第一章 绪论 1
第一节 机电设备 1
一、机电设备的分类 1
二、机电设备的发展阶段 2
第二节 机电一体化系统概念 2
一、机电一体化系统的构成 3
二、机电一体化技术特征 3
三、机电一体化系统设计的特点 4
第三节 机电一体化技术的分类及相关技术 4
一、生产过程的机电一体化 4
二、机电产品的机电一体化 5
三、机电一体化的相关技术 5
第四节 机电一体化系统的规划和设计 6
一、机电一体化系统设计方法 6
二、机电一体化系统设计流程 6
习题 7
第二章 机电一体化机械系统的设计 8
第一节 机电一体化系统的传动链 8
一、机电一体化机械系统的三大结构 8
二、机电一体化机械系统的功能和设计要求 9
三、常用机械传动机构的性能特点 10
第二节 齿轮传动系统设计 13
一、通用齿轮传动系统 13
二、谐波齿轮传动 19
第三节 同步带传动系统设计 22
一、同步带传动 22
二、同步带的设计计算 24
第四节 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 29
一、螺旋传动 29
二、滚珠丝杠副的选择方法 32
三、滚珠丝杠副的设计计算 32
第五节 支承与导向机构的设计 36
一、导轨副 36
二、机座或机架 38
习题 40
第三章 机电控制系统的传感与执行元件 42
第一节 机电控制系统常用传感器及其特点 42
一、线位移检测传感器 42
二、角位移检测传感器及转速传感器 45
三、接近传感器与超声波距离传感器 49
第二节 机电系统常用执行元件的类型及特点 49
一、电气执行元件 50
二、液压与气动执行元件 51
三、新型执行装置 52
四、执行装置的比较和选用 52
第三节 步进电机 53
一、步进电机基础 53
二、步进电机的性能指标 55
三、步进电机驱动电源 58
四、步进电机的计算与选型 61
五、步进电机的速度控制 67
六、步进电机控制系统设计举例 69
第四节 直流伺服电机及其驱动 72
一、直流伺服电机原理、特点与控制特性 72
二、直流伺服电机的驱动——晶闸管直流驱动（SCR） 74
三、直流伺服电机的驱动——晶体管脉宽调制驱动（PWM） 75
四、直流伺服电机种类与选用 76
第五节 交流伺服电机 77
一、交流伺服电机类型 77
二、交流电机的调速原理和调速类型 78
三、交流电机的变频调速 79
四、永磁交流同步电机与其他各类电机特点比较 84
五、交流伺服电机的选择 87
第六节 液压与气动执行元件 88
一、液压传动、气压传动的组成及功能 88
二、液压传动——液压执行器 88
三、气动传动——气动执行器 91
习题 93
第四章 机电系统的电气控制 95
第一节 常用低压电器 95
一、刀开关 95
二、按钮 96
三、行程开关 97
四、组合开关 97
五、接近开关 97
六、熔断器 98
七、继电器 98
八、接触器 103
九、低压断路器 104
第二节 电气控制系统与电气控制系统图 106
一、电气控制系统图 106
二、电气控制图的画法规则 106
第三节 继电器接触器控制电路的分析与设计 109
一、电气控制线路分析 109
二、基本的控制线路 111
三、异步电动机基本的控制线路 117
第四节 典型继电器接触器电气控制系统 124
一、车床的主要结构与运动分析 124
二、车床的电力拖动形式及控制要求 124
三、车床的电气控制线路分析 125
习题 126
第五章 可编程控制器简介 128
第一节 可编程控制器基础 128
一、可编程控制器名称的演变 128
二、可编程控制器的工作原理 128
三、可编程控制器（PLC）的主要功能和特点 131
第二节 西门子可编程控制器（PLC）基本指令 132
一、西门子硬件及模块构成 132
二、西门子S7-200PLC编程指令 135
三、西门子PLC基本指令系统 137
四、西门子PLC控制系统指令 156
第三节 三菱可编程控制器（PLC）基本指令 160
一、三菱PLC的基本编程元件 161
二、三菱PLC基本编程指令简介 163
第四节 PLC程序设计方法 172
一、PLC梯形图的规则 172
二、梯形图程序编制技巧 172
三、PLC程序结构 173
四、传统PLC程序设计方法 174
五、新型PLC程序设计方法 175
习题 183
第六章 机电控制系统接口技术 185
第一节 嵌入式系统简介 185
一、嵌入式系统 185
二、嵌入式处理器 185
三、嵌入式系统开发中编程语言的选择 188
四、三种常用的8位单片机介绍及性能比较 189
第二节 单片机外围设备扩展技术 203
一、人机接口技术 204
二、电机驱动接口技术 217
三、模拟信号输入／输出通道接口技术 221
第三节 并行通信与串行通信 230
一、并行通信 230
二、串行通信 230
第四节 总线技术与工业现场总线 231
一、总线技术 231
二、工业现场总线介绍 231
习题 233
第七章 机电产品设计实例分析 234
第一节 洗衣机 234
一、洗衣机类型 234
二、简单电器控制的洗衣机机械结构、控制系统和工作原理 235
三、电脑控制全自动洗衣机机械结构、控制系统和工作原理 237
第二节 模拟产品装配线的教学生产线 243
一、模拟产品装配线概述 243
二、加盖单元介绍 246
三、分拣单元介绍 248
习题 257
参考文献 258