機電系統(tǒng)設計

前言
第1章 緒論1
1.1 機電一體化的基本含義1
1.1.1 機電一體化的定義1
1.1.2 機電一體化的關鍵技術2
1.2 機電一體化系統(tǒng)功能構成及評價3
1.2.1 從仿生學角度認識機電一體化五大要素3
1.2.2 機電一體化系統(tǒng)的功能構成4
1.2.3 機電一體化系統(tǒng)的評價5
1.3 機電一體化產(chǎn)品的分類及技術特點6
1.3.1 機電一體化技術發(fā)展歷程6
1.3.2 機電一體化產(chǎn)品演化過程6
1.3.3 機電一體化技術設計原理7
1.4 機電一體化技術發(fā)展趨勢8
習題9
第2章 伺服驅(qū)動執(zhí)行裝置10
2.1 概述10
2.1.1 伺服驅(qū)動執(zhí)行裝置及其分類10
2.1.2 動力驅(qū)動裝置的特點11
2.1.3 動力驅(qū)動裝置的性能12
2.1.4 動力驅(qū)動裝置的應用12
2.1.5 新型動力驅(qū)動裝置12
2.2 電動執(zhí)行裝置13
2.2.1 直流伺服電動機13
2.2.2 交流伺服電動機17
2.2.3 步進電動機24
2.2.4 直線電動機24
2.3 液壓執(zhí)行裝置及伺服系統(tǒng)28
2.3.1 液壓系統(tǒng)28
2.3.2 液壓缸29
2.3.3 液壓馬達29
2.3.4 液壓伺服閥的工作原理31
2.3.5 電液伺服系統(tǒng)35
2.3.6 電液比例控制39
2.4 氣動執(zhí)行裝置及伺服系統(tǒng)41
2.4.1 氣動系統(tǒng)41
2.4.2 氣馬達42
2.4.3 氣缸42
2.4.4 氣動比例/伺服控制閥45
2.4.5 電-氣比例伺服回路48
習題51
第3章 精密機械傳動技術52
3.1 精密機械傳動總則52
3.2 同步帶傳動52
3.2.1 同步帶傳動原理52
3.2.2 同步帶結(jié)構53
3.2.3 同步帶傳動分類和傳動特點53
3.3 齒輪傳動系統(tǒng)與傳動比54
3.3.1 佳總傳動比54
3.3.2 總傳動比分配56
3.4 少齒差行星齒輪傳動60
3.4.1 少齒差行星齒輪傳動的結(jié)構60
3.4.2 少齒差行星齒輪傳動的結(jié)構和原理60
3.4.3 少齒差行星齒輪傳動的幾種形式及傳動特點60
3.5 諧波齒輪傳動61
3.5.1 組成和工作原理61
3.5.2 諧波齒輪傳動基本構件的結(jié)構和材料62
3.5.3 諧波齒輪傳動的主要特點63
3.6 RV減速器64
3.6.1 基本結(jié)構64
3.6.2 變速原理65
3.6.3 RV減速器的主要特點68
3.7 滾珠螺旋傳動68
3.7.1 滾珠絲杠副的傳動原理68
3.7.2 滾珠螺旋傳動的典型結(jié)構和類型69
3.7.3 滾珠螺旋傳動特點71
3.7.4 滾珠絲杠的支承結(jié)構形式71
3.8 精密直線導軌73
3.8.1 直線滾珠導軌73
3.8.2 燕尾導軌75
習題76
第4章 半導體變流技術78
4.1 晶閘管78
4.1.1 晶閘管的結(jié)構78
4.1.2 晶閘管的工作原理79
4.2 晶閘管的觸發(fā)電路79
4.2.1 晶閘管對觸發(fā)電路的要求79
4.2.2 晶閘管的觸發(fā)電路80
4.3 單相可控整流電路82
4.3.1 單相半波可控整流電路82
4.3.2 單相橋式半控整流電路88
4.3.3 單相橋式全控整流電路92
4.4 三相可控整流電路98
4.4.1 三相半波可控整流電路98
4.4.2 三相橋式全控整流電路103
習題108
第5章 伺服控制技術110
5.1 閉環(huán)控制與開環(huán)控制110
5.1.1 開環(huán)控制系統(tǒng)110
5.1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)111
5.1.3 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較111
5.2 閉環(huán)伺服系統(tǒng)性能分析112
5.2.1 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)學描述112
5.2.2 典型伺服進給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析116
5.2.3 典型伺服進給系統(tǒng)的動態(tài)過程分析118
5.3 位置隨動系統(tǒng)分析120
5.3.1 對位置伺服系統(tǒng)的基本要求120
5.3.2 位置隨動系統(tǒng)常用的控制方式123
5.3.3 檢測信號反饋比較方式126
習題132
第6章 傳感檢測技術133
6.1 檢測的概念133
6.1.1 檢測系統(tǒng)的組成133
6.1.2 信號的傳輸與處理134
6.2 傳感器的組成和分類134
6.2.1 傳感器的組成134
6.2.2 傳感器的分類135
6.3 位移檢測傳感器135
6.3.1 電阻式位移傳感器135
6.3.2 電感式位移傳感器137
6.3.3 電容式位移傳感器137
6.3.4 光柵式位移傳感器138
6.3.5 超聲波傳感器141
6.4 速度和加速度的測量141
6.4.1 電磁式速度傳感器142
6.4.2 激光測速傳感器143
6.4.3 測速發(fā)電機143
6.4.4 利用相關法的速度傳感器144
6.4.5 壓電式加速度傳感器144
6.5 力和力矩的測量145
6.5.1 電阻應變片145
6.5.2 壓電元件146
6.6 檢測信號的處理方法147
6.6.1 模擬信號處理147
6.6.2 數(shù)字信號處理148
6.6.3 零位誤差和增益誤差的補償150
習題150
第7章 步進伺服驅(qū)動技術151
7.1 步進電動機的結(jié)構及工作原理151
7.1.1 反應式步進電動機151
7.1.2 永磁式步進電動機157
7.1.3 混合式步進電動機157
7.2 步進電動機的運行特性160
7.2.1 步進電動機的靜態(tài)特性160
7.2.2 步進電動機的動態(tài)特性162
7.3 步進電動機的驅(qū)動與控制166
7.3.1 環(huán)形脈沖分配器167
7.3.2 功率放大器168
習題176
第8章 直流伺服驅(qū)動技術177
8.1 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)177
8.1.1 機電系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速控制的要求及調(diào)速指標177