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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