《机电一体化系统设计手册》求取 ⇩

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 （145

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PWM243

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z401

6.2.2螺旋角β401

6.2.3齿宽及齿宽系数ψ401

6.2.4模数m401

6.2.5齿数比u401

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z2458

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

Pm647

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/O1223

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PC1228

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—100U1250

2.3.2 S5—101U1252

2.3.3 S5—115U1252

2.3.4 S5—135U和S5—150U1254

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CCR1319

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WDT1326

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PSW1328

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DAC08321334

第4章微机接口技术1334

1.1.2 12位D/A转换器DAC12101337

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AD574A1343

2.1.1引脚与内部结构1349

2.1可编程并行接口8255A1349

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81551353

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/PMM8714

2.3.2 PMM8713/PMM8723/PMM8714

2.3.3 PMM8713/PMM8723/PMM8714

2.3.4 PMM8713/PMM8723/PMM8714

2.3.5 PMM8713/PMM8723/PMM8714

2.3.6 PMM8723/PMM8713/PMM8714

2.3.8 PMM8713/PMM8723/PMM8714

2.4 PMM8713/PMM8714/PMM8723