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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Q 229

1.1.2幅度L 229

1.1.3起升高度H和下降深度h 229

1.1.4悬臂有效伸距l 229

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r 230

1.1.8工作速度 230

1.1.9轮压P 230

1.1.10生产率A 230

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Q 261

3.2.2跨度S和悬臂长度L 261

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△Uz 1197

7.1.4最小超前角βmin和最小滞后角αmin 1197

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 PROFINET 1289

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