第一講1M410000機電安裝工程技術基礎知識

1.常用機械傳動系統的基礎知識

2.常用電工技術的基礎知識

一、常用機械傳動系統的基礎知識

1M411011常用機械傳動系統的類型有：

1.齒輪傳動：

(1)分類：①平面齒輪傳動②空間齒輪傳動。

(2)特點：優點①適用的圓周速度和功路率范圍廣.

②傳動比準確、穩定、效率高。

③工作可靠性高、壽命長。

④可實現平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動

缺點①要求較高的制造和安裝精度、成本較高。

②不適宜遠距離兩軸之間的傳動。

(3)漸開線標準齒輪基本尺寸的名稱有①齒頂圓②齒根圓③分度圓④摸數⑤壓力角等。

2.渦輪渦桿傳動：

適用于空間垂直而不相交的兩軸間的運動和動力。

(1)特點：優點①傳動比大。

②結構尺寸緊湊。

缺點①軸向力大、易發熱、效率低。

②只能單向傳動。

(2)渦輪渦桿傳動的主要參數有：①模數②壓力角③蝸輪分度圓④蝸桿分度圓⑤導程⑥蝸輪齒數⑦

蝸桿頭數⑧傳動比等。

3.帶傳動：包括①主動輪

②從動輪

③環形帶

(1)適用于兩軸平行回轉方向相同的場合，稱為開口運動，中心距和包角的概念。

(2)帶的型式按橫截面形狀可分為平帶、V帶和特殊帶三大類.

(3)應用時重點是：①傳動比的計算

②帶的應力分析計算

③單根V帶的許用功率。

(4)帶傳動的特點：

優點：

①適用于兩軸中心距較大的傳動；

②帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動；’

③過載時打滑防止損壞其他零部件；

④結構簡單、成本低廉。

缺點：

①傳動的外廓尺寸較大；

②需張緊裝置；

③由于打滑，不能保證固定不變的傳動比；

④帶的壽命較短；

⑤傳動效率較低.

4.鏈傳動包括①主動鏈

②從動鏈

③環形鏈條。

(1)滾子鏈和環形鏈

(2)鏈傳動的傳動比不大于8,中心距不大于5~6m,傳遞功率不大于lOOkW,鏈

輪圓周速度不大于15m/s。

(3)鏈傳動與帶傳動相比的主要特點：沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的傳動比；需要張緊力較小,

作用在軸上的壓力也較小；結構緊湊；能在溫度較高、有油污等惡劣環境條件下工作。

(4)鏈傳動與齒輪傳動相比，其主要特點：制造和安裝精度要求較低；中心距較大時，其傳動結構簡

單；瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數，傳動平穩性較差。

5.輪系

由一系列齒輪組成的傳動系統統稱為輪系，廣泛應用于各種機械設備中。

(1)輪系分為定軸輪系和周轉輪系兩種類型。定軸輪系傳動時，每個齒輪的幾何軸線

都是固定的；周轉輪系傳動時至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一個齒輪的幾何軸線轉動。

(2)輪系中的輸入軸與輸出軸的角速度(或轉速)之比稱為輪系的傳動比。定軸輪系的傳動比

在數值上等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積，也等于各對嚙合齒輪中所有從動齒輪齒數

的乘積與所有主動齒輪齒數乘積之比。

(3)在周轉輪系中，軸線位置變動的齒輪，即既作自轉，又作公轉的齒輪，稱為行星輪

(4)周轉輪系的傳動比不能直接用求解定軸輪系傳動比的方法來計算，必須利用相對運動的原理,

用相對速度法(或稱為反轉法)將周轉輪系轉化成假想的定軸輪系進行計算。

(5)輪系的主要特點：

①適用于相距較遠的兩軸之間的傳動；

②可作為變速器實現變速傳動；

③可獲得較大的傳動比；實現運動的合成與分解.

1M4U012傳動件的主要類型和特點

在機械設備中，軸、鍵、聯軸節和離合器是最常見的傳動件，用于支持、固定旋轉零件和傳遞扭矩。

(1)軸軸是機器中的重要零件之一，用于支持旋轉的機械零件傳遞扭矩。

?按承受載荷的不同軸可分為轉軸、傳動軸和心軸。轉軸既傳遞扭矩又承受彎矩，如齒輪減速器

中的軸；傳動軸只傳遞扭矩而不承受彎矩或彎矩很小，如汽車的傳動軸；心軸則只承受彎矩而不傳

遞扭矩，如自行車的前軸。

?軸按軸線的形狀不同，分為直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。

?軸的材料通常采用碳素鋼和合金鋼，在碳素鋼中常采用中碳鋼。

?軸的結構應滿足制造與安裝要求、軸上零件的定位與固定、改善軸的受力狀況以及減小應力集

中等要求。

?進行軸的強度、剛度計算的準則是滿足軸在承擔載荷后的強度和剛度要求，必要時還必須校核

其振動穩定性。

?軸的強度計算步驟通常為：

軸的受力分析與計算(根據軸上的載荷情況，計算出軸的內力，畫出彎矩、扭矩、軸力、剪力等

內力圖);

初步設計計算(按扭轉強度或彎扭組合強度初選截面)；

精確校核(按疲勞強度或靜強度進行精確校核)。

?軸的剛度不足，將會產生較大的變形而影響機器的工作。

⑵鍵

鍵主要用來實現軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞扭矩，如減速器中齒輪與軸的連接.有些

鍵還可實現軸上零件的軸向固定或軸向移動。

?鍵分為平鍵、半圓鍵、楔向鍵、切向鍵和花鍵等。

?平鍵的兩側是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙。其定心性能好，裝拆方便。常用的平

鍵有普通平鍵和導向平鍵兩種。

?半圓鍵也是以兩側為工作面，有良好的定心性能。半圓鍵可在軸槽中擺動以適應轂槽底面，但

鍵槽對軸的削弱較大，只適用于輕載連接。

?楔向鍵的上下面是工作面，鍵的上表面有I：100的斜度

?切向鍵是由一對楔向鍵組成，能傳遞很大的扭矩，常用于重型機械設備中。

?花鍵是在軸和輪轂孔周向均布多個鍵齒構成的，稱為花鍵連接。它適用于定心精度要求高、載

荷大和經常滑移的連接。

（3）聯軸器、離合器

?聯軸器和離合器主要用于軸與軸之間的連接，使其一起回轉并傳遞轉矩。

?用離合器連接的兩根軸在機器工作中就能方便地使它們分離或結合。如汽車中發動機與變速器的

連接。

聯軸器分剛性和彈性兩大類。

?剛性聯軸器由剛性傳力件組成，分為固定式和可移動式兩類。

?彈性聯軸器包含彈性元件。能補償兩軸的相對位移，并有吸收振動和緩和沖擊的能力.

?離合器主要分牙嵌式和摩擦式兩類，此外，還有電磁離合器和自動離合器。

1M411013常用軸承的類型、特性及其潤滑和密封方式

軸承的功用是為支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉精度，減少軸與支承的摩擦和磨損。軸承分為

滑動軸承和滾動軸承兩大類。

（1）軸承的類型和特性

?滑動軸承

滑動軸承適用于低速、高精度、重載和結構上要求剖分的場合。滑動軸承按照承受的載荷，主要分

為：

向心滑動軸承（也稱徑向滑動軸承，主要承受徑向載荷）和推力滑動軸承（承受軸向載荷）。向心滑動軸

承有整體式和剖分式兩種，剖分式一般由軸承蓋、軸承座、軸瓦和連接螺栓等組成。

軸瓦是軸承中的關鍵零件。根據軸承的工作情況，軸瓦材料應有摩擦系數小、導熱性好、熱膨脹系

數小、耐磨、耐蝕、抗膠合能力強、有足夠的機械強度和可塑性等性能。常用的軸承材料有：軸承合

金（巴氏合金）；青銅；特殊性能的軸承材料。

?滾動軸承

滾動軸承一般由內圈、外圍、滾動體和保持架組成。內圈裝在軸頸上，外圈裝在機座或零件的軸承孔

內，內、外圍上有滾道。

滾動軸承與滑動軸承相比，具有摩擦阻力小、起動靈敏、效率高、潤滑簡便和易于更換等優點。它

的缺點是抗沖擊能力較差、高速時出現噪聲、工作壽命不如液體潤滑的滑動軸承。

滾動軸承通常按其承受載荷的方向和滾動體的形狀分類：

按承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，可分為向心軸承和推力軸承.向心軸承主要承受徑向載荷，

其公稱接觸角從0-45度推力軸承，主要承受軸向載荷，其公稱接觸角從45~90度。

按滾動體的形狀，可分為球軸承和滾子軸承。滾子又分為圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針。

（2）澗滑和密封方式

軸承潤滑的目的在于降低摩擦、減少磨損，同時還起到冷卻、吸振、防銹等作用。軸承的潤滑對軸

承能否正常工作起著關鍵作用，必須正確選用潤滑劑和潤滑方式。

?潤滑劑分類：液體潤滑劑一一潤滑油、半固體潤滑劑一一潤滑脂和固體潤滑劑等三大類.在潤滑

性能上潤滑油一般比潤滑脂好，應用最廣，但潤滑脂具有不易流失等優點。固體潤滑劑主要用于一些

特殊要求的場合。

?黏度是潤滑油最重要的物理性能，也是選擇潤滑油的主要依據。

?軸承的潤滑方法多種多樣，常用的有油杯潤滑、油環潤滑和油泵循環供油潤滑。

?密封方式主要有：密封膠、填料密封、油封、密封圈（0、V、U、Y形）、機械密封及防塵節流密封及

防塵迷宮密封等。

1M411020掌握電工技術的基礎知識

1M411021交流，直流電源的區別及其對負載作用的差異

電氣安裝工程總體由三大部分組成：

電源及其開關控制設備；

供電用和控制用線路；

用電負載，即用電設備、器具的電氣部分。

這三大部分按預期要求合理、可靠地組合起來形成電路，可獲得滿足需要的功能。

⑴電源

電源可分為直流電源和交流電源兩種。

直流電源：直流電源G的電動勢正、端電壓Uab、對負載R提供的電流I等的方向不隨時間變化而變

化。

交流電源：交流電源g的電動勢e、端電壓Uab對負載R提供的電流i等的方向和大小隨著時間作周期

性變化，如變化規律隨時間呈正弦變化狀態稱正弦交流電源，所構成

的電路稱正弦交流電路。

正弦變化交流電動勢的瞬時值e的表達為：

e=e,?sin（oot+少）

跖一電動勢的最大值（幅值）（V）;

3—角頻率（rad/s）;

。一初相角（初相位、初相）（rad）;

t一時間（s）;

T一周期（重復變化一次的時間）（s）

周期T是指正弦變化一次的時間，而頻率f是指每秒變化的次數）簡稱赫；周期丁與頻率f的關系為：

f=l/T.

我國電力供應規定交流變化的頻率為50Hz,有的國家規定為60Hz,稱為工頻在e=emsin（wt+4））公式

中wt+6稱為相角或相位，當t=0時相角少稱為初相角，三相交流電源，即由三個初相角間互差120

度的交流電源組成的供電系統。

⑵負載

按用電設備、器具等負載的特性來分，有電阻、電容、電感三種或這三種相互間的組合.

電阻：電阻在電路中表示的符號如圖1M411021—4,用R表示，量值單位為歐姆（。）。

如電路中電阻及有電流I流過，電阻要消耗電能，消耗的功率為I2R,當電流值單位為安培（A）i電阻

值的單位為歐姆時，被消耗的功率值的單位為瓦（%.

工程中常用的導線或母排的電阻值可以用以下公式計算。

R=p1/s

1一導線或母排的長度（m）；

S一導線或母排的截面積（mm2）;

P-導線或母排原材料（銅或鋁）的電阻率（n?

因為通常金屬材料的電阻值會隨著溫度升高而升高，但有些材料的電阻值卻相反，如碳的電阻值會隨

著溫度升高而降低，所以要標明對應的溫度值

電容在電路中表示的符號如圖1M411081—5,用C表示，量值單位為法拉（F）如電路中電容c兩端有電

壓存在，表示電容儲存著電能，理論上純電容不消耗電能，儲能值為1/2CU2,當電容值單位為法拉（F）、

電壓值單位為伏（V）時，則電容儲存的電能單位值為焦耳⑴。

因為電容有儲能作用，所以在工程做交接試驗后，或停電檢修時，要對電容量大的電纜線路或變壓器

等實施對地放電措施，把可能存有的儲存電能釋放，以免電擊對人身傷害。

電感

電感在電路中的符號如圖?1M411021—6,用L表示，量值單位為亨利(H)。

如電路中電感有電流I流過，電感便會儲存磁能，理論上電感不消耗電能，僅把

電能轉化成磁能，儲能值為1/2U：當電感值單位為亨利(H),電流值單位為安培(A)時，則電感儲存

的磁能單位值為焦耳(J)。

在工程中較常見的由電能轉為磁能的是各類開關設備上作起動或脫扣用的電感線圈，因為電感存有可

轉換成電能的磁能，所以開斷電感線圈時，線圈兩端會因磁能釋放而產生高電壓。在電感量大的線圈

中為避免產生的高電壓損壞絕緣，通常采用與電感線圈并聯一個適當的電阻，使電感斷電時，由磁能

轉換的電能在電阻上消耗掉，這個電阻稱釋放電阻。

在工程實際中的負載構成形式，往往表現是三類負載的不同組合。如白熾燈泡可視作純電阻負載，

鐵磁線圈本體可視作電阻和電感串聯的負載，如上述帶釋放電阻的鐵磁線圈視作電阻和電感串聯后再

與釋放電阻并聯的負載，有補償電容器的日光燈可視作電阻和電感串聯后與電容并聯的負載；電動機、

變壓器可視作電阻和電感串聯的負載等。

3)電源對負載的作用

直流電源對負載的作用

直流電源的電壓(U)加到負載電阻(R)的兩端，立即產生直流電流(I),電流的方向由電源的正極流向電

源的負極，電流的大小符合歐姆定律，即I=U/R.

直流電源的電壓(U)加到負載電容(C)的兩端，立即產生直流充電電流(I),電流的方向由電源的正極流

向電源負極.電容充電，電容的電壓Uc趨向電源電壓值一致，但充電電流由大變小，符合微分關系，

因而可以認為，充電電流I始值較大，隨著充電過程時間的延續，電容電壓Uc變率due趨向零.電容

充電完成，直流電源電壓(U)與電容兩端電壓(Uc)一致，這時充電電流(/)為零。這個現象在工程中用

萬用表檢測電容絕緣是否良好時，往往可以發現絕緣完好的電容，萬用表的指針一開始向低阻方向擺

動到較大值，然后慢慢指向測定值，就是因為有充電電流存在的緣故。而同樣用萬用表測量電阻的電

阻值，就沒有這個現象。直流電源的電壓(U)加到負載電感(L)的兩端，由于電感反電勢(U1)的抵抗，

直流電流⑴初始較小，電流的方向由電源的正極流向電源的負極，反電勢(uD符合微分關系，隨著電

感磁場建立過程的延續。“趨向為零，電感線圈內直流電流J達到最大值，最大值受電感線圈直流電

阻的大小限制，亦符合歐姆定律。這就是在工程中用萬用表檢測鐵磁線圈直流電阻時，指針由高阻方

向緩慢地指向測定值的緣故。

?正弦交流電源對負載的作用

正弦交流變化電源的電壓(u)加到負載電阻(R)的兩端，產生正弦變化的交流電流⑴其變化規律與電壓

(u)一致，且波形相同，初相角相同。

正弦交流變化電源的電壓(u)加到負載電容(C)的兩端，產生正弦變化的交流電流(i),其變化規律與電

壓(u)一致，且波形相同，其初相角超前于電壓(u)的初相角90度。

正弦交流變化電源的電壓(u)加到負載電感(L)的兩端，產生正弦變化的交流電流i其變化規律與電壓

(u)一致，且波形相同，但電流初相角滯后于電壓(u)的初相角90度。

IM411022電路的有載、空載、短路三種狀態及其特征

在機電安裝工程中安裝和試運行或建成后的使用和生產中，由于需要或故障的原因，電路會出現有

載、空載、短路三種不同狀態，掌握這三種不同狀態的特征，有利于對電力電路運行情況作出正確

判斷。

(1)有載狀態

對機電安裝工程而言，電路有載是處于正常工作狀態。有載狀態下的電力電路中各項電量參數(如電

壓、電流、功率等)和非電量參數(如發熱情況、電動應力情況、噪聲等級等)都處在預期的正常狀態。

最明顯的特征是電路中既有電壓，又有電流，發生電能與其他能的正常轉換.

(2)空載狀態

對機電安裝工程而言，電路空載是處于備用狀態，備用狀態可分為熱備用和冷備用狀態。(3)短路

狀態

對機電安裝工程而言，電路短路是處于故障狀態，故障發生的位置可能是構成電路的任何部位，但

通常指不經負載流通電流謂短路。

1M411023電流、電壓、功率及主要非電物理量測量的基本原理和方法

為了實施對機電安裝工程試運行情況和日后生產或使用情況進行有效監視，電氣工程中有許多測量電

量的儀表，如電流表、電壓表、功率表等。同時為正確反映機械設備等的其他非電物理量，以利手動

或啟動調節工藝參數和使用狀態，如設備的轉速、造紙機上紙的厚度、照明的照度、軸瓦的溫度、室

內空氣的溫度等都可轉換成電量用儀表反映，儀表的顯示有指針式、數字式、記錄式等不同類型。

⑴直流電流的測量

按被測量直流電流數值的大小，可分成大、中、小三段，機電安裝工程很少遇到處于小段的測量

?中段直流電流的測量：將直流電流表(A)串人負載電路內，注意表的極性，使直流電流J自表的

正極流入，負極流出，接反后會無法測量或損壞儀表，同時為保證測量精度應選用直流電流表內阻遠

小于負載電阻R的儀表，RA/R應小于允許誤差的1/5。允許誤差的確定，往往是選用儀表精度

等級的依據，通常由設計來作出規定.

?大段直流電流的測量：在負載電路內串入一個電阻值較小，基本不會影響負載電流I變異的分流器

F,分流器F的電阻值是個常數，目的是保持測量的準確性。

只要用直流毫伏表、電位差計或直流數字電壓表(mV),測量出分流器F兩端的直流電壓值Uf,通過I

=Uf/Rf,計算，便可獲得所測直流電流I的數值。當然也可在專用的毫伏計、電位差計、直流數字

電壓表的顯示部分制成相對應的直流電流讀數。這些儀表接線同樣要注意極性。’

大段直流電流測量除用分流器法外，還有直流互感器法，直流比較儀法等。

⑵直流電壓的測量

同樣直流電壓值也分大、中、小三段.

?中段直流電壓的測量：

將直流電壓表的兩根連線并聯在負載只或電源的兩端，便可讀得負載上或電源的直流電壓值，同樣要

注意連線的極性不可錯接。直流電壓表的內阻Rv要遠大于負載電阻R,R/Rv至少應小于允許誤差的1

/5。

?大段直流電壓的測量：

用一大阻值的電阻R與一直流毫安表串聯起來，且電阻R的阻值遠遠大于毫安表的內阻，同時電阻R

在使用溫度范圍內，阻值是穩定的，則毫安表測得電流I乘上R為所測電壓值.毫安表的顯示部分可

指出相對應電壓值的讀數。這個方法稱附加電阻法。

大段直流電壓測量除用附加電阻法外，還有電阻分壓器法、直流電壓互感器法等。

⑶直流功率的測量

由于直流功率P=UI,所以功率表要輸入電壓u和電流I兩個信號，圖中x號為功率表的電壓、電流線

圈的始端，rg為電壓線圈的附加電阻，功率表讀數直接指出電路負載功率值，這個方法適用于I在

0.025-10A,U在1—1000V之間。

(4)正弦交流電的有效值

正弦交流電的電流和電壓是隨時間發生變化的，某一時間的數值稱瞬時值，在工程實際應用中和各類

電工產品銘牌標示上以及儀表測量顯示都以有效值表示.有效值的定義為：

在相同的電阻上，正弦交流在一個周期內損失的電能與一直流量損失的電能相同，則這個直流量的數

值稱正弦交流的有效值。所以正弦交流電流的有效值為：

因此，交流電流的有效值又稱為交流電流的均方根值。同理，交流電壓的有效值為：

I=o.7071m;U=0.707Um;e=0.707Em

(5)交流電流的測量

同樣交流電流值分為大、中、小段，機電安裝工程也以測量中段為主。

?中段交流電流的測量：

將電流表A串人負載電路內即可讀得交流電流的有效值，交流電流表無極性要求，同本條⑴所述理

由RA/R應小于允許誤差1/5,以保證測量精度。

?大段交流電流的測量：

將適配的交流電流互感器串入負載電路內，互感器由于電磁作用，在二次側n2線圈內便有二次電流

12流通，通過計算便可得負載電流11(稱一次電流)的數值。

Il=KI2(K=n2/nl)

采用交流電流互感器測量交流大電流的注意事項：

①國家標準規定，不論互感器一次側電流額定值大小為多少，互感器二次側電流額定值為5A不變；

②互感器二次側接線不允許開路，且二次電路標有的接地端鈕必須接地；

③電流互感器主線路(一次側)與測量線路(二次側)間有電的隔離，這對高壓電流測量十分有利。所以

電流互感器的規格型號有不同的電壓等級，千萬注意不能以低壓電流互感器替代高壓電流互感器，一

定要與負載電路的電壓等級適配二次側線路中電流表如與電流互感器配套的，顯示額定數值不是5A,

而是已乘K值后的一次側電流數值。

同樣交流電壓值分為大、中、小段，要求同本條⑵所述理由，R/Rv應小于允許誤差1/5,以保證測

量精度。

?大段交流電壓的測量：電壓的測量在交流電壓小于1500V時，可以用與大段直流電壓測量方法相同，

采用附加電阻法。

當電壓大于1500V時，需采用交流電壓互感器法，交流電壓互感器有一次、二次線圈，一次并聯于被

測電壓U1,二次接電壓表V,不論一次電壓U1高低多少，二次電壓額定值通常為I00V.Ul=KU2(K=nl/n2)

?交流瞬時功率P=UIcos<t>-Uicos(2cot-4))

?交流有功功率：

交流瞬時功率在一個周期T的平均值稱為平均功率，又稱有功功率，以P表示，單位為瓦(W)。

P=UIcos4).

?交流視在功率：

交流電路的UI不是實際消耗功率，稱視在功率，以S表示，即s=UI,單位為伏安(VA)。視在功率

用以標記電氣設備的額定狀態，如額定電壓、額定電流，兩者乘積；單相時

?交流無功功率：

為設計計算需要，引入無功功率Q的概念，單位為乏(var)。Q=UIsin4),由于電路有容性感性之

分，亦即中<0、Q<0電路呈容性，6>0、Q>o電路呈感性.容性電路、電流超前于電壓變化，感性電路

電流滯后于電壓變化.

?交流功率測量：

同樣要有電流、電壓兩個信號輸入功率表，1M411O23—12(a)所示為直接接入法測量，圖1M411023-12(b)

為經互感器接入法。

無功功率接線時注意將有星標*的端鈕接在低電位端。

⑻主要非電物理量采用電測量

?測量系統由待測的非電量轉換成相應的電量傳感器、對電量進行測量的測量電路、非電量顯示及處

理電路三部分組成。

?測量的特點；靈敏度高、響應快、反作用小、可無接觸測量及遠距離測量；由于大多采用固體傳感

元件，故具有使用壽命長、體積小、質量小、可靠性高及價格便宜等優點；易用超聲、紅外、激光、

微波、放射線等先進技術；易于連續測量、并易進行數據傳輸、記錄和處理。

第二講1M410000機電安裝工程技術基礎知識

1M411024變壓器、三相交流異步電動機的基本結構及其工作原理

電力變壓器和三相異步電動機是機電安裝工程中經常遇到的主要電氣設備，且他們的電磁原理有著共

同點，變壓器的一次、二次線圈是固定的，而三相異步電動機是一次線圈固定，二次線圈是旋轉的。

⑴變壓器的結構特征

?按結構形式有

鐵芯結構：心式和殼式。

繞組數量：雙繞組和三繞組。

相數：單相和三相。

絕緣介質：油浸式和干式。

冷卻方式：空氣、油自然循環、強迫油循環、強迫油循環導向和水冷卻等。

?油浸變壓器的結構特征

油浸變壓器的結構特征：器身結構有油箱和鐵芯，油箱上有散熱器等零部件，

油浸變壓器的鐵芯和繞組都浸在絕緣油中。冷卻方式有油浸自冷式和強迫循環水

冷式等。

?樹脂絕緣干式變壓器的結構特征

干式變壓器的鐵芯和繞組都不浸在任何絕緣液體中，它一般用于安全防火要

求較高的場合。

⑵變壓器的分類及電磁工作原理

?按用途分：發電機變壓器、聯絡變壓器、降壓變壓器和配電變壓器等統稱為電力變

壓器；干式變壓器、電爐變壓器、變流變壓器、試驗變壓器、船用變壓器、中頻變壓

器、接地變壓器等統稱為特種變壓器；電流互感器、電壓互感器、調壓器、電抗器等

的工作原理及結構型式類似于變壓器。當然還可以按額定電壓的高低、冷卻方式、

線圈耦合方式、相數、線圈數、線圈導線材質、調壓方式等來分類。

?變壓器的電磁工作原理

根據電磁感應定律、電動勢平衡規律：

UI=E1=4.44fNl①m。

U2=E2=4.44fN2中m

U1/U2=N1/N2I1/I2=N2/N1

變壓器的容量為U1I1=U2I2,單位為伏安(VA),當變壓器的一、二次電壓、電流為額定值時，則變

壓器的容量為額定容量。

三相變壓器的基本原理和單相變壓器的原理一樣，僅是三個相角差互為120。的交流電源接人同一臺具

有三個不同磁路鐵芯的變壓器。

⑶三相交流異步電動機的結構、分類及電磁原理

?小型籠型異步電動機結構主要包括：

定子、轉子、定子繞組、風扇、風罩、出線盒、軸承、端蓋、外蓋、內蓋等。

?中型繞線型異步電動機結構主要包括：

定子、轉子、定子繞組、轉子繞組、出線盒、連接環、軸承、軸承內蓋、軸承外蓋、軸承套、端

蓋等。

?異步電動機的分類：

異步電動機是機電安裝工程中應用最廣的電動機，在各種電氣傳動中約占90%,在電網總負荷中

約占60%。

軸中心高630mm以上為大型電動機、軸中心高80—630mm為中小型電動機、折算1500r/mln時額

定連續功率等于小于IlkW稱為小功率電動機。

按轉子結構可分為籠型異步電動機、繞線轉子異步電動機、換向器異步電動機。

?異步電動機的電磁工作原理：

(1)三相異步電動機的三組定子繞組在空間分布為電磁角相互差120、通以三相

交流電流后，在定子與轉子的氣隙間產生旋轉磁場，旋轉磁場的轉速no=60f/p,

（2）旋轉磁場切割定子、轉子繞組而分別在繞組中感生電動勢，轉子電動勢在自成閉合電路的轉子

繞組中產生電流（籠型電動機轉子制造時已成閉合電路，繞線型電動機要通過轉子滑環外接電阻等形成

閉合電路）。

⑶轉子電流與旋轉磁場作用產生轉矩，拖動機械負載旋轉，轉子繞組與氣隙磁場相對運動產生轉子電

流和轉矩是實行能量轉換的必備條件。

ni=60f/p=sn（i

1M411030流體力學的基礎知識

1M411031流體流動參數的相互關系

流體力學中的流體包括液體和氣體。流體的流動參數包括流體流動時的物理性質、靜止流體的力學特

性和流體運動狀態的參數。流體的基本方程式反映了流體主要流動參數的相互關系。

⑴流體的物理性質

?流體的質量

?流體的密度：單位體積的流體所具有的質量稱為流體的密度

?流體的比容：單位質量的流體所占有的體積稱為比容，

?密度與比容互為倒數。

?流體的重量：作用在流體上的重力稱為流體的重量，用C來表示，其單位是N。

?流體的重度；作用在單位體積流體上的重力稱為流體的重度.

?流體的壓縮性：流體占有的體積將隨作用在流體上的壓力和溫度而變化.

?流體的膨脹性：溫度升高時，流體的體積將增大，這種特性稱為流體的膨脹性，

氣體屬于不能忽略其壓縮性和膨脹性的流體（稱為可壓縮流體），壓力和溫度

的變化對其密度和重度的變化影響很大，熱力學中用狀態方程來反映他們相互的

關系。當氣體的壓力和溫度變化很小時（如通風系統）或其相對固體的運動速度比

當時溫度下的音速小得多時，由于其密度變化很小，可以近似地將密度看作常數，

按不可壓縮流體來處理。

?流體的黏性：當流體中發生了層與層之間的相對運動時，形成的內摩擦力或黏滯

力，即流體的粘性。為了維持流體的運動，必須消耗能量以克服內摩擦力造成的能

量損失。

溫度對流體的黏滯系數影響很大，但對液體和氣體的影響相反，當溫度升高時，液體的黏滯系數降低,

流動性增加，而氣體的黏滯系數增大.

⑵靜止流體的力學特性：

?作用在流體上的力大致可分為表面力和質量力（或稱體積力）這兩類。

?流體的靜壓力是指流體單位面積上所受到的垂直于該表面的力。

?重力作用下，液體內部壓力陋深度變化，深度相等的各點靜壓力相等。P=P0+pgh

?靜止流體的浮力：流體作用在物體上的浮力等于該物體排開的相同體積流體的重量，它與物體浸入

的深度無關，方向永遠向上且通過浮心，此即阿基米德原理。

?液體的表面張力：液體表面層內的分子吸引力和液體表面與周邊介質分子之間的吸引力不平衡的表

現，它沿液體表面作用并且和液體的邊界垂直，把液體表面層的分子緊緊拉向液體內部。

?液體的毛細現象：把一根細玻璃管插入液體中，當液體分子間的吸引力大于或小于液體分子與

玻璃分子間的吸引力時，會出現細玻璃管中的液面成凸形或凹形液面，這種現象稱為毛細現象。毛細

管中液面上升或下降的高度與液體的表面張力有關。

⑶流體的運動參數：

流體的運動可分解為平移、旋轉和變形三種狀態，描寫這三種狀態的運動參數有速度、加速度、角速

度等。

⑷運動流體的基本方程式：

①連續方程式vlAl=v2A2

②動量方程式￡F=m(vl-v2

IM411032流體的阻力及損失式

流體的阻力是造成能量損失(即阻力損失)的原因。一種是由于流體的黏滯性和慣性引起的沿程阻力損

失；另一種是由于管路界面突然擴大或縮小等原因，固體壁面對流體的阻滯作用和擾動作用引的稱為

局部阻力損失。

液體阻力損失通常用單位重量流體的能量損失(或稱水頭損失)hl來表示，氣體則常用單位體積內的流

體的能量損失(或稱壓強損失)》P1來表示。

⑴沿程阻力與沿程阻力損失

(2)局部阻力與局部阻力損失

⑶層流阻力與紊流阻力

化，顯示出不規則性，但是整個流體仍沿著主流方向運動。

?在圓管中，流體的流動狀態和平均流速V、管徑d運動黏滯系數有關.將上述三個參數合成一個

無因次數，稱為雷諾數，用Re表示.

實驗表明，臨界雷諾數值約為20000。雷諾數大于2000時，流態為紊流；雷諾數小于2000時為層流。

紊流阻力比層流阻力大得多。

⑷流體能量總損失

?根據長期實踐的經驗，把能量損失的計算問題轉化為求阻力系數的問題。把能量

損失寫成流速水頭倍數的形式，在列能量方程時，可以把它與流速水頭合并成一項

以便于計算。由于影響的因素復雜，公式中兩個無因次系數入和串，必須借助分析

一些典型的實驗成果，用經驗的或半經驗的方法求得。

?流體能量總損失：

流體能量總損失等于各管段沿程損失與各局部損失

的總和。

⑸減少阻力的措施

?減小管壁的粗糙度和用柔性邊壁代替剛性邊壁；

?防止或推遲流體與壁面的分離，避免旋渦區的產生或減小旋渦區的大小和強度。

?對于管道的管件采取的減小阻力措施：一般直徑d較小的彎管，合理地采用曲率半

徑尺，可以減少阻力.截面較大的通風彎管需安裝形式合理的導流片，達到減少局部阻力的效果.對

于管子截面變化的變徑管，應采用一定長度的漸縮管或漸擴管。對于三通或四通可設置導流隔板.

?在流體內部投加極少量的添加劑，使其影響流體運動的內部結構來實現減阻。

(6)減少泵與風機的能量損失

?泵與風機的能量損失通常其產生原因分為三類，即水力損失、容積損失、機械損失。

?水力損失：大小與過流部件的幾何形狀、壁面粗糙度以及流體的黏性密切相關。水力損失包括：進

口損失、撞擊損失、葉輪中的水力損失、動壓轉換和機殼出口損失。

?容積損失；通常用容積效率表示容積損失的大小。減小回流量的措施通常是盡可能增加密封裝置的

阻力；盡可能縮小密封環的直徑，從而降低其周長流通面積減少。

?機械損失：泵和風機的機械損失包括軸承和軸封的摩擦損失；葉輪轉運時其外表與

機殼內流體之間發生的圓盤摩擦損失。通常用機械效率表示機械損失的大小。

?泵與風機的全效率等于水力效率、容積效率、機械效率的乘積。

?泵與風機的實際性能曲線：流量與揚程(Q—H)曲線大致可分為三種：a為平坦型，b為陡降型c為

駝峰型。平坦型的流量與揚程曲線表示當流量變動很大時能保持基本恒定的揚程.陡降型曲線則相反,

郵流量變化時，揚程的變化相對較大。駝峰型曲線表示當流量是自零逐漸增加時，揚程上升達到最高

值后開始下降。駝峰型的泵或風機在一定的運行條件中，可能出現不穩定工作，這種不穩定工作，顯

然應當避免.

1M411040熟悉傳熱學的基礎知識

1M411041熱量傳遞的基本方式

熱量傳遞有三種基本方式：

⑴導熱，又稱熱傳導

?導熱是指物體各部分無相位移或不同物體直接接觸時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子

熱運動而進行的熱量傳遞現象

?導熱系數丸又稱導熱率，是指單位厚度的物體具有單位溫度差時，在它的單位面積上單位時間

的導熱量.

⑵熱對流

?依靠流體的運動，把熱量由一處傳遞到另一處的現象，稱為熱對流。

?工程上常見的傳熱情況（如管殼式換熱器、蒸汽鍋爐的管束、冰箱的冷凝器等）往往不是單純的

熱對流，而是流體與固體壁直接接觸時的換熱過程，這時既有熱對流也伴隨有熱傳導，已不再是

基本傳熱方式，將其稱為對流換熱（又稱放熱）。

?對流換熱表面傳熱系數（有時簡稱對流換熱系數），是指單位面積上，當流體同壁之間為單位溫

差，在單位時間內所能傳遞的熱量，表達了該對流換熱過程的強弱。

⑶熱輻射

?依靠物體表面對外發射可見和不可見的射線（電磁波）傳遞熱量稱為熱輻射，也稱

為輻射換熱.

?熱輻射傳熱過程并不需要像導熱或熱對流那樣以冷、熱物體的直接接觸傳遞熱

量。

（4）傳熱過程

導熱、熱對流和熱輻射三種基本傳熱方式的組合，形成了由溫度差引起的傳熱過程。

1M411042增強和削弱傳熱的途徑

所謂增強傳熱，是提高換熱設備單位傳熱面積的傳熱量，即提高傳熱系數，減少傳熱熱阻。而削弱傳熱

是指降低傳熱系數、增加傳熱熱阻。.

⑴傳熱系數和傳熱熱阻

工程中常遇到熱量從固體壁面一側的高溫流體，通過固體壁傳遞給另一側低溫流體的過程，稱為傳熱

過程。如圖1M411042所示，假設傳熱過程處于穩態，熱流方向與壁面垂直。傳熱的熱流量基本汁算式：

Q=k（tl—t2）A

才由6-----J《執蔡搟

?傳熱系數k：即單位時間、單位壁面積上，冷熱流體間每單位溫度差可傳遞的熱量。

A值能反映傳熱過程的強弱。

?傳熱過程的熱阻是冷、熱流體的換熱熱阻及壁的導熱熱阻之和，與傳熱系數互為倒數關系。對于

換熱器，傳熱系數k值越大，傳熱熱阻R值越小，傳熱就越好；對于熱力管道的保溫，傳熱系數K值

越小，傳熱熱阻及值越大，保溫性能越好。

⑵增強傳熱的主要途徑

?擴展傳熱面。

?改變流動狀況。

?在流體中加入添加劑。

?改變換熱表面狀況。

小直徑管代替大直徑管，用橢圓管代替圓管提高表面傳熱系數。

?改變能量傳遞方式

?靠外力強化換熱：

⑶削弱傳熱的主要途徑

?在冷熱設備上包裹絕熱材料的保溫措施。

?將熱設備的外殼制成真空夾層

?改變表面的輻射特性

?附加抑制對流的元件例如：

?在保溫材料的表面或內部添加憎水劑。

1M411050了解計算機應用和自動控制的基礎知識

⑴計算機的特點

?運算速度快、精度高。

?具有記憶功能和邏輯判斷功能。

?高度自動化。

(2)計算機硬件系統

計算機的硬件包括運算器、控制器、存貯器、輸入設備和輸出設備5個基本部分。運算器和控制器構

成計算機的中央處理器.

存貯器：分為內存貯器和外存貯器，軟盤、硬盤、光盤、U盤屬于外存。

輸入設備：鍵盤、鼠標器、掃描儀\條形碼讀人器\IC卡'光筆'麥克風等。

輸出設備：顯示器、打印機\繪圖儀'音箱'耳機等。

?I/O接口是將主機與輸入輸出設備連接，并實現它們之間交換數據的部件.

?系統總線(BUS):總線是傳送數據和地址信號的公共通道。總線分為數據總線(DB);地址總線(AB);

控制總線(CB).

⑶計算機軟件系統

計算機軟件系統由系統軟件和應用軟件兩大部分。

(4)計算機的主要技術指標

?字長：字長越長，運算精度越高。

?內存容量：內存容量越大，計算機處理能力越強。

?存取周期：指內存儲器完成一次讀寫操作所需要的時間。

?運算速度：每秒運算速度。

?主頻：指計算機的時鐘頻率，單位是兆赫茲(MHz)。

(5)計算機的應用領域

?科學計算(ScientificCalculation)。

?信息處理(Informationprocessing)。

?過程控制(ProcessContrOl)。

?計算機輔助工程。

?人工智能(ArtificialIntel1igence2?

(6)計算機的發展趨勢

?巨型化。

?微型化。

?網絡化

?智能化。

(7)多媒體計算機應用的基本知識

?多媒體技術集中了計算機技術、通信技術、信息存儲技術、超大規模集成電路制造技術和外部設備

技術發展的成果，使計算機具有綜合處理與管理聲音、文字、圖形、圖像的能力。

?多媒體計算機系統的組成：

多媒體計算機系統的硬件組成：

多媒體計算機系統的軟件組成是以多媒體操作系統為基礎平臺，由多媒體創作工具軟件和其他計算

機常見軟件。

(8)計算機網絡基本知識

?計算機網絡的分類

按距離劃分為廣域網WAN(WideAreaNetwork),也稱為遠程網(LongHaulNetwork);局域網LAN,城

域網MAN。

按通信介質劃分為有線網和無線網。

?網絡操作系統

網絡操作系統是網絡用戶與計算機網絡之間的接口，是一種具有單機操作和網絡管理雙重功能的系統

軟件。

網絡操作系統一般包括以下4個部分：具備單機操作系統的功能；設置一個網絡通信軟件，以實現網

絡通信服務；設置一個文件服務程序(也稱網絡服務程序)，以實現文件的共享；通過網絡應用軟件改

善用戶的工作環境，例如電子郵件、網絡數據庫管理系統等。

(9)計算機病毒

?計算機病毒的特點：傳染性、隱蔽性、觸發性、潛伏性和破壞性，病毒發作時會對計算機系統的工

作狀態或系統資源產生不同程度的破壞。

?計算機病毒發作時的癥狀：擾亂屏幕顯示，喇叭出現異常聲響；系統啟動、執行程序以及磁盤訪問

的時間不正常；出現不明原因的死機，外部設備無法正常使用；程序或數據莫名其妙地丟失或被修改.

?針對計算機病毒可采取以下措施：

(1)對系統盤應進行“寫保護I

(2)盡量不使用外來的軟盤與光盤；

(3)在計算機上安裝對病毒進行實時檢測的軟件。

(4)盡量避免使用網絡下載的軟件.防止病毒侵入；

(5)對重要的軟件和數據定時備份；

(6)定期對計算機進行檢測，及時清除隱蔽的病毒；

(7)防病毒軟件的安裝。

1M411052自動控制的基本原理及系統的組成

傳統的分散控制系統(DCS)正在走向國際統一標準的開放式系統；綜合自動化系統(CIPS)是發展方向。

(1)自動控制的基本原理

在自動控制系統中，通常設定值是系統的輸入變量，而被控變量是系統的輸出變量。輸出變量通過適

當的檢測儀表，又送回輸入端，并與輸入變量相比較，因此稱為反饋，二者相加稱為正反饋，二者相

減稱為負反饋。輸出變量與輸入變量相比較所得的結果叫做偏差，控制裝置根據偏差方向、大小或變

化情況進行控制，使偏差減小或消除。發現偏差，然后去除偏差，這就是反饋控制的原理。按偏差進

行控制，是自動控制系統最主要的特點。

?閉環控制；

在反饋控制系統中，被控變量送回輸入端，與設定值進行比較，根據偏差進行控制，這樣，整個系統

構成了一個閉環，因此稱為閉環控制。閉環控制的特點是按偏差進行控制.，缺點是控制不夠及時，

此外，如果系統內部各環節配合不當，系統會引起劇烈震蕩。

?開環控制：系統受到擾動作用后，無法消除偏差，這是開環控制的缺點。

(2)自動控制系統的基本組成

圖1M411052—1所示是自動控制系統的方框圖，方框圖采用下列符號.

r(t)設定值；

y(t)測量值；

e(2)偏差，e(t)=r(t)—y(t);

u(t)控制作用(控制器輸出)；

c(t)被控變量；

q(t)操縱變量；

f(t)擾動,

控制裝置的作用是根據偏差的正負、大小及變化情況，按某種預定的控制規律給出控制作用utt)。

比較機構和控制裝置通常組合在一起，稱為控制器。系統中控制器以外的各部分組合在一起，即過程、

執行器、檢測元件與變送器的組合稱為廣義對象。

第三講1M410000機電安裝工程技術基礎知識

1M411060了解技術測量的基礎知識

1M4U061技術測量的基本概念、方法和有關規定

⑴技術測量的基本概念

技術測量是為確定量值而進行的實驗過程。測量過程包括：測量對象、計量單位、測量方法和測量精

度等四個要素。

?測量對象，這里主要指幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度和形位誤差等。

?計量單位，根據計量法的規定，國家采用國際單位制。

?測量方法，常見的有：

直接測量與間接測量；

綜合測量與單項測量；

接觸測量與非接觸測量；

被動測量與主動測量以及靜態測量與動態測量。

?測量精度，是指測量結果與真值的一致程度。

⑵尺寸傳遞

?尺寸的統一是通過尺寸傳遞來實現的。尺寸傳遞就是將計量基準器的量值通過各級計量標準器逐

級傳遞到各種計量器具上。尺寸的每一次傳遞，都是將高一級計量、標準器的量值與具有同量值的低

一級計量標準器相比較，以確定低一級計量標準器的實際量值，這一過程稱為檢定。

?計量法規定，“國務院計量行政部門負責建立各種計量基準器具，作為統一全國量值的最高依據”。

“計量檢定必須按照國家計量檢定系統表進行”。

⑶常用長度計量儀器及其選擇

?計量器具的種類、用途和特點：

標準量具，這種量具只有某一個固定尺寸，通常用來校對和調整其他計量器具或作為標準用來與被測

件進行比較。如量塊。

極限量規，是一種沒有刻度的專用檢驗工具，用這種工具不能測出被測量工件的具體尺寸，但可確定

被測量工件是否合格。

檢驗夾具，也是一種專用檢驗工具，當配合各種比較儀時，可用來測量更多和更復雜的參數.

計量儀器，能將被測的量值轉換成可直接觀察的指示值或等效信息的計量器。根據其構造的特點，計

量儀器可分為：游標式、微動螺旋式飛機械式量儀、光學，

機械式量儀、氣動式量儀,電動式量儀等。

?計量器具的選擇主要決定于計量器具的技術指標和經濟指標。

技術指標指的是：測量范圍；測量誤差。

經濟指標指的是：價格；測量環境要求。

⑷主要形狀誤差、位置誤差的檢測方法及其誤差評定

?形狀誤差：

?位置誤差：

?檢測方法及其誤差評定：

1M411062公差與配合的基本概念，分類和配合的制度

允許零部件的幾何參數的變動量，稱為“公差”。公差配合”標準是機械和儀器制造中的重要基礎標

準。

⑴基本概念

為了正確理解和應用“公差配合”標準，必須了解以下術語和定義：

?尺寸一一用特定單位表示長度值的數字。

?基本尺寸一一是在零件設計時，根據使用要求，通過剛度、強度計算或結構等方面的考慮，并按

標準直徑或標準長度圓整所給定的尺寸。

?實際尺寸一一是通過測量獲得的尺寸。

?極限尺寸一一是指允許尺寸變化的兩個極限值。

?尺寸偏差一一簡稱偏差，是指某一個尺寸減其基本尺寸的代數差。最大極限尺寸

減其基本尺寸的代數差稱為上偏差，最小極限尺寸減其基本尺寸的代數差稱為下

偏差。上偏差和下偏差統稱為極限偏差。

?尺寸公差一一簡稱公差，是指允許尺寸的變動量。等于最大極限尺寸與最小極限

尺寸的代數差的絕對值，也等于上偏差與下偏差的代數差的絕對值。

?零線與公差帶一一零線：在公差與配合圖解中，確定偏差的一條基準直線，即零偏差線。

?公差帶：在公差與配合圖解中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區域稱為公差帶。

?基本偏差一一用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零

線的那個偏差。

?標準公差一一國家標準規定，用于確定公差帶大小的任一公差，稱為標準公差。

?公差等級一一按國家標準，標準公差是用公差等級系數和公差單位的乘積來決定的。在基本尺寸

一定的情況下，公差等級系數是決定標準公差大小的惟一參數。根據公差等級系數不同，國家標準

將公差分為20級，從IT01至IT18,等級依次降低，而標準公差值依次增大。

⑶配合的概念、種類、制度

配合是指基本尺寸相同的、互相結合的孔和軸公差帶之間的關系。國家標準規定有兩種基準制度,

即基孔制與基軸制。根據孔和軸公差帶之間的關系，國家標準將配合分為三種類型，即間隙配合、過

盈配合和過渡配合。

?基孔制一一是基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制

度。基孔制的孔為基準孔，標準規定基準孔的下偏差為零。基準孔的代號為“H”。

?基軸制一一是基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種

制度。基軸制的軸為基準軸，標準規定基準軸的上偏差為零。基準軸的代號為“h”。

?間隙配合一一在孔與軸的配合中，孔的尺寸減去與之相配合軸的尺寸，其差值為正時的配合。

?過盈配合一一在孔與軸的配合中，孔的尺寸減去與之相配合軸的尺寸，其差值為負時的配合。

?過渡配合一一在孔與軸的配合中，孔與相配合軸的公差帶相互交迭，任取一對孔和軸相配，可能具

有間隙，也可能具有過盈的配合稱為過渡配合。

1M411070了解機械機構的基礎知識

IM4U071平面連桿機構的類型和特性

有一個構件為機架的、用構件間能夠相對運動的連接方式組成的構件系統稱為機構。所有構件都在相

互平行的平面內運動的機構稱為平面機構，否則稱為空間機構。

使兩構件直接接觸并能產生一定相對運動的聯結稱為運動副。按兩構件的接觸特性通常把運動副分為

低副和高副兩類。低副又可分為轉動副和移動副兩種。

⑴平面連桿機構的類型

平面連桿機構是許多構件用低副（轉動副或移動副）連接組成的平面機構。最簡單的平面連桿機構是由

四個構件組成的，稱為平面四桿機構。全部用轉動副相連的平面四桿機構稱為平面銃鏈四桿機構，簡

稱較鏈四桿機構。

?鐵鏈四桿機構分為三種基本類型：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構。

?在欽鏈四桿機構中，各桿件根據其作用，又分別稱為機架、連桿、曲柄或搖桿。

?用移動副取代轉動副、變動桿件長度、變更機架和擴大轉動副等途徑，還可以得到鐵鏈四桿機構

的演化型式：曲柄滑塊機構、導桿機構、搖塊機構和定塊機構、雙滑塊機構、偏心輪機構。

⑵平面連桿機構的特性

?急回運動特性；

?死點位置；

?壓力角：用在從動件上的驅動力與該力作用點的絕對速度之間所夾的銳角稱為壓力角。壓力角越

小，有效分力越大，即壓力角可作為判斷機構傳動性能的標志。

?傳動角：為度量方便，習慣上采用壓力角的余角來判斷機構的傳動性能，這個余角稱為傳動角。因

此傳動角越大，機構的傳動性能越好。

1M411072凸輪機構的組成與類型

⑴凸輪機構的組成

?凸輪；

?從動件；

?機架。

⑵凸輪機構的類型

?按凸輪形狀可分為盤形凸輪機構、移動凸輪機構、圓柱凸輪機構。

?按從動件的型式可分為尖頂從動件機構、滾子從動件機構、平底從動件機構。

1M4U080了解工程熱力學的基礎知識

1M411081,熱力過程中工質的基本狀態參數

工程熱力學是從工程的觀點出發，研究物質的熱力性質、能量轉換和熱能的直接利用等問題，是設計

和分析各種動力裝置、制冷機組、熱泵空調機組、鍋爐和各種熱交換器的理論基礎。

系統中某瞬間工質熱力性質的總狀況稱為工質的熱力狀態，簡稱為工質的狀態。工質的熱力狀態反映

著工質大量分子熱運動的平均特性。系統與外界之間因兩者的熱力狀態存在差異而能夠進行能量交換

（傳熱或作功）。

⑴工質的基本狀態參數

描述工質狀態特性的各種物理量稱為工質的狀態參數，熱力學中常用的狀態參數有溫度（T）、壓力（p、

比容（v）密度（p）、內能（u）、始（h）、燧（s）等，其中可以直接或間接地用儀表測量的狀態參數稱為工

質的基本狀態參數，如溫度、壓力、比容和密度等。

?溫度（T）:描述平衡熱力系統冷熱狀況的物理量，

溫度的數值標尺簡稱溫標，對各種溫標都要規定其基本定點和每度的數值。

國際單位制（SD規定熱力學溫標符號用T,單位代號為K（中文：開）。

國際單位制（SI）規定攝氏溫標為實用溫標，符號用t,單位名稱為攝氏度，單位符號為

?壓力（P）:壓力的大小通常用垂直作用于容器壁單位面積上的力來表示，稱為絕對壓力（或壓強），

通常簡稱為壓力（或壓強）。

壓力的宏觀定義式：P=F/f

國際單位制（Si）規定壓力單位的名稱為帕斯卡，單位符號為Pa,lPa=lN/m2。

由于大氣壓力隨地理位置及氣候條件等環境因素而變化，絕對壓力相同的工質在不同的大氣壓力條件

下測量時，壓力表指示的壓力值并不相同。這類儀表測得的壓力稱為相對壓力（或表壓）。絕對壓力才

是狀態參數。

?比容（v）與密度（p）：

單位質量工質所占有的容積稱為工質的比容，v=V/m,單位為013/kgo

單位容積的工質所具有的質量稱為工質的密度，即：P=m/V,單位為kg/m3。

工質的比容與密度互為倒數.

⑵工質的狀態方程.

系統內外同時建立了熱的和力的平衡，保持其宏觀熱力性質不隨時間而變化，這時系統的狀態稱為熱

力平衡狀態，簡稱為平衡狀態。由于系統總會受外界影響而偏離平衡狀態，因此平衡狀態只是一種理

想狀態，用于對偏離不大的實際狀態的簡化分析計算。

理想氣體是假設氣體分子是具有彈性而不占體積的質點，且分子之間沒有相互作用力的假想氣體模型。

常見的空氣和燃氣一般可看作理想氣體，而供熱介質水蒸氣、制冷劑蒸汽和石油氣等必須作為實際氣

體。

?反映系統狀態參數之間函數關系的公式稱為狀態方程。對于純物質簡單可壓縮系統的狀態方程，

可以用溫度、壓力、比容這三個基本狀態參數表示為F（p,o,r）=o。

對于理想氣體可推導得到其狀態方程是pv=RT

1M411082工質能量轉換的關系和條件

實踐證明；能量既不能被創造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉換成另一種形式，或從一個系統

轉移到另一個系統，而其總量保持恒定，這一自然界普遍規律稱為能量守恒定律。把這一定律應用于

伴有熱現象的能量轉換和轉移過程，即為熱力學第一定律，表明了熱能與機械能在傳遞或轉換過程中

的能量守恒，據此建立能量方程。

能量方程的一般形式；系統收入能量一支出能量=系統儲存能量的增量

⑴系統能量的組成

系統能量分為兩大類：一類是系統本身的能量，稱為系統儲存能；另一類是系統與外界之間相互傳遞

的能量。

系統儲存能分為內能和外儲存能兩部分：

?內能（或稱內儲存能）是工質內部分子動能與分子位能的總和，用U表示，其單位是焦爾（J）,單

位質量工質的內能用u表示，其單位是焦爾/千克（J/kg）。系統內能取決于系統本身（內部）的狀態，

與工質的分子結構及微觀運動形式有關。內能是工質的溫度和比容的函數，因此內能也屬工質的狀態

參數。

?外儲存能包括工質以外界為參考坐標的系統宏觀運動所具有的能量（稱為宏觀動能）及系統工質與

外力場的相互作用時具有的能量（如重力位能）。

宏觀動能：物體以某一速度運動時，其具有的動能為宏觀運動動能。

重力位能：在重力場中物體相對于系統外的參考坐標系的高度為重力位能.

?系統的總儲存能為內儲存能與外儲存能之和。對于沒有宏觀運動，并且高度為零的系統，系統總

儲存能就等于內能。

?閉口系統能量方程：與外界不發生物質交換（即沒有物質穿過邊界）的系統稱為閉

口系統，閉口系統的質量保持恒定，其系統能量方程：

系統總儲存能的變化=系統內能的變化。

?開口系統能量方程：有物質穿過邊界的系統稱為開口系統，其能量方程：

進入控制體的能量一控制體輸出能量=控制體中儲存能量的增量

⑵系統與外界的能量傳遞

系統與外界傳遞能量是指系統與外界熱力源（熱源、功源、質源）或與其他有關物體之間進行的能量傳

遞。系統與外界熱進行的能量傳遞包括：熱量、功和物質流能。

?熱量：熱量學的熱量定義是：在溫差作用下系統與外界傳遞的能量稱為熱量。熱量一旦通過界面

傳人（或傳出）系統，就變成系統（或外界）儲存能的一部分，即內能，有時習慣上稱為熱能。顯然，熱

量與內能（或熱能）之間有原則的區別。熱量是與過程特性有關的過程量。

?功：在熱力學中，功是系統除溫差以外的其他不平衡勢差所引起的系統與外界之間傳遞的能量。

功也是與過程特性有關的過程量功可分為：

膨脹功（也稱容積功）：熱轉換為功，工質容積都要膨脹，也就是說都有膨脹功。閉口系統膨脹功通過

系統界面傳遞，而開口系統的膨脹功可通過其他形式（如軸）傳遞。

軸功：系統通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。通常規定系統輸出軸功為正功，輸入軸功為負

功。軸功可來源于能量的轉換，如汽輪機中熱能轉換為機械能；也可能是機械能的直接傳遞，如水輪

機。

?物質流能：隨物質流傳遞的能量包括流動工質本身具有的能量（內能、宏觀動能和重力位能）和流

動功（或稱推動功），流動功是為推動流體通過控制體界面而傳遞的機械功，它是維持流體正常流動所

必須傳遞的能量。

?焙的物理意義：對于流動工質，我們把內能和流動功稱為給，始具有能量意義，它表示流動工質

向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態的那部分能量。焙也是工質的狀態參數。如果工質的動能

和位能可以忽略，則始表示隨流動工質傳遞的總能量。

?炳：我們把工質在可逆過程中傳遞的熱量與當時溫度之比的總和稱為工質的病的變化，嫡用S表

示，其單位是J/K,單位質量工質的嫡用，表示；其單位是J/ksK。

病也是工質的狀態參數，用工質的燧的變化來表達熱力過程特性。

對于可逆的等溫過程，工質的嫡的變化就等于傳遞的熱量與該溫度的比值。

⑶能量的轉換條件

凡是涉及到熱現象的能量轉換過程，都是有一定的方向性和不可逆性，即過程總是朝一個方向進行而

不能自發地反向進行，這個方向就是指系統從不平衡狀態朝平衡狀態進行。反向過程的進行必須同

時伴有另外的補償過程存在，例如要使熱量由低溫物體傳向高溫物體，可以通過制冷機消耗一定的機

械功來實現，這里消耗機械功的過程就是補償過程。

（4）卡諾循環

?卡諾循環是由以下四個過程組成的理想循環，如圖1M411082所示。

過程a-b:工質從熱源（T1）可逆定溫吸熱；

b-c:工質可逆絕熱（定炳）膨脹；

c-d:工質向冷源（T2）可逆定溫放熱；

d-a:工質可逆絕熱（定嫡）壓縮回復到初始狀態。工質在整個循環過程中從熱源吸熱ql,向冷源放

熱q2,對外界作功wl,外界對系統作功w2,循環凈功wO。

?卡諾循環的熱效率：

卡諾循環熱效率的大小只決定于熱源溫度T1:及冷源溫