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第8篇 减速器和无级变速器3

第1章 减速器3

1一般减速器的设计资料3

1.1常用减速器的型式和应用3

1.2减速器的基本参数9

1.2.1圆柱齿轮减速器的基本参数9

1.2.2圆柱蜗杆减速器的基本参数10

1.3减速器传动比的分配10

1.3.1二级圆柱齿轮减速器10

1.3.2二级圆锥-圆柱齿轮减速器11

1.3.3三级圆柱和圆锥-圆柱齿轮减速器11

1.3.4二级蜗杆减速器11

1.3.5二级齿轮-蜗杆和蜗杆-齿轮减速器11

1.4减速器的基本构造11

1.4.1齿轮、轴及轴承组合形式11

1.4.2箱体结构12

1.4.3附件13

1.5典型减速器结构示例13

1.6齿轮减速器、蜗杆减速器箱体结构尺寸和图例22

1.6.1箱体结构尺寸22

1.6.2箱体结构图例25

1.7减速器附件的结构尺寸27

1.8圆柱齿轮减速器通用技术条件30

1.8.1齿轮副的技术要求30

1.8.2箱体制造的技术要求31

1.8.3装配技术要求31

2标准减速器32

2.1圆柱齿轮减速器32

2.1.1减速器的代号和标记方法32

2.1.2减速器的承载能力、选用方法及实例32

2.1.3减速器的外形、安装尺寸及装配型式42

2.2谐波传动减速器45

2.2.1减速器的代号和标记方法45

2.2.2通用型谐波减速器的技术性能46

2.2.3通用型谐波减速器的外形及安装尺寸47

2.3圆弧圆柱蜗杆减速器50

2.3.1减速器的代号和标记方法50

2.3.2减速器的承载能力、选用方法及实例50

2.3.3减速器的外形和安装尺寸54

2.4锥面包络圆柱蜗杆减速器56

2.4.1减速器的代号和标记方法56

2.4.2减速器的承载能力、选用方法及实例56

2.4.3减速器的外形、安装尺寸和装配型式61

2.5 NGW型行星齿轮减速器65

2.5.1减速器的代号和标记方法65

2.5.2减速器的承载能力、选用方法及实例66

2.5.3减速器的外形和安装尺寸75

2.6 NGW-S型行星齿轮减速器81

2.6.1减速器的代号和标记方法81

2.6.2减速器的承载能力和选用方法82

2.6.3减速器的外形和安装尺寸84

2.7 NGW-L型行星齿轮减速器85

2.7.1减速器的代号和标记方法85

2.7.2减速器的承载能力和选用方法86

2.7.3减速器的外形和安装尺寸88

2.8摆线针轮减速器89

2.8.1减速器的代号和标记方法89

2.8.2减速器的承载能力、选用方法及实例90

2.8.3减速器的外形和安装尺寸94

2.9三环减速器97

2.9.1减速器的代号和标记方法97

2.9.2减速器的承载能力和选用方法98

2.10直廓环面蜗杆减速器100

2.10.1减速器的代号和标记方法100

2.10.2减速器的承载能力、选用方法及实例101

2.10.3减速器的外形和安装尺寸104

2.11同轴式圆柱齿轮减速器107

2.11.1减速器的代号和标记方法107

2.11.2减速器的承载能力和选用方法107

2.11.3减速器的外形和安装尺寸116

2.12轴装式圆弧圆柱蜗杆减速器123

2.12.1减速器的代号和标记方法124

2.12.2减速器的承载能力、选用方法及实例124

2.12.3减速器的外形和安装尺寸127

2.13平面包络环面蜗杆减速器134

2.13.1减速器的代号和标记方法134

2.13.2减速器的承载能力、选用方法及实例135

2.13.3减速器的外形和安装尺寸138

2.14 SEW型电动机直连减速器140

2.14.1减速器的代号和标记方法141

2.14.2减速器的承载能力和选用方法（R、 F、 K系列）142

2.14.3减速器的外形和安装尺寸（R、 F、 K系列）175

2.15运输机械用减速器185

2.15.1减速器的型式和尺寸185

2.15.2减速器的基本参数和承载能力187

2.15.3选用方法191

2.16设计案例192

第2章 无级变速器195

1无级变速器的类型、特性及选用方法195

1.1无级变速器的类型195

1.2无级变速器的特性196

1.3无级变速器的选用196

2机械无级变速器197

2.1滑片链式无级变速器197

2.1.1变速器的型式、代号和标记方法197

2.1.2变速器的承载能力、选用方法及实例197

2.1.3变速器的外形及安装尺寸202

2.2多盘式无级变速器203

2.2.1变速器的代号和标记方法203

2.2.2变速器的基本技术参数203

2.2.3变速器的外形和安装尺寸204

2.3行星锥盘无级变速器205

2.3.1变速器的代号和标记方法205

2.3.2变速器的基本技术参数205

2.3.3变速器的外形和安装尺寸206

2.4齿链式无级变速器207

2.4.1变速器的代号和标记方法207

2.4.2变速器的基本技术参数208

2.4.3变速器的外形和安装尺寸208

2.5环锥行星无级变速器209

2.5.1变速器的代号和标记方法209

2.5.2变速器的基本技术参数210

2.5.3变速器的外形和安装尺寸210

2.6三相并列连杆脉动无级变速器211

2.6.1变速器的代号和标记方法211

2.6.2变速器的基本技术参数211

2.6.3变速器的外形和安装尺寸212

2.7四相并列连杆脉动无级变速器212

2.7.1变速器的代号和标记方法212

2.7.2变速器的基本技术参数213

2.7.3变速器的外形和安装尺寸213

2.8锥盘环盘式无级变速器213

2.8.1变速器的代号和标记方法213

2.8.2变速器的基本技术参数214

2.8.3变速器的外形和安装尺寸216

3液压机械无级变速器217

3.1液压机械无级变速器的特点与组成217

3.2液压机械无级变速器传动方案的选择217

3.2.1液压机械传动的方案217

3.2.2传动比平面图和功率平面图218

3.2.3液压机械传动的评价指标219

3.2.4液压机械传动方案的设计219

3.3液压机械无级变速装置的设计220

3.3.1结构型式220

3.3.2主要性能参数220

3.3.3举例221

第3章 减速器试验方法和试验台分类223

1减速器一般试验方法223

1.1减速器跑合试验223

1.2减速器传动效率试验223

1.3减速器温升试验224

1.4减速器噪声试验224

1.5减速器疲劳运转试验224

1.6减速器超负荷运转试验225

2减速器试验台的分类及发展方向225

2.1开放功率流式试验台225

2.2封闭功率流式试验台225

2.3减速器试验台发展方向226

第9篇 起重运输机械227

第1章 起重机械设计总论229

1起重机械设计概论229

1.1起重机的基本参数229

1.1.1额定起重量Q229

1.1.2幅度L229

1.1.3起升高度H和下降深度h229

1.1.4悬臂有效伸距l229

1.1.5跨度L和轨距S（或轮距K）229

1.1.6基距b（轴距）230

1.1.7尾部回转半径r230

1.1.8工作速度230

1.1.9轮压P230

1.1.10生产率A230

1.2起重机设计采用的有关规范和标准230

2起重机的工作级别232

2.1起重机整机的工作级别与确定方法232

2.1.1起重机的使用等级232

2.1.2起重机的起升载荷状态级别232

2.1.3起重机整机的工作级别232

2.2机构的工作级别与确定方法233

2.2.1机构的使用等级233

2.2.2机构的载荷状态级别233

2.2.3机构的工作级别234

2.3结构件或机械零件的分级235

2.3.1结构件或机械零件的使用等级235

2.3.2结构件或机械零件的应力状态级别236

2.3.3结构件或机械零件的工作级别236

3起重机的载荷计算236

3.1额定起升载荷236

3.2自重载荷236

3.3风载荷237

3.3.1风载荷的计算237

3.3.2计算风压P的确定237

3.3.3迎风面积A的确定238

3.3.4风力系数C的确定239

3.3.5风压高度变化系数Kh的确定240

3.4垂直运动引起的动载荷241

3.4.1自重振动载荷241

3.4.2起升动载荷241

3.4.3突然卸载时的动载荷242

3.4.4运行冲击载荷242

3.5变速运动引起的载荷242

3.5.1驱动机构加速引起的载荷242

3.5.2水平惯性力242

4起重机轮压与稳定性计算244

4.1起重机轮压计算244

4.1.1臂架型回转起重机支承反力计算244

4.1.2桥架型起重机支承反力计算246

4.1.3轮压计算247

4.2起重机抗倾覆稳定性计算247

4.2.1概述247

4.2.2臂架型和桥架型起重机的抗倾覆稳定性计算249

第2章 起重机械的类型与构造253

1轻型起重设备253

1.1千斤顶253

1.1.1螺旋千斤顶253

1.1.2油压千斤顶253

1.2起重葫芦253

1.2.1手动起重葫芦255

1.2.2电动葫芦255

2桥式起重机256

2.1单梁桥式起重机257

2.1.1手动单梁桥式起重机257

2.1.2电动单梁桥式起重机257

2.2通用双梁桥式起重机258

2.2.1起升机构258

2.2.2小车运行机构259

2.2.3大车运行机构260

2.2.4桥架和车架结构260

3门式起重机260

3.1门式起重机的类型260

3.1.1单梁门式起重机260

3.1.2双梁门式起重机260

3.2门式起重机的主要参数260

3.2.1起重量Q261

3.2.2跨度S和悬臂长度L261

3.2.3起升范围262

3.2.4工作速度262

3.2.5工作级别262

3.2.6大车轮压262

3.3门式起重机的构造262

3.3.1小车总成263

3.3.2大车运行机构263

3.3.3门架264

3.3.4电气设备264

4门座起重机264

4.1门座起重机的类型264

4.2门座起重机的性能参数265

4.3门座起重机的基本构造265

4.3.1门座起重机的机构266

4.3.2门座起重机金属结构266

5岸边集装箱起重机268

5.1岸桥的形式和主要技术参数268

5.1.1岸桥的形式268

5.1.2岸桥的主要技术参数268

5.2岸桥的基本构造270

5.2.1岸桥的工作机构270

5.2.2岸桥金属结构的构造271

6桥式抓斗卸船机273

6.1卸船机的形式和主要技术参数273

6.1.1卸船机的形式273

6.1.2桥式抓斗卸船机的技术参数274

6.2桥式抓斗卸船机的基本构造274

6.2.1桥式抓斗卸船机的工作机构274

6.2.2桥式抓斗卸船机金属结构274

第3章 起重机主要零部件276

1钢丝绳276

1.1钢丝绳的类型与特点276

1.1.1钢丝绳的捻制方法276

1.1.2钢丝的接触状态276

1.1.3钢丝绳的绳股数目及形状277

1.1.4钢丝绳的绳芯材料277

1.1.5钢丝绳的标注277

1.2钢丝绳的计算278

1.3常用钢丝绳的选型278

2滑轮与滑轮组279

2.1滑轮的结构与材料279

2.1.1滑轮的结构及种类279

2.1.2滑轮的材料280

2.2滑轮的尺寸与选用280

2.2.1滑轮的尺寸280

2.2.2滑轮的选用280

3卷筒组280

3.1卷筒组的结构型式与特点280

3.2卷筒组的计算281

3.2.1卷筒的主要尺寸281

3.2.2卷筒验算283

4吊钩组284

4.1吊钩滑轮组的类型与特点284

4.2吊钩的选用285

5抓斗286

5.1抓斗的类型与结构特点286

5.2抓斗的设计与选用287

6集装箱吊具290

6.1集装箱吊具的型式与特点290

6.2常用集装箱吊具的技术规格291

7车轮组与轨道292

7.1车轮组的类型与特点292

7.2车轮的计算293

7.3起重机常用钢轨295

第4章 起重机工作机构297

1起重机机构设计计算总则297

1.1起重机机构设计的载荷、载荷情况与载荷组合297

1.1.1机构设计的载荷297

1.1.2机构设计的载荷情况与载荷组合297

1.2起重机机构驱动装置的选用299

1.2.1机构电动机的选择和校验299

1.2.2机构制动器的选择和校验302

1.2.3机构减速器的选择302

1.3起重机通用机械零件的设计计算303

1.3.1计算内容和方法303

1.3.2计算载荷与载荷情况303

1.3.3强度计算303

1.3.4稳定计算304

1.3.5耐磨及防过热计算304

1.3.6疲劳强度的计算304

1.4起重机机构传动装置的效率308

2起升机构308

2.1起升机构的组成与特点308

2.2电动起升机构驱动装置的布置方式309

2.2.1平行轴线布置309

2.2.2同轴线布置311

2.3起升钢丝绳卷绕系统的设计311

2.3.1起升钢丝绳卷绕系统的型式与特点311

2.3.2滑轮组312

2.3.3卷筒、滑轮的卷绕直径313

2.3.4钢丝绳允许偏斜角313

2.3.5钢丝绳在卷筒上绳端的固定314

2.3.6钢丝绳双层卷绕与多层卷绕314

2.4起升驱动装置的计算316

2.4.1钢丝绳计算316

2.4.2卷筒转速的计算316

2.4.3电动机的选择与校验316

2.4.4减速器的选择与校核318

2.4.5制动器选择318

2.4.6机构起动、制动时间和加速度的计算318

2.4.7联轴器选择319

3回转机构320

3.1回转机构的组成320

3.2回转支承的构造与特点320

3.2.1柱式回转支承320

3.2.2转盘式回转支承321

3.3回转支承装置的设计323

3.3.1回转支承的计算载荷323

3.3.2回转支承的计算324

3.4回转阻力矩计算327

3.5回转驱动装置的计算328

3.5.1电动机的选择与校验328

3.5.2减速器的选择329

3.5.3制动器的选择329

3.5.4极限转矩联轴器的选择329

4变幅机构330

4.1变幅机构的类型和特点330

4.2货物水平位移系统设计330

4.2.1货物水平位移实现方法330

4.2.2货物水平位移系统的设计333

4.3臂架自重平衡系统设计335

4.3.1臂架自重平衡的几种型式335

4.3.2臂架自重平衡系统的设计336

4.3.3臂架自重平衡系统优化设计方法简介338

4.4变幅机构的驱动型式338

4.4.1绳索驱动338

4.4.2齿条驱动339

4.4.3螺杆驱动340

4.4.4液压驱动340

4.5变幅机构的设计计算341

4.5.1变幅机构的载荷特点341

4.5.2非平衡式变幅机构的设计计算341

4.5.3平衡式变幅机构的设计计算343

5运行机构347

5.1运行机构的组成与特点347

5.2运行支承装置及其设计348

5.3运行机构驱动装置及其设计349

5.3.1自行式运行机构驱动装置349

5.3.2牵引式运行机构驱动装置352

5.4有轨运行机构的设计计算352

5.4.1自行式运行机构的设计计算352

5.4.2牵引式运行机构的设计计算356

第5章 连续输送机械设计总论357

1连续输送机的特点、分类与应用357

1.1连续输送机的特点357

1.2连续输送机的分类357

1.3连续输送机的应用358

2连续输送机的主要参数359

2.1输送量359

2.2输送距离与输送线路360

2.3工作构件的特征尺寸360

2.4工作速度360

2.5驱动功率360

3被输送物料的主要特性360

3.1散粒物料的主要特性360

3.1.1粒度和粒度组成360

3.1.2堆积密度与堆积重度361

3.1.3堆积角362

3.1.4湿度362

3.1.5外摩擦因数362

3.1.6其他特性362

3.2成件物品的主要特性363

第6章 输送机械的类型与基本计算364

1带式输送机364

1.1带式输送机的特点与应用364

1.2带式输送机的构造与主要部件365

1.2.1输送带365

1.2.2支承托辊366

1.2.3驱动装置366

1.2.4张紧装置366

1.2.5改向装置367

1.2.6装料装置367

1.2.7卸料装置368

1.2.8清扫装置368

1.3带式输送机的设计计算368

1.3.1输送量计算368

1.3.2带宽与带速的确定369

1.3.3阻力计算370

1.3.4张力计算372

1.3.5驱动功率计算372

1.3.6起、制动验算373

2斗式提升机374

2.1斗式提升机的特点、类型及应用374

2.2斗式提升机的构造与主要部件375

2.3斗式提升机的装、卸载377

2.3.1斗式提升机的装料377

2.3.2斗式提升机的卸料377

2.4斗式提升机的设计计算378

2.4.1输送量计算378

2.4.2料斗型式尺寸以及斗速斗距的确定379

2.4.3驱动滚筒直径的确定380

2.4.4运行阻力计算380

2.4.5牵引构件的张力计算381

2.4.6驱动功率计算382

3埋刮板输送机382

3.1埋刮板输送机的特点及应用382

3.2埋刮板输送机的构造384

3.2.1机槽384

3.2.2链条384

3.2.3刮板385

3.2.4驱动装置386

3.2.5张紧装置386

3.3埋刮板输送机的设计计算386

3.3.1生产率计算386

3.3.2链条速度与料槽宽度的确定387

3.3.3刮板间距的确定387

3.3.4运行阻力、链条张力及驱动功率计算387

3.4埋刮板输送机选型389

3.4.1选型设计的要求389

3.4.2普通型埋刮板输送机性能参数389

3.4.3适用于散粮的轻型埋刮板输送机性能参数391

4螺旋输送机391

4.1.螺旋输送机的特点与应用391

4.2螺旋输送机的构造与主要部件392

4.3螺旋输送机的设计计算395

4.3.1水平螺旋输送机的设计计算395

4.3.2垂直螺旋输送机的设计计算397

5气力输送机399

5.1气力输送机的特点及分类399

5.1.1吸送式气力输送机399

5.1.2压送式气力输送机400

5.1.3混合式气力输送机400

5.2气力输送机的主要部件400

5.2.1供料器400

5.2.2分离器401

5.2.3除尘器402

5.2.4鼓风机403

5.3气力输送机的主要设计计算406

5.3.1输送量与混合比的确定406

5.3.2风速与风量的确定407

5.3.3系统压力损失计算407

5.3.4鼓风机驱动功率计算408

6辊子输送机408

6.1辊子输送机的特点及分类408

6.1.1辊子输送机的特点408

6.1.2辊子输送机的结构型式与分类408

6.1.3辊子输送机型号表示方法410

6.2辊子输送机的构造410

6.2.1辊子、短辊和滚轮410

6.2.2机架411

6.2.3驱动装置411

6.3辊子输送机的设计计算412

6.3.1原始参数412

6.3.2基本参数计算412

6.3.3无动力式辊子输送机计算413

6.3.4动力式辊子输送机计算415

7振动输送机416

7.1振动输送机的特点416

7.2振动输送机的结构类型416

7.3水平振动输送机的设计计算419

7.3.1输送速度的计算419

7.3.2振动输送参数选择421

7.3.3、输送槽的设计计算421

第7章 输送机械的主要零部件424

1输送带424

1.1输送带的类型、构造与特点424

1.2常用输送带的规格424

1.3输送带的计算425

1.3.1普通输送带的计算425

1.3.2钢丝绳芯输送带的计算425

2输送链条425

2.1输送链条的类型与特点425

2.2常用输送链条的规格与选型427

3支承托辊432

3.1槽形托辊432

3.2平行托辊433

3.3缓冲托辊434

3.4调心托辊435

3.5过渡托辊437

4滚筒439

4.1传动滚筒439

4.2电动滚筒447

4.3改向滚筒449

5张紧装置453

5.1螺旋张紧装置453

5.2垂直式重锤张紧装置453

5.3小车式重锤张紧装置454

5.4绞车式张紧装置455

第10篇 液压、气压传动与控制457

第1章 液压与气动常用标准及计算公式459

1液压气动常用图形符号459

2基础标准465

2.1流体传动系统及元件的公称压力系列465

2.2液压传动用米制螺纹连接的油口尺寸和标识465

2.3气动元件的气口连接螺纹形式和尺寸466

3液压气动系统的图形符号表示467

4常用计算公式469

4.1液体工作介质的主要物理性质469

4.2液体静力学计算公式469

4.3液体动力学计算公式470

4.4流体管道系统压力损失计算公式470

4.5理想气体的状态方程及状态变化过程472

第2章 液压介质及其选用474

1液压介质的分类474

1.1按品种分类474

1.2按粘度分类474

1.3液压介质的命名代号475

2液压介质的质量指标476

3液压介质的选用477

3.1液压介质的选用原则477

3.2矿物油型液压油的选择477

3.3难燃型液压液的选择482

3.4可快速生物分解的液压液的选择483

3.5水液压介质的选择485

4液压介质的污染控制485

4.1污染物种类及来源485

4.2油液污染的危害485

4.3油液的污染控制485

第3章 液压泵和液压马达487

1液压泵487

1.1液压泵的分类487

1.2液压泵的主要性能参数及计算公式488

1.3液压泵的性能曲线489

1.4液压泵和液压马达公称排量系列489

1.5常用液压泵的技术性能比较489

1.6齿轮泵489

1.6.1外啮合齿轮泵489

1.6.2内啮合渐开线齿轮泵490

1.6.3内啮合摆线齿轮泵490

1.7叶片泵492

1.7.1双作用叶片泵492

1.7.2单作用叶片泵492

1.8柱塞泵493

1.8.1轴向柱塞泵493

1.8.2径向柱塞泵495

1.9螺杆泵495

1.10变量泵的变量控制原理与控制方式495

1.10.1变量控制原理495

1.10.2变量控制方式495

1.11液压泵典型产品499

1.11.1齿轮泵典型产品499

1.11.2叶片泵典型产品501

1.11.3斜盘式轴向柱塞泵典型产品505

1.11.4斜轴式轴向柱塞泵典型产品507

1.11.5径向柱塞泵典型产品508

1.11.6螺杆泵典型产品510

1.12液压泵的选用、安装及维护510

1.12.1液压泵的选用510

1.12.2液压泵的安装511

1.12.3液压泵的使用与维护512

1.12.4液压泵常见故障及检修方法512

2液压马达515

2.1液压马达的分类515

2.2液压马达的性能参数及计算方法515

2.3常用液压马达的技术性能比较516

2.4齿轮液压马达517

2.5摆线齿轮液压马达517

2.6叶片液压马达518

2.7柱塞式液压马达518

2.8低速大转矩液压马达518

2.8.1曲轴连杆式径向柱塞液压马达518

2.8.2静力平衡式径向柱塞液压马达519

2.8.3内曲线径向柱塞液压马达520

2.8.4摆缸式液压马达521

2.9摆动液压马达521

2.9.1叶片式摆动液压马达521

2.9.2齿轮齿条式摆动液压马达521

2.10液压马达典型产品522

2.10.1外啮合齿轮液压马达典型产品522

2.10.2摆线齿轮液压马达典型产品523

2.10.3叶片液压马达典型产品524

2.10.4轴向柱塞式液压马达典型产品524

2.10.5径向柱塞式液压马达典型产品525

2.11液压马达的使用与维护531

第4章 液压缸和气缸533

1液压缸、气缸的分类533

1.1液压缸的分类533

1.2气缸的分类534

2液压缸与气缸的设计计算536

2.1液压缸的设计计算536

2.1.1液压缸的设计步骤536

2.1.2液压缸有关参数的计算537

2.1.3液压缸主要结构尺寸的计算537

2.2气缸的有关计算公式538

3液压缸与气缸设计中常用的国家标准538

3.1液压缸、气缸缸筒内径尺寸系列538

3.2液压缸、气缸活塞杆外径尺寸系列538

3.3液压缸、气缸行程参数系列538

3.4液压缸、气缸活塞杆螺纹形式和尺寸系列539

3.4.1活塞杆螺纹形式539

3.4.2活塞杆螺纹尺寸539

3.5单活塞杆液压缸两腔面积比539

4液压缸的排气、缓冲装置541

4.1液压缸的排气装置541

4.2液压缸的缓冲装置541

4.2.1节流缓冲装置541

4.2.2液压缸缓冲装置的设计计算542

5液压缸关键零件的设计方法543

5.1活塞543

5.1.1活塞与活塞杆的连接形式543

5.1.2活塞与缸体之间的密封543

5.1.3活塞材料543

5.1.4活塞的技术要求543

5.2活塞杆545

5.2.1活塞杆端部结构545

5.2.2活塞杆端部尺寸545

5.2.3活塞杆整体结构545

5.2.4活塞杆材料545

5.2.5活塞杆的技术要求545

5.2.6活塞与活塞杆的连接计算545

5.2.7活塞杆稳定性校核546

5.2.8活塞杆的导向、密封和防尘548

5.3缸体550

5.3.1缸体端部连接方式550

5.3.2缸体的材料550

5.3.3缸体的技术要求551

5.3.4缸体的设计计算551

5.4缸盖554

5.4.1缸盖的材料554

5.4.2缸盖的技术要求554

5.4.3缸底的计算554

5.5液压缸的常见安装方式与计算556

5.5.1液压缸的安装方式556

5.5.2销轴、耳环的连接计算558

6气缸的设计方法558

6.1气缸的设计步骤558

6.2气缸结构参数计算558

6.2.1气缸缸径的计算558

6.2.2气缸活塞杆直径的计算558

6.2.3气缸缸筒壁厚的计算560

6.2.4气缸缓冲的计算560

6.2.5气缸耗气量的计算560

6.3气缸主要零件结构、材料及技术要求560

6.3.1气缸缸体560

6.3.2气缸缸盖561

6.3.3气缸活塞562

6.3.4气缸活塞杆563

6.4冲击气缸的设计计算565

6.4.1冲击气缸的性能指标565

6.4.2普通型冲击气缸的设计计算565

6.4.3快排型冲击气缸的设计计算567

7液压缸、气缸的安装、使用与维护567

7.1液压缸的安装、使用与维护567

7.1.1液压缸的安装形式567

7.1.2液压缸的负载导向569

7.1.3液压缸的使用与维护569

7.2气缸的安装、选择、使用与维护569

7.2.1气缸的安装形式569

7.2.2气缸的选择570

7.2.3气缸的使用与维护570

8液压缸典型产品571

8.1 DG型车辆用液压缸571

8.2 HSG型工程用液压缸572

8.3 CD/CG250、 CD/CG350系列重载液压缸575

8.4 Y-HG1型冶金设备标准液压缸578

9气缸典型产品581

9.1 QGA系列气缸581

9.2 QGB系列气缸582

9.3 SC、 SCD、 SCJ系列标准气缸583

第5章 液压控制阀587

1液压控制阀概览587

2压力控制阀588

2.1直动式溢流阀与远程调压阀588

2.2先导式溢流阀、电磁溢流阀595

2.3减压阀598

2.4顺序阀607

2.5平衡阀612

2.6压力继电器619

3流量控制阀626

3.1节流阀和单向节流阀626

3.2溢流节流阀631

3.3调速阀636

4方向控制阀646

4.1单向阀和液控单向阀646

4.2电磁换向阀653

4.3电液换向阀和液动换向阀655

4.4多路换向阀670

5叠加阀673

5.1概述673

5.2叠加阀典型产品系列及其技术规格673

6插装阀678

6.1二通插装阀的结构和工作原理678

6.2二通插装阀控制组件681

6.3二通插装阀典型产品系列及其技术规格683

6.4螺纹插装阀687

6.4.1压力控制螺纹插装阀687

6.4.2流量控制螺纹插装阀688

6.4.3方向控制螺纹插装阀688

7水压控制阀690

7.1水压压力控制阀690

7.2水压流量控制阀691

7.3水压方向控制阀691

8电液伺服阀695

8.1电液伺服阀的功用与特点695

8.2电液伺服阀的基本组成及分类695

8.2.1电液伺服阀的基本组成695

8.2.2电液伺服阀的分类696

8.3常见电液伺服阀的典型结构和工作原理696

8.3.1位置反馈单级电液伺服阀696

8.3.2典型两级电液伺服阀697

8.3.3三级电液伺服阀698

8.4电液伺服阀的基本特性与主要性能参数698

8.4.1静态特性698

8.4.2动态特性702

8.5国内外电液伺服阀主要产品702

8.5.1国内电液伺服阀主要产品技术参数702

8.5.2国外电液伺服阀主要产品技术参数708

8.5.3电液伺服阀的外形与安装尺寸712

8.5.4伺服放大器717

8.6电液伺服阀的选择与使用要点718

9电液比例阀719

9.1概述719

9.2电液比例阀的基本类型与特点720

9.3电液比例阀的典型结构和工作原理721

9.3.1电液比例压力阀721

9.3.2电液比例流量阀723

9.3.3电液比例方向阀724

9.4电液比例阀主要产品725

9.4.1国内外电液比例阀主要产品技术参数725

9.4.2部分电液比例阀产品的技术性能与外形及安装尺寸728

9.4.3比例放大器732

9.5电液比例阀的选择和使用737

第6章 液压辅件739

1液压辅件概览739

2液压过滤器740

2.1液压过滤器的主要性能参数740

2.2液压过滤器的类别、用途、安装位置、精度等级、滤材741

2.3推荐的液压系统的清洁度和过滤精度741

2.4液压过滤器的选择及计算741

2.5 XU型线隙式过滤器742

2.6 ZU型纸质过滤器745

2.7 SU型烧结式过滤器747

2.8磁性过滤器748

2.8.1 CXL型自封式吸油磁性过滤器748

2.8.2 WY、 GP型磁性回油过滤器750

2.9吸油过滤器751

2.9.1 WU网式过滤器751

2.9.2 NJU型箱外内积式吸油过滤器752

2.9.3 YLX型上置式吸油过滤器753

2.9.4 YCX、 TF型侧置式吸油过滤器754

2.10 YLH型箱上回油过滤器757

3蓄能器758

3.1蓄能器的种类及特点758

3.2各种蓄能器的性能及用途759

3.3蓄能器的容量计算760

3.4蓄能器在液压系统中的应用760

3.5 NXQ气囊式蓄能器761

3.6 HXQ活塞式蓄能器762

4冷却器764

4.1冷却器的种类及特点764

4.2冷却器的选择及计算765

4.3冷却回路型式的选用765

4.4 LQ型冷却器766

4.5 BR型板式冷却器773

5压力测量元件774

5.1压力表774

5.2压力传感器（变送器）775

5.2.1应变式压力传感器775

5.2.2压阻式压力传感器776

5.2.3压电式压力传感器777

6温控仪表（计）777

6.1 WSS型双金属温度计777

6.2 WTZ型温度计778

7油箱及附件778

7.1油箱类型778

7.2油箱容量的确定779

7.3油箱附件780

7.3.1EF型空气过滤器780

7.3.2QUQ型空气过滤器781

7.3.3液位油温计782

7.3.4液位控制继电器782

7.3.5加热器783

第7章 气动元件784

1气马达784

1.1气马达概览784

1.2叶片式气马达784

1.3活塞式气马达786

2气动控制阀792

2.1气动控制阀概览792

2.2压力控制阀793

2.3流量控制阀796

2.4方向控制阀800

3气动逻辑元件813

3.1高压截止式逻辑元件813

3.2高压膜片式逻辑元件813

4气源装置及气动辅助元件818

4.1气源装置818

4.1.1容积式压缩机的分类和工作原理818

4.1.2容积式压缩机型号说明818

4.1.3技术规格818

4.2气动辅助元件821

4.2.1空气过滤器821

4.2.2分水滤气器822

4.2.3油雾器824

4.2.4气源处理三联件824

4.2.5消声器824

第8章 常用液压、气动基本回路828

1液压基本回路828

1.1压力控制回路828

1.1.1调压回路828

1.1.2变压回路828

1.1.3保压回路830

1.1.4释压（泄压）回路830

1.1.5卸荷回路830

1.1.6平衡回路832

1.1.7缓冲回路833

1.2速度控制回路834

1.2.1调速回路834

1.2.2快速运动回路835

1.2.3减速回路838

1.2.4二次进给速度回路839

1.3方向控制回路839

1.3.1换向回路839

1.3.2锁紧回路839

1.4多缸控制回路841

1.4.1多缸顺序动作回路841

1.4.2同步控制回路841

1.5液压马达制动回路843

1.6液压油源回路845

2气动基本回路846

2.1压力和力控制回路846

2.2速度控制回路846

2.3换向回路846

2.4位置控制回路846

2.5其他回路846

第9章 液压系统设计及实例852

1液压系统的分类及特点852

1.1液压系统的基本类型852

1.2液压系统的特点852

1.2.1液压系统的优点852

1.2.2液压系统的不足之处853

1.3液压传动系统与液压控制系统的比较853

1.4电液伺服系统与电液比例系统的比较854

2液压传动系统设计854

2.1液压传动系统设计的内容和一般步骤854

2.2液压系统功能原理设计855

2.2.1明确设计要求855

2.2.2确定液压系统的主要参数855

2.2.3拟订液压系统原理图856

2.2.4液压元件的选择856

2.2.5液压系统性能验算859

2.3液压系统结构设计860

2.3.1总体配置形式860

2.3.2元件配置形式860

2.3.3液压集成块设计861

2.3.4全面审核及整理和编写技术文件864

2.4液压传动系统设计计算实例——250g塑料注射成型机液压系统设计计算864

2.4.1设计要求及设计参数864

2.4.2选择液压执行元件865

2.4.3液压执行元件工况分析与计算865

2.4.4确定液压系统主要参数865

2.4.5拟订液压系统原理866

2.4.6选择和设计液压元件868

3电液伺服控制系统设计869

3.1电液伺服控制系统设计的一般步骤869

3.1.1明确设计要求869

3.1.2拟定控制系统方案870

3.1.3静态计算870

3.1.4动态计算870

3.1.5选择合适油源871

3.1.6绘制正式工作图，编制技术文件871

3.2电液伺服控制系统设计中伺服阀规格的确定871

4电液比例控制系统设计872

4.1电液比例控制系统的设计特点及注意事项872

4.2电液比例控制系统设计的方法和步骤872

4.3电液比例阀的选用原则873

5液压系统设计中应重视的几个问题874

5.1泄漏与进气874

5.1.1泄漏874

5.1.2进气875

5.2液压冲击、振动与噪声控制876

5.2.1液压冲击产生的原因及防止措施876

5.2.2液压系统的振动与噪声控制876

5.3温升与节能技术877

5.3.1温升过高的危害877

5.3.2油温过高的原因及防止措施878

5.3.3节能技术879

6液压系统设计与运行禁忌881

6.1液压系统功能原理设计禁忌881

6.2液压系统结构设计禁忌883

6.3液压系统运行禁忌887

第10章 气动系统设计及实例889

1气动系统的分类与特点889

1.1气动系统的基本类型889

1.2气动系统的特点889

2气动系统设计计算的一般步骤889

2.1明确设计依据和要求889

2.2气动回路的设计890

2.3选择、设计气动元件890

2.3.1气动执行元件的选择与设计890

2.3.2控制阀的选择890

2.3.3气动辅件的选择891

2.3.4气罐容积计算891

2.4气动系统压降验算891

2.4.1管道计算891

2.4.2压降验算891

2.5空压机的选择和计算891

3气动系统设计计算实例892

第11章 液压气动管件897

1液压管路897

1.1概述897

1.2管路的材料897

1.3金属管的参数计算900

1.4管路安装900

2管接头901

2.1管接头的类型及特点901

2.2管接头的品种规格901

2.2.1卡套式管接头901

2.2.2扩口式管接头916

2.2.3焊接式管接头925

2.2.4扣压式软管接头总成927

2.2.5快速接头规格930

3螺塞及堵头931

3.1外六角螺塞规格931

3.2内六角螺塞规格932

3.3密封垫规格933

4法兰934

4.1整体钢制管法兰934

4.1.1平面整体钢制管法兰934

4.1.2环连接面整体钢制管法兰935

4.2对焊钢制管法兰937

4.3其他法兰规格940

4.3.1直角法兰940

4.3.2直通法兰940

4.3.3中间法兰941

4.3.4高压法兰941

5气压管接头943

第12章 压力容器946

1概述946

1.1压力容器的种类和压力等级的划分946

1.2压力容器的基本参数946

1.3压力容器的有关术语946

2圆筒形内压容器的设计计算947

2.1圆筒设计计算947

2.1.1内压圆筒厚度947

2.1.2圆筒筒壁应力校核948

2.1.3单层圆筒热应力948

2.1.4圆筒内外壁的组合应力948

2.2封头设计计算948

2.2.1受内压椭圆形封头的计算948

2.2.2碟形封头的计算949

2.3平盖949

2.3.1平盖结构949

2.3.2平盖厚度计算949

2.4支座设计951

2.4.1卧式支座951

2.4.2鞍式支座952

2.4.3直立式支座954

2.4.4裙式支座954

3球形容器的设计计算956

3.1球形容器的基本参数、结构及适用范围956

3.1.1球形容器基本参数956

3.1.2球形容器结构956

3.1.3球形容器适用范围956

3.2球壳设计计算956

3.2.1球壳计算956

3.2.2支柱和拉杆计算957

3.2.3支柱与球壳连接最低处a点的应力验算962

3.2.4支柱与球壳连接焊缝强度验算963

第11篇 机电控制装置及系统965

第1章 机电控制系统的基本类型967

1继电器接触器控制系统970

1.1单方向连续运行控制电路970

1.2可逆点动控制电路970

1.3可逆连续运行控制电路970

1.4可逆全波他励式能耗制动控制电路971

1.5转子回路串频敏变阻器的自动控制电路971

1.6自耦变压器降压起动电路971

1.7直流电动机按时间原则自动起动的控制电路972

1.8直流电动机按电流原则自动起动的控制电路972

1.9直流电动机按转速原则自动起动的控制电路972

2顺序控制系统973

2.1顺序控制系统概述973

2.2顺序控制系统的构成974

2.3顺序控制系统的自动化水平974

2.4顺序控制系统中的现场设备975

2.4.1开关量变送器975

2.4.2开闭式阀门的操作及其控制电路975

2.5与DCS相配的电动机和阀门控制电路977

3伺服传动系统979

3.1伺服系统基本概念979

3.2伺服系统的结构979

3.3伺服系统基本要求979

3.4伺服系统的分类979

3.5国内伺服产品市场情况981

4数字控制系统982

4.1数字控制系统概述982

4.2数字控制系统组成982

4.2.1硬件部分982

4.2.2软件部分983

4.3数字控制器的设计983

4.3.1间接设计方法983

4.3.2直接设计方法984

5计算机控制系统986

5.1直接数字控制（DDC）系统的结构及特点986

5.2监督计算机控制（SCC）系统的结构及特点986

5.2.1 SCC系统的结构986

5.2.2 SCC系统的特点987

5.3分布式控制系统（DCS）的结构及特点987

5.3.1 DCS的结构987

5.3.2 DCS的特点987

5.4现场总线控制系统（FCS）的结构及特点988

5.4.1 FCS的结构988

5.4.2 FCS的特点988

第2章 常用电气设计标准990

1常用标准目录990

1.1机械电气常用标准目录990

1.1.1机械电气标准990

1.1.2石油标准990

1.1.3冶金标准990

1.2电气简图常用标准目录990

1.3电子设备用机电开关常用标准目录992

1.4低压开关设备和控制设备常用标准目录992

1.5低压电器环境设计导则常用标准目录993

1.6电机常用标准目录994

1.6.1直流电机常用标准目录994

1.6.2交流电机常用标准目录994

1.7电气设计常用标准目录995

2电气图形符号和代码996

2.1常用电器元件图形符号996

2.2电气图的代号1006

2.2.1电气技术中的项目代号1006

2.2.2系统内端子的标识1011

3机电控制系统的制图1012

3.1电气制图的一般要求1012

3.1.1电气制图标准中使用的基本术语1012

3.1.2电气制图中信息的表达方式1012

3.1.3简图中元件和连接线的表达方法1013

3.2电气制图常用标准目录1017

4机电控制设备的安全设计标准（含防护、绝缘、电磁干扰等方面的标准）1018

4.1基本规定1018

4.2变压器和旋转电机安全设计标准1019

4.3低压电气设备安全设计标准1019

4.4电线电缆、连接器件和保护装置安全设计标准1020

4.5建筑物电气装置安全设计标准1020

4.6电磁兼容标准1020

4.7风险评价标准1021

第3章 常用电动机的选择1022

1交流电动机1022

1.1异步电动机的类型及用途1022

1.2异步电动机基本系列产品及其用途1022

1.3异步电动机派生系列产品及其用途1022

1.3.1防爆异步电动机1032

1.3.2起重及冶金用异步电动机1032

1.3.3辊道异步电动机1033

1.3.4深井泵用异步电动机1033

1.3.5潜水异步电动机1033

1.3.6井用潜油异步电动机1034

1.3.7屏蔽异步电动机1034

1.3.8高转差率异步电动机1034

1.3.9三相力矩异步电动机1034

1.3.10电磁调速异步电动机1035

1.3.11变极多速异步电动机1035

1.3.12机械减速异步电动机1035

1.3.13自制动异步电动机1036

1.4异步电动机产品及其技术数据1036

1.4.1 Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机技术数据1036

1.4.2 Y系列（IP23）防护式三相异步电动机技术数据1039

1.4.3 YX系列高效率三相异步电动机技术数据1041

1.4.4 YR系列（IP23）防护式绕线转子三相异步电动机技术数据1042

1.4.5 YR系列（IP44）封闭式绕线转子三相异步电动机1043

1.4.6 YH系列高速转差率三相异步电动机技术数据1044

1.4.7 YEJ系列电磁制动三相异步电动机技术数据1047

1.4.8 A02系列三相异步电动机技术数据1048

1.4.9 B02、 C02、 D02系列异步电动机技术数据1048

1.4.10 YA系列防爆安全型三相异步电动机技术数据1050

1.4.11 YB系列隔爆型三相异步电动机技术数据1052

1.4.12 YZR、 YZ系列冶金、起重三相异步电动机技术数据1054

1.4.13 YLJ系列力矩电动机技术数据1057

1.4.14 YCJ系列齿轮减速电动机技术数据1058

1.4.15YD系列变极多速三相异步电动机技术数据1058

1.5同步电动机的类型和用途1064

1.6同步电动机的起动1065

1.7 TD系列同步电动机的技术数据1065

2直流电动机1066

2.1直流电动机的用途和分类1066

2.2直流电动机的主要技术参数1066

2.3直流电动机的结构型式1069

2.4直流电动机的派生产品及其用途1071

2.5直流电动机产品及其技术数据1072

2.5.1 Z2系列小型直流电动机技术数据1072

2.5.2 Z4系列直流电动机技术数据1074

2.5.3 ZZY系列起重及冶金用直流电动机技术数据1078

2.5.4 ZD系列大型直流电动机技术数据1080

3电气传动用控制微电机1081

3.1测速发电机1082

3.1.1交流测速发电机1082

3.1.2 CK系列空心杯转子异步测速发电机技术数据1083

3.1.3直流测速发电机1084

3.1.4 90CY型永磁式直流测速发电机技术数据1084

3.2直流伺服电动机及机组1084

3.2.1 SZ系列直流伺服电动机技术数据1085

3.2.2 160ZS- C0 1型直流伺服一测速机组1089

3.3交流伺服电动机及机组1089

3.3.1 SL系列交流伺服电动机1089

3.3.2 SL系列交流伺服电动机技术数据1090

3.3.3 SA系列交流伺服电动机技术数据1092

3.3.4 SC系列交流伺服一测速机组技术数据1092

3.4步进电动机及驱动系统1094

3.4.1步进电动机分类1094

3.4.2两相、三相步进电动机技术数据1094

3.4.3 BF系列步进电动机技术数据1095

3.4.4 SB系列步进电动机技术数据1096

3.4.5 43BY4-7.5型步进电动机技术数据1096

3.4.6 43BYG/J450型步进电动机技术数据1096

4机电传动系统动力学计算1097

4.1生产机械的传动型式分类1097

4.2单轴机电传动系统运动方程式1098

4.2.1机电传动系统电动机的机械特性1098

4.2.2机电传动系统生产机械的负载转矩特性1098

4.2.3机电传动系统的飞轮力矩1100

4.3多轴机电传动系统运动方程式1101

4.3.1多轴传动系统折算成等效的单轴传动系统1101

4.3.2平移运动系统与旋转系统相互折算方法1101

5电动机的选择1105

5.1电动机类型选择1105

5.1.1根据电动机工作环境选择电动机类型1105

5.1.2根据生产机械负载性质选择电动机类型1105

5.1.3电动机的电压及转速选择1106

5.2电动机容量选择1106

5.2.1常用生产机械电动机功率计算1106

5.2.2生产机械负载图及电动机负载图1107

5.2.3电动机容量发热校验1107

5.2.4带冲击负载时电动机容量选择1111

5.2.5用统计法与类比法确定电动机容量1112

5.2.6电动机过载校验与平均起动转矩1112

5.2.7电动机容量选择举例1113

第4章 电动机的常规控制1117

1电动机的起动方法和特性1117

1.1笼型异步电动机起动1117

1.1.1直接起动1117

1.1.2降压起动1117

1.2绕线转子异步电动机起动1118

1.2.1转子串电阻起动1118

1.2.2转子串频敏变阻器起动1119

1.3直流电动机起动1119

1.3.1直流他励电动机起动电阻计算1119

1.3.2直流他励电动机起动电阻计算举例1120

1.4软起动器1120

1.4.1软起动器概述1120

1.4.2软起动的起动方式1121

1.4.3软起动器和变频器的区别1121

1.4.4软起动器工作原理和接线图1122

1.4.5西门子3RW系列软起动器1122

1.4.6 ABB软起动器1123

1.4.7施耐德ATS48系列软起动器1124

2电动机的制动方法和特性1125

2.1电动机能耗制动1125

2.1.1直流电动机能耗制动1125

2.1.2绕线转子异步电动机能耗制动1125

2.2电动机反接制动1126

2.2.1直流电动机反接制动1126

2.2.2绕线转子异步电动机反接制动1127

2.3电动机的再生发电制动1129

2.3.1直流他励电动机再生发电制动1129

2.3.2绕线转子异步电动机再生发电制动1130

3开环控制调速方法和特性、参数计算1130

3.1生产机械对调速的要求及调速性能指标1130

3.2直流电动机调速方法1131

3.2.1改变电枢串电阻调速1131

3.2.2改变电枢供电电压调速1131

3.2.3改变电动机主极磁通φ的调速1132

3.2.4直流电动机各种调速方法比较1133

3.3异步电动机调速方法1133

3.3.1异步电动机转子串电阻调速方法1133

3.3.2异步电动机改变定子电压调速1134

3.3.3异步电动机改变定子绕组极对数调速1134

3.3.4异步电动机电磁转差离合器调速1135

3.3.5异步电动机各种调速方法比较1135

4继电器接触器控制电路设计实例1135

4.1设计方法1135

4.2控制系统的工艺要求1135

4.3控制电路的设计步骤1136

5常用低压电器1136

5.1低压供电电器1136

5.1.1空气断路器（空气自动开关）1136

5.1.2低压断路器1137

5.2接触器1138

5.2.1交流接触器1138

5.2.2直流接触器1138

5.3起动器1140

5.3.1星一三角起动器1140

5.3.2磁力起动器1141

5.3.3手动起动器1142

5.4继电器1142

5.4.1中间继电器1142

5.4.2时间继电器1143

5.4.3热继电器1145

5.4.4计数器与计数继电器1146

5.4.5其他继电器1148

5.5功率电子开关1149

5.5.1功率二极管1150

5.5.2双极型功率晶体管1154

5.5.3功率场效应晶体管1155

5.5.4绝缘栅双极晶体管1157

5.5.5晶闸管1161

5.5.6晶闸管的派生器件1162

5.5.7固态继电器（SSR）1166

5.6电磁铁1167

5.6.1牵引电磁铁1167

5.6.2阀用电磁铁1168

5.7微型电磁离合器1169

5.8位置开关1170

5.8.1微动开关1170

5.8.2行程开关1172

5.8.3接近开关1173

5.9手动开关1173

5.9.1主令开关1173

5.9.2十字开关1173

5.9.3按钮开关1174

5.9.4组合开关1175

5.10变压器1176

5.10.1控制变压器1176

5.10.2照明变压器1178

5.10.3电源装置1179

5.11其他电器元件1179

5.11.1电阻片1179

5.11.2电抗器1179

5.11.3熔断器1180

5.11.4信号灯1182

5.11.5插销1183

5.11.6接线端子板及端子1183

5.12频敏变阻器1184

第5章 直流闭环控制及其控制单元选择1188

1直流电动机调速系统的类型和指标1188

1.1直流电动机调速系统的类型1188

1.1.1各类调速系统的特点和性能1188

1.1.2可控直流电源供电的调压调速系统1188

1.2调速系统的性能指标1189

1.2.1静态性能指标1189

1.2.2动态性能指标1189

2直流传动恒速系统1190

2.1典型晶闸管供电不可逆双环控制系统1190

2.2典型晶闸管供电调压、调磁控制系统1191

3直流传动可逆调速系统1191

3.1典型晶闸管供电切换开关可逆双环控制系统1191

3.2磁场反向的晶闸管供电可逆控制系统1191

3.3两组晶闸管整流器供电可逆双环有环流系统1192

3.4两组晶闸管供电可逆无环流控制系统1192

4晶闸管整流器供电直流传动位置随动系统1193

5晶闸管整流器供电计算机设定值控制系统1193

6晶闸管供电状态反馈的计算机控制系统1194

7直流电气传动闭环系统主电路元器件计算与选择1194

7.1晶闸管整流及逆变电路的基本参数计算1194

7.1.1晶闸管整流电路及有关常用系数1194

7.1.2重叠角u计算1195

7.1.3换相电抗压降△Uz1197

7.1.4最小超前角βmin和最小滞后角αmin1197

7.2整流变压器的选择1197

7.3阳极电抗器的选择1198

7.4晶闸管整流元件的选择1199

7.4.1晶闸管额定电压的选择1199

7.4.2晶闸管元件额定电流1199

7.5直流电路电抗器的选择1199

7.5.1限制电流脉动的电感1199

7.5.2电流连续的电感1199

7.5.3限环流的电感值1199

7.6晶闸管整流电路的保护装置1201

7.6.1交流侧阻容式保护1202

7.6.2交流侧整流式阻容保护1202

7.6.3交流侧压敏电阻保护1202

7.6.4晶闸管元件换向过电压保护1202

7.6.5直流侧过电压保护1203

7.6.6桥臂电感参数选择1203

7.6.7过电流保护1203

7.7快速熔断器的选择1203

8直流电气传动闭环控制系统控制元器件选择1203

8.1触发器1203

8.1.1单结晶体管触发器1203

8.1.2带小功率晶闸管单结晶体管触发电路1204

8.1.3同步电压为锯齿波的晶体管触发电路1204

8.2传感器1205

8.2.1主回路电流测量单元1205

8.2.2直流电压测量单元1205

8.2.3转速测量单元1206

8.2.4角位移测量单元1206

8.3调节器1206

9直流电气传动闭环控制系统工程设计方法1209

9.1控制系统性能指标1209

9.2二阶典型系统1209

9.2.1系统放大倍数K与响应特性关系1209

9.2.2二阶工程最佳参数与最佳响应曲线指标1210

9.2.3二阶典型系统扰动响应曲线1210

9.2.4二阶典型系统调节器参数选择举例1211

9.3三阶典型系统1211

9.3.1对称三阶典型系统的最佳参数与动态响应1211

9.3.2对称三阶典型系统扰动响应曲线1212

9.3.3对称三阶典型系统调节器参数选择举例1212

9.4工程设计的近似处理1213

9.4.1高频段小惯性环节的近似处理1213

9.4.2低频段大惯性环节的近似处理1213

9.4.3将非单位反馈系统近似处理为单位反馈系统1213

9.4.4调速系统的调节器选择和参数计算1213

9.5双闭环调速系统的串联校正1214

9.5.1双环系统电流环的设计1214

9.5.2双环系统转速环的设计1215

9.6双环系统设计举例1215

9.6.1电流环的设计1215

9.6.2转速环的设计1215

10电气传动最优控制规律1217

10.1时间最小最优控制规律1217

10.1.1电枢电流受限、转速不受限时的时间最小最优控制规律1217

10.1.2电枢电流及角速度受限条件下的时间最小最优控制规律1218

10.2平稳快速最优控制规律1219

10.2.1电枢电流和角速度均不受限时的平稳快速最优控制规律1219

10.2.2电枢电流和角速度均受限时的平稳快速最优控制规律1219

10.3能耗最小最优控制规律1221

10.3.1电枢电流和转速均不受限时的能耗最小最优控制规律1221

10.3.2电枢电流单独受限时的能耗最小最优控制规律1221

10.3.3正、反向电流均受限而速度不受限时的能耗最小最优控制规律1222

10.3.4速度单独受限时的能耗最小最优控制规律1222

10.3.5正向电流及角速度受限时的能耗最小最优控制规律1223

第6章 交流调速传动系统1225

1交流电气传动闭环控制分类及特点1225

1.1串级调速1225

1.2交流变频调速1226

1.3无换向器电动机调速1227

2晶闸管串级调速控制系统1227

2.1晶闸管串级调速主电路方案及选择1227

2.1.1转速低于同步转速的主电路1227

2.1.2转速超同步转速的主电路1227

2.2串级调速控制系统1228

2.3设计串级调速系统应注意的问题1229

2.3.1串级调速系统的功率因数1229

2.3.2串级调速装置的效率1229

2.3.3串级调速系统的起动方式1229

2.3.4系统保护1229

2.3.5逆变变压器1231

2.3.6关于抗干扰问题1231

3交流电气传动系统变频调速1232

3.1变频调速系统中变频器的选择1232

3.1.1变频器类型的选择1233

3.1.2变频器容量的选择1233

3.2 PWM（脉宽调制）变频器1234

3.2.1功率晶体管PWM变频器1234

3.2.2 门极关断（GTO）晶闸管PWM变频器1234

3.3异步电动机变频控制系统1234

3.3.1变频控制方式分类与特点1234

3.3.2压频比恒定（U/f=常数）控制系统1234

3.3.3转差频率（电流）控制变频调速系统1236

3.4异步电动机PWM变频调速控制系统1237

3.4.1晶闸管整流器调压的变幅脉宽调制（PWM）变频调速系统1237

3.4.2晶闸管供电恒幅脉宽调制（PWM）变频调速系统1237

3.5矢量变换变频调速控制系统1238

3.5.1磁场定向式矢量变换变频调速控制系统1238

3.5.2交一交变频器矢量变换变频调速控制系统1238

3.5.3滑差频率矢量变换变频调速控制系统1239

4无换向器电动机变频调速系统1240

4.1交一直一交无换向器电动机调速系统1240

4.2交一交电流型无换向器电动机调速系统1240

4.3无换向器电动机适用范围1240

5富士电机FRENIC 5000G7/P7系列逆变器技术数据1241

5.1基本技术数据1241

5.1.1 FRENIC5000 G7系列1241

5.1.2 FRENIC5000 P7系列1241

5.2运行特性及参数、数据1241

第7章 可编程序控制器1244

1概述1244

2 PLC的硬件结构和工作原理1244

2.1 PLC的硬件结构1244

2.2 PLC的工作原理1246

3 PLC的编程语言1247

3.1 PLC编程语言的种类1247

3.2 PLC的基本指令系统1249

4 PLC的结构化编程1265

4.1模块化编程1265

4.2结构化编程1265

4.3系统功能和系统功能块1266

4.4块的调用1268

第8章 工业通信网络1270

1概述1270

1.1 S7-300/400的通信方式与接口1270

1.2 S7-300/400的通信标准1271

1.3 S7-300/400PLC的通信功能1272

1.4 S7通信的分类1273

2 MPI网络1273

2.1全局数据包1274

2.2组态MPI网络1274

2.3组态全局数据表1274

2.4编写程序1276

3 PROFIBUS网络1277

3.1 PROFIBUS协议1277

3.2 PROFIBUS的硬件1278

3.3 PROFIBUS-DP的应用1280

3.4 SFC和SFB在PROFIBUS通信中的应用1283

4工业以太网1284

4.1工业以太网的交换技术1284

4.2 S7-300/400 PLC的工业以太网组成方案1285

4.3 S7-300/400 PLC的工业以太网通信组态与编程举例1286

4.4 S7-300/400 PLC的工业以太网IT解决方案1288

5 PROFINET1289

5.1 PROFINET技术1289

5.2 PROFINET IO组态1290

6 AS-I网络1291

6.1 AS-I网络结构1291

6.2 AS-I寻址模式1291

6.3 AS-I硬件模块1293

6.4 AS-I通信方式1293

6.5 AS-I通信举例1293

7常用组态软件1295

7.1常用国外组态软件1296

7.2常用国内组态软件1297

第9章 数控系统及计算机控制1300

1数控技术概述1300

1.1基本概念1300

1.2数控系统的组成1300

1.3数控系统控制形式的分类1301

1.3.1按机械加工的运动轨迹分类1301

1.3.2按伺服系统的控制原理分类1302

1.3.3按功能水平分类1302

2数控加工程序编制1303

2.1数控编程的基础知识1303

2.1.1零件加工程序的结构1303

2.1.2数控机床的坐标系1303

2.2功能代码简介1305

2.2.1准备功能G代码1305

2.2.2辅助功能M代码1305

2.2.3 F、 S、 T代码1305

2.3数控车床的程序编制1307

2.3.1数控车床的编程特点1307

2.3.2数控车床编程实例1307

2.4数控铣床及加工中心的程序编制1309

2.4.1数控铣床的编程特点1309

2.4.2数控铣床编程实例1309

2.4.3加工中心的编程特点1310

2.4.4加工中心的编程实例1310

2.5数控自动编程系统1311

2.5.1图形交互式自动编程的特点1311

2.5.2图形交互式自动编程的基本步骤1312

2.5.3常用的图形交互式自动编程系统简介1312

2.5.4图形交互式自动编程示例1313

3数控伺服系统1316

3.1伺服系统的定义及组成1316

3.1.1数控机床对伺服系统的要求1316

3.1.2伺服系统的组成和分类1316

3.2进给伺服系统1316

3.2.1进给伺服系统的作用及分类1316

3.2.2闭环伺服参数的调整原则1317

3.3主轴伺服系统1318

3.4常用伺服驱动器及电动机1318

4数控检测装置1320

4.1概述1320

4.2感应同步器1321

4.3光栅1322

4.4脉冲编码器1322

4.5磁尺1323

4.6常用数控检测装置1323

5计算机数控装置1325

5.1计算机数控装置的功能1325

5.2计算机数控装置的硬件结构1326

5.2.1单微处理机结构的CNC装置1327

5.2.2多微处理机结构的CNC装置1327

5.2.3开放式体系结构系统1328

5.3计算机数控装置的软件结构1329

5.3.1 CNC装置软件结构的特点1330

5.3.2 CNC装置软件结构的形式1330

5.4 DNC网络系统1331

5.4.1 DNC系统的组成和功能1331

5.4.2 DNC系统的结构及连接形式1331

5.5国内外常用数控装置及运动控制器1332

5.5.1 SIEMENS（西门子）1332

5.5.2 FANUC（发那科