机电系统设计

前言
第1章 绪论1
1.1 机电一体化的基本含义1
1.1.1 机电一体化的定义1
1.1.2 机电一体化的关键技术2
1.2 机电一体化系统功能构成及评价3
1.2.1 从仿生学角度认识机电一体化五大要素3
1.2.2 机电一体化系统的功能构成4
1.2.3 机电一体化系统的评价5
1.3 机电一体化产品的分类及技术特点6
1.3.1 机电一体化技术发展历程6
1.3.2 机电一体化产品演化过程6
1.3.3 机电一体化技术设计原理7
1.4 机电一体化技术发展趋势8
习题9
第2章 伺服驱动执行装置10
2.1 概述10
2.1.1 伺服驱动执行装置及其分类10
2.1.2 动力驱动装置的特点11
2.1.3 动力驱动装置的性能12
2.1.4 动力驱动装置的应用12
2.1.5 新型动力驱动装置12
2.2 电动执行装置13
2.2.1 直流伺服电动机13
2.2.2 交流伺服电动机17
2.2.3 步进电动机24
2.2.4 直线电动机24
2.3 液压执行装置及伺服系统28
2.3.1 液压系统28
2.3.2 液压缸29
2.3.3 液压马达29
2.3.4 液压伺服阀的工作原理31
2.3.5 电液伺服系统35
2.3.6 电液比例控制39
2.4 气动执行装置及伺服系统41
2.4.1 气动系统41
2.4.2 气马达42
2.4.3 气缸42
2.4.4 气动比例/伺服控制阀45
2.4.5 电-气比例伺服回路48
习题51
第3章 精密机械传动技术52
3.1 精密机械传动总则52
3.2 同步带传动52
3.2.1 同步带传动原理52
3.2.2 同步带结构53
3.2.3 同步带传动分类和传动特点53
3.3 齿轮传动系统与传动比54
3.3.1 佳总传动比54
3.3.2 总传动比分配56
3.4 少齿差行星齿轮传动60
3.4.1 少齿差行星齿轮传动的结构60
3.4.2 少齿差行星齿轮传动的结构和原理60
3.4.3 少齿差行星齿轮传动的几种形式及传动特点60
3.5 谐波齿轮传动61
3.5.1 组成和工作原理61
3.5.2 谐波齿轮传动基本构件的结构和材料62
3.5.3 谐波齿轮传动的主要特点63
3.6 RV减速器64
3.6.1 基本结构64
3.6.2 变速原理65
3.6.3 RV减速器的主要特点68
3.7 滚珠螺旋传动68
3.7.1 滚珠丝杠副的传动原理68
3.7.2 滚珠螺旋传动的典型结构和类型69
3.7.3 滚珠螺旋传动特点71
3.7.4 滚珠丝杠的支承结构形式71
3.8 精密直线导轨73
3.8.1 直线滚珠导轨73
3.8.2 燕尾导轨75
习题76
第4章 半导体变流技术78
4.1 晶闸管78
4.1.1 晶闸管的结构78
4.1.2 晶闸管的工作原理79
4.2 晶闸管的触发电路79
4.2.1 晶闸管对触发电路的要求79
4.2.2 晶闸管的触发电路80
4.3 单相可控整流电路82
4.3.1 单相半波可控整流电路82
4.3.2 单相桥式半控整流电路88
4.3.3 单相桥式全控整流电路92
4.4 三相可控整流电路98
4.4.1 三相半波可控整流电路98
4.4.2 三相桥式全控整流电路103
习题108
第5章 伺服控制技术110
5.1 闭环控制与开环控制110
5.1.1 开环控制系统110
5.1.2 闭环控制系统111
5.1.3 开环控制系统与闭环控制系统的比较111
5.2 闭环伺服系统性能分析112
5.2.1 闭环伺服系统的数学描述112
5.2.2 典型伺服进给系统的稳态分析116
5.2.3 典型伺服进给系统的动态过程分析118
5.3 位置随动系统分析120
5.3.1 对位置伺服系统的基本要求120
5.3.2 位置随动系统常用的控制方式123
5.3.3 检测信号反馈比较方式126
习题132
第6章 传感检测技术133
6.1 检测的概念133
6.1.1 检测系统的组成133
6.1.2 信号的传输与处理134
6.2 传感器的组成和分类134
6.2.1 传感器的组成134
6.2.2 传感器的分类135
6.3 位移检测传感器135
6.3.1 电阻式位移传感器135
6.3.2 电感式位移传感器137
6.3.3 电容式位移传感器137
6.3.4 光栅式位移传感器138
6.3.5 超声波传感器141
6.4 速度和加速度的测量141
6.4.1 电磁式速度传感器142
6.4.2 激光测速传感器143
6.4.3 测速发电机143
6.4.4 利用相关法的速度传感器144
6.4.5 压电式加速度传感器144
6.5 力和力矩的测量145
6.5.1 电阻应变片145
6.5.2 压电元件146
6.6 检测信号的处理方法147
6.6.1 模拟信号处理147
6.6.2 数字信号处理148
6.6.3 零位误差和增益误差的补偿150
习题150
第7章 步进伺服驱动技术151
7.1 步进电动机的结构及工作原理151
7.1.1 反应式步进电动机151
7.1.2 永磁式步进电动机157
7.1.3 混合式步进电动机157
7.2 步进电动机的运行特性160
7.2.1 步进电动机的静态特性160
7.2.2 步进电动机的动态特性162
7.3 步进电动机的驱动与控制166
7.3.1 环形脉冲分配器167
7.3.2 功率放大器168
习题176
第8章 直流伺服驱动技术177
8.1 单闭环直流调速系统177
8.1.1 机电系统对转速控制的要求及调速指标177