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[机电设备] 2013年资产评估师《机电设备》预习第二章考点及考情分析

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 楼主| 发表于 2016-8-17 22:16:58 | 显示全部楼层 |阅读模式

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第二章 传动装置与电机
  考情分析
  本章主要介绍了机械传动、液压传动以及电机的相关知识,是2012年变动较大的章节之一,就全书来说,是最重要的一章,机械传动和液压传动比较好理解,难度不大,但电机所涉及到的知识比较难于理解,是学习中的“拦路虎”。
最近三年本章考试题型、分值分布
题 型 2011年 2010年 2009 单选题 6题6分 5题5分 7题7分 多选题 2题4分 1题2分 2题4分 综合题 2题22分 — 1题10分 合 计 10题32分 5题7分 10题21分 知识点一、机械传动功率和机械效率   (一)功和功率
  功:功的大小等于力和物体沿作用力方向移动距离的乘积(w)。
  当力方向与物体移动的方向一致时:
  W=FS
  当力的方向与物体移动的方向不一致时,设其夹角为 有:
  
  功率:功率是指力在单位时间所作的功(P)
  
  功率的单位是瓦(1W=1N·m/s),工程上常用用千瓦(kW)表示。1kW=1kN·m/s
  (二)机械效率
  1.定义:输出功率与输入功率之比,即:
  
  【注意】机械效率恒小于1,即小于100%。是衡量各种传动形式性能的一项重要指标。
  2.常见机构和轴承的机械效率大致数值范围:
  一对齿轮传动 0.94~0.99
  平型胶带传动 0.92~0.98 (包括轴承损失)
  三角带传动 0.90~0.94 (包括轴承损失)
  一对滑动轴承 0.94~0.98
  一对滚动轴承 0.99
  滑动丝杠 0.30~0.60
  【注意】三角带传动效率低于平型胶带传动,但三角带传动能力高于平型胶带传动能力。
知识点二、机器上常用的传动机构及其传动关系
  (一)螺旋传动机构
  螺旋传动机构是用内、外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的装置。主要是将回转运动变为直线运动。
  螺纹分类
按牙形剖面形状 三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹 按螺旋线的方向 右旋和左旋螺纹 按螺旋线的数目 单线、双线、三线和多线螺纹   螺距:相邻两牙在中线上对应两点的距离,用p表示。
  导程:同一条螺旋线相邻两牙在中线上对应两点的轴向距离,用s表示。
  螺距和导程之间的关系是:s=kp(其中 是螺纹的线数)。
  【拓展】对于右旋螺纹而言,顺时针旋转,螺杆进入螺母;对于左旋螺纹而言,逆时针旋转,螺杆进入螺母。
  2.传动速度
  轴线运动的线速度v与回转运动的转速n之间的关系是:
  V=ns
  螺旋传动中,轴向位移L与转速n以及时间t之间的关系为:
  L=nst
  3.螺旋传动的特点
  优点:
  ①结构简单;
  ②降速比大,可以实现微调和降速传动;
  ③省力,如千斤顶;
  ④在一定条件下实现逆行自锁,即能够将回转运动变为轴线方向的直线运动,而不能相反,即无论轴线方向的力多大,都不能产生回转,当然也不可能实现轴向运动;
  ⑤工作连续、平稳,无噪声。
  缺点:摩擦大,效率低(如果有自锁要求,效率低于50%)。
  4.滚珠螺旋传动机构
  主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组成。
  滚珠在回路过程中离开螺旋表面的就叫外循环;滚珠在整个循环过程中始终不脱离螺旋表面的叫内循环(内循环有反向器)。
  内循环相比外循环,结构更为紧凑,返回通道短,减少滚珠数量,减少摩擦,提高效率,但是反向器加工复杂。
  滚珠螺旋传动的特点
  优点:机械效率高(0.90~0.95);摩擦小,能长时间保持精度,使用寿命长;启动转矩接近于运动转矩,传动灵敏磨损小;给予适当预紧可以消除间隙,提高传动精度和轴向刚度。
  缺点:不能逆向自锁;制造工艺复杂,成本较高。
  (二)带传动机构【熟悉】
  
  平带
  
  三角带
  
  圆形带传动
  
  齿形带
  带传动机构是利用胶带与带轮之间的摩擦作用将主动带轮的传动传到另一个被动带轮上去。
  根据带的截面形状,可以分为平带传动、三角带传动、圆形带传动和齿形带传动四种。
  平带传动
  轴线关系 主从带轮运动方向关系
  
  三角带传动
  
  【注意】三角带的截面为梯形;传动能力比平带强,在相同条件下,约为平带的3倍;工作面是两个侧面。
  (三)齿轮传动【熟悉】
  齿轮传动是一种啮合传动。
  传动比等于从动轮转速和主动轮转速之比,或者等于主动轮齿数与从动轮齿数之比。
  【注意】传动比等于被动轮转速和主动轮转速之比。
  
  根据两轴位置的不同,可以分为两根轴平行(a、b、c、d),相交(f、g)或交错(h)等各种情况。
  
  齿轮传动的优点:
  (1)可靠,瞬时传动比恒定;
  (2)适用载荷和速度范围大;
  (3)机械效率高,寿命长,结构紧凑;
  (4)可传递在空间任意配置的两轴之间运动。
  齿轮传动的缺点:
  (1)振动和噪音较大,且不可无级调速;
  (2)传动轴之间的距离不能过大;
  (3)加工复杂,制造成本较高。
  轮系:一系列齿轮所组成的传动系统。【了解】
  根据轮系中各齿轮的轴线在空间位置是否固定,将轮系分为定轴轮系和周转轮系两类。
  定轴轮系:轮系运转时,所有齿轮的轴线的位置都是固定不变的。也称为普通轮系。
  2.周转轮系:轮系运转时,至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮的固定几何轴线转动。又分为行星轮系(有一个中心轮是固定不变的)和差动轮系(没有固定的中心轮)。
  混合轮系:由定轴轮系和周转轮系组合而成。
  轮系的作用:
  (1)可以得到很大的传动比(速度变化比较大);
  (2)可以连接相距较远的两轴;
  (3)可以获得不同的传动比;
  (4)可以获得从动轴不同的旋转方向;
  (5)能够实现运动的合成和分解(如汽车的后桥差速器)。
  (四)链传动机构【了解】
  由一个具有特殊齿形的主动链轮,通过闭合链条带动另一个与主动链轮具有相同齿形的从动链轮,进行传递运动和动力的机构。典型的是自行车的传动。
  传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比。(这和齿轮传动一致)
  
  链传动的优点
  (1)与带传动比较,传递功率大,能保证准确的平均传动比并且外廓尺寸比较小;
  (2)与齿轮传动比较,中心距较大;
  (3)可在低速、重载条件下工作;
  (4)效率较高,可以达到0.95~0.98,最大可以达到0.99。
  链传动的缺点
  (1)不能保证瞬时转速和瞬时传动比;
  (2)噪声较大,急速反向性能差,不能用于高速传动。
  (五)蜗杆传动机构【熟悉】
  通过蜗杆与蜗轮间的啮合,传递运动和动力的机构(由蜗轮、蜗杆与机架组成)。
  传动比等于蜗杆线数(主动件)与蜗轮齿数(从动件)之比。
  
  其中,k为蜗杆的线数,而z为蜗轮的齿数。
  蜗杆传动特点:
  1.降速效果好;
  2.传动平稳;
  3.可自锁(即蜗杆主动可以带动蜗轮,反之,蜗轮主动不能带动蜗杆);
  4.效率低(一般为0.7~0.8,要求自锁时,效率小于0.5)。
  【总结】相关传动机构的比较表
名称 传动形式 传动关系 特点 螺旋传动 回转运动变为直线运动 L=nst   结构简单、降速比大、省力、普通螺旋机构能自锁、平稳无噪音;
滚动螺旋机构:效率高、磨损小、灵敏平稳、较高的精度和轴向刚度、不能自锁、制造复杂成本高。 带传动 不改变传动形式 i=n2/n1=d1/d2   优点:传动平稳,结构简单,维护方便,传递距离比较远,具有吸振和过载保护能力;
缺点:外廓尺寸大,效率较低,传动带寿命较短,传动精度不高。 齿轮传动 i=n2/n1=z1/z2   优点:可靠,瞬时传动比恒定;适用载荷和速度范围大;机械效率高,寿命长,结构紧凑;可传递在空间任意配置的两轴之间运动。
缺点:振动和噪音较大,且不可无级调速;传动轴之间的距离不能过大;加工复杂,制造成本较高。 链传动 i=n2/n1=z1/z2   优点:与带传动比较,传递功率大,能保证准确的平均传动比并且外廓尺寸比较小;与齿轮传动比较,中心距较大;可在低速、重载条件下工作;效率较高。
缺点:不能保证瞬时转速和瞬时传动比;噪声较大,急速反向性能差,不能用于高速传动。 蜗杆传动 i=n2/n1=k/z   降速效果好、传动平稳、可自锁、效率低。   (六)平面连杆机构【了解】
  连杆机构是使用铰链、滑道等方式将构件相互连接而成的机构。
  
  1.四连杆机构:四根杆件由四个铰链连接而成。
  机架(或静件):相对静止的构件(AD)。
  连架杆:与机架直接相连的两根杆件(AB和CD)。
  连杆:与机架相对、由两根连杆连接的杆件(BC)。
  曲柄:能够相对于机架作整周回转的连架杆(AB)。
  摇杆:不能作整周回转的连架杆(CD)。
  
  曲柄摇杆机构
  根据有没有曲柄和有一个还是两个曲柄,可以将铰链四杆机构分为:
  (1)曲柄摇杆机构
  
  (2)双曲柄机构
  
  (3)双摇杆机构
  其中,曲柄摇杆机构:可将曲柄的整周回转转变成摇杆的往复摆动,例如上面的破碎机;也可将摇杆的往复摆动转变成为曲柄的连续转动,例如脚踏缝纫机。
  
  2.曲柄滑块机构:由铰链四杆机构的演化得来的。将曲柄的连续旋转变为滑块的往复直线运动,或反之。
  
  (七)凸轮机构【熟悉】
  将凸轮(主动件)的连续转动转化为从动件的往复移动或摆动(由凸轮、从动杆及机架组成)。
  
  按照凸轮的形状可以分为盘形(平板)凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。
  正确选择凸轮轮廓,可以实现复杂的运动规律。由于凸轮与从动件是点接触或线接触,所以容易磨损,不适宜于传递动力,而主要用于控制和调节机构中。
  (八)间歇运动机构
  主动件连续运转,从动件能够实现“动作-停止-动作”的运动。
  1.棘轮机构:由棘爪、棘轮和机架组成。
  作用:将棘爪的往复摆动转变为棘轮的单向间歇运动。为了防止棘轮自动反转,采用止退棘爪。
  
  2.槽轮机构:由拨盘、槽轮与机架组成。
  作用:将拨盘的连续转动转变为从动件槽轮的间歇转动。
  槽轮静止的时间长,如需静止的时间缩短些,则可增加拨盘上圆销的数目。
  
  特点:槽轮结构简单,常用于自动机床的换刀装置及电影放映机的输片机构等。
  (九)传动链的传动比及效率
  由各种传动副,例如齿轮、带、链、螺旋等连接成为的传递运动和动力的系统,称为传动链。
  传动比:由机构串联而得到的传动链的传动比,即传动链末端转速与首端转速之比,等于链中各个运动副传动比的连乘积。
  【提示】对于全部由齿轮组成的传动链,其传动比等于主动轮齿数连乘积与从动轮齿数连乘积之比。
 知识点三、传动系统图
  (一)用一些简单的符号来表示的传动系统的综合简图叫做传动系统图。传动系统图能够简单明了地表示出机器内部的传动结构和传动关系。
  
  (二)画传动系统图的规定
  1.使用国家标准规定的机床零件和机械的代号。
  2.简明表示机器内部的传动结构和传动关系。
  3.一般绘制成平面展开图的形式,也有绘制成立体展开图形式的。
  4.需要在图中标明:齿轮、蜗轮的齿数,蜗杆的头数,丝杠的导程,带轮的直径,电动机的功率和转速等。
  (三)阅读传动图
  1.整台机器有几条传动路线,每条路线的首端件和末端件;
  2.如何实现机器的加工性能(传动路线、零件组成、传动方式和传动关系分析);
  3.列出机器的传动结构形式和传动关系。
  传动路线表达式:按照传动顺序把轴和齿轮等传动元件排成一个序列,并且注明齿轮齿数等参数。
  主轴转速可应用下列运动平衡式进行计算
  
  n主——主轴转速(r/min);
  n电——电动机转速(r/min),
  公式中,分子各项的齿数,均为对应轴之间主动齿轮的齿数;
  分母各项的齿数,则为对应轴之间从动齿轮的齿数;
  若n电=1450r/min,应用上述运动平衡式可以计算出主轴各级转速:
  
知识点四、液压传动的工作原理

  液压传动是依靠液体介质的静压力来传递能量的液体传动。
  液压传动是以液体作为工作介质来传动的一种传动方式,它依靠密闭容积的变化传递运动,依靠液体内部的压力(由外界负载所引起)传递动力。
  液压装置本质上是一种能量转换装置,它先将机械能转换为便于输送的液压能,随后又将液压能转换为机械能做功。
 知识点五、液压传动系统组成
  
  
  1.动力部分:把机械能转换成油液压力能,用此压力推动整个液压系统工作,如液压泵;
  2.执行部分:把液体的压力能转换成机械能输出的装置,如液压马达、液压缸等;
  3.控制部分:对系统中液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置,如溢流阀等;
  4.辅助部分:保证液压系统正常工作所需的上述三种以外的装置,如油箱、过滤器等。
 知识点六、液压传动的优缺点
  (一)优点
  1.在输出功率相同的条件下,体积小,重量轻、布局安装比较灵活;
  2.传递运动平稳,吸振能力强;
  3.操作控制方便、省力,易于实现自动控制和过载保护;
  4.液压元件易于实现系列化、标准化、通用化,便于设计和推广。
  (二)缺点
  1.泄漏不可避免,因此不能实现严格的传动比;
  2.对温度敏感,在低温和高温的环境下,传动有一定的困难;
  3.液压元件精度要求高,使用和维修要求高。
知识点七、液压传动的基本参数
  (一)压力
  1.压力强度(p=F/A)是作用在单位面积上的液体压力。单位是帕(N/m 2)和兆帕(1MPa=106Pa)。在液压传动中所讲的压力就是指的p(即物理学中的压强),而力F则常被称为液压推力。
  【注意】密封容器内的液体当任一处受到压力作用时,这个压力就会通过液体传到容器内的任何部位,而且压力强度处处相等。(帕斯卡原理,也称为静压传递原理)
  液压传动的压力取决于负载。液体压力随负载的变化而变化,而与流入液体的多少无关。(越强则强,越弱则弱)
  压力分级如下表所示:
表2-2 压力分级
压力分级 低 压 中 压 中高压 高 压 超高压 压力范围(兆帕) 0~2.5 >2.5~8(2.5~23) >8~16(23~24) >16~32(24~25) >32(25)   (二)流量
  1.单位时间内流过管道或液压缸某一截面的液体体积。流量的单位是米3/秒(m3/s)和升/分(L/min)。
  
  2.活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量,而与液体压力的大小无关。
  (三)功及功率
  
  在液压传动中,功率等于压力p与流量Q的乘积。
  【结论】液压传动是以液体的压力来传递动力的。
 知识点八、液压泵
  功能:将电动机输入的机械能转变为液体的压力能。
  
  液压泵必须具有一个运动部件和非运动部件所构成的封闭容积,该容积的大小随运动件的运动发生周期性变化。
  密闭容积增大形成负压完成吸油,密闭容积减小则排油,所以称之为容积式泵。
  液压泵的分类
分类标准 分类 结构形式 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。 压力 低压泵、中压泵和高压泵。 流量特征 定量泵和变量泵。
定量泵是指转速不变时,流量不能改变;而变量泵则是在转速不变时,可以调节从而得到不同的流量。   
  液压泵性能的主要参数
压力 工作压力 实际工作时输出油液的压力,也称为输出压力。 额定压力 连续运转时允许使用的最大工作压力。额定压力取决于密封程度、效率和使用寿命等因素的影响。 最高压力 液压泵本身强度允许值和允许的最大泄漏量的工作压力 排量和流量 排量 泵轴旋转一周排出油液的体积,用q 表示。 理论流量 单位时间内理论上可以排出的液体体积,用QT 表示。QT=qn 实际流量 等于理论流量减去泵的泄漏量。
Q=QT-△Q 额定流量 额定转速和额定压力下实际输出的流量。 功率和效率 输入功率 作用在液压泵主轴上的机械功。Pλ =Tω(注意是角速度) 输出功率 液压泵的输出功率P是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口的压差ΔP和实际输出流量Q的乘积,即:P=Δpω;P=Pq/60(注意单位) 效率 容积效率:实际流量与理论流量之比ηV=Q/QT=1-ΔQ/QT
总效率:容积效率与机械效率的乘积。η=ηVηm   (一)齿轮泵
  壳体、端盖和齿轮的各齿间槽共同形成封闭的工作空间。
  优点:结构简单、重量轻、成本低、工作可靠,维修方便,常用于压力不高的液压系统中。
  缺点:漏油较多,轴承载荷大,所以压力不高。
  (二)叶片泵
  密封工作空间由转子、定子、叶片、泵体和端盖共同形成。
  1.双作用叶片泵
  转子每转一周,完成两次吸油和排油,故称之为双作用叶片泵。
  泵的流量固定,是定量泵。
  2.单作用叶片泵
  转子每转一周,完成一次吸油和排油,故称之为单作用叶片泵。
  改变转子和定子的偏心距,可以改变泵的流量,变量泵。
  叶片泵特点:结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声低。结构比较复杂、吸油条件苛刻、转速有一定的限制、对油液污染比较敏感。
  【提示】双作用和单作用相比,由于它径向力是平衡的,受力情况比较好,应用较广。
  (三)柱塞泵
  根据柱塞排列方向不同,分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。
  径向柱塞泵由定子、转子(缸体)、配油轴、衬套和柱塞组成。
  转子每转一周,每个柱塞底部容积完成一次吸油、压油。转子连续运转,即完成泵的吸油、压油工作。
  径向柱塞的流量因偏心e的大小而不同。若偏心量做成可调的,就成为变量泵。
  柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节等优点,但结构比较复杂。
  液压泵特点比较
液压泵 组成 是否定量 特点 齿轮泵 壳体、端盖和齿轮 定量 优点:结构简单、重量轻、成本低、工作可靠,维修方便。
缺点:漏油较多,轴承载荷大,所以压力不高。 叶片泵 定子、转子、叶片、泵体和端盖 单作用:变量
双作用:定量 优点:结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声低。
缺点:结构比较复杂、吸油条件苛刻、转速有一定的限制、对油液污染比较敏感。
双作用受力情况好,应用广。 径向柱塞泵 定子、转子、配油轴、衬套、柱塞 变量 优点:压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节
缺点:结构比较复杂   【要求】掌握表格内容及工作原理即可。
 知识点九、液压马达与液压缸
  功能:将液体压力能转变为机械能(执行元件)。
  【注意】液压马达和液压泵都是依靠工作腔密封容积的变化来工作的,他们的原理是相同的,但是结构上存在差别,所以不能通用。
液压马达 将液压能转变成为连续回转的机械能 高速液压马达 齿轮液压马达、叶片液压马达、轴向柱塞马达(记忆:和前面介绍的液压泵可以对比记忆,除了径向柱塞外,均为高速) 低速液压马达 单作用连杆型径向柱塞马达、多作用内曲线径向柱塞马达(记忆:径向均为低速) 液压缸 将液压能变为直线运动或摆动的机械能 按结构特点分 活塞式、柱塞式、伸缩式和摆动式 按作用分 单作用式和双作用式   (一)双杆活塞缸
  当进油压力、流量一定时,往返行程速度相同、推力相同。工作台移动范围等于活塞有效行程的3倍。
  
  (二)单杆活塞缸
  
  设活塞与活塞杆的直径分别为D和d,则,
  有杆腔进油时,
  
  【结论】液体进入无杆腔时,速度低但推力大;液体进入有杆腔时,速度高但推力小。
  (三)柱塞液压缸
  只能单向运动,回程需要借助于外力,如重力、弹簧力,或成对使用。
  柱塞缸主要是避免了活塞缸缸孔难于加工的问题,这是它的一大优点 .
  【记忆】对于液压缸的职能符号,方框表示液压缸缸体,水平的直线表示杆件,圆柱体表示柱塞,上方小段竖线表示活塞(柱塞)工作移动的方向。
知识点十、液压控制阀
方向控制阀 控制和改变液压系统中液流的方向 单向阀、液控单向阀、换向阀等 压力控制阀 控制或调节液压系统的液流压力 溢流阀、减压阀、顺序阀等 流量控制阀 控制或调整液流的流量 节流阀、调速阀等   【注意】调速阀是流量控制阀,而不是流速控制阀。
  (一)方向控制阀
  1.单向阀:油液只能往一个方向流动,不能反向流动;
  要求:向流动压力损失小;反向截止密封性好。
  
  液控单向阀:闭锁方向可以用压力油予以控制。
  
  2.换向阀:通过手动、机动、电动、液动等方式,使阀芯在阀体孔中运动,使油路接通或切断,从而改变液流的方向。分为滑阀和转阀两种。
  滑阀主要由阀芯和阀体构成。阀芯上加工出沟槽,阀体上则加工出相应的环形槽。通过改变阀芯和阀体的相对位置,就能够使各个通道之间的连通或断开。
  滑阀式换向阀工作原理
  
  位:阀芯在阀体孔中可能的位置数目;滑阀符号中方格的个数。
  通:与阀体连通的主油路数;每一方格上,和外界油路连通的“孔”数,即通路数。
  (二)压力控制阀:根据液体压力与弹簧力平衡的原理来控制和调节液体的压力。
  常见的压力控制阀有:溢流阀、减压阀、顺序阀和 压力继电器等。
  1.溢流阀功能:溢出系统中多余的液压油,使系统油液保持一定压力,防止过载,起安全保护作用。
  2.减压阀:减低系统中某一部分的压力,使之低于油泵供油压力。
  3.压力继电器:将压力信号转换成电信号,从而操纵电气元件实现动作。
  (三)流量控制阀:依靠改变工作开口的大小来调节通过阀口的流量,以改变工作器件运动速度。
  节流口的形状和大小对流量阀的工作性能有很大的影响。
  (四)液压操纵箱
  将许多不同类型的阀类元件合并在一个阀体内,以满足液压系统的性能要求。
 知识点十一、液压辅件
  (一)蓄能器:做辅助动力源、保压和补充泄漏、吸收冲击和油泵的压力脉动。分为充气式、重力式和弹簧式蓄能器。
  (二)过滤器:滤去油液中的杂质,维护油液的清洁,防止油污染。分为表面型、深度型、磁性。
  (三)油箱:储存油液、散热、分离气体和沉淀污物。
  此外,还有冷却器、加热器等等。
  
  【提示】液压系统中油液的正常工作温度为20~65摄氏度。
 知识点十二、液压基本回路
  (一)速度控制回路要求:
  1.能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度;
  2.在负荷变化时,速度变化尽可能小,并应在允许的范围内变化,即系统具有足够的刚性;
  3.具有驱动执行元件所需要的力或转矩;
  4.功率损失小、效率高,发热小。
  按照调节方式进行分类:
  1.节流调速:采用定量泵供油、依靠流量控制阀调节流入或流出执行元件的流量实现变速。
  根据安装位置的不同,可以分为进油节流调速(图a)、回油节流调速(图b)和旁路节流调速(图c)回路三种。
  进油节流调速的优点是油缸回油腔和回油管路中的压力较低,在获得较大推力的时候,还能得到较低的进给运动速度。缺点是由于没有背压,所以当载荷突然变小时,可能产生突然快进,使运动不够平稳。
  回油节流调速节流阀放在回油路上,可以产生较大的背压,比放在进油路上运动更加平稳。
  旁路节流调速油泵的工作压力随负载的减小而减小,所以,在能量利用上较为合理。
  2.容积调速
  依靠改变变量泵和(或)变量液压马达的排量来实现调速。
  容积调速效率高、发热少,但结构复杂、成本高。
  3.容积节流调速
  依靠变量泵和节流阀联合调速,适用于系统要求效率高,同时具有良好低速稳定性的场合。
  (二)压力控制回路:利用压力控制阀来控制整个液压系统或局部油路的压力,达到调压、卸荷、减压、增压、平衡、保压的目的。
  【注意】要控制液压系统的压力,应使用溢流阀;要减低系统中某一部分的压力,应使用减压阀。
  增压回路:使用串联在一起的两个工作面积不等的油缸,增压的倍数等于大小油缸面积之比。
  【提示】大小活塞中间空腔里的油液是不承担工作压力的。
  【结论】小油缸油压/大油缸油压=大油缸活塞受力面积/小油缸活塞受力面积。从而达到了增压的目的。
  (三)方向控制回路:通过控制执行元件液流的通断或变向,实现液压系统执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。
  常用的有:换向回路、锁紧回路、制动回路。
  锁紧回路的作用:三位四通换向滑阀交替在左右两个位置时,使单杆活塞液压缸往复运动;而三位四通换向滑阀在中间位置时,使液压缸锁紧不动。
 知识点十三、三相异步电动机的基本结构
  三相异步电动机由 定子和转子两个基本部分组成。
  定子绕组
  (一)定子
  定子是电动机 固定部分,作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁芯、定子绕组和机座等组成。
  1.定子铁芯。定子铁芯由互相绝缘的硅钢片叠成圆筒形状,内圆周表面有均匀分布的槽,用来安放三相绕组。
  2.定子绕组。定子绕组由许多线圈连接而成。线圈由带有绝缘的铜导线或铝导线绕制而成。三相定子绕组的三个首端和三个末端分别接在电动机出线盒的6个接线柱上。
  3.机座。用来安装定子铁心和固定端盖。固定整个电机。
  (二)转子
  转子是电动机 转动部分,由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成。其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。
  按照构造的不同,转子分为 鼠笼式和绕线式两种。
  1.鼠笼式转子。这种转子用铜条安装在转子铁芯槽内,两端用端环焊接,形状像鼠笼。
  对于中、小功率的电动机(100kW以下)目前大部分采用铸铝方式。将转子线槽内的导体、两端环和风扇铸成一个整体。
  鼠笼式异步电动机结构简单,工作可靠,使用维护方便,因而得到广泛应用。
  2.绕线式转子。绕线式转子的绕组和定子绕组相似,但三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上,通过一组电刷与外电路相连接。
  提示:转子绕组中的电流是感应电流,而非外界直接接入的三相电。
  特点:可以通过滑环和电刷,将附加电阻接入转子电路,从而改善起动性能和调节转速。气隙厚度多在0.2mm~1.5mm之间。气隙过大,需要较大的励磁电流,从而降低电动机的功率因数。


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发表于 2016-8-18 04:01:55 | 显示全部楼层
 知识点十四、三相异步电动机的工作原理   基本原理:通入定子绕组的三相电流共同产生的合成磁场随着电流的交变而在空间不断地旋转,称为旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体,在闭合的导体中产生电流,转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。
  需要解决的两个问题:转子如何受力(分析转子绕组);旋转磁场如何产生(分析定子绕组)。
  转子如何受力:1.在旋转磁场的作用下,转子绕组的导体中会产生感应电流,方向由右手定则判定;2.感应电流在磁场中,会受力,力的方向用左手定则判定。
  【拓展】右手定则判断感应电流。方法是:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向感应电流的方向。
  左手定则判断受力方向。方法是:伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向,那么大拇指的方向就是导体受力方向。
  三相异步电动机的三相定子绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2以Y形(星形)联接方式与三相电源相接,便有对称电流流入。
  在ωt=0的瞬间,定子绕组中电流的方向:U相电流为零;
  V相电流自V2流向V1;
  W相电流自W1流向W2。
  将各相电流产生的磁场相加得到合成磁场,其方向由上向下。
  【拓展】通电直导线中的安培定则:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。
  在ωt=60°瞬间及ωt=120°瞬间,定子中各相电流的方向及三相电流产生的合成磁场的方向在空间依次转过了60°。
  旋转磁场的旋转方向与电流的相序一致,旋转磁场的速度正比于电源频率f,而与旋转磁场的磁极对数P成反比。当转速以每分钟计算时,旋转磁场的转速可表示为:
  
  F─电源频率(50次/秒);
  P─磁极 对数
  电动机的转子转速与旋转磁场的转速并不相等。因为转子的转速和旋转磁场的转速相等,则转子导体与旋转磁场间没有相对运动,导体内产生不了电动势和电流,因而也就没有电磁力,所以电动机转速与旋转磁场的差异是保证电动机旋转的必要条件。三相异步电动机转子的转n小于旋转磁场的转速,其相差的程度常用转差率S表示,即转差率
  
  电机转速
  转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。当电动机通电而转子未转动时(如在起动最初瞬间或电动机严重过载而堵转时),n=0,则S=1;当转子空载运行时,其转速非常接近旋转磁场转速,则S≈0.因此,异步电动机的转差率在0~1范围内变化,即0<S<1。
  通常在额定负载下的转差率约为0.01~0.06.
  【提示】若要使电动机转子反向转动,只需将接于三相电源的三相绕组中的任意两根对调位置,使旋转磁场反向旋转即可。
 知识点十五、三相异步电动机铭牌及主要系列
  电动机铭牌标明的有关电量和机械量的数值是厂家依据国家的有关标准制定的,称为额定值。若电动机按铭牌规定的方式运行,且在运行中其有关电量和机械量与铭牌上标明的额定值相符,则该电动机的运行情况称为额定运行。
  (一)型号
  三相异步电动机型号主要说明电动机的机型、规格。
  提示:掌握教材中两个异步电动机的举例,即160L-4和JO2-62-4每个字母和数字代表的含义。
  (二)额定值
  异步电动机的额定数据主要有:
  1.额定功率PN.在额定运行情况下,电动机轴上输出的机械功率称为额定功率,单位为kW(千瓦)。
  2.额定电压UN.在额定运行情况下,外加于定子绕组上的线电压称为额定电压,单位为V(伏)或kV(千伏)。
  3.额定电流IN.电动机在额定电压下,轴端有额定功率输出时,定子绕组线电流,单位为A(安)。
  4.额定频率fN.我国规定标准工业用电的频率为50Hz.
  5.额定转速nN.指电动机在额定运行时电动机的转速,单位为r/min(转/分)。
  (三)连接方法
  电动机出线盒中有六个接线柱,分上下两排用金属连接板可以把三相定子绕组接成星形(Y形)或三角形(△形)。定子绕组结成星型还是三角形,视定子每项绕组的额定电压和电源线电压而定。
  星形接法是把三个末端连接在一起,三角形接法是首尾相接。
  星形连接:相电流等于线电流,但相电压不等于线电压,相电压= ×线电压。
  三角形连接:相电压等于线电压,但相电流不等于线电流,相电流= ×线电压。
  当线电压为380V时,若定子绕组每相绕组额定电压为220V,应该用星形连接;若定子绕组每相绕组额定电压为380V,应该用三角形连接。
  对于Y系列电动机(鼠笼式异步电动机),功率在4kW以上时,其电压为380V,采用三角形连接;功率在4kW以下时,其电压为380/220V、Y/△是指线电压为380V时采用Y联结;线电压为220V时采用△联结。
  (四)绝缘等级和温升
  绝缘等级是指电动机所用绝缘材料的耐热等级,分A、E、B、F等级。常用B级绝缘材料的允许最高温度为120℃左右。
  允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。例如B级绝缘的电动机温升为80℃(环境温度以40℃为标准)。
  (五)工作方式
  表示电动机的运行方式,可分为连续、短时、断续三种。
 知识点十六、三相异步电动机的机械特性
  在一定的电源电压和转子电阻下,转速与转矩的关系曲线n=f(T)称为电动机的机械特性曲线。
  (一)额定转矩TN在等速转行时,电动机的转矩T必须与阻转矩相平衡,即T=TC.
  阻转矩TC主要是机械负载转矩TZ.此外,还包括空载损耗转矩T0(主要是机械损耗转矩)。由于很小,常可忽略,所以:
  T=TZ+T0≈TZ
  通常三相异步电动机都工作在特性曲线的ab段。当负载转矩增大时(如起重机起重量的加大;车削时吃刀量的加大等),在最初瞬间电动机的转矩T<Tc,所以它的转速n开始下降。随着转速的下降,电动机的转矩增加。当转矩增加到T=Tc时,电动机在新的稳定状态下运行,这时转速较前有所降低。ab段比较平坦,当负债在空载与额定值之间变化时,电动机的转速度变化不是很大,这种特性即为硬机械特性。
  额定转矩是电动机在额定负载时的转矩,它可从电动机铭牌上的额定功率(输出机械功率)和额定转速求得,即
  
  式中:TN——额定转矩(N·m);
  PN——额定功率(kW);
  nN——额定转速(r/min)。
  如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型)的额定功率为7.5kw,转差率S=4%,则额定转速和额定转矩为(假定交流电频率为50Hz):
  
  (二)最大转矩Tmax从机械特性曲线上看,转矩有一个最大值Tmax,称为最大转矩或临界转矩。对应于最大转矩的转差率为Sm.
  当负载转矩超过最大转矩时,电动机将发生所谓“闷车”现象。发生闷车后,电动机的电流立即升高6~7倍,电动机严重过热,以致烧坏。
  电动机的最大过载转矩可以接近最大转矩。只要过载时间较短,电动机不至于立即过热,这是允许的。因此,最大转矩也表示电动机短时允许过载能力。
  最大转矩与额定转矩之比称为过载系数用λ表示
  
  一般三相异步电动机的过载系数为
  
  在选用电动机时,必须考虑可能出现的最大负载转矩。然后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩,其值必须大于最大负载转矩。否则就要重选电动机。
  (三)起动转矩TQ电动机刚起动(n=0,S=1)时的转矩称起动转矩。在刚起动时,转子电流比较大,但起动转矩实际上并不大,它与额定转矩之比约为1.0~2.0.
  一般机床的主电动机都是空载起动,对起动转矩没有什么要求。但对于诸如起重用的电动机,因为是在带负载的情况下起动,因此应采用起动转矩较大一点的。
 知识点十九、三相异步电动机的调速
  在生产中,有时要求异步电动机在不改变负载的情况下转速能够调节,称为异步电动机的调速。
  根据公式可得:
  
  由上式可知,改变电动机的转速有三种方案,即改变电源频率f、改变绕组的磁极对数P以及改变转差率S.
  改变磁极对数调速,实际上是改变定子绕组的连接方法。电动机制造厂专门设计便于改接的定子绕组,制造出多速电动机。
  改变转差率S的调速方法,只能在绕线式转子电动机中使用,在其转子电路中串入附加电阻,便可改变转差率。
  改变电源频率调速,调速范围宽。具体方法有:
  1.变频机组。变频机组作为一种变频电源,由一台直流电动机和一台交流发电机组成,用电动机拖动交流发电机发电,通过调节直流电动机的转速来改变交流发电机发电的频率,再把此可调频率的电流送给需调速的异步电动机,就可调节该异步电动机的转速。
  2.交一直一交变频。交-直-交变频装置也是一种变频电源,它先将交流电通过整流电路变为直流电,再把此直流电送入逆变器变为频率可调的交流电,作为异步电动机变频调速的电源。
  3.交一交变频。交一交变频,就是直接把50Hz交流电变为频率可调的交流电。
知识点二十、直流电动机是如何工作的
  直流电动机由定子和转子组成。定子的作用是在励磁绕组中通入直流电流励磁而产生磁场;转子的作用是通电后产生电磁转矩。
  直流电源通电导线在磁场中会受到电磁力作用,其方向由左手定则确定。
  
知识点二十一、直流电动机的构造
  直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。
  定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座等组成。
  转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇等组成。
  (一)定子
  1.主磁极。主磁极的作用是产生主磁场。
  2.机座。机座是各磁极间磁的通路,同时也是电机的机械支架。
  3.换向极。两个相邻磁极间的小磁极叫做换向极,它的作用是用来产生附加磁场,用以减弱换向片与电刷之间的火花,避免烧蚀。
  (二)转子
  1.转子铁芯。转子铁芯有两个作用:一是用来安放转子绕组;二是作为电动机磁路的一部分。
  2.转子绕组。转子绕组的主要作用是产生感应电动势并通过点流,使电动机实现机、电能量转换。
  3.换向器。在转子轴的一端装有换向器,换向器由许多铜片组成,片与片之间用云母绝缘。
 知识点二十二、直流电动机的励磁方式
励磁方式  直流他励电动机 励磁绕组与转子绕组没有电的联系,励磁电流是由另外的直流电源(如蓄电池组)供给的。 直流并励电动机 励磁绕组与转子绕组并联。并励绕组两端电压就是转子绕组两端电压,其值较高,但励磁绕组用细导线制成,其匝数绕得很多,因此具有较大的电阻,使通过它的励磁电流较小。 直流串励电动机 在这种电动机中,励磁绕组与转子绕阻串联。为使励磁绕组不引起过大的损耗和电压降,励磁绕组的电阻越小越好,所以串励绕组通常用较粗的导线绕制,其匝数也较少。 直流复励电动机 在这种电动机中有两个励磁绕组,一个与转子绕组并联,称为并励绕组;另一个与转子绕组串联,称为串励绕组。电动机中的磁通由这两个绕组内的励磁电流共同产生。 知识点二十三、电动机的主要技术数据   在直流电动机的铭牌上,标明的主要技术数据有下列几项:
  (一)额定功率PN
  额定功率是指电动机轴上输出的机械功率,它等于电动机额定电压UN与额定电流IN的乘积,再乘以电动机的额定效率ηN,,即PN=UN·IN·ηN,单位是W或kW.
  (二)额定电压UN
  额定电压是指在额定运行情况下,加在电动机上的输入电压,单位为V.
  (三)额定电流IN
  额定电流是指在额定运行情况下,输给电动机的电流,单位是A.
  (四)额定转速nN
  额定转速是指电动机在额定电压、额定电流和额定功率情况下运行时的电动机转速,以r/min为单位。
  (五)额定效率ηN
  额定效率是电动机在额定运行时输出功率与输入功率之比的百分数,即:
  
  (六)额定温升τN
  额定温升指电动机的温度允许高出环境温度的最大允许值(我国规定环境最高温度为40℃)。在一般电动机中绕组最易发热,所以铭牌上的温升是指电动绕组的最高温升。
  直流电动机系列:小型电磁式直流电动机系列Z、ZF、ZD;一般用途的中型直流电动机系列Z4、ZO2;大型直流电动机系列ZJF、ZJD
 知识点二十四、并励直流电动机的机械特性
  四种励磁方式的直流电动机中,并励电动机和他励电动机比较常用。这两种电动机只是联结上的不同,两者的特性是一样的。并励直流电动机的转速将随着负载的增加稍有降低,但降低的幅度不大,可以看成是近于恒速的电动机。
  这就是说,并励直流电动机的机械特性比较硬。

  知识点二十五、并励直流电动机的起动、反转及调速
  (一)起动
  起动电动机时,如果将转子绕组直接与电源接通,则会造成起动电流(起动瞬时的电流)比额定电流大10~20倍。这样大的起动电流将会在换向器上产生强列的火花而使换向器烧伤;同时在电动机轴上产生很大的起动转矩,使电动机和它所拖动的生产机械遭受突然的冲击,以致使传动构受损。
  因此,直接起动直流电动机是绝对不允许的。
  为了限制起动电流,通常在转子绕组电路中串联接入一个起动变阻器RQ.起动时,变阻器的手柄应放在断路触点O上,闭合主电路开关Q后,转动手柄使起动电阻RQ随着电动机转速的加快而逐渐减小,最后将它从电路中切除(短接)。选择起动电阻RQ,通常以起动电流等于额定电流的1.2~2.5倍为准。
  (二)反转
  要改变电动机的旋转方向,关键在于改变电磁转矩的方向。根据左手定则,改变转子绕组电流的方向或者改变励磁电流的方向(即改变磁场的方向),都可以达到改变电磁转矩方向的目。将转子绕组两端的接头对调或者将励磁绕组两端的接头对调,都能够使电动机的电磁转矩反向,从而使其反转。
  (a)对调转子绕组的接头 (b)对调节器励磁绕组的接头
  并励电动机的反转
  但必须注意,如果将转子绕组和励磁绕组的接头同时对调,那么电磁转矩的方向将保持不变。这样也就不可能达到改变电动机转动方向的目的。
  (三)调速
  并励电动机具有良好的调速性能,因此用于调速性能要求高的生产机械。
  并励电动机通常有三种调速方法
改变磁通调速 通常是减小磁通将转速往上调。这种调速方法为恒功率调速,适用于转速约成反比而输出功率基本上不变的场合,例如用于切削机床中。 改变外加电压调速 为了保证电动机的绝缘不受损害,通常是通过降低电压将转速往下调。这种调速方法为恒转矩调速,起重设备多采用这种调速方法。 转子绕组回路电阻调速 变转子绕组回路电阻的调速方法需在转子绕组电路中串联一个调速用的变阻器。由于有较大的功率损耗,所以这种调速方法的经济性较差,应用范围不广。 
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发表于 2016-8-18 07:10:49 | 显示全部楼层
真的很好,是你弄的吗,牛
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发表于 2016-8-18 16:58:19 | 显示全部楼层
第一看考注评报几科合适
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发表于 2016-8-18 19:12:02 | 显示全部楼层

好像是中华会计网校的达江老师的讲义
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发表于 2016-8-19 02:02:46 | 显示全部楼层
继续观注中
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