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第一讲 1M410000机电装置工程技巧根底常识1. 常用机器传动零碎的根底常识2. 常用电工技巧的根底常识一、常用机器传动零碎的根底常识1M411011 常用机器传动零碎的范例有:1. 齿轮传动:(1) 分类:①平面齿轮传动②空间齿轮传动。(2) 特色:长处 ①有用的圆周速率跟功路率范畴广。②传动比精确、波动、效力高。③任务牢靠性高、寿命长。④可实现平行轴、恣意角订交轴跟恣意角交错轴之间的传动缺点①恳求较高的制造跟装置精度、本钱较高。 ②不合适远间隔两轴之间的传动。 (3)渐开线标准齿轮根本尺寸的称号有①齿顶圆②齿根圆③分度圆④摸数⑤压力角等。2. 涡轮涡杆传动:有用于空间垂直而不订交的两轴间的活动跟能源。(1) 特色:长处 ①传动比年夜。②构造尺寸紧凑。缺点①轴向力年夜、易发烧、效力低。 ②只能单向传动。(2) 涡轮涡杆传动的要紧参数有:①模数②压力角③蜗轮分度圆④蜗杆分度圆⑤导程⑥蜗轮齿数⑦蜗杆头数⑧传动比等。3. 带传动:包含 ①主动轮②从动轮③环形带(1) 有用于两轴平行反转展转偏向一样的场合,称为启齿活动,核心距跟包角的不雅点。(2) 带的型式按横截面形状可分为平带、V带跟专门带三年夜类。(3) 应用时重点是:①传动比的盘算②带的应力剖析盘算③单根V带的许勤奋率。 (4)带传动的特色: 长处: ①有用于两轴核心距较年夜的传动; ②带存在精良的挠性,可紧张打击,接收振动; ’ ③过载时打滑防止破坏其余零部件; ④构造庞杂、本钱昂贵。缺点: ①传动的外廓尺寸较年夜; ②需张紧装置; ③由于打滑,不克不及保障结实稳定的传动比; ④带的寿命较短; ⑤传动效力较低。4. 链传动包含 ①主动链②从动链③环形链条。(1) 滚子链跟环形链(2) 链传动的传动比不年夜于8,核心距不年夜于5~6m,转达功率不年夜于lOOkW,链 轮圆周速率不年夜于15m/s。(3)链传动与带传动比较的要紧特色:不弹性滑动跟打滑,能保持精确的传动比;需要张紧力较小,感化在轴上的压力也较小;构造紧凑;能在温度较高、有油污等恶劣情况前提下任务。(4)链传动与齿轮传动比较,其要紧特色:制造跟装置精度恳求较低;核心距较年夜时,其传动构造庞杂;刹时链速跟刹时传动比不是常数,传动颠簸性较差。5.轮系 由一系列齿轮构成的传动零碎统称为轮系,广泛应用于种种机器装备中。(1)轮系分为定轴轮系跟周转轮系两种范例。定轴轮系传动时,每个齿轮的几多何轴线 根本上结实的;周转轮系传动时至多有一个齿轮的几多何轴线绕另一个齿轮的几多何轴线滚动。 (2)轮系中的输入轴与输入轴的角速率(或转速)之比称为轮系的传动比。定轴轮系的 传动比在数值上等于构成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积,也等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。(3)在周转轮系中,轴线位置变更的齿轮,即既作自转,又作公转的齿轮,称为行星轮(4)周转轮系的传动比不克不及直截了当用求解定轴轮系传动比的方法来盘算,必需应用相对 活动的道理,用相对速率法(或称为反转法)将周转轮系转化成设想的定轴轮系停顿盘算。 (5)轮系的要紧特色:① 有用于相距较远的两轴之间的传动;② 可作为变速器实现变速传动;③ 可获得较年夜的传动比;实现活动的剖析与剖析。1M411012 传动件的要紧范例跟特色在机器装备中,轴、键、联轴节跟聚散器是最罕见的传动件,用于支撑、结实改变整机跟转达扭矩。 (1)轴 轴是呆板中的主要整机之一,用于支撑改变的机器整机转达扭矩。● 按接受载荷的差异轴可分为转轴、传动轴跟心轴。转轴既转达扭矩又接受弯矩,如齿轮减速器中的轴;传动轴只转达扭矩而不接受弯矩或弯矩特别小,如汽车的传动轴;心轴那么只接受弯矩而不转达扭矩,如自行车的前轴。 ●轴按轴线的形状差异,分为直轴、曲轴跟挠性钢丝轴。● 轴的材料平日采纳碳素钢跟合金钢,在碳素钢中常采纳中碳钢。● 轴的构造应满意制造与装置恳求、轴上整机的定位与结实、改良轴的受力情况以及减小应力会合等恳求。● 停顿轴的强度、刚度盘算的准那么是满意轴在承当载荷后的强度跟刚度恳求,需要时还必需校核其振动波动性。● 轴的强度盘算步调平日为: 轴的受力剖析与盘算(按照轴上的载荷情况,盘算出轴的内力,画出弯矩、扭矩、轴力、剪力等外力求); 开端打算盘算(按修正强度或弯扭组合强度初选截面); 精确校核(按疲乏强度或静强度停顿精确校核)。● 轴的刚度缺少,将会发生较年夜的变形而阻碍呆板的任务。(2)键 键要紧用来实现轴跟轴上整机之间的周向结实以转达扭矩,如减速器中齿轮与轴的连接。有些键还可实现轴上整机的轴向结实或轴向挪动。● 键分为平键、半圆键、楔向键、切向键跟花键等。● 平键的两侧是任务面,上外表与轮毂槽底之间留有破绽。其放心功能好,装拆便利。常用的平键有一般平键跟导向平键两种。● 半圆键也是以两侧为任务面,有精良的放心功能。半圆键可在轴槽中摆动以适应毂槽底面,但键槽对轴的减弱较年夜,只有用于轻载连接。● 楔向键的上上面是任务面,键的上外表有1:100的歪度.。●切向键是由一对楔向键构成,能转达特别年夜的扭矩,常用于重型机器装备中。● 花键是在轴跟轮毂孔周向均布多个键齿构成的,称为花键连接。它有用于放心精度恳求高、载荷年夜跟常常滑移的连接。(3)联轴器、聚散器● 联轴器跟聚散器要紧用于轴与轴之间的连接,使其一同反转展转并转达转矩。● 用聚散器连接的两根轴在呆板任务中就能便利地使它们不离或结合。如汽车中发起机与变速器的连接。联轴器分刚性跟弹性两年夜类。●刚性联轴器由刚性传力件构成,分为结实式跟可挪动式两类。●弹性联轴器包含弹性元件。能弥补两轴的相对位移,并有接收振动跟紧张打击的才能。●聚散器要紧分牙嵌式跟摩擦式两类,其余,另有电磁聚散器跟主动聚散器。1M411013 常用轴承的范例、特点及其光滑跟密封方法 轴承的功能是为支承轴及轴上整机,并保持轴的改变精度,增加轴与支承的摩擦跟磨损。轴承分为滑动轴承跟滚动轴承两年夜类。 (1)轴承的范例跟特点●滑动轴承 滑动轴承有用于低速、高精度、重载跟构造上恳求剖分的场合。滑动轴承按照接受的载荷,要紧分为:向心滑动轴承(也称径向滑动轴承,要紧接受径向载荷)跟推力滑动轴承(接受轴向载荷)。向心滑动轴承有全部式跟剖分式两种,剖分式一般由轴承盖、轴承座、轴瓦跟连接螺栓等构成。 轴瓦是轴承中的要害整机。按照轴承的任务情况,轴瓦材料应有摩擦系数小、导热性好、热收缩系数小、耐磨、耐蚀、抗胶合才能强、有充足的机器强度跟可塑性等功能。常用的轴承材料有:轴承合金(巴氏合金);青铜;专门功能的轴承材料。● 滚动轴承滚动轴承一般由内圈、核心、滚动体跟保持架构成。内圈装在轴颈上,外圈装在机座或整机的轴承孔内,内、核心上有滚道。 滚动轴承与滑动轴承比较,存在摩擦阻力小、起动敏锐、效力高、光滑轻便跟易于改换等长处。它的缺点是抗打击才能较差、高速时呈现噪声、任务寿命不如液体光滑的滑动轴承。 滚动轴承平日按其接受载荷的偏向跟滚动体的形状分类: 按接受载荷的偏向或公称打仗角的差异,可分为向心轴承跟推力轴承。向心轴承要紧接受径向载荷,其公称打仗角从0-45度推力轴承,要紧接受轴向载荷,其公称打仗角从45~90度。 按滚动体的形状,可分为球轴承跟滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子跟滚针。 (2)光滑跟密封方法 轴承光滑的目的在于落低摩擦、增加磨损,同时还起到冷却、吸振、防锈等感化。轴承的光滑对轴承是否畸形任务起着要害感化,必需精确选用光滑剂跟光滑方法。● 光滑剂分类:液体光滑剂——光滑油、半固体光滑剂——光滑脂跟固体光滑剂等三年夜类。在光滑功能上光滑油一般比光滑脂好,应用最广,但光滑脂存在不易散掉等长处。固体光滑剂要紧用于一些专门恳求的场合。● 黏度是光滑油最主要的物理功能,也是选择光滑油的要紧按照。● 轴承的光滑方法多种多样,常用的有油杯光滑、油环光滑跟油泵轮回供油光滑。●密封方法要紧有:密封胶、填料密封、油封、密封圈(O、V、U、Y形)、机器密封及防尘节约密封及防尘迷宫密封等。1M411020 操纵电工技巧的根底常识 1M411021 交换,直流电源的区不及其对负载感化的差异 电气装置工程总体由三年夜部分构成: 电源及其开关把持装备; 供电用跟把持用线路; 用电负载,即用电装备、器具的电气部分。 这三年夜部分按预期恳求公正、牢靠地组合起来构成电路,可获得满意需要的功能。 (1)电源 电源可分为直流电源跟交换电源两种。直流电源:直流电源G的电动势正、端电压Uab、对负载R供应的电流I等的偏向不随时刻变更而变更。交换电源:交换电源g的电动势e、端电压Uab对负载R供应的电流i等的偏向跟巨细跟着时刻作周期性变更,如变更法则随时刻呈正弦变更形态称正弦交换电源,所构成的电路称正弦交换电路。 正弦变更交换电动势的刹时值e的表白为: e=emsin(ωt+ψ)em—电动势的最年夜值(幅值)(V);ω—角频率(rad/s);ψ—初相角(初相位、初相)(rad);t—时刻(s);T—周期(反复变更一次的时刻)(s)周期T是斧正弦变更一次的时刻,而频率f是指每秒变更的次数)简称赫;周期丁与频率f的关联为:f=1/T.我国电力供应规矩交换变更的频率为50Hz,有的国度规矩为60Hz,称为工频在e=emsin(wt+ψ)公式中wt+ψ称为相角或相位,当t=0时相角ψ称为初相角,三订交换电源,即由三个初相角间互差120度的交换电源构成的供电零碎。(2)负载按用电装备、器具等负载的特点来分,有电阻、电容、电感三种或这三种互相间的组合。电阻: 电阻在电路中表示的标记如图1M411021—4,用R表示,量值单元为欧姆(Ω)。如电路中电阻及有电流I流过,电阻要耗费电能,耗费的功率为I2R,当电流值单元为安培(A)i电阻值的单元为欧姆时,被耗费的功率值的单元为瓦(W)。 工程中常用的导线或母排的电阻值可以用以下公式盘算。 R=ρl/s l--导线或母排的长度(m); S--导线或母排的截面积(mm2); ρ-导线或母排原材料(铜或铝)的电阻率(n·mm2/m)。由于平日金属材料的电阻值会跟着温度降落而降落,但有些材料的电阻值却相反,如碳的电阻值会跟着温度降落而落低,因此要说明对应的温度值电容在电路中表示的标记如图1M411081—5,用C表示,量值单元为法拉(F)如电路中电容c两头有电压存在,表示电容储存着电能,实际上纯电容不耗费电能,储能值为1/2CU2,当电容值单元为法拉(F)、电压值单元为伏(V)时,那么电容储存的电能单元值为焦耳(J)。由于电容有储能感化,因此在工程做交代试验后,或停电测验时,要对电容量年夜的电缆线路或变压器等施行对地放电方法,把可以存有的储存电能开释,免得电击对人身损害。电感电感在电路中的标记如图·1M411021—6,用L表示,量值单元为亨利(H)。如电路中电感有电流I流过,电感便会储存磁能,实际上电感不耗费电能,仅把电能转化成磁能,储能值为1/2LI2 。当电感值单元为亨利(H),电流值单元为安培(A)时,那么电感储存的磁能单元值为焦耳(J)。在工程中较罕见的由电能转为磁能的是种种开关装备上作起动或脱扣用的电感线圈,由于电感存有可转换成电能的磁能,因此开断电感线圈时,线圈两头会因磁能开释而发生高电压。在电感量年夜的线圈中为防止发生的高电压破坏绝缘,平日采纳与电感线圈并联一个恰当的电阻,使电感断电时,由磁能转换的电能在电阻上耗费掉落,谁人电阻称开释电阻。在工程实践中的负载构成方法,每每表示是三类负载的差异组合。如白炽灯胆可 视作纯电阻负载,铁磁线圈本体可视作电阻跟电感串联的负载,如上述带开释电阻的铁磁线圈视作电阻跟电感串联后再与开释电阻并联的负载,有弥补电容器的日光灯可视作电阻跟电感串联后与电容并联的负载;电念头、变压器可视作电阻跟电感串联的负载等。3)电源对负载的感化直流电源对负载的感化直流电源的电压(U)加到负载电阻(R)的两头,破刻发生直流电流(I),电流的偏向由电源的正极流向电源的负极,电流的巨细契合欧姆定律,即I=U/R。直流电源的电压(U)加到负载电容(C)的两头,破刻发生直流充电电流(I),电流的偏向由电源的正极流向电源负极。电容充电,电容的电压Uc趋势电源电压值分歧,但充电电流由年夜变小,契合微分关联,因此可以以为,充电电流I始值较年夜,跟着充电进程时刻的连续,电容电压Uc变率duc趋势零。电容充电实现,直流电源电压(U)与电容两头电压(Uc)分歧,这时充电电流(/)为零。谁人景象在工程顶用万用表检测电容绝缘是否精良时,每每可以觉察绝缘残缺的电容,万用表的指针一开始向低阻偏向摆动到较年夜值,而后慢慢指向测定值,确实是由于有充电电流存在的缘故。而异常用万用表丈量电阻的电阻值,就不谁人景象。直流电源的电压(U)加到负载电感(L)的两头,由于电感反电势(U1)的抵御,直流电流(I)初始较小,电流的偏向由电源的正极流向电源的负极,反电势(ul)契合微分关联,跟着电感磁场树破进程的连续。“趋势为零,电感线圈内直流电流J抵达最年夜值,最年夜值受电感线圈直流电阻的巨细限度,亦契合欧姆定律。这确实是在工程顶用万用表检测铁磁线圈直流电阻时,指针由高阻偏向缓慢地指向测定值的缘故。●正弦交换电源对负载的感化正弦交换变更电源的电压(u)加到负载电阻(R)的两头,发生正弦变更的交换电流(i)其变更法则与电压(u)分歧,且波形一样,初相角一样。正弦交换变更电源的电压(u)加到负载电容(C)的两头,发生正弦变更的交换电流(i),其变更法则与电压(u)分歧,且波形一样,其初相角超前于电压(u)的初相角90度。 正弦交换变更电源的电压(u)加到负载电感(L)的两头,发生正弦变更的交换电流i其变更法则与电压(u)分歧,且波形一样,但电流初相角滞后于电压(u)的初相角90度。IM411022 电路的有载、空载、短路三种形态及其特点在机电装置工程中装置跟试运转或建成后的应用跟花费中,由于需要或缺点的缘故,电路会呈现有载、空载、短路三种差异形态,操纵这三种差异形态的特点,有利于对电力电路运转情况作出精确揣摸。(1)有载形态对机电装置工程而言,电路有载是处于畸形任务形态。有载形态下的电力电路中各项电量参数(如电压、电流、功率等)跟非电量参数(如发烧情况、电动应力情况、噪声品级等)都处在预期的畸形形态。最清楚的特点是电路中既有电压,又有电流,发生电能与其余能的畸形转换。(2)空载形态对机电装置工程而言,电路空载是处于备用形态,备用形态可分为热备用跟冷备用形态。(3)短路形态对机电装置工程而言,电路短路是处于缺点形态,缺点发生的位置可以是构成电路的任何部位,但平日指不经负载流畅电流谓短路。1M411023 电流、电压、功率及要紧非电物理量丈量的根来源根基理跟方法 为了施行对机电装置工程试运转情况跟日后花费或应用情况停顿有效监视,电气工程中有特别多丈量电量的仪表,如电流表、电压表、功率表等。同时为精确反响机器装备等的其余非电物理量,以利手动或启动调理工艺参数跟应用形态,如装备的转速、造纸机上纸的厚度、照明的照度、轴瓦的温度、室内气氛的温度等都可转换成电量用仪表反响,仪表的表现有指针式、数字式、记载式等差异范例。(1)直流电流的丈量按被丈量直流电流数值的巨细,可分红年夜、中、小三段,机电装置工程特别少遇四处于小段的丈量● 中段直流电流的丈量:将直流电流表(A)串人负载电路内,留意表的极性,使直流电流J自表的正极流入,负极流出,接反后会无奈丈量或破坏仪表,同时为保障丈量精度应选用直流电流表内阻远小于负载电阻R的仪表,RA/R应小于赞同偏向的1/5。赞同误 差的断定,每每是选用仪表精度品级的按照,平日由打算来作出规矩。●年夜段直流电流的丈量:在负载电路内串入一个电阻值较小,根本不会阻碍负载电流I变异的分流器F,分流器F的电阻值是个常数,目的是保持丈量的精确性。只需用直流毫伏表、电位差计或直流数字电压表(mV),丈量出分流器F两真个直流电压值Uf,通过I=Uf/Rf,盘算,便可获得所测直流电流I的数值。因此也可在公用的毫伏计、电位差计、直流数字电压表的表现部分制成相对应的直流电流读数。这些仪表接线异常要留意极性。 ‘年夜段直流电流丈量除用分流器法外,另有直流互感器法,直流比较仪法等。(2)直流电压的丈量异常直流电压值也分年夜、中、小三段.● 中段直流电压的丈量:将直流电压表的两根连线并联在负载只或电源的两头,便可读得负载上或电源的直流电压值,异常要留意连线的极性弗成错接。直流电压表的内阻Rv要弘远于负载电阻R,R/Rv至多应小于赞同偏向的1/5。● 年夜段直流电压的丈量:用一年夜阻值的电阻R与不时流毫安表串联起来,且电阻R的阻值远弘远于毫安表的内阻,同时电阻R在应用温度范畴内,阻值是波动的,那么毫安表测得电流I乘上R为所测电压值。毫安表的表现部分可指出相对应电压值的读数。谁人方法称附加电阻法。年夜段直流电压丈量除用附加电阻法外,另有电阻分压器法、直流电压互感器法等。(3)直流功率的丈量由于直流功率P=UI,因此功率表要输入电压u跟电流I两个旌旗灯号,图中x号为功率表的电压、电流线圈的始端,rg为电压线圈的附加电阻,功率表读数直截了当指出电路负载功率值,谁人方法有用于I在0.025~10A,U在1—1000V之间。(4)正弦交换电的有效值正弦交换电的电流跟电压是随时刻发生变更的,某一时刻的数值称刹时值,在工程实践应用中跟种种电工产物铭牌标示上以及仪表丈量表现都以有效值表示。有效值的界说为:在一样的电阻上,正弦交换在一个周期内丧掉的电能与不时流量丧掉的电能一样,那么谁人直流量的数值称正弦交换的有效值。因此正弦交换电流的有效值为:因此,交换电流的有效值又称为交换电流的均方根值。同理,交换电压的有效值为: I=o.707Im;U=0.707Um;e=0.707Em (5)交换电流的丈量 异常交换电流值分为年夜、中、小段,机电装置工程也以丈量中段为主。● 中段交换电流的丈量: 将电流表A串人负载电路内即可读得交换电流的有效值,交换电流表无极性恳求,同本条(1)所述来由RA/R应小于赞同偏向1/5,以保障丈量精度。● 年夜段交换电流的丈量: 将适配的交换电流互感器串入负载电路内,互感器由于电磁感化,在二次侧n2线圈内便有二次电流I2流畅,通过盘算便可得负载电流I1(称一次电流)的数值。I1=KI2(K=n2/n1) 采纳交换电流互感器丈量交换年夜电流的本卷须知: ①国度标准规矩,不管互感器一次侧电流额外值巨细为几多,互感器二次侧电流额外值为5A稳定;②互感器二次侧接线不赞同开路,且二次电路标有的接地端钮必需接地;③电流互感器主线路(一次侧)与丈量线路(二次侧)间有电的断绝,这对高压电流丈量特不有利。因此电流互感器的规格型号有差其余电压品级,万万留意不克不及以高压电流互感器交换高压电流互感器,必定要与负载电路的电压品级适配二次侧线路中电流表如与电流互感器配套的,表现额外数值不是5A,而是已乘K值后的一次侧电流数值。异常交换电压值分为年夜、中、小段,恳求同本条(2)所述来由,R/Rv应小于赞同偏向1/5,以保障丈量精度。●年夜段交换电压的丈量:电压的丈量在交换电压小于1500V时,可以用与年夜段直流电压丈量方法一样,采纳附加电阻法。当电压年夜于1500V时,需采纳交换电压互感器法,交换电压互感器有一次、二次线圈,一次并联于被测电压U1,二次接电压表V,不管一次电压U1高低几多,二次电压额外值平日为I00V。U1=KU2(K=n1/n2)●交换刹时功率 P=UIcosф-Uicos(2ωt-ф)●交换有功功率: 交换刹时功率在一个周期T的平均值称为平均功率,又称有功功率,以P表示,单元为瓦(W)。P=UIcosф.● 交换视在功率: 交换电路的UI不是实践耗费功率,称视在功率,以S表示,即s=UI,单元为伏安(VA)。视在功率用以标记电气装备的额形状态,如额外电压、额外电流,两者乘积;单相时 ● 交换无功功率: 为打算盘算需要,引入无功功率Q的不雅点,单元为乏(var)。Q=UIsinф,由于电路有容性理性之分,亦即ф<0、Q 100).●按保送温度分:高温(t<-400C):常温(-400Ct≤1200C);中温(121
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