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机械传动与技术测量,2H311011 掌握传动系统的组成,一、常用机械传动系统的主要类型和特点 机械传动的作用是传递运动和力 (一) 齿轮传动 齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来实现的，其基本要求之一是其瞬时角速度之比必须保持不变。(注释) 1. 齿轮传动的分类： 作用：传递空间任意两轴间的运动和动力。,类型：按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，分类。(注释1) (1) 平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动， 根据齿向，平面齿轮传动还可分为外啮合、内啮合及齿轮与齿条的啮合。常见的有直齿圆柱、斜齿圆柱、人字齿轮传动。 (2) 空间齿轮传动是用于两相交轴或两交错轴之间的传动。常见的有圆锥齿轮、交错轴斜齿轮传动。(注释2),渐开线标准齿轮基本尺寸的名称主要有齿顶园、齿根园、分度园、模数、齿数、压力角等。(注释),2. 主要特点： 适用的园周速度和功率范围广；(1m/s300m/s , 1w几十kw) 传动比准确、稳定、效率高；(99%以上) 工作可靠，寿命长； 可实现空间任意两轴间的传动； 但要求较高的制造和安装精度，成本高；不适宜远距离轴间传动。,(二) 蜗轮蜗杆传动 作用：传递空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力。 1. 特点：传动比大(i=530， 齿轮i=357)；结构尺寸紧凑；轴向力大、 易发热、效率低；只能单向传动。 2.蜗轮蜗杆传动的主要参数：模数、压力角、蜗轮分度园、蜗杆分度园、导程、蜗轮齿数、蜗杆头数、传动比等。(注释1) 蜗轮蜗杆传动正确啮合的条件是蜗杆轴向模数和轴向压力角应分别等于蜗轮的端面模数和端面压力角。(注释2),(三)带传动 带传动是通过中间挠性件(带)传递运动和动力。 组成：由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带。 作用：两轴平行而且回转方向相同的场合，这种传动称为开口传动。 1带传动的分类：带的形式按横截面形状分 分为平带、V带、特殊带三大类。,2特点： 适用于两轴中心距较大的传动； 带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动； 结构简单、成本低廉； 传动的外廓尺寸较大；需张紧装置； 带的寿命较短；传动效率较低； 过载时带与带轮之间会出现打滑，虽可防止损坏其他零部件，但不能保证固定不变的传动比。,(四)链传动 链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，以链条作中间挠性件，靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。 1链传动分类：按结构的不同主要分 滚子链由内链板、外链板、套筒和滚子组成，应用较广泛。滚子链已标准化，分为A、B两种系列，常用的是A系列。 齿形链由许多齿形链板用铰链连接而成，多用于高速或精度要求较高的传动。,2链传动的特点： (1)链传动与带传动相比： 没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比； 需要张紧力较小，作用在轴上的压力也较小； 结构紧凑； 能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。 (2)链传动与齿轮传动相比： 制造和安装精度要求较低； 中心距较大时，其传动结构简单； 瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。,(五)轮系 由一系列齿 轮组成的传动系 统统称为轮系。 1轮系的分类： 轮系分为定轴轮系传动时，每个齿轮的几何轴线都是固定的； 周转轮系传动时，至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动。,2轮系的传动比：轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比。定轴轮系的传动比在数值上等于组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，而传动比的正负取决于外啮合次数。(注释) 3.在周转轮系中，基本的周转轮系由行星轮、行星架和与行星轮相啮合的两个(有时只有一个)中心轮构成。行星架与中心轮的几何轴线必须重合，否则不能转动。 4轮系的主要特点： 适用于相距较远的两釉之间的传动； 可作为变速器实现变速传动；可获得较大的传动比； 实现运动的合成与分解。,二、传动件的主要类型和特点 (一)轴 1. 轴的分类 (1)按承受载荷的不同分为 转轴既传递扭矩又承受弯矩。 传动轴只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小。 心轴则只承受弯矩而不传递扭矩。(注释) (2)轴按轴线的形状不同分为 直轴、曲轴、挠性钢丝轴：,2轴的结构 (1)轴的材料通常采用碳素钢和合金钢，(注释) (2)轴的结构应满足制造与安装要求、轴上零件的定位与固定、改善轴的受力状况以及减小应力集中等要求。,(二)键 键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩， 1键的分类：分为平键、半圆键、楔向键、切向键和花键等。 2键的特点 (1)平键的两侧是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。其定心性能好，装拆方便。 ( 2)半圆键也是以两侧为工作面，有良好的定心性能。只适用于轻载连接。,(3)楔向键又分为普通楔键和钩头楔键两种，其上下面是工作面，仅适用于对定心精度要求不高、载荷平稳和低速的连接。 (4)切向键是由一对楔向键组成，能传递很大的扭矩，常用于重型机械设备中。 (5)花键是在轴和轮毂孔周向 均布多个键齿构成的，它适用于 定心精度要求高、载荷大和经常滑移的 连接。,(三)联轴器、离合器 联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的连接，使其一起回转并传递转矩。 1联轴器主要分为 (1)刚性联轴器由刚性传力元件组成，有凸缘式、套筒式、夹壳式等类型。由于各连接件之间不能相对运动，因而不具备补偿两轴线相对偏移的能力，只适用于被联结两根轴安装时严格对中、工作时不产生两根轴相对偏移的场合。由于刚性联轴器无弹性元件，不具备减振、缓冲功能，故通常只用于载荷平稳、转速稳定无冲击振动的工况条件。,(2)挠性联轴器包含有弹性元件和无弹性元件两类。 无弹性元件能传递运动和转矩，且具有不同程度的轴向、径向、角位移补偿性能， 有弹性元件能传递运动和转矩，具有不同程度的轴向、径向、角位移补偿性能；还具有不同程度的减振、缓冲作用，能改善传动系统的工作性能。(注释) 2. 离合器主要分为 (1)啮合式离合器的特点是结构简单，传递转矩较大，外廓尺寸小，可保证主、从动轴同步转动。 (2)摩擦式离合器的特点是允许在较高的转速下接合，接合、分离平稳，过载时多数可以自动打滑，但不能保证主、从动轴严格同步，接合时产生摩擦热。,2H311012 掌握轴承的特性 轴承的功用是为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度，减少轴与友承的摩擦和磨损。 一、轴承的类型和特性 (一)滑动轴承 适用于低速、高精度、重载和结构上要求剖分的场合。 主要分为向心滑动轴承(也称径向滑动轴承，主要承受径向载荷，有整体式和剖分式两种)和推力滑动轴承(承受轴向载荷)。 轴承常用的材料有轴承合金(巴氏合金)、青铜、特殊性能的轴承材料。轴瓦是轴承中的关键零件。,(二)滚动轴承 1滚动轴承分类 (1)按承受载荷的方向或公称接触角的不同，可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承主要承受径向载荷；推力轴承主要承受轴向载荷。 (2)按滚动体的形状，可分为球轴承和滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。 2滚动轴承特点 与滑动轴承相比，它具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便和易于更换等优点。它的缺点是抗冲击能力较差、高速时出现噪声、工作寿命不如液体润滑的滑动轴承。,2H311013 了解技术测量与公差配合的要求 一、技术测量的要求 (一)测量过程的四要素 测量过程包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度等四个要素。 (二)常用长度计量器具 量具、量规、量仪、计量装置。(注释) (三)主要形状误差、位置误差的检测方法及其误差评定 (四)测量方法 1按是否直接量出所需的量值，分为直接测量和间接测量。(通过一定的函数关系求得被测量的值为间接测量。),2按测量时是否与标准器比较可分为绝对测量和相对测量。 3按零件被测参数的多少，可分为单项测量和综合测量。 4按被测零件的表面与测量头是否有机械接触，分为接触测量和非接触测量。 5按测量技术在机械制造工艺过程中所起的作用，可分为主动测量和被动测量。 6按被测工件在测量过程中所处的状态可分为静态测量和动态测量。,二、公差配合的要求(注释) 允许零部件的几何参数的变动量，称为“公差”。 (一)公差等级 1. 在基本尺寸一定的情况下，公差等级系数是决定标准公差大小的唯一参数。 2. 根据公差等级系数不同，国家标准将公差分为20级，从IT01、IT0、IT1至IT18，等级依次降低，而标准公差值依次增大。 (二)配合的制度和种类 配合是指基本尺寸相同、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。国家标准规定有两种基准制度，即基孔制与基轴制。根据孔和轴公差带之间的关系。国家标准将配合分为三种类型，即间隙配合、过盈配合和过渡配合。,电路与电气设备,2H311021 掌握电路的种类 一、电路的基本概念 电路就是电流通过的路径。复杂电路如网状，称为电网。 (一)电路的组成：电源、 负载、连接导线等 (二)电路的主要作用 1电能的传输和转换。 2电信号的传递和处理。,二、电路的基本物理量 电路中主要涉及到的基本物理量有电流、电压、电功率、电能、电阻等。 (一)电流 电荷的定向移动形成电流。用大写字母 I 表示。在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安(A)。 (二)电压 表示每单位正电荷由正极移至负极时电场力所做的功，称为两点间的电压。电压在数值上等于单位正电荷在a、b两点的电势差(位能差)。用大写用字母Uab表示。在国际单位制中，电压的单位为伏特，简称伏(v)。,(三)电功率 电功是在一定时间内转换的电能。单位时间内转换的电能称为电功率，用大写字母P表示。在电压和电流的参考方向一致时，电功率等于电压和电流的乘积。 电功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号为W。 (四)电能 电能的单位为焦耳，简称焦。符号为J。1J就是功率为1W的用电设备使用1s所吸收(或消耗)的电能。电力电路中，常采用千瓦小时(kWh)为电能的单位，1kWh等于lkW的用电设备使用1h(3600s)所吸收(或消耗)的电能，1千瓦小时也叫1度，电能表也称为电度表。,(五)电阻 导体有良好的导电性能，但不同导体的导电性能是有差异的。衡量物体导电性能的物理量称为电阻，用大写字母R表示，其单位为欧姆简称欧，单位符号为。实验表明，用一定材料制成的粗细均匀的导体，在定的温度下，其电阻与长度成正比，与截面积成反比。 三、正弦交流电的基本概念 (一)直流电流和交流电流的区别 电荷定向运动形成交流电流和直流电流，直流电流的方向是不变的，大小和方向都不变的直流电流叫做恒稳电流。交流电流的大小和方向都随时间而变化，交流电流、交流电压和交流电动势通称交流电，以字母“AC或符号“”表示。,(二)正弦交流电 1交流电的瞬时值 交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，交流电经过一定的时间，周而复始地出现，称为周期交流电。 2周期和频率 (1) 在一秒内周期交流电变化的周数称为频率，用小写字母f表示；频率和周期应互为倒数，即：f1/T，频率的单位为l/秒(1/s)，称为赫兹(Hz)，简称赫。 (2) 周期和频率都是用来表示交流电变化快慢的物理量。我国和大多数国家规定的电力标准频率为50Hz ，简称工频。电力系统习惯上用“周波”或“周”作为频率的单位， 50周波就是50赫兹。,3正弦交流电的三要素 (1) 最大值(或称幅值) 最大瞬时值 (2)角频率 角频率的单位是弧度/秒(rad/s)，可简写为l/秒(1/s)。 (3)初相位 0时的相位为，称初相位，简称初相。初相决定了正弦量的初始值，即0时刻的值。 在实际分析计算中，有效值远比瞬时值和最大值重要。通常所说的交流电压220V，就是指有效值，其最大值U m311V。,四、三相正眩交流电路 三相交流的供电方式由三相交流电源供电的体系称为三相制。 (一)三相制的优点 1与单相制相比，在电源方面三相发电机和三相变压器比同容量的单相发电机和单相变压器体积小、节省制造材料，且运行稳定。 (注释) 2在输电方面，同样输送的功率、电压和距离下，三相输电线比单相输电线节省有色金属(铜和铝)约25。 3在用电方面，三相电动机与单相电动机相比，结构简单、维护方便和转动平稳。,(二)三相交流电动势 三相发电机在它的定子槽中，对称地放置三个相同的绕组，每个绕组的始端标以A、B、C末端标以X、丫、Z，绕组的始端之间或末端之间都相隔120。由于转子磁极的磁场沿气隙按正弦规律分布，因此当转子匀速旋转时，三个绕组中均感应产生正弦电动势。 三相交流电出现正幅值的先后次序成为相序。上述三相电动势的相序为ABCA称正序，而ACBA，则称为负序(或逆序)。 发电厂、变电所的导电部分(如三相母线)通常涂有黄、绿、红三种颜色，分别表示A、B、C三相。在用电部门，以哪一相作为A相是任意的，确定了A相后，滞后于A相120的一相为B相，滞后B相120的一相为C相。相序会影响三相电动机的旋转方向，改变相序将使三相电动机反转。,2H311022 掌握电气设备工作特性 一、主要电气设备 (一)一次设备 直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称为一次没备，通常包括以下五类： 1能量转换设备。发电机、变压器、电动机等属于此类。其中发电机和主变压器是电站的心脏，简称主机和主变。 2开关设备。这类电器用于电路的接通和开断。需要具备足够的灭弧能力。 (注释),开关没备又分为以下几种：(注释) (1)断路器。断路器不仅能接通和断开正常的负荷电流，也能断开短路电流。它是作用最重要、构造最复杂、功能最完善的开关电器。 (2)熔断器。熔断器不能接通和断开负荷电流，它被设置在电路中专用于断开故障短路电流，切除故障回路。 (3)负荷开关。负荷开关允许带负荷接通和断开电路，但其灭弧能力有限，不足以断开短路电流。 (4)隔离开关。隔离开关主要用于设备或电路检修时隔离电源，造成一个可见的、足够的空气间距。,3载流导体。该类设备有母线、绝缘子和电缆等，用于电气设备或装置间的连接通过强电流，传递功率。母线是裸导体，需要用绝缘子支持和绝缘。电缆是绝缘导体，并具有密封的封包层以保护绝缘层，外面还有铠装或塑料护套以保护封包。 4.互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器，分别将一次侧的高电压或大电流按比例转变为二次侧的低电压或小电流，以供给二次回路的测量仪表和继电器。 5.电抗器和避雷器。电抗器主要用于限制电路中的短路电流；避雷器则用于限制电气设备的过电压。 (二)二次设备 对电气一次设备的工作状况进行监测、控制和保护的辅助性电气设备称为二次设备。,二、变压器 1变压器的组成 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，由铁芯(或磁芯)和线圈组成。线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压 (或电流)。 2变压器的基本原理是电磁感应原理 感应电动势公式为 E=4.44f Nm (2H311022) 当二次侧加负载时，一次电压不变时，主磁通是不变的。一次电流增大来平衡二次电流。当电流乘以匝数时，就是磁势。上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。,三、断路器 1. 当用断路器(开关电器)切断有电流通过的电路时，在开关触头间就会产生电弧，尽管触头已经分开，但电流通过电弧继续流通，只有触头间的电弧熄火后，电流才真正切断。当开关触头间出现电弧时，必须尽快予以熄灭。 2断路器熄灭电弧的基本过程是：削弱游离过程，加强去游离过程。主要措施为：提高触头间的开断速度；用冷却绝缘介质降低电弧温度，削弱热发射和热游离作用以熄灭电弧；增大绝缘介质气体压力，使气体密度增加，降低热游离几率，增大复合几率，促使电弧熄灭；采用绝缘介质吹弧，使电弧拉长，增大冷却面，提高传热率；将触头置于真空密闭中。(注释),四、防雷设备 1采用避雷针、避雷线、避雷器进行过电压防护的设备通常称为防雷设备。防止直击雷过电压一般使用避雷针或避雷线；防止感应雷过电压、侵入波以及内部过电压一般使用避雷器。对于普通建筑物，通常采用避雷针(线)进行防雷。 2避雷针(线)一般安装在建筑物的顶端，避雷针(线)高出被保护物，其作用是将雷电吸引到避雷针(线)上来，并安全地将雷电电流引人大地，从而起到保护作用。,一、发电机的作用和基本结构 (一)发电机作用 1. 将机械能转变为电能送人电网。 2调整发电机输入机械功率可以改变发电机有功功率输出，以满足有功负荷需要。 3调节发电机转子励磁电流可以改变发电机无功功率(感性或容性)输出，以满足无功负荷的需要。 4. 对单独运行的机组来说，改变励磁电流就是改变发电机端电压。,2H311023了解供配电系统中电气设备的作用,(二)基本结构 定子机座用以固定及支持定子铁芯及绕组；端盖是保护定子端部绕组及与机座的密封结构；定子铁芯构成发电机磁回路和固定定子绕组，定子绕组的作用是产生感应电势，输出电功率；转子本体是构成发电机磁回路和固定转子绕组；励磁绕组的作用是通人直流励磁电流，产生主磁极磁场。此外还有阻尼系统、风扇、护环、中心环等。(注释),二、变压器的作用和基本结构 (一)变压器的作用 1在电源端，用升压变压器升高电压减小电流，以降低输电线路上的电能损耗。 2在受电端，用降压变压器降低电压，满足用户电气设备的用电要求。 (二)基本结构 变压器磁路的主体是铁芯，外壳是油箱，冷却装置有风冷、强油风冷或强油水冷。还有用以改变电压和传递能量的绕组、调压装置、储油柜、吸湿器、安全气道、净油器、气体继电器、测温装置等。,三、互感器的作用 1互感器与测量仪表配合，对线路的电压、电流，电能进行测量。 2与继电保护装置配合，对电力系统和设备进行保护。 3互感器二次侧均接地，以保证运行人员和二次设备的安全。 4将线路电压与电流变换成统一的标准值，使测量仪表和保护装置标准化。 5二次设备的绝缘水平按低电压设计，从而结构轻巧，价格便宜；二次回路不受一次回路的限制，接线方便；对二次设备进行维护、调换以及调整试验时，不需要中断一次系统的运行，仅适当地改变二次接线即可实现。,四、断路器和隔离开关的作用 (一)断路器的作用 1能承载、关合和开断运行线路、设备的正常电流。 2能在规定时间内承载、关合及开断规定的异常电流(如短路电流)，从而保证系统正常稳定运行。 3将被检修设备或安装设备与高压电源隔离，保证安装人员及设备的安全。,(二)隔离开关的作用 1隔离开关可将高压电气装置中需要检修的部分与其他带电部分可靠地隔离电源，保证安全。 2隔离开关经常用来进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。 3利用隔离开关接通或切断下列电路：电压互感器，避雷器；长度不超过10km的 35kV空载线路；长度不超过5km的110kV空载线路；35kV、100kVA及以下和110kV、 3200kVA及以下的空载变压器等。 (注释) 隔离开关在任何情况下，均不能接通或切断负荷电流和短路电流，并应设法避免可能发生的误操作。,自动控制系统的组成和类型,2H311031 掌握自动控制系统的组成,一、自动控制的基本原理 在自动控制系统中，通常设定值是系统的输入变量，而被控变量是系统的输出变量。输出变量通过适当的检测仪表，又送回输入端，并与输入变量相比较，因此称为反馈，二者相加称为正反馈，二者相减称为负反馈。输出变量与输入变量相比较所得的结果叫做偏差，控制装置根据偏差方向、大小或变化情况进行控制，使偏差减小或消除。发现偏差，然后去除偏差，这就是反馈控制的原理。,1. 闭环控制 在反馈控制系统中，被控变量送回输人端，与设定值进行比较，根据偏差进行控制，这样，整个系统构成了一个闭环，称为闭环控制。 闭环控制的特点是按偏差进行控制，只要被控变量偏离设定值就会产生控制作用，使偏差减小或消除，达到被控变量与设定值一致。 控制不够及时，以及如果系统内部各环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统失去控制，这是闭环控制系统的缺点。 2.开环控制 只根据输入信号进行控制，而不测量被控变量。(注释),二、自动控制系统的基本组成 1.检测元件、变送器 把被控变量转化为测量值。 2.比较机构 比较设定值与测量值，并输出其差值。 3.控制装置 根据偏差的正负、大小及变化情况，按某种预定的控制规律给出控制作用。 4.比较机构和控制装置通常组合在一起称为控制器 5.执行器 接收控制器送来的信号相应地去改变操纵变量。 6.系统中控制 外的各部分组合在一起称为广义对象,2H311032 了解自动控制系统的类型,以下几种能反映系统基本实质的划分方式 一、按给定信号的特征划分 (一)恒值控制系统 恒值控制系统的特点是给定输入一经设定就维持不变，希望辅出维持在某一特定值上。这种系统主要任务是当被控量受某种干扰而偏离希望值时，通过自动调节的作用，使它尽可能快地恢复到希望值。,(二)随动控制系统 随动控制系统的主要特点是给定信号的变化规律是事先不能确定的随机信号。这类系统的任务是使输出快速、准确地随给定值的变化而变化，故称作随动控制系统。 (三)程序控制系统 程序控制系统与随动控制系统不同之点就是它的给定输入不是随机不可知的，而是按事先预定的规律变化。这类系统往往适用于特定的生产工艺或工业过程，按所需要的控制规律给定输入，要求输出按预定的规律变化。,二、按系统的数学描述划分 按照元件特性方程式的不同，可将系统分成线性系统和非线性系统两大类。 三、按信号传递的连续性划分 (一)连续系统 各元件的输入信号和输出信号都是时间的连续函数。 (二)离散系统 只要有一处信号是脉冲序列或数码时 四、按系统的输入与输出信号的数量划分 (一)单变量系统(SISO) (二)多变量系统(MIMO),流体的阻力和传热的途径,2H311040 掌握流体的阻力和阻力损失,一、流体在管道中流动阻力 流体在管内流动阻力产生的原因是多方向的。流体流动中永远存在质点的摩擦和撞击，质点摩擦所表现的黏性，以及质点发生撞击引起运动速度变化表现的惯性，是流动阻力产生的根本原因。,实际工程管路都是由许多直管段和通过各种管件连接的管路系统。直管段内流体运动阻力被称为沿程阻力，所引起的阻力损失被称为沿程阻力损失，用hf表示。通过管件局部的流体流动阻力被称为局部阻力，所引起的阻力损失被称为局部阻力损失，用hj表示。全流程总的阻力损失h应是所有沿程阻力损失和局部阻力损失的总和，即： h= hf + hj (2H3110411),二、流体运动状态 (一)流体运动状态的分类 流体在运动时，分为层流和紊流两种状态。 1层流。流体在运动时呈束状和层状流动，各质点的迹线相互平行。高黏性的液体如石油、润滑油等的运动多属于层流状态；水经过毛细管的运动和当阀门开得很小时，水在管道内的运动也是层流状态。 2紊流。流体非束状和非层状流动，形成混乱，各质点的运动轨迹交错，形状复杂。河道与管道中的水流都属于紊流状态，在工程中遇到的运动也多属于紊流。,(二)流体运动状态的判别 划分流体运动状态的基本依据是雷诺数，用Re表示。 (2H311041-2) 式中流体密度(kg/m3)； 流体动力粘度(Pas)； 流体运动粘度(m2/s)； d管子内径(m)； v平均流速(m/s)。 不同的流体通过不同的管路，虽然临界转速各不相同，其临界雷诺数却大致相同。如果Rek2000即认为是层流；而Rek2000则认为是紊流。(注释),三、阻力损失 (一)沿程阻力损失 1.沿程阻力损失计算公式(达西公式)(注释) (2H311041-3) 式中L管道长度(m)； d管子内径(m)； v流体运动的平均流速(m/s)； g重力加速度m/s2； 沿程水力摩阻系数。 2.水力摩阻系数的计算式 层流流态时，=64/Re；紊流流态时，可由图表查得。,3.列宾宗公式 不同流态下的阻力损失综合计算式 (2H311041-4) 式中Q通过管道的流量(m3/s)； 流体的运动粘滞系数(m/s)； ， A、m、由流态决定的系数，可从有关表中查得。 (二)局部阻力损失 (2H311041-5) 式中是局部阻力损失系数，其值由实验确定，可从值表中查得。 在实际计算中局部阻力损失通常采用下式 (2h311041-6) 式中Ld是当量长度，由式 可得。,21D11042 了解增强和削弱传热的途径 一、三种基本换热形式 (一) 热传导 当物体内部存在温度差时，热量将从高温部分向低温部分传递，这种换热方式称为热传导。温度差的存在是产生导热的必要条件。 (二) 对流换热 当流体在与其温度不同的壁面流动时，与壁面之间所发生的热量传递过程，称为对流换热。,(三) 辐射热 由于热的原因所发生的辐射称为热辐射或温度辐射。物体的温度越高，热辐射的能力越强。两个物体之间以热辐射的方式进行热量传递的过程，称为辐射换热。(注释) 二、总换热系数K 工程中常遇到热量从固体壁面一侧的高温流体，通过固体壁面传递给另一侧低温流体的过程，如果设固体壁面两侧流体的温度分别为t1和t2(t1 t2)，则传热过程是：热量由热流体以对流换热方式传递给固体壁面的高温侧；又以热传导的方式传递到固体壁面的低温侧；再由固体壁面的低温侧以对流换热方式传递到冷流体。,传热的热流量基本计算式： Q=K(t1- t2)A (2H3110421) 式中 K-总传热系数J/(m2sK)或W/(m2K) A固体壁面传热面积(m2)； t1高温侧温度()； t2低温侧温度()。 平壁面总传热系数： (2H311042-2) 式中固体壁厚(mm)； 固体壁材料导热系数J/(msK) ； h1 、h2两侧对流换热表面传热系数W/(m2K)； 圆筒型壁面总传热系数：,三、增强换热的途径 (注释1) (一)增大换热平均温度差tm (效果有限) (二)增大单位体积的换热面积AV 增加流体湍动程度，又降低金属消耗量 (三)增大总换热系数K 是最有效的途径 方法有提高流体的对流换热系数h、提高金属壁的热导率、降低金属壁厚和两侧垢阻。(注释2) 对流换热热阻主要集中在靠近管壁的层流内层内，为提高K值，强化换热最为有效。可采用方法是：增大流体流速；加扰流元件；改变换热面形状和增加粗糙度；提高流体湍动程度以减小层流内层厚度。,四、削弱换热的途径 1. 在冷设备上包裹绝热材料的保温措施。 2. 将热设备的外壳制成真空夹层，夹层壁涂以反射率很高的涂层，提高绝热性能。 3. 改变表面的辐射特性。 4. 附加抑制对流的元件。 5.在保温材料的表面或内部添加憎水剂。,工程测量在机电工程中的应用,2H311051 掌握机电工程测量的要求 一、工程测量的原理 (一)水准测量原理 水准测量原理是利用水准仪和水准尺，根据水平视线原理测定两点高差的商量 方法。测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。,1. 高差法采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差，通过计算得到待定点高程的方法。 2. 仪高法-采用水准仪和水准尺，只需计算一次水准仪的高程，就可以简便地测算几个前视点的高程 。 (二)基准线测量方法 基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺，根据两点成一直线的原理进行测定，每两个点位都可连成一条直线(或基准线)。测定待定位点的方法有水平角测量和竖直角测量，这是确定地面点位的基本方法。,1. 保证量距精度的方法 返测丈量，当全段距离量完之后，尺端要调头，读数员互换，按同法进行返测往返丈量一次为一测回，一般应测量两测回以上。量距精度以两测回的差数与距离之比表示。 2安装基准线的设置 安装基准线一般都是直线，只要定出两个基准中心点，就构成一条基准线。平面安装基准线不少于纵横两条。 3安装标高基准点的设置 根据设备基础附近水准点，用水准仪测出的标志具体数值。相邻安装基准点高差应在0.5mm以内。,4沉降观测点的设置 沉降观测采用二等水准测量方法。每隔适当距离选定一个基准点与起算基准点组成水准环线。对于埋设在基础上的基准点，在后就开始第一次观测，随后的观测在设备安装期间连续进行。 二、工程测量的程序和方法 (一) 工程测量的程序 基本程序都是：建立测量控制网设置纵横中心线一设置标高基准点设置沉降观测点安装过程测量控制实测记录等。(注释),(二)平面控制测量 1. 平面控制测量 的要求 (1) 平面控制网布设的原则：应因地制宜，既从当前需要出发，又适当考虑发展。 (2)平面控制网建立的测量方法有三角测量法、导线测量法、三边测量法等。 (3) 平面控制网的等级划分：三角测量、三边测量依次为二、三、四等和一、二级小三角、小三边；导线测量依次为三、四等和一、二、三级。 (4) 平面控制网的坐标系统，应满足测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km。,(5)三角测量的网(锁)布没，应符合下列要求： 各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网(锁)，其三角形的内角不应小于 30。 加密的控制网，可采用插网、线形网或插点等形式。 2. 平面控制网的布设的方法(注释) (1)导线测量法的主要技术要求： 当导线平均边长较短时，应控制导线边数； 导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大； 当导线网用作首级控制时，应布设成环形网，网内不同环节上的点不宜相距过近。 (2)三边测量的主要技术要求： 三边网的起始边至最远边之间的三角形个数不宜多于10个； 三边网的边长近似相等，其组成各内角宜符合规定。,(3) 平面控制网的基本精度 四等以下 3常用的测量仪器 测量仪器必须经过检定且在检定周期内方可投入使用。 (1)光学经纬仪 功能是测量纵、横轴线及垂直度的控制测量。 主要用于平面控制网的测量及安装垂直度的控制测量。 (2)全站仪 用于平面控制网水平距离测量及测设、安装控制网的测设、建安过程中水平距离测量等。,(三)高程控制测量 1高程控制点布设的要求 (1)测区的高程系统，宜采用国家高程基准。在已有高程控制网的地区进行测量时，可沿用原高程系统。当小测区联测有困难时，亦可采用假定高程系统。 (2)高程测量的方法有水准测量法、电磁波测距三角高程测量法。常用水准测量法。 (3)高程控制测量等级划分：依次为二、三、四、五等。各等级视需要，均可作为测区的首级高程控制。,2高程控制点布设的方法 (1)水准测量法的主要技术要求： 各等级的水准点，应埋设水准标识。水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。墙水准点应选设于稳定的建筑物上，点位应便于寻找、保存和引测。 一个测区及其周围至少应有3个水准点。水准点之间的距离，应符合规定。 水准观测应在标识埋设稳定后进行。两次观测高差超限较大时应重测。当重测结果与原测结果分别比较，具较差均不超过限值时，应取三次结果的平均数。,(2)设备安装过程中，测量时应注意；最好使用一个水准点作为高程起算点。 (3)水准测量所使用的仪器，水准仪视准轴与水准管轴的夹角，应符合规定。水准尺上的米间隔平均长与名义长之差应符合规定。 3高程控制测量常用的测量仪器 (1)S3光学水准仪主要应用于建筑工程测量控制网标高基准点的测设及厂房、大型设备基础沉降观察的测量。在设备安装工程项目施工中用于连续生产线设备测量控制网标高基准点的测设及安装过程中对设备安装标高的控制测量。 (2)标高测量主要分两种： 绝对标高测量和相对标高测量。,三、工程测量竣工图的绘制 (一)工程测量竣工图的作用 1机电工程测量竣工图是进行交竣工验收时的重要资料之一。 2测量竣工图绘制的内容及深度反映出机电工程施工质量是否符合设计和规范的要求。 (二)测量竣工图的绘制 1机电工程测量竣工图的绘制包括安装测量控制网的绘制，安装过程及结果的测量图的绘制。 2绘制测量竣工图要求： (1)实测数据应与竣工图上的坐标点必须是一一对应的关系。 (2)竣工图中所采用的坐标、图例、比例尺、符号等一般应与设计图相同，以便设计单位、建设单位使用。,2H311052 了解机电工程测量的方法 一、设备基础施工的测量方法 (一)测量步骤 1测量首先设置大型设备内控制网。 2第二步进行基础定位，绘制大型设备中心线测设图。 3第三步进行基础开挖与基础底层放线。 4第四步进行设备基础上层放线。 (二)连续生产设备安装的测量方法 1安装基准线的测设：中心标板应在浇灌基础时，配合土建埋设，也可待基础养护期满后再埋设。放线就是根据施工图，按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上，作为设备安装的基准线。设备安装平面基准线不少于纵、横两条。,2安装标高基准点的测设：标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。标高基准点一般有两种：一种是简单的标高基准点，作为独立设备安装的基准点；另一种是预埋标高基准点，主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。采用钢制标高基准点，应是靠近设备基础边缘便于测量处，不允许埋设在设备底板下面的基础表面。 二、管线工程施工的测量方法 (一)测量要求 1.管线工程测量方法 2. 测量步骤 根据设计施工图，按实际地形绘制施工平面草图的断面草图；按草图对管线进行测量、放线和进行控制测量；施工完毕后，以最终测量结果绘制平、断面竣工图。,(二)测量方法 1管线中心定位的测量方法 将管线的起点、终点及转折点(主点)测设到地面上去，定位的依据：根据巳有建筑物定位或根据控制点定位。 2管线高程控制的测量方法 为了便于管线施工时引测高程及管线纵、横断面测量，应设管线敷设临时水准点。水准点一般都选在旧建筑物墙角、台阶和基岩等处。如无适当的地物，应提前埋设临时标桩作为水准点。其定位允许偏差应符合规定。 3地下管线工程测量,三、长距离输电线路钢塔架(铁塔)基础施工的测量 1长距离输电线路定位并经检查后，可根据起、止点和转折点及沿途障碍物的实际情况，测设钢塔架基础中心桩，其直线投点允许偏差和基础之间的距离丈量允许偏差应符合规定。中心桩测定后，一般采用十字线法或平行基线法进行控制，控制桩应根据中心桩测定，其允许偏差应符合规定。 2当采用钢尺量距时，其丈量长度不宜大于80m，同时，不宜小于20m。 3. 考虑架空送电线路钢塔之间的弧垂综合误差不应超过确定的裕度值，一段架空送电线路，其测量视距长度，不宜超过400m。 4大跨越档距测量。在大跨越档距之间，通常采用电磁波测距法或解析法测量。,机电工程材料的分类和应用,2H311061 掌握机电工程材料的分类 一、金属材料 黑色金属：生铁、铸铁、钢(碳素钢、低合金结构钢、不锈钢等) 有色金属：铝及铝合金、铜及铜合金等。 型钢、板材、管材、钢制品(焊材、管件、阀门等) 二、非金属材料 高分子材料：合成树脂、合成橡胶、合成纤维等制成的塑料 无机非金属材料：砌筑材料、耐火混凝土、绝缘材料、防腐材料、非金属风管材料、塑料及复合材料水管,三、电工线材 电线 电缆,2H311062 熟悉机电工程材料的应用 一、机电工程材料常用钢材的使用范围 (一)碳素钢 1. 碳素结构钢(普通碳素结构钢含硫、磷杂质较高) 作为一般结构钢和工程用钢，适合生产各种型钢、钢筋、钢丝等。 2. 优质碳素结构钢(含硫、磷杂质较低) 性能优于碳素结构钢，按含碳量的多小又可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢，含碳量低则强度低、塑性好，反之相反。(注释),3. 低合金结构钢 普通钢中加入微量元素，具有较好的综合力学性能。适用于压力容器、桥梁等。 4.不锈钢、耐热钢、耐酸钢 用于耐蚀性要求高的工程。 (二)型钢 (三)板材,(四)管村 1. 普通无缝钢管用优质低碳钢或低合金钢制成，用于低压管道中。 2.螺旋缝钢管 3.焊接钢管(俗称黑铁管)普通碳素钢制成，用于输送低压流体的管道。 4.无缝不锈钢管 5.高压无缝不锈钢管,(五)焊材 1. 焊条 酸性焊条工艺性能好，对锈、油和水敏感性不大，缺点是焊缝金属的机械性能差。 碱性焊条焊缝金属的机械性能好，缺点是对锈、油和水敏感性大。 2.焊丝 按钢种分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三大类。 (六)管件 1.法兰 平焊法兰：应用量最大。 对焊法兰：结构合理，强度与刚度较大，密封可靠。 松套法兰,二、机电工程常用非金属材料的使用范围 (一)砌筑材料 (二)绝热材料 (三)防腐材料 陶瓷制品、油漆及涂料、塑料制品、橡胶制品、玻璃钢及其制品。 (四)非金属风管 (五)塑料及复合材料水管 1. 聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水。 2. 涂塑钢管： 3. ABS工程塑料管：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能好。 4.聚丙烯管(PP管) ：用于流体输送。 5.硬聚氯乙烯排水管及管件：用于建筑工程排水。,三、电工线材的种类及使用范围 (一)电线(注释) 1.BLX、BLV型：铝芯电线用于架空线路。 2.BX、BV型：铜芯电线广泛用于机电安装工程。 3. RV型 ：铜芯软线用于柔性连接的可动部位。 4. BVV、RVV型：多芯护套线用于设备 内的配线。 (二)电缆 1.VLV、VV型电力电缆用于室内、管道内。 2.VLV22、VV22型电缆敷设在地下。 3. VLV32、VV32型电缆敷设在竖井内。 4.YFLV、YJV型高压电力电缆。 5.KVV型控制电缆用于室内控制电路中。,单项选择题,下列各项中，属于带传动的优点的是( )。 A. 易发热 B. 效率高 C. 传动比大 D. 适用于两轴中心距离大的传动,非金属复合风管的覆面材料必须为( )材料。 A. 难燃B1级 B.难燃B2级 C. 防火 D. 不燃,D,D,下列属于平面齿轮传动的是( )。 A. 交错轴斜齿轮传动 B. 螺旋齿轮传动 C. 人字齿轮传动 D. 圆锥齿轮传动,电路的短路状态形成是( )导致的。 A. 材料 B. 电气工程非正常 C. 机械设备非正常 D. 荷载,砌筑材料的使用要求规定，( )硬化过程中，环境温度不应高于 30。 A. 纯铝酸钙水泥 B. 矾土水泥 C. 磷酸盐水泥 D. 铝酸盐水泥,C,B,B,机械传动的作用为( )。 A. 传递能量 B. 传递运动和力 C. 传递力矩 D.传递动能,泵与风机的全效率等于水力效率、容积效率、机械效率的( )。 A. 总和 B.总和的平均 C. 乘积 D. 乘积的平均,8. 酸性焊条工艺性能良好，成型美观，其最大优点是( )。 A. 抗气孔能力差 B. 对锈、油和水分敏感性不大 C. 对锈、油和水分敏感性不大 D. 焊缝金属的机械性能差,B,C,B,多项选择题,蜗轮蜗杆的特点有( )。 A. 传动比大 B.工作可靠性高，寿命长 C. 可实现平行轴，任意角相交轴和任意角交错轴的之间的传动 D. 只能单向传动 E. 不适宜于距离两轴之间的传动,电路的运行分为( )三种状态。 A. 开路 B. 闭路 C. 有载 D. 空载 E. 短路,A D E,A B E,3. 轮系的特点是( )。 A. 可获得较大的传动比 B. 传动效率较高 C.实现运动的合成和分解 D. 适用于相距较远的两轴之间的传动 E.具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动,电路产生短路是电气工程非正常导致的，如( )。 A. 绝缘老化损坏 B. 防止异物入侵措施不当 C. 绝缘安全距离不符合规范规定 D.用电操作失误 E. 电线过长,A C D,A B C D,减小管道的管件阻力的措施有( )。 A. 加长管道 B. 对于截面较大的通风弯管需安装形式合理的导流片 C. 对于管子截面变化的变径管采用一定长度的渐缩管或渐扩管 D.加大管件直径 E. 减小管件个数,不适用于防排烟系统的风管有( )。 A. 酚醛复合 B. 聚氨酯复合 C. 玻璃纤维复合 D. 硬聚氯乙烯 E. 氯氧镁水泥风管,C D,A B C,习题2H311010,一、单项选择题(说明：带*号的为讲课中举例) *1. 平面齿轮传动是用于( )之间的传动。 两平行轴 B. 两相交轴 两交错轴 D.互相垂直而不相交 的两轴 *2. 蜗轮蜗杆传动正确啮合的条件是( ) 蜗杆轴向模数等于蜗轮的端面模数和蜗轮分度圆等于蜗杆分度圆 轴向压力等于端面压力角和蜗轮分度圆等于蜗杆分度圆 蜗杆轴向模数等于蜗轮的端面模数和轴向压力等于端面压力角 蜗轮分度圆等于蜗杆分度圆和蜗轮齿数等于蜗杆头数,3. 在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，既作自转，又作公转的齿轮，称为( )。 A.中心轮 B.行星架 C.行星轮 D. 太阳轮 *4. 轴是机器中的重要零件之一，用于支持旋转的机械零件传递( )。 A.运动 B.力 C.运动和力 D. 扭矩 *5. 只适用于轻载连接的键是( )。 平键 B. 半圆键 C. 楔向键 D. 切向键 *6. 无弹性元件挠性联轴器能传递运动和转矩，不具有( )。 不同程度的轴向补偿性能 B.不同程度的径向补偿性能 C. 不同程度角位移补偿性能 D.不同程度的减振、缓冲作用 *7. 滑动轴承适用于( )和结构上要求剖分的场合。 高速、高精度、重载 B.高速、低精度、重载 低速、高精度、轻载 D.低速、高精度、重载,*8.要求成对使用的滚动轴承是( )。 A.向心球轴承 B.向心滚子轴承 C. 圆柱滚子轴承 D.圆锥滚子轴承,9. 能将被测的量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具是( )。 量具 B.