现代机械设计手册·单行本：机电系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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秦大同，谢里阳 编

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• 机械设计
• 机电系统
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• 机械工程
• 自动化
• 工业设计
• 单行本
• 参考书
• 现代工程

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122163271

版次：1

商品编码：11201986

包装：平装

丛书名： 现代机械设计手册:单行本

开本：16开

出版时间：2013-03-01

页数：909

内容简介

　　《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》主要介绍了光电一体化系统设计基储传感检测系统设计、伺服系统设计、机械系统设计、微机控制系统设计、接口设计、光电一体化系统设计实例；低压电器、单片机、可编程控制器、变频器、工控机、数控程序；常用驱动电动机、控制电动机、信号电动机与微型电动机等。
　　《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考。

目录

第1章光机电一体化系统设计基础

1．1光机电一体化的定义、特点和发展趋势3

1．2光机电一体化基本构成要素4

1．2．1系统构成4

1．2．2技术构成5

1．2．3系统分类及特征7

1．3光机电一体化产品的设计方法8

1．3．1光机电一体化系统主要的分析方法8

1．3．1．1系统的解耦与耦合8

1．3．1．2系统设计公理9

1．3．1．3单元化设计原理12

1．3．1．4光机电一体化系统的结构层次12

1．3．1．5光机电一体化系统的基本分析14

1．3．2模块化设计方法17

1．3．3柔性化设计方法17

1．3．4取代设计方法18

1．3．5融合设计方法18

1．3．6优化设计方法18

1．3．7人�不�系统设计方法19

1．3．8光机电一体化系统艺术造型设计方法19

1．3．9可靠性设计方法20

1．3．10系统安全性设计方法22

1．4光机电一体化系统总体设计23

1．4．1光机电一体化产品的需求分析23

1．4．2光机电一体化系统设计技术参数与技术指标制定方法24

1．4．3光机电一体化系统原理方案设计24

1．4．4光机电一体化系统结构方案设计26

1．4．4．1系统结构方案设计的程序26

1．4．4．2系统结构方案设计的基本原则27

1．4．5光机电一体化系统总体布局设计28

1．4．6总体准确度分析与设计28

1．5光机电一体化系统设计流程28

第2章传感检测系统设计

2．1传感检测系统31

2．1．1传感检测系统的概念与特点31

2．1．2传感检测系统的结构与组成31

2．1．2．1非电量的特征31

2．1．2．2传感检测系统的结构32

2．1．2．3传感检测系统的硬件组成34

2．1．2．4传感检测系统的软件组成34

2．1．3传感器信号的处理35

2．1．4信号传输35

2．2传感器及其应用36

2．2．1传感器的组成与分类36

2．2．2传感器的主要性能指标36

2．2．3各种用途的常用传感器37

2．2．4基于各种工作原理的常用传感器41

2．2．4．1电阻式传感器41

2．2．4．2电容式传感器46

2．2．4．3电感传感器49

2．2．4．4压电传感器56

2．2．4．5磁电传感器61

2．2．4．6霍尔式传感器62

2．2．4．7光纤传感器66

2．2．4．8激光式传感器71

2．2．4．9数字式传感器76

2．2．5传感器的选用80

2．3模拟信号检测系统设计81

2．3．1模拟信号检测系统的组成81

2．3．2基本转换电路82

2．3．3信号放大电路84

2．3．4信号调制与解调87

2．3．5滤波电路88

2．3．6电平转换电路90

2．3．7采样�脖３值缏�90

2．3．8运算电路90

2．3．9A/D转换电路93

2．3．10数字信号的预处理94

2．3．11抗干扰设计99

2．4数字信号检测系统设计101

2．4．1数字信号检测系统的组成101

2．4．2编码器及光栅信号的电子细分方法102

2．5现代传感检测技术的新发展107

2．6典型传感系统设计应用实例和检测装置109

2．6．1CX300型数控车铣加工中心传感检测系统设计实例109

2．6．2飞锯检测系统设计实例110

第3章伺服系统设计

3．1伺服系统113

3．2伺服系统的基本要求和设计方法113

3．2．1伺服系统的基本要求113

3．2．2伺服系统的设计步骤114

3．3伺服系统执行元件及其控制114

3．3．1执行元件种类和特点114

3．3．2电气执行元件115

3．3．2．1直流伺服电动机及其驱动115

3．3．2．2交流伺服电动机及其驱动117

3．3．2．3松下MINAS A4伺服型号意义及参数119

3．3．2．4步进电动机127

3．3．2．5步进电动机驱动装置设计129

3．3．3液压执行机构131

3．3．4气动执行装置131

3．3．5新型执行装置132

3．3．6电液伺服阀132

3．3．7电液比例阀133

3．3．8电液数字阀133

3．4执行电机的选择及设计134

3．4．1交流电动机调速方式134

3．4．2交流变频调速器135

3．5开环控制伺服系统及其设计136

3．6闭环伺服系统设计137

3．7数字伺服系统的设计138

第4章机械系统设计

4．1光机电一体化机械系统的基本要求和组成140

4．2机械传动机构设计141

4．2．1机械传动机构的分类及选用141

4．2．1．1机械传动机构的分类141

4．2．1．2机械传动机构的选用142

4．2．2传动因素分析143

4．2．3 滚珠丝杠传动设计与选用144

4．2．3．1滚珠丝杠副基础资料144

4．2．3．2滚珠丝杠副的主要尺寸和精度等级151

4．2．3．3滚珠丝杠副的选择设计计算及典型产品155

4．2．4其他传动机构166

4．2．4．1齿轮传动166

4．2．4．2挠性传动171

4．2．4．3间歇传动172

4．3机械导向机构设计174

4．4机械执行机构设计179

4．4．1执行机构分析179

4．4．1．1主要性能指标179

4．4．1．2系统的品质182

4．4．1．3能量转换接口185

4．4．2微动机构187

4．4．3误差补偿机构191

4．4．4定位机构193

4．4．5设计实例194

4．4．5．1数控机床动力卡盘与回转刀架194

4．4．5．2工业机器人末端执行器197

4．5支撑系统和机架设计199

4．5．1轴系设计的基本要求及类型199

4．5．2机架的基本要求及结构设计要点201

第5章微机控制系统设计

5．1微机控制系统的基本组成与分类205

5．1．1微机控制系统的基本组成205

5．1．1．1微机控制系统的硬件组成205

5．1．1．2微机控制系统的软件组成206

5．1．2微机控制系统的分类206

5．2微机控制系统设计的方法和步骤207

5．2．1模拟化设计方法和步骤207

5．2．1．1模拟化设计思想207

5．2．1．2香农采样定理207

5．2．1．3模拟化设计步骤208

5．2．1．4数字PID控制系统设计209

5．2．2离散化设计方法和步骤212

5．3微机控制系统的数学模型212

5．3．1差分方程212

5．3．1．1差分的概念和差分方程212

5．3．1．2差分方程的求解方法213

5．3．2Z传递函数213

5．3．2．1基本概念213

5．3．2．2开环系统的脉冲传递函数213

5．4微机控制系统分析215

5．4．1线性离散系统的时域响应分析215

5．4．2离散系统的稳定性分析216

5．4．2．1Z平面内的稳定条件216

5．4．2．2S平面与Z平面之间的映射关系216

5．4．2．3稳定判据217

5．4．3离散系统的稳态误差217

5．4．4离散系统的暂态性能218

5．4．4．1闭环极点与暂态分量的关系218

5．4．4．2离散系统暂态性能的估算219

5．4．5离散系统的根轨迹分析法220

5．4．5．1Z平面上的根轨迹220

5．4．5．2用根轨迹法分析离散系统222

5．4．6离散系统的频率法222

5．5典型微机控制系统及设计应用实例223

5．5．1基于工业控制计算机的微机控制系统223

5．5．1．1系统结构和特点223

5．5．1．2工控组态软件223

5．5．2基于单片机的微机控制系统223

5．5．3基于可编程控制器的微机控制系统223

第6章接 口 设 计

6．1接口设计基本方法和接口芯片225

6．1．1接口设计与分析的基本方法225

6．1．2常用的接口芯片225

6．2人机接口电路设计225

6．2．1人机接口电路类型与特点225

6．2．2输入接口电路设计226

6．2．3输出接口电路设计227

6．3机电接口电路设计237

6．3．1机电接口电路类型与特点237

6．3．2信号采集通道接口中的A／D转换接口电路设计237

6．3．3控制量输出通道中的D／A转换接口电路设计239

6．3．4控制量输出通道中的功率接口电路设计241

6．3．4．1PWM整流电路241

6．3．4．2光耦合器驱动接口设计243

6．3．4．3继电器245

第7章设 计 实 例

7．1数控车床的改造249

7．1．1数控车床的改造方案组成框图249

7．1．2机械结构改造设计方案249

7．1．3数控车床计算机控制系统改造硬件设计252

7．1．4数控车床计算机控制系统改造软件设计257

7．2工业机器人的机电一体化设计257

7．2．1工业机器人的组成与分类257

7．2．2SCARA型装配机器人系统设计257

7．2．3BJDP��1型机器人设计262

7．2．4缆索并联机器人设计266

7．3无人搬运车（AGV）系统设计270

7．3．1无人搬运车系统（AGVS）270

7．3．2无人搬运车的引导方式和结构273

7．3．2．1无人搬运车的引导方式273

7．3．2．2无人搬运车的结构274

7．3．3典型的无人搬运车276

7．3．3．1瑞典AGV电子有限公司的产品276

7．3．3．2美国AGV产品有限公司的产品278

7．4信函连续作业自动处理系统设计281

7．4．1信函自动处理流水线282

7．4．1．1信函自动处理流水线的组成282

7．4．1．2信函自动处理的前提条件283

7．4．2信函分类机283

7．4．3缓冲储存器285

7．4．4理信盖销机287

7．4．5信函分拣机290

7．4．5．1信函分拣的同步入格控制290

7．4．5．2条形码及光学条码自动识别290

7．4．5．3光学文字自动识别293



参考文献298

第1章低 压 电 器

1．1低压电器分类及型号说明303

1．1．1低压电器的分类303

1．1．2低压电器型号表示方法303

1．1．3低压电器选型的一般原则304

1．2熔断器304

1．2．1熔断器的分类及结构原理304

1．2．2熔断器的主要技术参数304

1．2．3常用熔断器的型号及适用场合304

1．2．4常用熔断器的主要技术参数306

1．2．5熔断器的选用原则及应用场合313

1．3接触器313

1．3．1接触器的分类及结构原理313

1．3．1．1分类313

1．3．1．2结构原理313

1．3．2接触器的主要技术参数313

1．3．3常用接触器型号及应用场合314

1．3．4常用接触器的主要技术参数319

1．3．4．1NC系列接触器性能参数319

1．3．4．2CJX系列性能参数322

1．3．4．3CJ系列323

1．3．4．4LC1、LC2性能参数325

1．3．4．53TF、3TS、3TD主要技术参数327

1．3．4．6CZ0性能参数329

1．3．4．7接触器附件330

1．3．5接触器的选用原则及应用场合333

1．3．5．1接触器的使用类别333

1．3．5．2接触器的选用333

1．4继电器334

1．4．1分类及用途334

1．4．2主要技术参数334

1．4．3常用控制继电器的型号及应用场合335

1．4．4常用控制继电器的主要技术参数337

1．4．4．1DY系列主要性能参数337

1．4．4．2JY、JL系列主要性能参数338

1．4．4．3DL系列主要性能参数339

1．4．4．4MY1JAC、MY2JAC主要性能参数340

1．4．4．5MY1JDC、MY2JDC主要性能参数340

1．4．4．6LYJ系列性能指标341

1．4．4．7LY1JDC、LY2JDC主要性能参数343

1．4．4．8中间继电器345

1．4．5热过载继电器345

1．4．5．1热继电器的主要技术参数345

1．4．5．2常用热继电器的型号及适用场合345

1．4．5．3主要技术参数346

1．4．6时间继电器352

1．4．6．1常用时间继电器型号及适用场合352

1．4．6．2晶体管式、数显式、数字式、电子式时间继电器主要技术参数355

1．4．7其他形式的继电器359

1．4．7．1其他形式继电器的型号及适用场合359

1．4．7．2温度监控继电器360

1．4．7．33UG46速度监控继电器360

1．4．7．4闭锁式继电器362

1．4．7．5G2R功率继电器363

1．4．7．6G4Q棘轮继电器364

1．4．7．7G9B步进继电器单元364

1．4．7．8JGC系列固态继电器365

1．4．8继电器的选用366

1．5开关366

1．5．1自动开关（断路器）366

1．5．1．1自动开关的类型366

1．5．1．2自动开关的主要技术参数366

1．5．1．3自动开关的型号及适用场合367

1．5．1．4常用框架式自动开关的主要技术参数372

1．5．1．5常用塑料外壳式自动开关的主要技术参数378

1．5．1．6常用真空式断路器自动开关的主要技术参数384

1．5．1．7常用限流式断路器自动开关的主要技术参数385

1．5．1．8常用漏电保护式断路器自动开关的主要技术参数387

1．5．1．9常用小型断路器自动开关的主要技术参数390

1．5．1．10自动开关的选用原则392

1．5．2刀开关392

1．5．2．1刀开关的类型、用途及特点392

1．5．2．2常用开启式刀开关技术参数393

1．5．2．3电动式大电流刀开关技术参数394

1．5．2．4熔断器式刀开关技术参数395

1．5．2．5低压户外刀开关技术参数395

1．5．2．6刀开关的选用原则395

1．5．3隔离开关396

1．5．3．1隔离开关的类型、用途及主要技术参数396

1．5．3．2常用隔离开关的主要技术参数397

1．5．3．3隔离开关的选用原则400

1．5．4负荷开关400

1．5．4．1负荷开关的种类特点及主要技术参数400

1．5．4．2常用负荷开关的主要技术参数401

1．5．4．3负荷开关的选用原则401

1．5．5组合开关402

1．5．5．1组合开关的类型特点及主要技术参数402

1．5．5．2常用组合开关的主要参数403

1．5．5．3组合开关选用原则406

1．5．6转换开关406

1．5．6．1转换开关的类型特点及技术参数406

1．5．6．2常用转换开关的主要技术参数409

1．5．6．3转换开关的选用414

1．5．7行程开关414

1．5．7．1行程开关的类型、特点及技术参数414

1．5．7．2行程开关的主要性能参数417

1．5．7．3行程开关的选用原则425

1．5．8微动开关425

1．5．9限位开关430

1．5．10接近开关435

1．5．11光电开关441

1．5．12倒顺开关446

1．5．13脚踏开关446

1．6按钮及指示灯446

1．6．1按钮及指示灯的分类及用途446

1．6．2常用按钮及指示灯的主要技术参数447

1．6．3常用按钮及指示灯型号及应用场合447

1．6．4常用产品的主要技术参数453

1．6．4．1NP系列的主要性能参数453

1．6．4．2LA系列的主要性能参数455

1．6．4．3A3、A16系列的主要性能参数456

1．6．4．4A22系列的主要性能参数457

1．6．4．5信号灯及灯柱的主要性能参数459

1．6．5按钮开关的选用原则463

1．7电源463

1．7．1稳压电源463

1．7．1．1TSD系列挂壁式交流稳压电源463

1．7．1．2NPS系列智能型净化交流稳压电源463

1．7．1．3SVC系列高精度、全自动、三相交流稳压电源463

1．7．1．4DBW�睯W、SBW�睯W系列微机控制无触点补偿式交流稳压器463

1．7．1．5DBW、SBW系列全自动补偿式电力稳压器463

1．7．2开关电源468

1．7．3模块电源471

1．7．4逆变电源473

1．7．4．1NNB系列逆变电源473

1．7．4．2UPS不间断电源473

1．7．5电源的选用原则473

1．8其他473

1．8．1保护类电器473

1．8．1．1BP系列频敏变阻器473

1．8．1．2启动器475

1．8．1．3电机综合保护器480

1．8．2操作屏482

1．8．3接线端子483

1．8．4变压器485

1．8．5互感器488

1．8．6电磁铁491

第2章单片机

2．1单片机分类及应用494

2．1．1单片机分类494

2．1．2单片机应用494

2．2基本硬件结构495

2．2．1基本组成495

2．2．2硬件结构495

2．2．3主要特点496

2．3指令系统496

2．3．1单片机的编程方法与一般规则496

2．3．2指令系统496

2．4常用单片机主要技术参数规格496

2．4．1MCS��51系列496

2．4．2AVR单片机502

2．4．3Freescale单片机504

2．4．4PIC单片机507

2．4．5NXP单片机514

2．5选用原则及应用场合517

2．5．1选用原则517

2．5．2应用场合517

2．6应用举例517

2．6．1单片机应用系统设计步骤518

2．6．2单片机应用系统设计举例518

2．6．2．1背景518

2．6．2．2设计要求518

2．6．2．3设计过程518

第3章可编程控制器（PLC）

3．1基本结构原理520

3．1．1可编程控制器的基本结构520

3．1．2可编程控制器的工作原理521

3．1．3可编程控制器的特点和分类522

3．1．3．1特点522

3．1．3．2分类523

3．2指令系统524

3．2．1PLC的编程方法与一般规则524

3．2．2指令系统525

3．2．2．1PLC基本指令525

3．2．2．2PLC的功能指令526

3．3常用PLC规格和技术参数528

3．3．1欧姆龙PLC529

3．3．1．1微型机529

3．3．1．2小型机536

3．3．2西门子PLC537

3．3．3三菱PLC541

3．3．4松下PLC546

3．3．5台达PLC555

3．4选用原则及应用场合559

3．4．1选用原则559

3．4．1．１机型的选择559

3．4．1．２输入／输出的选择560

3．4．1．３ＰＬＣ存储器类型及容量选择562

3．4．1．４软件选择562

3．4．1．５支撑技术条件的考虑562

3．4．1．６ＰＬＣ的环境适应性562

3．4．2应用场合563

3．5应用举例563

第3章变频器

4．1变频器的分类、组成和结构原理570

4．1．1变频器的分类570

4．1．2变频器的组成570

4．1．3变频器的结构原理571

4．1．4变频器的主要特点572

4．2常用变频器技术参数、规格572

4．2．1VFD系列产品的技术参数、规格572

4．2．2ATV系列产品的技术参数、规格576

4．2．3CDI系列产品的技术参数、规格581

4．2．4MM系列产品的技术参数、规格583

4．2．5OMRON系列产品的技术参数、规格586

4．2．6Panasonic系列产品的技术参数、规格588

4．2．7安川系列产品的技术参数、规格591

4．3选用原则及应用场合594

4．3．1选用原则594

4．3．2应用场合594

4．4应用举例——MM440变频调速系统在铣床上的应用596

第5章工控机

5．1基本结构原理598

5．1．1组成598

5．1．2基本结构598

5．1．3主要特点599

5．1．4工控机分类599

5．2常用工控机主要技术参数、规格600

5．2．1研华工控机600

5．2．2研祥工控机604

5．3数据输入输出板卡及模块619

5．3．1研华板卡及模块620

5．3．2研祥板卡及模块628

5．4选用原则及应用场合633

5．4．1选用原则633

5．4．2应用场合634

5．5应用举例635

5．5．1试验器的主要技术要求635

5．5．2试验器主要技术环节的实现方法635

5．5．3液压和气压控制系统简介636

5．5．4试验器电气系统硬件部分637

5．5．5试验器电气系统软件部分639

5．5．5．1系统软件环境639

5．5．5．2软件主要功能639

第6章数 控 系 统

6．1数控系统基本原理641

6．1．1数控系统的定义641

6．1．2数控系统的组成641

6．1．3数控系统的分类641

6．1．4数控机床基本结构原理642

6．1．5CNC系统的构成643

6．1．6CNC系统的功能644

6．1．7程序组成648

6．1．8数控系统的新技术648

6．2常用数控系统技术参数规格650

6．2．1FANUC数控系统650

6．2．2西门子数控系统652

6．2．3Num系列数控系统653

6．2．4三菱主流数控系统653

6．2．5广州数控系统654

6．2．6凯恩帝数控系统654

6．2．7成都广泰数控系统655

6．2．8华中数控系统655

6．2．9南京华兴部分数控系统656

6．2．10国内其他部分数控系统657

6．2．11安川伺服驱动器658

6．3数控伺服系统的选择661

6．3．1数控伺服系统选择的基本原则661

6．3．2数控系统的选配661

6．4大型数控落地镗铣床的系统改造实例663

6．4．1改造方案的选择663

6．4．2系统接口信号的处理663

6．4．3新系统的调整665



参考文献666

第1章常用驱动电动机

1．1电动机的分类、特性和用途669

1．1．1电动机的分类669

1．1．2电动机产品型号669

1．1．3电动机的结构及安装型式669

1．1．4电动机外壳防护等级分类672

1．1．5电动机冷却方法（IC代码）672

1．1．6电动机的工作方式分类672

1．1．7电动机的工作定额673

1．1．8常用电动机的特点及用途676

1．2电动机的选择方法及功率计算680

1．2．1电动机的种类选择680

1．2．2电动机型式的选择680

1．2．3额定电压的选择681

1．2．4额定转速的选择681

1．2．5额定功率的选择与计算681

1．2．5．1长期工作制时电动机功率选择681

1．2．5．2短时工作制电动机功率选择684

1．2．5．3周期断续工作方式电动机额定功率选择685

1．2．5．4选择电动机功率的统计法685

1．2．5．5调速电动机的功率选择686

1．2．6带冲击负载对电动机额定功率选择的影响686

1．2．7驱动电动机的功率计算实例687

1．3常用驱动电动机规格689

1．3．1一般异步电动机规格及技术参数689

1．3．1．1Y系列（IP44）三相异步电动机689

1．3．1．2Y系列（IP23）三相异步电动机697

1．3．1．3Y2系列（IP54）三相异步电动机700

1．3．1．4Y3系列（IP55）三相异步电动机710

1．3．1．5M2QA、QAL系列三相异步电动机720

1．3．1．61LG0系列三相异步电动机728

1．3．1．7YR系列绕线转子三相异步电动机734

1．3．1．8YH系列高转差率三相异步电动机738

1．3．1．9YX系列高效率三相异步电动机742

1．3．1．10YEJ 系列电磁制动三相异步电动机743

1．3．2变速异步电动机规格及技术参数746

1．3．2．1YD系列（IP44）变极多速三相异步电动机746

1．3．2．2YCT、YCTD系列电磁调速三相异步电动机756

1．3．2．3YVP(IP44)系列变频调速三相异步电动机760

1．3．2．4QABP变频调速三相异步电动机764

1．3．3YZ、YZR系列起重及冶金用三相异步电动机766

1．3．4防爆异步电动机770

1．3．4．1YB2系列隔爆型三相异步电动机770

1．3．4．2YA系列增安型三相异步电动机775

1．3．5YZO系列振动源三相异步电动机780

1．3．6小型盘式制动电动机783

1．3．7小功率异步电动机786

1．3．8单相异步电动机791

1．3．8．1YL系列单相双值电容异步电动机791

1．3．8．2YBDC2系列隔爆型电容启动单相异步电动机794

1．3．9Z4系列直流电动机798

1．3．10电动机滑轨811

第2章控制电动机

2．1步进电动机814

2．1．1常用步进电动机的类型、特点及用途814

2．1．2步进电动机的参数及其选择814

2．1．3步进电动机的计算与选型815

2．1．3．1步进电动机的选型原则815

2．1．3．2步进电动机选型的计算公式815

2．1．3．3步进电动机的初选817

2．1．3．4步进电动机的性能校核817

2．1．3．5步进电动机的选型步骤817

2．1．3．6步进电动机选型实例817

2．1．4常用步进电动机的技术特性818

2．1．4．1步进电动机的型号标注方法818

2．1．4．2BYG系列两相混合式步进电动机818

2．1．4．3BYG系列三相混合式步进电动机827

2．1．4．4BYG系列五相混合式步进电动机831

2．1．4．5KINCO系列两相、三相混合式步进电动机834

2．1．4．6VRDM系列三相混合式步进电动机838

2．1．4．7BY系列微型永磁式步进电动机840

2．2直流伺服电动机843

2．2．1直流伺服电动机简介843

2．2．2直流伺服电动机的类型及选用原则843

2．2．3常用直流伺服电动机的技术特性844

2．2．3．1BL系列无刷直流电动机及驱动器844

2．2．3．2FBL系列无刷直流电动机846

2．2．3．3SY系列有刷直流伺服电动机849

2．2．3．4SZ系列有刷直流伺服电动机851

2．3交流伺服电动机859

2．3．1交流伺服电动机简介859

2．3．2交流伺服电动机的选择原则与容量计算859

2．3．2．1交流伺服电动机容量选择的基本原则859

2．3．2．2伺服电动机容量选择实例860

2．3．3常用交流伺服电动机的技术特性861

2．3．3．1MINAS A4系列交流伺服电动机861

2．3．3．2SIGMA Ⅱ系列交流伺服电动机874

2．3．3．3GS系列交流伺服电动机880

2．3．3．4GK6系列交流永磁同步伺服电动机883

2．4直线电动机889

2．4．1概述889

2．4．2直线电动机的分类890

2．4．3常用直线感应电动机的技术数据与外形尺寸890

2．4．3．1LMAC直线感应电动机系列890

2．4．3．2LMPY系列圆筒型直线感应电动机891

第3章信号电动机与微型电动机

3．1测速发电机895

3．1．1测速发电机简介895

3．1．2直流测速发电机895

3．1．2．1CY系列永磁直流测速发电机895

3．1．2．2CYB系列带温度补偿永磁直流测速发电机897

3．1．2．3CYD型永磁低速直流测速发电机899

3．1．3CK系列交流测速发电机900

3．2ZY型永磁微型直流电动机901

附录主要控制电动机生产企业汇总

参考文献909 

前言/序言

　　《现代机械设计手册》是化学工业出版社顺应现代机械设计时代发展要求而精心策划的大型出版项目，旨在将传统设计和现代设计有机结合，即结构设计、传动设计和控制设计有机融合，力求体现“内容权威、凸显现代、实用可靠、简明便查”的特色。
　　《现代机械设计手册》自2011年3月出版以来，赢得了广大机械设计工作者的青睐和好评，荣获2011年全国优秀畅销书和2012年中国机械工业科学技术奖。广大读者在给予《现代机械设计手册》充分肯定的同时，也指出了《现代机械设计手册》装帧厚重，不便携带和翻阅。为了给读者提供篇幅较小、便携便查、定价低廉、针对性更强的实用性工具书，根据读者的反映和建议，我们在深入调研的基础上，推出《现代机械设计手册》单行本。
　　单行本保留了《现代机械设计手册》的优势和特色，结合机械设计人员工作细分的实际状况，从设计工作的实际出发，将原来的6卷33篇进行合并、删减，重新整合为16个分册，分别为：《机械制图及精度设计》、《零部件结构设计与禁忌》、《常用机械工程材料》、《连接件与紧固件》、《轴及其连接件设计》、《轴承》、《机架、导轨及机械振动设计》、《弹簧设计》、《机构设计》、《机械传动设计》、《润滑与密封设计》、《液力传动设计》、《液压传动与控制设计》、《气压传动与控制设计》、《机电系统设计》、《疲劳强度与可靠性设计》。
　　《现代机械设计手册》单行本，是为了适应机械设计行业发展和广大读者的需要而编辑出版的，将与《现代机械设计手册》（6卷本）一起，成为机械设计工作者、工程技术人员和广大读者的良师益友。
　　化学工业出版社

《机电系统设计：整合创新与前沿实践》 简介： 本书深入探讨了现代机电系统设计的核心理念、关键技术与前沿应用。在工业自动化、智能制造以及智能化产品日益普及的今天，高效、可靠且集成了机械、电子、信息技术于一体的机电系统已成为推动技术进步和社会发展的基石。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，解析机电系统从概念提出、需求分析到方案设计、集成实现的全过程，并重点关注当前行业发展的新趋势与挑战。 内容概述： 本书共分为几个主要部分，旨在系统性地构建读者对机电系统设计的认知框架。 第一部分：机电系统设计基础理论与方法 机电系统概述与发展历程： 追溯机电系统从早期概念到如今复杂集成的演变，阐述其在不同行业中的应用范畴，如工业机器人、数控机床、航空航航天设备、医疗器械、汽车电子等。 需求分析与系统建模： 详细介绍如何进行准确的需求分析，提取关键功能与性能指标。重点阐述系统建模的方法，包括功能建模、结构建模、行为建模等，强调模型在后续设计中的指导作用。 系统集成技术： 深入剖析机电系统集成的挑战与关键技术，包括不同领域（机械、电子、控制、软件）的接口设计、兼容性处理、协同优化等。介绍常用的集成框架与工具。 可靠性与安全性设计： 探讨机电系统在设计过程中如何考虑可靠性与安全性。涵盖故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、冗余设计、容错技术以及相关的安全标准与认证要求。 第二部分：核心技术详解与工程实践 机械设计优化与先进制造： 关注机电系统中机械部分的先进设计理念。包括轻量化设计、仿生设计、拓扑优化等技术。同时，介绍增材制造（3D打印）、精密加工等先进制造技术在机电部件制造中的应用与优势。 电子元器件与嵌入式系统设计： 详细阐述机电系统中电子部分的构成与设计要点。包括传感器、执行器、微控制器（MCU）、FPGA等关键元器件的选择与应用。重点介绍嵌入式系统设计，包括硬件选型、软件开发流程、实时操作系统（RTOS）的应用以及硬件-软件协同设计。 控制系统理论与应用： 深入讲解机电系统中的控制理论。从经典控制理论（PID控制、状态空间方法）到现代控制理论（鲁棒控制、自适应控制、最优控制），并结合实际应用场景，如伺服系统、机器人运动控制、自动化生产线协调控制等。 通信协议与网络集成： 探讨机电系统内部及与外部环境的通信机制。介绍工业以太网（Ethernet/IP, Profinet）、CAN总线、RS-485等现场总线技术，以及MQTT、OPC UA等物联网通信协议在机电系统互联中的应用。 第三部分：智能化与未来发展 人工智能与机器学习在机电系统中的应用： 探索人工智能（AI）和机器学习（ML）如何赋能机电系统。包括基于AI的故障诊断与预测性维护、智能路径规划、自适应控制策略、以及人机交互的优化等。 物联网（IoT）与工业4.0： 结合物联网技术，阐述机电系统如何融入工业4.0的智能制造生态。重点关注数据的采集、传输、分析以及基于大数据的决策支持，实现生产过程的智能化与柔性化。 数字孪生技术： 介绍数字孪生（Digital Twin）的概念及其在机电系统设计、模拟、运行和维护中的重要作用，实现虚拟与现实的深度融合。 人机工程学与用户体验设计： 强调在机电系统设计中融入人机工程学原理，关注用户交互的便捷性、舒适性和安全性，提升产品的整体用户体验。 绿色设计与可持续发展： 关注机电系统在生命周期内的环境影响，探讨节能减排、材料选择、可回收性设计等绿色设计理念，推动机电系统的可持续发展。 本书特色： 本书集理论性、实践性、前沿性于一体。通过丰富的案例分析和工程实例，将抽象的设计理论与具体的工程问题相结合，帮助读者理解并掌握机电系统设计的核心技术。同时，本书紧跟行业发展步伐，重点关注人工智能、物联网、数字孪生等新兴技术在机电系统设计中的应用，为读者提供了面向未来的设计思路与解决方案。无论是机械工程师、电子工程师、控制工程师，还是从事自动化、智能化产品研发的专业人士，本书都将是您不可或缺的参考宝典。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》这本书最大的优点在于它的“全面性”和“实用性”。它不仅仅是一本理论书籍，更像是一本“百宝箱”，里面汇集了机电系统设计中几乎所有的关键要素。我特别欣赏书中关于“标准件”和“常用模块”选型的章节。书中详细列举了各种通用电机、传感器、执行器、控制器等，并提供了详细的规格参数、性能特点和选型建议。这对于我们在实际设计中，能够快速准确地选择合适的元器件，节省了大量查阅资料的时间。而且，书中还对不同类型元器件的优缺点进行了详细的对比分析，帮助我们做出最优的权衡。我正在负责一个非标自动化设备的开发项目，其中涉及到一个复杂的运动控制系统，这本书中的相关章节，特别是关于伺服系统和步进电机的选型、配置和调试的内容，为我提供了非常有价值的参考，让我能够高效地完成设计任务。此外，书中关于“安全性设计”和“法规标准”的章节也引起了我的高度重视，这对于我们设计符合行业规范、保障人身安全的产品至关重要。这本书的出版，为广大机电工程师提供了一个极其宝贵的资源库，让我们可以更加高效、自信地完成各种设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一位长期从事技术产品研发的管理人员，对于《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》这本书，我更多的关注点在于它如何赋能我的团队，提升我们的整体设计能力。从管理者的角度来看，这本书最大的价值在于它能够为团队提供一个统一的技术基准和设计框架。书中对机电系统设计流程、关键技术节点以及常用方法论进行了清晰的梳理，这有助于团队成员在项目开发过程中，能够保持步调一致，减少沟通成本。我尤其欣赏书中关于“项目管理”和“设计评审”的章节。书中提出了一些行之有效的项目管理方法，以及在设计过程中如何进行有效的评审，这对于提高项目成功率、规避风险非常有帮助。此外，书中对“创新设计”和“未来趋势”的展望，也为我们团队的研发方向提供了重要的启示。例如，书中关于人工智能在机电系统中的应用，以及柔性制造、个性化定制等前沿话题的讨论，都激发了我们团队的创新思维，促使我们不断探索新的技术方向。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于如何系统化、专业化地开展机电系统研发的管理指南，对于提升团队的整体竞争力具有重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

我是一位从事了十几年机械设计的老工程师了，接触过很多关于机械设计类的书籍，但《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》这本书给我带来了耳目一新的感觉。它不像一些传统手册那样陈旧，而是紧密结合了当前机电一体化技术的发展趋势，内容非常具有前瞻性。我特别喜欢它对嵌入式系统在机械设计中应用的讲解，比如如何选择合适的微控制器，如何进行固件开发，以及如何将嵌入式系统与机械结构进行高效集成，这部分内容对于提升机械产品的智能化水平和功能性有着指导性的意义。书中还涉及到了很多关于网络通信和分布式控制的章节，这对于构建复杂的机电系统，实现设备间的协同工作非常有帮助。例如，关于CAN总线、Ethernet/IP等工业通信协议的介绍，以及如何利用这些协议进行数据交换和远程监控，这些都是当前工业自动化领域的核心技术。我正在负责一个大型自动化生产线的升级项目，其中涉及到大量的传感器和执行器的集成，以及复杂的控制逻辑，这本书中的相关章节为我提供了很多宝贵的思路和解决方案。特别是关于系统鲁棒性和可靠性设计的论述，让我意识到了在复杂环境下保证系统稳定运行的重要性，并从中学习到了一些提高系统可靠性的有效方法。总的来说，这本书是一部非常扎实的专业著作，内容更新及时，理论与实践结合紧密，对于想要深入了解和掌握机电系统设计技术的工程师来说，是一本不可多得的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚毕业，正在努力适应工作岗位的机械工程师。《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》这本书，简直就是为我这样的小白量身定做的！它以一种非常友好的方式，将原本可能显得枯燥的理论知识变得生动有趣。书中的内容涵盖了机电系统设计的方方面面，从基础的机械传动、动力源选择，到复杂的电子元器件、控制算法，再到软件编程和系统集成，几乎无所不包。我特别喜欢书中大量的图例和示意图，它们能够形象地展示复杂的结构和工作原理，让我更容易理解。例如，书中在讲解各种减速器的结构和应用时，配有非常清晰的剖视图和动画示意，让我一下子就能明白它们是如何工作的。我尝试着按照书中的步骤，对一个简单的机械臂进行设计，发现书中的指导非常到位，从零件的选型到装配的顺序，都有详细的说明。而且，书中还提供了很多实用的设计技巧和注意事项，这些都是在学校里学不到的宝贵经验。它不仅教会了我“怎么做”，更重要的是教会了我“为什么这么做”，让我能够举一反三。这本书让我对机电一体化设计这个领域充满了兴趣和信心，我相信它将成为我职业生涯中不可或缺的学习伙伴。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我购买《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》纯粹是抱着试一试的心态，但阅读之后，我发现它远超我的预期。这本书的价值在于它能够帮助读者建立一种系统性的设计思维。在当今科技飞速发展的时代，单一的机械、电子或控制知识已经远远不够，机电一体化设计强调的是跨学科的融合。这本书正是抓住了这一核心，从宏观到微观，系统地阐述了如何将机械、电子、信息技术等有机地结合起来，创造出更具智能、更高效的机电设备。我特别欣赏书中关于人机交互设计的讨论，这部分内容在很多机械设计手册中都被忽略了，但实际上，一个好的机电产品，良好的用户体验是至关重要的。书中关于界面设计、操作流程优化等方面的建议，都非常有启发性。此外，书中对产品生命周期设计和绿色制造的理念也有所涉及，这让我意识到，在设计过程中，不仅仅要考虑功能实现，还要兼顾到可持续发展和社会责任。这本书的出版，无疑为那些希望在机电一体化领域不断深造和创新的工程师们提供了一个非常宝贵的参考平台。它不仅是一本技术手册，更是一本关于未来设计理念的启示录。

评分☆☆☆☆☆

这本《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》我刚入手没几天，迫不及待地翻看了前几章，感觉内容非常丰富，而且讲解得相当透彻。书的编排逻辑清晰，从最基础的原理讲起，然后逐步深入到复杂的系统集成。我特别欣赏它在理论讲解之后，紧接着给出的实际案例分析，这对于我们这些实际工作中需要解决问题的工程师来说，简直是雪中送炭。书中对各种传感器、执行器、控制器的工作原理和选型原则都有详尽的介绍，并且还对比了不同方案的优缺点，这为我们做出最优决策提供了坚实的依据。我尤其关注其中关于运动控制的部分，书中对伺服系统、步进电机等进行了深入的剖析，包括它们的动态响应、精度控制以及如何进行系统参数的优化，这些内容对于提升机械设备的自动化水平至关重要。而且，手册的插图和图表运用得恰到好处，很多复杂的概念通过图形化的方式呈现出来，大大降低了理解的难度。我尝试着按照书中的方法，对一个现有的设备进行改造，发现书中提到的很多方法都非常实用，能够直接应用于实际的工程问题。虽然我还没完全读完，但初步的感受是，这本书绝对是一本值得推荐的工具书，无论是对于在校的学生，还是在职的工程师，都能从中获益匪浅。它不仅仅是一本理论书籍，更像是一位经验丰富的导师，能够指导我们在机电系统设计的道路上少走弯路。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初入机电设计领域的研究生，对于《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》这本书，我只能用“惊喜”来形容。它就像一座宝库，让我快速地建立起对机电系统设计的整体认知。书中的内容组织非常合理，从基础概念到高级应用，循序渐进。我特别喜欢它在讲解每个模块时，都会给出清晰的框图和流程图，帮助我理解各个部分之间的逻辑关系。例如，在讲解自动控制系统时，书中不仅介绍了PID控制，还延伸到了更复杂的模糊控制、自适应控制等，并结合实际案例进行了说明，这让我对控制理论有了更深入的认识。书中的“案例分析”部分更是我的最爱，通过分析具体的工程项目，让我看到了理论知识是如何转化为实际产品的。比如，书中对某款智能机器人的设计过程进行了剖析，包括它的运动控制、感知系统、人机交互等，这让我对如何将不同的技术模块有机结合起来有了更直观的理解。而且，这本书的语言风格也非常易于理解，避免了过于晦涩的专业术语，即使是初学者也能较快地掌握其中的内容。我尝试着根据书中的指导，设计了一个简单的DIY项目，结果非常成功，这极大地增强了我学习和研究的信心。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事工业自动化设备开发的工程师，我深知机电系统设计的重要性。《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》这本书，可以说是我近年来阅读过的最实用、最全面的相关书籍之一。它不仅仅罗列了各种技术和参数，更重要的是，它深入浅出地讲解了设计思想和方法论。我尤其对书中关于可靠性设计和故障排除的章节印象深刻。书中列举了大量实际案例，分析了不同故障的根本原因，并提供了相应的预防和解决措施。这对于我们一线工程师来说，能够极大地提高工作效率，减少不必要的返工和损失。书中关于电磁兼容性（EMC）设计的讲解也十分到位，这在复杂机电系统中是一个非常关键的问题，但往往容易被忽视。书中详细介绍了EMC设计的基本原则、测试方法以及常用的抑制技术，为我们构建低干扰、高稳定性的系统提供了有力的指导。我正在负责一个高精度自动化设备的研发项目，其中涉及大量的传感器和高速运动部件，这本书中的相关章节为我提供了很多关键性的设计参考，帮助我规避了很多潜在的风险。这本书的价值在于它能够帮助读者从“知其然”上升到“知其所以然”，真正掌握机电系统设计的精髓。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都在寻找一本能够全面、深入地介绍机电系统设计的权威性著作，直到我看到了《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》。这本书的结构设计非常出色，它将庞杂的机电系统设计知识体系化、条理化地呈现出来。我非常喜欢书中关于系统集成和协同设计的论述。在实际的机电系统开发中，如何将各个子系统（如机械结构、电气驱动、控制系统、人机界面等）有效地整合在一起，是一个巨大的挑战。本书通过详细的步骤和方法，指导读者如何进行系统需求分析、架构设计、接口定义以及集成测试，这对于我们保证项目的整体质量和效率至关重要。书中对嵌入式系统在机电一体化中的应用也进行了深入的探讨，包括硬件选型、软件开发、实时操作系统应用等方面，这些内容对于提升机械设备的智能化水平和实现复杂功能非常有帮助。我尤其关注书中关于物联网（IoT）与机电系统结合的部分，这代表了未来工业发展的重要方向。书中对如何实现设备的数据采集、远程监控、预测性维护等进行了详细的阐述，这对于我们构建智能工厂和工业4.0提供了重要的技术支撑。总而言之，这是一本集理论深度、实践指导和前瞻性为一体的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的理论深度和广度都让我印象深刻。《现代机械设计手册·单行本：机电系统设计》在阐述机电系统设计原理时，并没有停留在表面，而是深入剖析了背后的物理、电子、控制等多个学科的交叉知识。我尤其对书中关于系统建模与仿真的章节很感兴趣。它详细介绍了如何建立机电系统的数学模型，并利用仿真软件进行性能预测和优化，这对于在设计早期发现潜在问题、减少原型制作成本非常有价值。书中对于不同类型传感器的特性分析，如精度、分辨率、响应时间、抗干扰能力等，都提供了详尽的数据和比较，这使得我们在实际选型时能够做到心中有数，避免盲目选择。此外，对于执行器部分的讲解也非常到位，不仅介绍了电机、液压、气动等主流执行器的基本原理，还重点阐述了它们在不同应用场景下的优劣势，以及如何根据负载特性和控制要求进行选择。让我惊喜的是，书中还加入了关于故障诊断和容错控制的内容，这在很多同类书籍中是比较少见的，但对于提高机电系统的可靠性和可用性却至关重要。我最近在尝试设计一款精密运动平台，其中涉及到复杂的反馈控制和多轴联动，这本书中的相关理论和方法论为我提供了很多启发，让我能够更系统、更科学地进行设计。

评分☆☆☆☆☆

能量转换：

评分☆☆☆☆☆

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息 技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

评分☆☆☆☆☆

内容丰富，值得用的参考书

评分☆☆☆☆☆

信息控制：在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

评分☆☆☆☆☆

印刷质量实在太差了，看这面都能看到背面，看的头都晕了

评分☆☆☆☆☆

构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循接口耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。　接口耦合：两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

内容丰富，值得用的参考书