺服刚度 297

8.3伺服刚度和机械刚度的失动量 299

8.4移动部件的导轨面 299

8.5控制装置与机械系统的匹配 300

8.6硬伺服和软伺服 301

8.7伺服系统的重复定位误差 302

9 消除齿轮传动系统机械间隙的 308

措施 308

10提高丝杠及其支承的刚度 310

11 弹性环联接 313

11.1弹性环联接的工作原理 313

11.2弹性环联接的特点 313

11.3弹性环联接的结构形式 313

11.5弹性环联接的受力分析 314

11.4弹性环的技术要求 314

11.6胀紧联接套 315

第2篇精密机械技术 325

第1章同步带传动和高速带 325

传动 325

1 同步带传动 325

1.1 同步带的结构、特点和应用 325

1.2同步带的规格 325

1.3同步带带轮 330

1.3.1带轮材料 330

1.3.2带轮制造 330

1.3.3带轮直径、宽度和挡圈尺寸 331

1.3.4同步带轮的技术要求 334

1.4同步带传动的设计计算 334

1.4.1失效形式和设计准则 334

1.4.2同步带传动设计计算步骤 335

1.5 同步带传动的安装和使用要求 337

1.6同步带传动设计实例 339

2 高速带传动 341

2.1高速带传动的类型、特点和 341

应用 341

2.2高速带规格 341

2.3高速带轮 341

2.3.1带轮材料 341

2.3.2带轮结构 341

2.4高速带传动的设计计算步骤 342

2.3.3带轮的技术要求 342

第2章渐开线圆柱齿轮传动的 347

几何计算和强度计算 347

1 渐开线圆柱齿轮基本齿廓和 347

模数系列 347

2 标准渐开线圆柱齿轮传动的 348

几何计算 348

2.1外啮合标准直齿、斜齿（人字齿）圆柱齿轮传动几何计算 348

2.2 内啮合标准直齿、斜齿（人字齿）圆柱齿轮传动几何计算 350

2.3外啮合变位直齿、斜齿（人字齿）圆柱齿轮传动几何计算 353

2.4 内啮合变位直齿、斜齿（人字齿）圆柱齿轮传动几何计算 364

3螺旋圆柱齿轮传动的几何 371

计算 371

4 齿轮与齿条传动的几何 371

计算 371

5 圆柱齿轮传动几何尺寸计算 372

附图及附表 372

5.1重合度ε计算附图 372

5.2变位齿轮传动的分类与比较 374

附表 374

5.3外啮合圆柱齿轮传动选择变位 375

系数的附表及附图 375

5.4限制内齿轮加工顶切的附表 378

5.5限制内齿轮传动轮齿干涉的 382

附表 382

5.6渐开线圆柱齿轮齿厚测量计算的附图及附表 384

5.7变位齿轮计算系数yz、xz、△yz和α′附表 394

5.8渐开线函数invak表 399

6 渐开线圆柱齿轮传动的强度 400

计算 400

6.1 圆柱齿轮传动的作用力计算 400

6.2齿轮传动基本参数的选择 401

6.2.1齿数z 401

6.2.2螺旋角β 401

6.2.3齿宽及齿宽系数ψ 401

6.2.4模数m 401

6.2.5齿数比u 401

6.3主要尺寸的初步确定 401

6.4齿面接触疲劳强度和齿根弯曲 403

疲劳强度校核计算 403

6.4.1计算公式 403

6.4.2 计算式中有关数据及各系数的确定 404

6.5开式齿轮传动的计算特点 416

6.6齿轮材料 416

第3章圆锥齿轮传动的几何 424

尺寸计算和强度 424

计算 424

1 圆锥齿轮传动的分类、特点和 424

应用 424

2 基准齿制 426

3模数 426

4直齿锥齿轮的几何尺寸 427

计算 427

4.1直齿锥齿轮的变位 427

4.1.1切向变位 427

4.1.2径向变位 429

4.2直齿锥齿轮的几何尺寸计算 430

尺寸计算 433

4.3.1轴交角∑=90°的弧齿锥齿轮的几何尺寸计算 433

4.3弧齿锥齿及零度锥齿轮的几何 433

4.3.2零度锥齿轮的几何尺寸计算 437

（∑=90°） 437

5 圆锥齿轮的强度计算 438

5.1 圆锥齿轮传动的作用力计算 438

5.2 圆锥齿轮传动主要尺寸的初步 439

确定 439

5.3齿面接触疲劳强度和齿根弯曲 440

疲劳强度校核计算 440

5.3.1计算公式 440

5.3.2计算式中有关数据及各系数的 441

确定 441

第4章普通圆柱蜗杆传动 448

1 普通圆柱蜗杆传动的类型和 448

特点 448

2普通圆柱蜗杆传动的几何 450

计算（∑=90°） 450

2.1普通圆柱蜗杆的基准齿廓 450

2.2圆柱蜗杆的基本尺寸和参数 450

2.3圆柱蜗杆、蜗轮参数的匹配和 454

标记方法 454

2.4蜗轮变位系数 458

2.5蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 458

计算 458

2.6普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸 458

3 普通圆柱蜗杆传动的强度 461

计算 461

3.1 普通圆柱蜗杆传动的作用力 461

计算 461

3.2普通圆柱蜗杆传动的强度计算和 461

刚度计算 461

3.2.1计算公式 461

3.2.2 计算式中有关数据及各系数的确定 462

3.3蜗杆传动的效率和散热计算 465

3.3.1蜗杆传动效率计算 465

3.3.2散热计算 466

3.4.2制造“人工油涵” 467

3.4实现合理的啮合部位和制造“人工油涵”的措施 467

3.4.1实现合理的啮合部位 467

第5章齿轮传动与蜗杆传动 472

和代号 472

精度 472

1 渐开线圆柱齿轮精度 472

1.1齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义 472

1.2齿轮误差的分类 478

1.2.1按啮合性质分类 478

1.2.2按加工原理分类 478

1.2.3按使用要求分类 478

1.2.4按误差性质分类 478

1.3精度等级及其选择 479

1.3.1齿轮精度等级的划分 479

1.3.2精度等级分级公比 479

1.3.3齿轮精度等级的选择 479

1.3.4齿轮副精度等级的选择 480

1.4公差组的划分 481

1.4.1公差组的划分 481

1.4.2选择公差组中的检验项目应考虑的因素 481

1.4.3国标推荐各公差组的检验项目 482

1.4.4齿轮副的检验与公差 482

1.4.5齿轮副侧隙 484

1.4.6齿坯公差 487

1.4.7图样标注 488

1.4.8齿轮精度数值表 489

1.4.9齿轮误差的关系式 500

2.1.1 小型可编程序控制器SLC— 500

2.1 齿条、齿条副的误差及侧隙的 501

定义和代号 501

2 齿条精度 501

2.2精度等级 505

2.3公差组的划分 505

2.4国标准荐齿条各公差的检验 505

项目 505

2.5齿条副的公差与检验 505

2.6齿条副侧隙 506

2.7齿条精度数值表 506

3锥齿轮精度 509

3.1锥齿轮、齿轮副误差与侧隙的 509

定义和代号 509

3.2精度等级 513

3.3公差组的划分 513

3.4国标推荐齿轮和齿轮副的公差 514

检验项目 514

3.5齿轮副侧隙 514

3.6齿坯公差 514

3.7锥齿轮精度数值表 515

4蜗杆、蜗轮精度 525

4.1蜗杆、蜗轮的误差，蜗杆蜗轮副的误差和侧隙的定义和代号 525

4.2精度等级 531

4.3公差组的划分 532

4.4国标推荐蜗杆、蜗轮公差的检验 532

项目 532

4.5 国标推荐蜗杆副公差的检验 533

项目 533

4.6蜗杆副侧隙 533

4.8蜗杆、蜗轮，蜗杆副的精度数值 534

表 534

4.7齿坯公差 534

第6章谐波齿轮传动 542

1 谐波齿轮传动的组成、工作 542

原理、特点和应用 542

1.1谐波齿轮传动组成 542

1.2谐波齿轮传动的工作原理 542

1.3谐波齿轮传动的特点 543

2谐波齿轮传动的分类 544

3 谐波齿轮减速器的结构简图和 544

运动学计算 544

3.1 单级谐波齿轮传动的结构简图和运动学计算 544

3.2典型双级和复式谐波齿轮传动的 546

结构简图和运动学计算 546

计算 548

4.1 主要啮合参数的选择 548

4 谐波齿轮减速器的几何 548

4.2谐波齿轮传动几何参数和尺寸 549

计算 549

4.3保证谐波齿轮传动正常工作 552

性能的验算条件 552

4.4刀具参数验算项目 554

4.5谐波齿轮传动的侧隙计算 555

5谐波齿轮减速器主要零件的 556

材料和热处理 556

5.1柔轮材料 556

5.2柔轮坯料的加工和热处理 556

5.3刚轮材料 557

5.4凸轮材料 557

5.5抗弯环材料 557

6谐波齿轮传动主要构件的 558

结构形式 558

6.1柔轮结构形式 558

6.2刚轮结构形式 560

6.3波发生器的结构形式 560

7谐波齿轮传动主要零件的 563

几何尺寸 563

8.1谐波齿轮传动比的确定 572

8.2谐波齿轮传动的失效形式和计算 572

准则 572

8谐波齿轮传动的设计计算 572

8.3齿面耐磨计算 573

8.4柔轮疲劳强度计算 573

8.5柔轮筒体的稳定性核算 576

8.6波发生器轴承工作能力计算 576

9.1谐波齿轮传动的刚度特性 577

9.2刚度系数K的计算 577

9谐波齿轮传动的刚度 577

10谐波齿轮减速器的设计 578

例题 578

第7章主轴用的滚动轴承 584

1 对主轴滚动轴承的要求 584

2 主轴常用的滚动轴承及类型 584

选择原则 584

2.1主轴常用的滚动轴承的类型和 584

特点 584

2.2主轴常用的滚动轴承的尺寸和额定负荷 591

2.3滚动体 622

2.4主轴滚动轴承类型选择原则 627

2.5提高主轴滚动轴承性能的措施 628

3主轴组件的几何精度和回转 631

精度 631

3.1通用机床主轴组件几何精度 631

标准 631

选择 633

3.2主轴滚动轴承精度等级及其 633

3.3主轴精度 636

3.4主轴组件的回转精度 637

3.5提高主轴组件精度的措施 638

4.1 滚动轴承疲劳寿命的基本规律 640

寿命 640

4滚动轴承的负荷容量和 640

4.2基本额定动负荷 641

4.3当量动负荷 644

4.4变载情况下的平均当量动负荷 647

Pm 647

4.5角接触向心轴承的负荷计算 647

4.6静不定支承结构的负荷计算 649

4.7基本额定寿命 650

4.8修正的额定寿命 653

4.9基本额定静负荷及当量静负荷 653

4.10滚动轴承极限转速的校核 654

4.11 推力轴承和推力向心轴承的 655

最小轴向载荷 655

4.12滚动轴承负荷容量和寿命计算 655

示例 655

5 滚动轴承支承结构设计 658

5.1轴承配置般形式 659

5.2主轴轴承的合理配置 659

5.3滚动轴承内、外圈的轴向限位 670

5.4主轴滚动轴承轴向限位的典型 686

结构示例 686

5.5滚动轴承的配合 688

6 滚动轴承的预紧 702

6.1滚动轴承的游隙 702

6.2滚动轴承预紧的目的 708

6.3滚动轴承的预紧与发热 709

6.4各类滚动轴承的预紧 710

6.4.1向心轴承的预紧 710

6.4.2角接触球轴承的预紧 713

6.4.3圆锥滚子轴承的预紧 721

6.4.4推力轴承的预紧 721

7滚动轴承的刚度 722

7.1 刚度的定义与测量 722

7.2交叉柔度 723

8主轴组件的刚度 724

8.1 主轴组件静刚度的定义和测量 724

8.2主轴组件刚度的近似估算 724

8.3主轴支承的最佳跨距 725

第8章滚珠丝杠副及其支承 729

1 滚珠丝杠副 729

1.1滚珠丝杠副的运动机理 729

1.3滚珠丝杠副的特点 730

1.2滚珠丝杠副的组成 730

1.4滚珠丝杠副的结构形式和特性 731

1.5滚珠丝杠副代号及编号规则 732

1.6滚珠丝杠副尺寸系列 738

1.7名词术语及代号 746

1.8滚珠丝杠副的精度等级，几何 749

精度和检验 749

1.9国内主要厂（所）滚珠丝杠副型号规格 751

2滚珠丝杠副的支承 791

2.1滚动轴承的选择 791

2.1.1 60°接触角推力角接触球轴承 791

2.1.2双向推力角接触球轴承 793

2.1.3滚针和推力滚子组合轴承 793

2.2滚动轴承的组配方式 793

2.3典型轴端结构和轴承组合元件 793

1.2.2 8位A/D转换器ADC0809/ 808

2.4滚珠丝杠副的支承形式 814

2.5滚珠丝杠副的制动装置 822

3 滚珠丝杠副的计算和选用 826

3.1疲劳寿命计算 826

3.2滚珠丝杠副的临界压缩载荷和 830

临界转速 830

4丝杠运转中由温升引起的 835

轴向位移税及其补偿 835

5预加负荷和摩擦力矩 835

5.1预加负荷的确定 835

5.2摩擦力矩的计算 836

6 进给系统的驱动力矩计算 836

7 滚珠丝杠副的轴向载荷 837

计算 837

8滚珠丝杠副计算示例 838

第9章直线运动滚动支承 843

1 滚动导轨副的特点、要求和 843

应用 843

1.1滚动导轨副的特点 843

1.2对滚动导轨的基本要求 843

1.3滚动导轨的应用 843

2直线运动滚动支承分类 844

2.1滚动体不循环的滚动导轨副 844

2.2滚动体循环的滚动导轨副 847

3.1 国产两种直线导轨副的特点 848

3直线滚动导轨副 848

3.2直线导轨副的尺寸系列 849

3.3直线滚动导轨副的精度和间隙 850

3.4直线滚动导轨的编号规则及 856

含义 856

3.5直线运动滚动支承的疲劳寿命 856

计算 856

3.6直线滚动导轨的安装和组合 865

形式 865

4滚动导轨块 871

4.1滚动导轨块的特点和应用 871

4.2滚动导轨块的结构和尺寸系列 871

4.3滚动导轨块的精度等级 872

4.4滚动导轨块的编号规则及含义 873

4.5滚动导轨块的疲劳寿命计算 874

5滚动花键副 877

5.1滚动花键副的特点 877

5.2滚动花键副的结构与应用 877

5.3滚动花键的尺寸系列 878

5.4滚动花键副的精度等级和回转 880

间隙 880

5.5 滚动花键副的编号规则及含义 881

5.6滚动花键副（凸型）的寿命计算 881

5.7花键轴的临界转速计算 884

5.8花键副的安装 884

6直线运动球轴承及其支座 886

6.1 直线运动球轴承的特点和应用 886

6.2直线运动球轴承的结构和类型 886

6.3直线运动球轴承的尺寸系列 896

6.4直线运动球轴承的精度等级 896

6.5编号规则及含义 896

6.7直线运动球轴承及直线滚动导 898

套副的安装 898

6.6直线运动球轴承的寿命计算 898

第10章常用机械零件的结构 900

和零件图 900

1 常用零件的结构尺寸 900

1.1带轮的结构尺寸 900

1.2链轮的结构尺寸 903

1.3齿轮结构尺寸 910

2 常用机械零件工作图 919

2.1常用零件的技术要求 919

2.2常用零件的工作图例 921

第3篇常用电力电子器件和电路 949

第1章半导体分立元件 949

1 半导体分立元件型号命名 949

方法 949

2晶体二极管 950

2.1二极管的特性及主要参数 950

2.2常用二极管的型号和参数 951

2.2.1整流二极管 951

2.2.2检波二极管 952

2.2.3开关二极管 952

2.2.4普通二极管 953

2.2.5稳压二极管 954

3晶体三极管 958

3.1三极管的符号、结构和外型 958

3.2三极管的特性及工作状态 959

3.3三极管的主要参数 959

3.4部分三极管的型号和参数 960

4场效应管 968

4.1场效应管的分类、特性和主要参数 968

4.2场效应管的型号和主要参数 969

5.1单结晶体管的结构、特性和参数 971

5单结晶体管 971

5.2单结晶体管的型号与参数 972

5.3单结晶体管的应用 973

6 光电半导体器件 973

6.1发光二极管 973

6.1.1发光二极管的型号命名方法 973

6.1.2常用发光二极管的型号和参数 974

6.2光电晶体管 975

6.3光电耦合器 976

第2章半导体集成电路 979

1 半导体集成电路型号的命名 979

方法 979

2.1 TTL集成电路 980

2.2 HTL高阈值双极型集成电路 980

2 常用数字集成电路 980

2.3 MOS场效应集成电路 981

2.3.1 CMOS器件的特点 981

2.3.2CMOS集成电路使用规则 981

2.4常用数字集成电路功能分类 982

3.1概述 996

3.2集成运算放大器的分类及使用 996

标准 996

3 集成运算放大器 996

3.3集成运算放大器的封装形式及 997

引脚捧列 997

3.4国产通用型运算放大器的参数 998

4.1 集成稳压器的型号、分类和 1001

参数 1001

4.1.1 国内外集成稳压器的型号对照 1001

4集成稳压器 1001

4.1.2封装形式及引脚捧列 1002

4.1.3主要参数 1003

4.2 CW7800、CW7900系列三端固 1003

定集成稳压器 1003

4.3三端可调式集成稳压器 1005

4.4多端可调式集成稳压器 1006

4.5 W611、W616集成稳压器 1007

5 电压比较器 1008

5.1 电压比较器的主要参数 1008

5.2 国产电压比较器的品种、型号 1009

和参数 1009

6集成定时器 1010

6.1 集成定时器的参数、外形和功能 1010

6.2定时器的典型应用 1011

6.2.1单稳态触发器 1011

6.2.2施密特触发器 1012

6.2.3多谐振荡器 1012

第3章常用电子电路 1013

1 模拟电路 1013

1.1放大电路 1013

1.1.1 放大电路的功能及主要性能指标 1013

1.1.2基本放大电路 1014

1.1.3差动放大电路 1015

1.1.4功率放大电路 1015

1.1.5多极放大电路 1016

1.2运算放大电路 1017

1.2.1基本运算电路 1017

1.2.2模拟乘法器 1018

1.3.1常用波形发生电路 1020

1.3波形发生电路 1020

1.3.2集成函数发生器应用举例 1022

2 数字电路 1023

2.1逻辑代数 1024

2.2门电路 1024

2.2.1基本逻辑门 1024

2.2.2特殊的门电路 1026

2.3组合电路 1027

2.3.1编码器 1027

2.3.2译码器 1027

2.3.3数值比较器 1028

2.3.4全加器 1029

2.4双稳态触发器 1029

2.5.1计数器的分类 1030

2.5计数器 1030

2.5.2部分计数器的功能介绍 1031

2.5.3计数器的应用 1033

2.5.4计数器的主要参数 1034

2.6寄存器和移位寄存器 1035

2.6.1寄存器 1035

2.6.2移位寄存器 1035

2.6.3寄存器的使用 1035

2.7时序电路的设计 1036

3 实用电路举例 1038

第4章电力电子器件 1048

1 概述 1048

2整流二极管 1052

2.1普通整流二极管 1052

2.2快速恢复二极管 1053

2.4二极管模块 1054

2.3肖特基二极管 1054

3.1普通晶闸管 1056

3 晶闸管 1056

3.2快速晶闸管 1061

3.3逆导晶闸管 1062

3.4双向晶闸管 1063

3.5光控晶闸管 1065

3.6 门极可关断晶闸管（GTO） 1066

4 功率晶体管（GTR） 1078

4.1基本特性 1078

4.2极限参数 1079

4.3特性参数 1080

4.4功率晶体管应用中的若干问题 1084

4.5基极驱动电路 1087

5.1基本工作原理 1092

5 功率场控晶体管 1092

5.2静态特性与参数 1093

5.3动态特性与参数 1096

5.4栅极驱动电路 1101

5.5应用中的注意事项 1104

5.6应用举例 1105

6.1基本工作原理 1108

6 绝缘栅极晶体管（IGBT） 1108

6.2静态与动态特性 1109

6.3擎住效应与安全工作区 1112

6.4门极驱动 1115

6.5 IGBT的保护及应用 1117

6.6 IGBT驱动器 1120

7.1品种的选择 1123

7 电力电子器件的选用原则 1123

7.2器件电压选择 1124

7.3电流等级的选择 1124

第5章数控伺服系统控制 1125

电路 1125

1 数控机床控制系统的组成 1125

2 开环控制系统的主要控制 1126

电路 1126

3 闭环控制系统的主要控制 1131

电路 1131

第4篇检测系统和传感器 1140

第1章检测系统 1140

1 检测系统的组成 1140

2检测系统的基本特性 1141

2.1静态特性 1141

2.1.1线性度 1141

2.1.2灵敏度 1142

2.1.3滞后 1142

2.2动态特性 1142

2.2.1传递函数与频响函数 1143

2.2.2动态特性分析 1145

第2章传感器 1151

1传感器分类 1151

1.1按变换原理分类 1151

1.1.1参量型传感器 1151

1.1.2发电型传感器 1151

1.2按检测的对象分类 1152

1.3按输出信号的形式分类 1152

1.3.1二值型传感器 1152

1.3.2模拟型传感器 1152

1.3.3数字型传感器 1152

2对传感器的基本要求和发展 1153

趋势 1153

3机械量检测传感器 1154

3.1位置检测传感器 1154

3.1.1接触开关 1154

3.1.2接近开关 1155

3.2位移与角度传感器 1155

3.2.1模拟式 1155

3.2.2数字式 1166

3.3速度传感器 1174

3.3.1测速发电机 1174

3.3.2脉冲发生器 1178

3.4力与压力传感器 1178

3.4.1电阻应变式传感器 1178

3.4.2压电式测力传感器 1185

第3章传感器的接口与信号 1187

调理 1187

1.1运算放大器 1188

1信号放大器 1188

1.2仪用放大器 1190

1.3隔离放大器 1190

2 滤波器 1190

2.1模拟滤波器 1191

2.2数字滤波器 1193

3.1模拟线性化 1195

3 非线性校正 1195

3.2数字线性化 1197

第5篇微机控制 1199

第1章微机控制常用控制 1199

算法 1199

1 直接数字控制算法 1199

1.1 PID控制算法的数字化 1199

1.1.1 PID基本控制算法 1200

1.1.2非标准型PID控制算法 1201

1.1.3 PID参数整定 1201

1.2微型机控制系统的离散化设计 1204

方法 1204

1.2.1最少拍无差伺服系统设计 1205

1.2.2最少拍无波纹伺服系统设计 1205

2 数字程序控制算法 1207

2.1逐点比较插补法 1207

2.1.1逐点比较法直线插补 1207

2.1.2逐点比较法圆弧插补 1208

2.2.1数字积分法直线插补 1210

2.2数字积分器插补法 1210

2.2.2数字积分法圆弧插补 1212

第2章可编程序控制器（PC） 1214

1 可编程序控制器基础 1214

1.1可编程序控制器定义 1214

1.2可编程序控制器的特点 1214

1.3 可编程序控制器适用场合 1215

1.4可编程序控制器基本结构 1216

1.4.1总体结构 1216

1.4.2 CPU模块 1216

1.4.3开关量I/O模块 1218

1.4.4模拟量I/O模块 1219

1.4.5机架及扩展机架 1220

1.4.7编程器、编程软件及编程语言 1221

1.4.6电源 1221

1.4.8远程I/O 1223

1.4.9可编程序控制器联网 1224

1.4.10工业图形组态软件 1225

1.5可编程序控制器监控程序 1226

1.5.1监控程序主要数据结构 1226

1.5.2监控程序流程 1228

2 可编程序控制器产品介绍 1228

2.1 美国A-B公司SLC—500及 1228

PLC—5系列PC 1228

2.1.1.1 固定式可编程序控制器 1228

系列 1228

2.1.1.2 SLC—500模块式可编程序 1230

控制器 1230

2.1.2 1785 PLC—5可编程序控制器 1237

2.2美国MODICON公司984系列 1246

可编程序控制器 1246

2.2.1 984系列CPU模块 1247

2.2.2 800系列I/O模块 1249

2.2.3软件和编程器 1250

2.3德国西门子S5—U系列可编程 1250

序控制器 1250

2.3.1 S5—100U 1250

2.3.2 S5—101U 1252

2.3.3 S5—115U 1252

2.3.4 S5—135U和S5—150U 1254

程序控制器 1255

2.4.1 C20技术指标 1255

2.4.2 C20P技术指标 1255

2.4 日本OMR（ON公司C系列可编 1255

2.4.3 C28P技术指标 1256

2.4.4 C40P技术指标 1256

2.4.5 C60P技术指标 1256

2.4.6 C120技术指标 1256

2.4.8 C200H技术指标 1257

2.4.9 C1000H技术指标 1257

2.4.7 C500技术指标 1257

2.4.10 C2000H技术指标 1258

3 可编程序控制器应用系统 1258

设计 1258

3.1初步分析工艺和控制器选型 1258

3.2可编程序控制器的初步选型 1259

设计 1260

3.3详细分析工艺做出系统的初步 1260

3.4签定可编程序控制器定货合同 1261

3.5系统的详细设计 1261

3.6编程 1261

3.7模拟调试 1262

3.8现场安装及调试 1262

3.9系统开通、试运行、项目验收 1262

第3章控制系统用微型计算 1263

机 1263

1 Z80单板计算机 1263

1.1 Z80单板计算机的主要技术 1263

特性 1263

1.2 TP801—Z80单板机结构和原理 1263

1.2.1 TP801—Z80单板机结构 1263

1.2.3 I/O接口 1266

1.2.2 TP801—Z80单板机存储器 1266

2 16位单板微计算机 1267

2.1 16位单板微计算机的主要性能 1267

2.2 MFT 88/98 16位单板机 1268

2.2.1 MFT 88/98基本配置 1268

2.2.2 MFT 88/98系统硬件结构 1268

2.2.3 MFT 88/98软件配置 1268

3.1 MCS—48系列单片微计算机 1270

3.1.1 MCS—48系列单片微计算机的 1270

性能 1270

3.1.2 MCS—48引脚及其功能 1270

3 8位单片微计算机 1270

3.1.3 MCS—48内部结构 1272

3.1.4 MCS—48存储器空间分配 1274

3.1.5 MCS—48指令系统 1274

3.2MCS—51系列单片微计算机 1278

3.2.1 MCS—51系列单片微计算机的 1278

性能 1278

3.2.2 MCS—51引脚及其功能 1278

3.2.3 MCS—51内部结构 1281

3.2.4 MCS—51存储器空间分配 1281

3.2.5 MCS—51定时器／计数器 1285

3.2.6 MCS—51串行I/O口 1287

3.2.7 MCS—51的中断系统 1288

3.2.8 MCS—51指令系统 1289

3.3 Z8系列单片微计算机 1289

3.3.1 Z8系列单片微计算机的特点 1289

3.3.2 Z8外部和内部结构 1296

3.3.3 Z8存储器空间分配 1297

3.3.4 Z8 I/O端口 1298

3.3.5 Z8定时器／计数器 1299

3.3.6 Z8指令系统 1300

3.4 MC6801和MC6805系列单片 1303

微计算机 1303

3.4.1 MC6801系列 1303

3.4.2 MC6805系列 1305

4 MCS—96系列16位单片 1311

微计算机 1311

4.1 MCS—96系列主要性能特点 1311

4.2 MCS—96的引脚与结构 1311

4.2.1引脚 1311

4.2.2结构 1316

4.3 MCS—96存储器空间 1316

4.3.1内部RAM空间 1316

4.3.2专用寄存器功能 1316

4.4 MCS—96BH型的芯片功能配置 1319

寄存器CCR 1319

4.5中断系统 1319

4.6高速输入输出部件HSIO和定 1320

时器 1320

4.7 A/D转换器和脉宽调制器 1322

4.8串行I/O口 1324

4.9输入／输出口 1325

4.10监视定时器WDT和系统复位 1326

4.10.1监视定时器WDT 1326

4.10.2系统复位 1326

4.11 MCS—96指令系统 1327

4.11.1数据类型 1327

4.11.2程序状态字PSW 1328

4.11.3指令系统 1328

1 D/A与A/D转换器及其 1334

接口 1334

1.1 D/A转换器及其接口 1334

1.1.1 8位D/A转换器DAC0832 1334

第4章微机接口技术 1334

1.1.2 12位D/A转换器DAC1210 1337

1.2 A/D转换器及其接口 1339

1.2.1 A/D转换器的主要技术指标与参数 1341

1.2.3 12位A/D转换器AD574A 1343

2.1.1引脚与内部结构 1349

2.1可编程并行接口8255A 1349

2 常用并行接口 1349

2.1.2控制字 1351

2.1.3 8255A接口技术 1352

2.2可编程并行接口8155 1353

2.2.1引脚与内部结构 1353

2.2.2 8155的RAM和I/O地址编码 1354

2.2.3 8155工作方式与基本操作 1354

2.2.4 8155接口方法 1357

3 串行数据通信接口 1358

3.1通信协议 1358

3.1.1起止式异步通信协议 1358

3.1.2面向字符的同步协议 1359

3.2 EIA—RS—232C异步通信接口 1359

标准 1359

3.2.1连接器标准 1359

3.2.2信号电平标准 1360

3.3通信接口 1361

4 显示器与打印机及其接口 1361

4.1显示器及其接口 1361

4.1.1 LED显示器及其接口 1361

4.1.2 LCD显示器及其接口 1365

4.2.1打印机 1368

4.2打印机接口技术 1368

4.2.2打印机接口 1371

第5章微型计算机控制系统 1373

设计 1373

1 概述 1373

2微型机控制系统的设计步骤 1373

和方法 1373

2.1 确定系统总体方案 1373

2.3选择微型计算机 1374

2.2确定控制算法 1374

2.4系统硬件设计 1376

2.5系统软件设计 1377

2.6控制系统的调试 1377

3微机控制系统设计举例 1378

3.1 测控对象及系统设计要求 1378

3.2被测量参数的计算方法和原始 1379

技术数据 1379

3.3测控系统总体方案设计 1379

3.3.1微处理器的选择 1379

3.3.2显示方案的选择 1380

3.3.3 I/O接口扩充方案选择 1380

3.4测控系统硬件设计 1380

3.4.1程序存储器扩展 1381

3.4.2 I/O接口和数据存储器的扩充 1381

3.4.3显示电路设计 1382

3.4.4键盘输入电路设计 1383

3.4.5测量码盘脉冲输入电路设计 1384

3.4.6输入开关控制电路设计 1384

3.4.7输出控制电路 1384

3.5测控系统软件设计 1385

3.5.1数据处理 1385

3.5.2主程序设计 1387

3.5.3中断服务程序设计 1388

主要参考文献 1390

2.3.1 PMM8713/PMM8723/PMM 8714

2.3.2 PMM8713/PMM8723/PMM 8714

2.3.3 PMM8713/PMM8723/PMM 8714

2.3.4 PMM8713/PMM8723/PMM 8714

2.3.5 PMM8713/PMM8723/PMM 8714

2.3.6 PMM8723/PMM8713/PMM 8714

2.3.8 PMM8713/PMM8723/PMM 8714

2.4 PMM8713/PMM8714/PMM 8723