第3章 機(jī)械系統(tǒng)的載荷特性和動(dòng)力機(jī)的選擇

1、第三章第三章 機(jī)械系統(tǒng)的載荷特性和動(dòng)力機(jī)選擇機(jī)械系統(tǒng)的載荷特性和動(dòng)力機(jī)選擇 第一節(jié)第一節(jié) 工作機(jī)械工作機(jī)械( (指執(zhí)行系統(tǒng)指執(zhí)行系統(tǒng)) )的載荷和工作制的載荷和工作制 設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)時(shí)，載荷的分析和確定載荷的分析和確定非常重要。分析的過(guò)程中應(yīng)非常重要。分析的過(guò)程中應(yīng)分清載分清載荷主次荷主次，對(duì)量值較小的載荷可忽略不計(jì)，對(duì)較復(fù)雜的載荷應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。，對(duì)量值較小的載荷可忽略不計(jì)，對(duì)較復(fù)雜的載荷應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。 一、載荷類(lèi)型一、載荷類(lèi)型 作用在機(jī)械上的外力作用在機(jī)械上的外力稱(chēng)為載荷稱(chēng)為載荷。載荷的。載荷的種類(lèi)很多種類(lèi)很多，如起重機(jī)中提升物體，如起重機(jī)中提升物體的重量、變速運(yùn)行的慣

2、性力、機(jī)械本身的自重、作用在機(jī)械上的風(fēng)力和落在的重量、變速運(yùn)行的慣性力、機(jī)械本身的自重、作用在機(jī)械上的風(fēng)力和落在機(jī)械上其他雜物的重量等等都是載荷。機(jī)械上其他雜物的重量等等都是載荷。載荷的類(lèi)型和大小決定于對(duì)機(jī)械的功載荷的類(lèi)型和大小決定于對(duì)機(jī)械的功能要求、工作環(huán)境和結(jié)構(gòu)間的約束關(guān)系能要求、工作環(huán)境和結(jié)構(gòu)間的約束關(guān)系。 載荷的載荷的表示形式：表示形式：可用可用力、力矩或轉(zhuǎn)矩力、力矩或轉(zhuǎn)矩表示，也可用表示，也可用壓力、功率、加速壓力、功率、加速度度等形式表示。等形式表示。 載荷是載荷是對(duì)機(jī)械及零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、可靠性和壽命計(jì)算的對(duì)機(jī)械及零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、可靠性和壽命計(jì)算的依據(jù)依

3、據(jù)。也是進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)類(lèi)型和容量選擇時(shí)需要考慮因素之一。也是進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)類(lèi)型和容量選擇時(shí)需要考慮因素之一。 工作機(jī)械工作機(jī)械就是機(jī)械系統(tǒng)的就是機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)。系統(tǒng)工作過(guò)程中。系統(tǒng)工作過(guò)程中轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的的關(guān)關(guān)系系M=f(n)( (或力或力F和速度和速度V的關(guān)系的關(guān)系F=f(V) )稱(chēng)為工作機(jī)械的稱(chēng)為工作機(jī)械的負(fù)載特性。負(fù)載特性。常見(jiàn)的負(fù)常見(jiàn)的負(fù)載特性有如下幾種載特性有如下幾種: : 1、工作機(jī)械的負(fù)載特性、工作機(jī)械的負(fù)載特性轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的大小無(wú)關(guān)的大小無(wú)關(guān)，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n變化，轉(zhuǎn)矩變化，轉(zhuǎn)矩M不變。即不變。即)(常數(shù)CM 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性又可分為兩類(lèi)：

4、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性又可分為兩類(lèi)：位能性負(fù)載特性位能性負(fù)載特性和和反抗性負(fù)載特性反抗性負(fù)載特性。 （1）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 由轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)矩M、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n和功率和功率P的關(guān)系可知，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性，功率的關(guān)系可知，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性，功率P與轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)速速n成正比，即成正比，即P=f(n)。線性關(guān)系，因?yàn)?。線性關(guān)系，因?yàn)镻=M*n位能性負(fù)載特性位能性負(fù)載特性CnMO 反抗性負(fù)載特性反抗性負(fù)載特性：轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M的方向隨轉(zhuǎn)向變化，但轉(zhuǎn)矩的方向隨轉(zhuǎn)向變化，但轉(zhuǎn)矩M的絕對(duì)值不變的絕對(duì)值不變。具有摩擦負(fù)載的皮帶運(yùn)輸機(jī)、金屬壓延機(jī)床和造紙機(jī)等具有反抗性負(fù)載特性。具有摩擦負(fù)載的皮帶運(yùn)輸機(jī)、金屬壓延機(jī)床和造紙機(jī)

5、等具有反抗性負(fù)載特性。 反抗性負(fù)載特性反抗性負(fù)載特性nMOC-C 位能性負(fù)載特性：位能性負(fù)載特性：轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M的方向不隨轉(zhuǎn)向變化的方向不隨轉(zhuǎn)向變化。如起重機(jī)的鋼絲繩無(wú)。如起重機(jī)的鋼絲繩無(wú)論向上或向下運(yùn)動(dòng)都受拉力。論向上或向下運(yùn)動(dòng)都受拉力。 )(常數(shù)CnM 功率功率P與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n變化，功率變化，功率P不變，即不變，即P=C(常數(shù)常數(shù))。由于功率由于功率P為常數(shù)，轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的乘積變?yōu)槌?shù)，即的乘積變?yōu)槌?shù)，即)(1nfM 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n為為反比關(guān)系反比關(guān)系，即，即恒功率負(fù)載特性為雙曲線。恒功率負(fù)載特性為雙曲線。 （2）恒功率負(fù)載特性恒功率負(fù)載特

6、性nMO 許多金屬加工機(jī)床就具有恒功率負(fù)載特性，由于在加工過(guò)程中產(chǎn)生的切許多金屬加工機(jī)床就具有恒功率負(fù)載特性，由于在加工過(guò)程中產(chǎn)生的切削力大，此時(shí)選擇的切削速度削力大，此時(shí)選擇的切削速度V就應(yīng)小一些，以保證切削功率不變。就應(yīng)小一些，以保證切削功率不變。例如磨粉機(jī)，轉(zhuǎn)速例如磨粉機(jī)，轉(zhuǎn)速n升高，喂入量加大，轉(zhuǎn)矩升高，喂入量加大，轉(zhuǎn)矩M成正比增加。成正比增加。nMOnMO 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n成某種函數(shù)關(guān)系成某種函數(shù)關(guān)系，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n變化，轉(zhuǎn)矩變化，轉(zhuǎn)矩M按某種規(guī)律變化。按某種規(guī)律變化。如轉(zhuǎn)矩如轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系，成線性關(guān)系，即即M=f(n)，則功率，則功率P與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的平方成正

7、比，的平方成正比， 即即P=f(n2) 。 （3）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M是轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)速n函數(shù)的負(fù)載特性函數(shù)的負(fù)載特性 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，的平方成正比，即即M=f(n2) ，則功率，則功率P與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的的3次方成次方成正比，即正比，即P=f(n3) 。通風(fēng)機(jī)、離心水泵就具有這種負(fù)載特性。通風(fēng)機(jī)、離心水泵就具有這種負(fù)載特性。s,MO 例如活塞式空氣壓縮機(jī)，曲柄壓力機(jī)，軋鋼廠的剪切機(jī)、升降擺動(dòng)臺(tái)、例如活塞式空氣壓縮機(jī)，曲柄壓力機(jī)，軋鋼廠的剪切機(jī)、升降擺動(dòng)臺(tái)、翻鋼機(jī)等工作機(jī)械都具有這種負(fù)載特性。翻鋼機(jī)等工作機(jī)械都具有這種負(fù)載特性。 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M與行程與行程s或轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)角成某種函數(shù)關(guān)系成某種函數(shù)

8、關(guān)系，即，即M=f(s)或或M=f()。（4）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M是行程是行程s或轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)角的函數(shù)的函數(shù)tMO如破碎機(jī)，球磨機(jī)等工作機(jī)械都具有這種負(fù)載特性。如破碎機(jī)，球磨機(jī)等工作機(jī)械都具有這種負(fù)載特性。 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M在工作機(jī)械工作過(guò)程中，與工作時(shí)間在工作機(jī)械工作過(guò)程中，與工作時(shí)間t沒(méi)有明顯的函數(shù)關(guān)系沒(méi)有明顯的函數(shù)關(guān)系。（5）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M隨時(shí)間隨時(shí)間t變化無(wú)規(guī)律變化無(wú)規(guī)律 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M變化，轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)速n保持不變，即保持不變，即n=C(常數(shù)常數(shù))，則，則功率功率P與轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩M成正比成正比，P=f(M)。nMOC 例如利用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，為了保持交流電頻率不變，在機(jī)組上利例如利用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，為了保

9、持交流電頻率不變，在機(jī)組上利用調(diào)速器來(lái)保證發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。用調(diào)速器來(lái)保證發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。（6）恒轉(zhuǎn)速負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)速負(fù)載特性思考題：思考題：9、根據(jù)、根據(jù)P37圖圖2-11四種銑床布置說(shuō)明如下問(wèn)題：四種銑床布置說(shuō)明如下問(wèn)題：（1）被加工工件的重量、尺寸對(duì)銑床的布置有）被加工工件的重量、尺寸對(duì)銑床的布置有何影響何影響?（2）各自的驅(qū)動(dòng)方式以及選用該驅(qū)動(dòng)方式的理）各自的驅(qū)動(dòng)方式以及選用該驅(qū)動(dòng)方式的理由由?10、X62W臥式升降臺(tái)銑床主軸轉(zhuǎn)速臥式升降臺(tái)銑床主軸轉(zhuǎn)速nmin=30r/min，nmax=1500r/min，變速級(jí)數(shù)，變速級(jí)數(shù)Z=18，各級(jí)轉(zhuǎn)速按照等比級(jí)數(shù)排列，確定相應(yīng)，各級(jí)

10、轉(zhuǎn)速按照等比級(jí)數(shù)排列，確定相應(yīng)的公比的公比和各級(jí)轉(zhuǎn)速。和各級(jí)轉(zhuǎn)速。 第三章思考題第三章思考題1、什么是工作機(jī)械的負(fù)載特性？常見(jiàn)的工作、什么是工作機(jī)械的負(fù)載特性？常見(jiàn)的工作機(jī)負(fù)載特性有哪幾種，試舉例說(shuō)明。機(jī)負(fù)載特性有哪幾種，試舉例說(shuō)明。2.2.載荷的分類(lèi)載荷的分類(lèi)( (按照載荷隨時(shí)間變化的情況按照載荷隨時(shí)間變化的情況) )靜載荷靜載荷：是指：是指大小、方向和作用點(diǎn)都不隨時(shí)間變化大小、方向和作用點(diǎn)都不隨時(shí)間變化的載荷。如重力。的載荷。如重力。動(dòng)載荷動(dòng)載荷：三個(gè)要素中只要有一個(gè)要素隨時(shí)間：三個(gè)要素中只要有一個(gè)要素隨時(shí)間變化變化就叫動(dòng)載荷。就叫動(dòng)載荷。經(jīng)常把經(jīng)常把變化次數(shù)少的按靜載荷處理。變化次數(shù)少的

11、按靜載荷處理。沖擊載荷沖擊載荷:短時(shí)間內(nèi)短時(shí)間內(nèi)變化很大的載荷變化很大的載荷. 工程中大多數(shù)機(jī)械所承受的都是動(dòng)載荷。但有時(shí)為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，可以工程中大多數(shù)機(jī)械所承受的都是動(dòng)載荷。但有時(shí)為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，可以將動(dòng)載荷簡(jiǎn)化處理轉(zhuǎn)變成靜載荷。將動(dòng)載荷簡(jiǎn)化處理轉(zhuǎn)變成靜載荷。動(dòng)載荷動(dòng)載荷周期性載荷周期性載荷非周期性載荷非周期性載荷隨機(jī)載荷隨機(jī)載荷 確定載荷確定載荷：有一定變化規(guī)律，可用數(shù)學(xué)公式表示。有一定變化規(guī)律，可用數(shù)學(xué)公式表示。載荷時(shí)間歷程載荷時(shí)間歷程: 載荷隨時(shí)間載荷隨時(shí)間t的變化情況的變化情況, 簡(jiǎn)稱(chēng)載荷歷程簡(jiǎn)稱(chēng)載荷歷程.3. 載荷載荷時(shí)間歷程時(shí)間歷程非確定載荷非確定載荷：沒(méi)有規(guī)律，隨機(jī)性沒(méi)有

12、規(guī)律，隨機(jī)性, ,不重復(fù)、不能不重復(fù)、不能直接用數(shù)學(xué)公式表示，要用統(tǒng)計(jì)的辦法處理。直接用數(shù)學(xué)公式表示，要用統(tǒng)計(jì)的辦法處理。按載荷歷程不同按載荷歷程不同, ,動(dòng)載荷分為動(dòng)載荷分為: :(一一)周期載荷周期載荷周期載荷周期載荷: 即即載荷隨時(shí)間作周期性載荷隨時(shí)間作周期性的變化的變化,有周期性。有周期性。 周期載荷可用周期載荷可用3 3個(gè)要素描述，即個(gè)要素描述，即幅值、諧波角頻率和相位角幅值、諧波角頻率和相位角。常見(jiàn)的周期性載荷又包括以下兩種常見(jiàn)的周期性載荷又包括以下兩種 簡(jiǎn)諧載荷；簡(jiǎn)諧載荷；復(fù)雜周期載荷；復(fù)雜周期載荷；)sin()(00tXtXtX （ ） ：t時(shí)刻的載荷幅值；時(shí)刻的載荷幅值； 0

13、X：最大的載荷幅值；：最大的載荷幅值； 0002：角頻率，角頻率：角頻率，角頻率與周期與周期T的關(guān)系為：的關(guān)系為：T=：相位角：相位角 式中：式中： 由于余弦函數(shù)通過(guò)改變相位可轉(zhuǎn)化為正弦函數(shù)，所以用余弦函數(shù)表示的載由于余弦函數(shù)通過(guò)改變相位可轉(zhuǎn)化為正弦函數(shù)，所以用余弦函數(shù)表示的載荷也是諧波載荷。荷也是諧波載荷。 1、簡(jiǎn)諧載荷（、簡(jiǎn)諧載荷（諧波載荷）諧波載荷） 以以正弦規(guī)律變化正弦規(guī)律變化的載荷，是最簡(jiǎn)單的一種周期載荷。的載荷，是最簡(jiǎn)單的一種周期載荷。 簡(jiǎn)諧載荷可用數(shù)學(xué)公式和圖象表示。簡(jiǎn)諧載荷可用數(shù)學(xué)公式和圖象表示。2、復(fù)雜周期載荷、復(fù)雜周期載荷任何復(fù)雜的周期載荷，都可分解成無(wú)限個(gè)簡(jiǎn)諧載荷相疊加的

14、形式任何復(fù)雜的周期載荷，都可分解成無(wú)限個(gè)簡(jiǎn)諧載荷相疊加的形式(傅里葉傅里葉級(jí)數(shù)級(jí)數(shù))。 0001( )cos()sin()2nnnax tantbnt, 3 , 2 , 1n復(fù)雜載荷的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：復(fù)雜載荷的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：（3-1）)cos(2)(010nnntncatx式式(3-1)又可以表示為：又可以表示為：式中：式中：)(nnabnarctg相位角相位角)2, 1(0nn諧波角頻率諧波角頻率nanb0、見(jiàn)見(jiàn)(P453-1)式。式。 （3-2）22nnnbac輻值輻值周期性載荷可表示為：均值為周期性載荷可表示為：均值為 的的靜態(tài)分量靜態(tài)分量和和無(wú)窮多個(gè)諧波無(wú)窮多個(gè)諧波分量分量： 20a相疊

15、加的形式。相疊加的形式。 10)cos(inntnc)cos(2)(010nnntncatx 通常根據(jù)對(duì)精度的要求，諧波分量只取前通常根據(jù)對(duì)精度的要求，諧波分量只取前n項(xiàng)。如取項(xiàng)。如取n=3，周期載荷可表，周期載荷可表示為：示為： 靜態(tài)分量靜態(tài)分量一次分量一次分量(諧波諧波)二次分量二次分量(諧波諧波)三次分量三次分量(諧波諧波)3cos()2cos()cos(2)(3032021010tctctcatx和和3個(gè)諧波分量相疊加的形式。個(gè)諧波分量相疊加的形式。這樣周期性載荷就表示為：靜態(tài)分量這樣周期性載荷就表示為：靜態(tài)分量20a各諧波分量與一次分量的頻率比為正整數(shù)：各諧波分量與一次分量的頻率比為

16、正整數(shù)： 2200tt3300tt， 1、準(zhǔn)周期載荷：、準(zhǔn)周期載荷：是指若干個(gè)頻率比是有理數(shù)的正弦量合成的載荷是指若干個(gè)頻率比是有理數(shù)的正弦量合成的載荷,仍仍可用數(shù)學(xué)公式表達(dá)。可用數(shù)學(xué)公式表達(dá)。(二二)非周期載荷非周期載荷非周期載荷包括非周期載荷包括準(zhǔn)周期載荷準(zhǔn)周期載荷和和瞬變載荷瞬變載荷兩類(lèi)。兩類(lèi)。 2、瞬變載荷：、瞬變載荷：作用時(shí)間短、幅值變化大?？刹捎酶道锶~變換建立載荷的作用時(shí)間短、幅值變化大。可采用傅里葉變換建立載荷的時(shí)域函數(shù)和頻域函數(shù)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。時(shí)域函數(shù)和頻域函數(shù)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。deFtxtj)(21)(dtetxFtj)()(3-3)(3-4)時(shí)域函數(shù)時(shí)域函數(shù)頻域函數(shù)頻

17、域函數(shù) 準(zhǔn)周期載荷和瞬變載荷都是確定性載荷準(zhǔn)周期載荷和瞬變載荷都是確定性載荷. . 時(shí)域函數(shù)時(shí)域函數(shù)x(t)是頻域函數(shù)是頻域函數(shù)F()的反付里葉變換；而的反付里葉變換；而F()是是x(t)的正付里葉的正付里葉變換。變換。 隨機(jī)載荷是指載荷的幅值和頻率隨時(shí)間無(wú)規(guī)律變化的載荷，隨機(jī)載荷隨機(jī)載荷是指載荷的幅值和頻率隨時(shí)間無(wú)規(guī)律變化的載荷，隨機(jī)載荷不能直接用一個(gè)數(shù)學(xué)式確切地表示不能直接用一個(gè)數(shù)學(xué)式確切地表示。(三三)隨機(jī)載荷隨機(jī)載荷載荷隨時(shí)間變化情況叫載荷隨時(shí)間變化情況叫載荷歷程載荷歷程，隨機(jī)載荷的載荷歷程可見(jiàn)，隨機(jī)載荷的載荷歷程可見(jiàn)P46圖圖3-1。 在統(tǒng)計(jì)學(xué)上把采得的每一個(gè)紀(jì)錄叫一個(gè)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上把采

18、得的每一個(gè)紀(jì)錄叫一個(gè)子樣子樣，圖，圖3-1中采得了中采得了n個(gè)子樣：個(gè)子樣：x1(t)、x2(t)xn(t)。當(dāng)子樣個(gè)數(shù)。當(dāng)子樣個(gè)數(shù)n接近無(wú)窮多時(shí)，就組成了接近無(wú)窮多時(shí)，就組成了被測(cè)載荷的總體被測(cè)載荷的總體-母母體體。實(shí)際上子樣個(gè)數(shù)。實(shí)際上子樣個(gè)數(shù)n只能是有限個(gè)，只能通過(guò)這有限個(gè)子樣，用統(tǒng)計(jì)學(xué)的只能是有限個(gè)，只能通過(guò)這有限個(gè)子樣，用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法得到能代表母體特性譜型。方法得到能代表母體特性譜型。 汽車(chē)、拖拉機(jī)、水輪機(jī)、飛機(jī)等在復(fù)雜條件下工作的機(jī)械，就承受隨機(jī)汽車(chē)、拖拉機(jī)、水輪機(jī)、飛機(jī)等在復(fù)雜條件下工作的機(jī)械，就承受隨機(jī)載荷。由于外界條件變化無(wú)常，測(cè)量結(jié)果是不可確定的。載荷。由于外界條件變化無(wú)常

19、，測(cè)量結(jié)果是不可確定的。 由于隨機(jī)載荷具有不可確定性，所以不能應(yīng)用隨機(jī)載荷直接進(jìn)行強(qiáng)度、由于隨機(jī)載荷具有不可確定性，所以不能應(yīng)用隨機(jī)載荷直接進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等計(jì)算，剛度等計(jì)算，必須用必須用數(shù)理統(tǒng)計(jì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，總結(jié)出隨機(jī)載荷的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，才能進(jìn)的方法，總結(jié)出隨機(jī)載荷的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，才能進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算行相應(yīng)的計(jì)算。隨機(jī)載荷是由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)獲得，這個(gè)過(guò)程叫隨機(jī)載荷是由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)獲得，這個(gè)過(guò)程叫采樣采樣。 以對(duì)載重汽車(chē)采樣為例，在所得的一系列以對(duì)載重汽車(chē)采樣為例，在所得的一系列“載荷載荷-時(shí)間歷程時(shí)間歷程”圖中，每次圖中，每次采樣得到的采樣得到的“載荷載荷-時(shí)間歷程時(shí)間歷程”都不相同，從而表現(xiàn)出這種載荷的隨機(jī)性

20、。都不相同，從而表現(xiàn)出這種載荷的隨機(jī)性。隨機(jī)變量隨機(jī)變量 的均值為：的均值為：)(txi), 3 , 2 , 1(ni)(1)(1txntxnii均值均值又叫又叫數(shù)學(xué)期望數(shù)學(xué)期望值，它是表示隨機(jī)變量概率分值，它是表示隨機(jī)變量概率分布集中程度的尺度。布集中程度的尺度。（3-5）(2)標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 ：2112)()(1niitxtxn是隨機(jī)變量是隨機(jī)變量 與均值與均值 之差的均方根。之差的均方根。)(txi)(tx標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 (3-6)(tx(1)均值均值隨機(jī)變量隨機(jī)變量 的標(biāo)準(zhǔn)差為：的標(biāo)準(zhǔn)差為：)(txi), 3 , 2 , 1(ni 具體在反映或表示隨機(jī)載荷時(shí)，可以通過(guò)有限個(gè)子樣求出一些數(shù)字

21、特征具體在反映或表示隨機(jī)載荷時(shí)，可以通過(guò)有限個(gè)子樣求出一些數(shù)字特征值來(lái)描述母體的基本統(tǒng)計(jì)特征，這些值來(lái)描述母體的基本統(tǒng)計(jì)特征，這些數(shù)字特征值數(shù)字特征值包括：包括： (3)方差方差V(t) ： 方差方差V(t)是表示隨機(jī)變量概率分布相對(duì)于均值分散程度的是表示隨機(jī)變量概率分布相對(duì)于均值分散程度的尺度。尺度。 niitxtxntV12)()(1)(2)(tVniitxntV12)(1)(對(duì)比對(duì)比(3-6)和和(3-7)式可得：式可得：(3-7)(3-8)(3-9)隨機(jī)變量隨機(jī)變量 的方差為：的方差為：)(txi), 3 , 2 , 1(ni0)(tx的特例，的特例，(3-7)式可變?yōu)椋菏娇勺優(yōu)椋簩?duì)于

22、均值對(duì)于均值 (4)自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)R(t)：自相關(guān)函數(shù)：自相關(guān)函數(shù)R(t)表示隨機(jī)變量在表示隨機(jī)變量在t時(shí)刻的值與時(shí)刻的值與(t+)時(shí)刻時(shí)刻數(shù)值乘積的平均值。數(shù)值乘積的平均值。 )()(1),(1txtxnttRinii(3-10)(txi), 3 , 2 , 1(ni自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)R(t，t+)為為隨機(jī)變量隨機(jī)變量 非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：均值非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：均值 、方差、方差V(t)、自相關(guān)函數(shù)、自相關(guān)函數(shù)R(t)均與時(shí)刻均與時(shí)刻t有關(guān)。有關(guān)。)(tx 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：均值平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：均值 、方差、方差V(t)、自相關(guān)函數(shù)、自相關(guān)函數(shù)R(t)均與時(shí)刻均與時(shí)刻t無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。)(tx 對(duì)于

23、一般的隨機(jī)過(guò)程，理論上講只有從無(wú)窮個(gè)樣本中才能得出準(zhǔn)確地反對(duì)于一般的隨機(jī)過(guò)程，理論上講只有從無(wú)窮個(gè)樣本中才能得出準(zhǔn)確地反映隨機(jī)過(guò)程特征的數(shù)字特征值，但增加樣本個(gè)數(shù)具有一定的難度，只能對(duì)有映隨機(jī)過(guò)程特征的數(shù)字特征值，但增加樣本個(gè)數(shù)具有一定的難度，只能對(duì)有限個(gè)樣本進(jìn)行分析處理，獲得近似的載荷譜。但對(duì)于各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過(guò)程，限個(gè)樣本進(jìn)行分析處理，獲得近似的載荷譜。但對(duì)于各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過(guò)程，只要獲得一個(gè)樣本，就可以得到能代表整個(gè)隨機(jī)過(guò)程的載荷譜。只要獲得一個(gè)樣本，就可以得到能代表整個(gè)隨機(jī)過(guò)程的載荷譜。(5)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程與各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程與各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程 各態(tài)歷程隨機(jī)過(guò)程：平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程中，整

24、個(gè)母體的概率分布與任一個(gè)樣各態(tài)歷程隨機(jī)過(guò)程：平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程中，整個(gè)母體的概率分布與任一個(gè)樣本的概率分布相同。本的概率分布相同。)()(Ktxtxji式中：式中： i、j-1，2，ijK-某一時(shí)間延遲步數(shù)。某一時(shí)間延遲步數(shù)。二、載荷處理方法二、載荷處理方法 (一一)靜載荷、周期載荷、非周期載荷的處理靜載荷、周期載荷、非周期載荷的處理 在靜載荷下對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，塑性材料制成的零件，取屈服在靜載荷下對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，塑性材料制成的零件，取屈服強(qiáng)度強(qiáng)度 作極限應(yīng)力作極限應(yīng)力 ；脆性材料制成的零件，取強(qiáng)度極限；脆性材料制成的零件，取強(qiáng)度極限 作極限應(yīng)作極限應(yīng)力力 ，選取安全系數(shù)，選取安全

25、系數(shù)S后，就可決定許用應(yīng)力后，就可決定許用應(yīng)力 。用。用名義載荷名義載荷F與載荷系數(shù)與載荷系數(shù)K的乘積表示的乘積表示計(jì)算載荷計(jì)算載荷 ，即，即 ，這里載荷系數(shù)，這里載荷系數(shù)K是考慮是考慮載荷集中設(shè)定的。載荷集中設(shè)定的。slimBS/limCFKFFClim1、靜載荷、靜載荷 應(yīng)用強(qiáng)度理論由計(jì)算載荷應(yīng)用強(qiáng)度理論由計(jì)算載荷 可求出計(jì)算應(yīng)力可求出計(jì)算應(yīng)力 ，按強(qiáng)度不等式，按強(qiáng)度不等式 來(lái)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。來(lái)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。 CFCC 也可采用簡(jiǎn)化計(jì)算法，引入也可采用簡(jiǎn)化計(jì)算法，引入載荷系數(shù)載荷系數(shù)K求得計(jì)算載荷求得計(jì)算載荷 FC=KF ，然后再，然后再利用強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核。利用強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核

26、。2、周期載荷和非周期載荷、周期載荷和非周期載荷 對(duì)周期載荷和非周期載荷，可應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，如付里葉展開(kāi)和付里葉變對(duì)周期載荷和非周期載荷，可應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，如付里葉展開(kāi)和付里葉變換，換，找到載荷變化的規(guī)律，然后利用疲勞強(qiáng)度的理論進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算找到載荷變化的規(guī)律，然后利用疲勞強(qiáng)度的理論進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。KKKKKVA決定載荷系數(shù)決定載荷系數(shù)K K時(shí)，既要考慮載荷集中，又要考慮動(dòng)載荷。時(shí)，既要考慮載荷集中，又要考慮動(dòng)載荷。例如例如: 對(duì)齒輪進(jìn)行疲勞強(qiáng)度：對(duì)齒輪進(jìn)行疲勞強(qiáng)度：考慮有動(dòng)載荷的系數(shù)：考慮有動(dòng)載荷的系數(shù)：KA- 使用系數(shù)；使用系數(shù)；KV-動(dòng)載系數(shù)。動(dòng)載系數(shù)?？紤]載荷集中的系數(shù)：考慮載荷集中的系數(shù)：K

27、-齒間載荷分配系數(shù)；齒間載荷分配系數(shù)；K-齒向載荷分布系數(shù)。齒向載荷分布系數(shù)。 使用編制的載荷譜進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算或試驗(yàn)時(shí)，得到的機(jī)械壽命應(yīng)盡量接使用編制的載荷譜進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算或試驗(yàn)時(shí)，得到的機(jī)械壽命應(yīng)盡量接近機(jī)械的實(shí)際工作壽命；近機(jī)械的實(shí)際工作壽命；(二二)隨機(jī)載荷的處理隨機(jī)載荷的處理1、載荷譜、載荷譜編譜是確定編譜是確定計(jì)算載荷計(jì)算載荷的一項(xiàng)重要工作，編譜時(shí)應(yīng)注意下面的一項(xiàng)重要工作，編譜時(shí)應(yīng)注意下面3點(diǎn)：點(diǎn)：選取的子樣必須具有典型性和代表性；選取的子樣必須具有典型性和代表性； 整個(gè)編譜過(guò)程應(yīng)能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，這樣大量的計(jì)算過(guò)程就可由計(jì)算整個(gè)編譜過(guò)程應(yīng)能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，這樣大量的計(jì)算過(guò)程就可

28、由計(jì)算機(jī)完成。機(jī)完成。2、編制載荷譜的方法（了解）、編制載荷譜的方法（了解） 通過(guò)實(shí)測(cè)得到的子樣所表示的通過(guò)實(shí)測(cè)得到的子樣所表示的“載荷載荷-時(shí)間歷程時(shí)間歷程”叫叫工作譜或使用譜工作譜或使用譜。子。子樣雖然是實(shí)際載荷，但由于自身的不可重復(fù)性和不可預(yù)測(cè)性，因此不能用某樣雖然是實(shí)際載荷，但由于自身的不可重復(fù)性和不可預(yù)測(cè)性，因此不能用某個(gè)子樣進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。個(gè)子樣進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 如果把大量的子樣經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法處理后，就可得到能反映載荷隨時(shí)間如果把大量的子樣經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法處理后，就可得到能反映載荷隨時(shí)間變化規(guī)律，這種變化規(guī)律，這種具有統(tǒng)計(jì)特征的具有統(tǒng)計(jì)特征的“載荷載荷-時(shí)間歷程時(shí)間歷程”就稱(chēng)為就稱(chēng)為載荷

29、譜載荷譜。把工作譜處理成載荷譜的過(guò)程叫把工作譜處理成載荷譜的過(guò)程叫編譜編譜。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，載荷的大小和性質(zhì)應(yīng)由設(shè)計(jì)者來(lái)確定。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，載荷的大小和性質(zhì)應(yīng)由設(shè)計(jì)者來(lái)確定。 對(duì)于工作條件簡(jiǎn)單、確定的機(jī)械，載荷確定后，在設(shè)計(jì)過(guò)程中就不再變對(duì)于工作條件簡(jiǎn)單、確定的機(jī)械，載荷確定后，在設(shè)計(jì)過(guò)程中就不再變動(dòng)動(dòng);而對(duì)工作條件復(fù)雜，影響因素較多的機(jī)械在設(shè)計(jì)過(guò)程中要調(diào)整載荷，甚至而對(duì)工作條件復(fù)雜，影響因素較多的機(jī)械在設(shè)計(jì)過(guò)程中要調(diào)整載荷，甚至有些機(jī)械，在制造出來(lái)后，才能通過(guò)實(shí)測(cè)最終確定載荷。有些機(jī)械，在制造出來(lái)后，才能通過(guò)實(shí)測(cè)最終確定載荷。 對(duì)于對(duì)于系列生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品系列生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品，確定載荷時(shí)要考慮

30、國(guó)家制訂的規(guī)格、系列或標(biāo)，確定載荷時(shí)要考慮國(guó)家制訂的規(guī)格、系列或標(biāo)準(zhǔn)，例如對(duì)沖床的沖力、起重機(jī)的起重量都有準(zhǔn)，例如對(duì)沖床的沖力、起重機(jī)的起重量都有系列公稱(chēng)值系列公稱(chēng)值。三、載荷的確定方法三、載荷的確定方法 有一些產(chǎn)品是以有一些產(chǎn)品是以某些表征設(shè)備能力的特征結(jié)構(gòu)尺寸為系列公稱(chēng)值的某些表征設(shè)備能力的特征結(jié)構(gòu)尺寸為系列公稱(chēng)值的，如，如谷物聯(lián)合收獲機(jī)以割臺(tái)寬度、鋼坯軋機(jī)以輾輥?zhàn)畲笾睆?，挖掘機(jī)以鏟斗容積谷物聯(lián)合收獲機(jī)以割臺(tái)寬度、鋼坯軋機(jī)以輾輥?zhàn)畲笾睆?，挖掘機(jī)以鏟斗容積為系列公稱(chēng)值。為系列公稱(chēng)值。載荷的確定通常有載荷的確定通常有3種方法：種方法：類(lèi)比法、計(jì)算法和實(shí)測(cè)法類(lèi)比法、計(jì)算法和實(shí)測(cè)法。（一）類(lèi)比法（

31、一）類(lèi)比法 應(yīng)用類(lèi)比法確定載荷的應(yīng)用類(lèi)比法確定載荷的先決條件先決條件：具有與所設(shè)計(jì)機(jī)械同類(lèi)型的或相近類(lèi)具有與所設(shè)計(jì)機(jī)械同類(lèi)型的或相近類(lèi)型的機(jī)械產(chǎn)品型的機(jī)械產(chǎn)品，這些，這些機(jī)械產(chǎn)品被實(shí)踐證明是成功的機(jī)械產(chǎn)品被實(shí)踐證明是成功的，這時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或簡(jiǎn)單，這時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或簡(jiǎn)單計(jì)算就可以確定所設(shè)計(jì)機(jī)械的載荷。計(jì)算就可以確定所設(shè)計(jì)機(jī)械的載荷。 類(lèi)比法類(lèi)比法不夠精確不夠精確，主要用在，主要用在載荷難以確定載荷難以確定的情況或的情況或初步設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)階段，當(dāng)樣，當(dāng)樣機(jī)制造好后，再用實(shí)測(cè)法較精確地確定載荷，并對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行較精確地校機(jī)制造好后，再用實(shí)測(cè)法較精確地確定載荷，并對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行較精確地校核計(jì)算。核計(jì)

32、算。 對(duì)于對(duì)于受載不大，以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的機(jī)械受載不大，以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的機(jī)械，如印刷機(jī)、包裝機(jī)、儀器儀表，如印刷機(jī)、包裝機(jī)、儀器儀表等，也可用類(lèi)比法最終確定載荷。等，也可用類(lèi)比法最終確定載荷。動(dòng)力類(lèi)比動(dòng)力類(lèi)比: : 選擇通過(guò)實(shí)踐證實(shí)設(shè)計(jì)較成功的同一類(lèi)型的機(jī)械作類(lèi)比對(duì)象，調(diào)選擇通過(guò)實(shí)踐證實(shí)設(shè)計(jì)較成功的同一類(lèi)型的機(jī)械作類(lèi)比對(duì)象，調(diào)查該機(jī)械使用動(dòng)力機(jī)的容量，如電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)；再根據(jù)查該機(jī)械使用動(dòng)力機(jī)的容量，如電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)；再根據(jù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)簡(jiǎn)單地推算，確定設(shè)計(jì)對(duì)象所需要的動(dòng)力，進(jìn)而確定機(jī)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)簡(jiǎn)單地推算，確定設(shè)計(jì)對(duì)象所需要的動(dòng)力，進(jìn)而確定機(jī)械及其零部

33、件的載荷。械及其零部件的載荷。 )()(2121LfLfPP )()(2121llFF（3-12） 例如要設(shè)計(jì)一臺(tái)例如要設(shè)計(jì)一臺(tái)割臺(tái)寬度為割臺(tái)寬度為L(zhǎng)1的自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)?，F(xiàn)有的自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)?，F(xiàn)有一臺(tái)割臺(tái)一臺(tái)割臺(tái)寬度為寬度為L(zhǎng)2的同類(lèi)機(jī)械的同類(lèi)機(jī)械，它的動(dòng)力機(jī)是功率為，它的動(dòng)力機(jī)是功率為P2(KW)的柴油機(jī)。兩臺(tái)機(jī)械的作的柴油機(jī)。兩臺(tái)機(jī)械的作業(yè)對(duì)象、工作速度、滾筒、清糧裝置及傳動(dòng)裝置的類(lèi)型基本相同，技術(shù)要求業(yè)對(duì)象、工作速度、滾筒、清糧裝置及傳動(dòng)裝置的類(lèi)型基本相同，技術(shù)要求也基本相同，就可推算出設(shè)計(jì)對(duì)象的功率為：也基本相同，就可推算出設(shè)計(jì)對(duì)象的功率為：式中：式中：P=f(L)為自走式

34、谷物聯(lián)合收獲機(jī)功率與割臺(tái)寬度的函數(shù)關(guān)系，可以為自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)功率與割臺(tái)寬度的函數(shù)關(guān)系，可以通過(guò)對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查研究，建立這個(gè)函數(shù)關(guān)系。通過(guò)對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查研究，建立這個(gè)函數(shù)關(guān)系。尺度類(lèi)比法尺度類(lèi)比法. 假設(shè)現(xiàn)有機(jī)械的載荷和尺寸為假設(shè)現(xiàn)有機(jī)械的載荷和尺寸為F1和和 l1 ，它們的函數(shù)關(guān)系為，它們的函數(shù)關(guān)系為F=（l），應(yīng)用相似原理可建立），應(yīng)用相似原理可建立 (3-12)式：式： 通過(guò)通過(guò)(3-12)式就可用類(lèi)比法確定設(shè)計(jì)對(duì)象的尺寸式就可用類(lèi)比法確定設(shè)計(jì)對(duì)象的尺寸l2 ：2211( )( )FllF323121ddTT23211dTTd 例如設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸，其類(lèi)比對(duì)象上軸所受轉(zhuǎn)矩為例如設(shè)計(jì)

35、傳動(dòng)軸，其類(lèi)比對(duì)象上軸所受轉(zhuǎn)矩為T(mén)2，直徑為，直徑為d2；設(shè)計(jì)對(duì)象上；設(shè)計(jì)對(duì)象上軸的轉(zhuǎn)矩為軸的轉(zhuǎn)矩為T(mén)1，直徑為，直徑為d1，兩軸的材料和工作條件相同，則可寫(xiě)出：，兩軸的材料和工作條件相同，則可寫(xiě)出：則則（二）計(jì)算法（二）計(jì)算法 應(yīng)用計(jì)算法確定載荷的先決條件：應(yīng)用計(jì)算法確定載荷的先決條件：計(jì)算所需的力學(xué)原理計(jì)算所需的力學(xué)原理,經(jīng)驗(yàn)公式或圖表經(jīng)驗(yàn)公式或圖表是已知的是已知的。函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系F=（l）可以在力學(xué)中尋找。）可以在力學(xué)中尋找。據(jù)材料力學(xué)，3161dWTgvgmWiii-各零件的質(zhì)量；各零件的質(zhì)量；im式中：式中：g -重力加速度。重力加速度。 例如例如:要設(shè)計(jì)可移式起重機(jī)，用計(jì)算法確定

36、起重機(jī)載荷的過(guò)程如下：要設(shè)計(jì)可移式起重機(jī)，用計(jì)算法確定起重機(jī)載荷的過(guò)程如下：1)確定起升載荷確定起升載荷G起升載荷起升載荷G是由兩部分組成：是由兩部分組成：G=G1+G2 G1-起重機(jī)的額定起重力起重機(jī)的額定起重力，包括正常工作條件下，物料重量和可取下的取，包括正常工作條件下，物料重量和可取下的取物裝置的重量（如抓斗、電磁吸盤(pán)）等。額定起重量物裝置的重量（如抓斗、電磁吸盤(pán)）等。額定起重量應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 G2-隨物料一起升降的設(shè)備重量隨物料一起升降的設(shè)備重量，如吊具、鋼絲繩等不可取下物的重量。，如吊具、鋼絲繩等不可取下物的重量。2)起重機(jī)的整機(jī)重力起重機(jī)的整機(jī)重力W 起重機(jī)的整機(jī)

37、重力起重機(jī)的整機(jī)重力W包括：起重機(jī)全部零部件和附屬設(shè)備的重力。包括：起重機(jī)全部零部件和附屬設(shè)備的重力。 初步設(shè)計(jì)時(shí)整機(jī)重力初步設(shè)計(jì)時(shí)整機(jī)重力W難以準(zhǔn)確確定，可以用類(lèi)比法確定。設(shè)計(jì)圖紙出難以準(zhǔn)確確定，可以用類(lèi)比法確定。設(shè)計(jì)圖紙出來(lái)后，整機(jī)重力來(lái)后，整機(jī)重力W可準(zhǔn)確地計(jì)算出來(lái)?？蓽?zhǔn)確地計(jì)算出來(lái)。整機(jī)重量為：整機(jī)重量為：i-各零件材料的密度；各零件材料的密度；iv-各零件的體積；各零件的體積； 起重機(jī)在起動(dòng)或制動(dòng)等不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，會(huì)引起慣性載荷或振動(dòng)載荷，起重機(jī)在起動(dòng)或制動(dòng)等不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，會(huì)引起慣性載荷或振動(dòng)載荷，這些載荷統(tǒng)稱(chēng)為動(dòng)載荷，具體有如下一些動(dòng)載荷：這些載荷統(tǒng)稱(chēng)為動(dòng)載荷，具體有如下一些

38、動(dòng)載荷：3)動(dòng)載荷動(dòng)載荷由起升時(shí)慣性力引起的動(dòng)載荷：由起升時(shí)慣性力引起的動(dòng)載荷：KGFd1式中：式中：G-起升載荷；起升載荷；K-起升動(dòng)力系數(shù)，由起重機(jī)類(lèi)型及工況不同，可查資料決定。起升動(dòng)力系數(shù)，由起重機(jī)類(lèi)型及工況不同，可查資料決定。由移動(dòng)零部件慣性引起的動(dòng)載荷：由移動(dòng)零部件慣性引起的動(dòng)載荷：dtdvmFd2式中：式中：m-起重機(jī)移動(dòng)件的總質(zhì)量；起重機(jī)移動(dòng)件的總質(zhì)量；dtdv-移動(dòng)件的加速度。移動(dòng)件的加速度。dtdwJTd-轉(zhuǎn)動(dòng)件的角加速度。轉(zhuǎn)動(dòng)件的角加速度。dtd式中：式中：J-轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；由轉(zhuǎn)動(dòng)零部件慣性力矩引起的動(dòng)載荷：由轉(zhuǎn)動(dòng)零部件慣性力矩引起的動(dòng)載荷：

39、4)其它載荷：風(fēng)載其它載荷：風(fēng)載雪載等雪載等. 除上述載荷外，有些工況下還應(yīng)考慮起重機(jī)行走時(shí)的坡度阻力、貨物的除上述載荷外，有些工況下還應(yīng)考慮起重機(jī)行走時(shí)的坡度阻力、貨物的偏擺載荷以及側(cè)向力等。這些載荷在起重機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)范中都有詳細(xì)的分析和偏擺載荷以及側(cè)向力等。這些載荷在起重機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)范中都有詳細(xì)的分析和計(jì)算方法。計(jì)算方法。 用計(jì)算法確定載荷時(shí)，必須認(rèn)真分析機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)、各種負(fù)載的狀況用計(jì)算法確定載荷時(shí)，必須認(rèn)真分析機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)、各種負(fù)載的狀況及其影響因素，應(yīng)用靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法確定整機(jī)的工作載荷，然后根及其影響因素，應(yīng)用靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法確定整機(jī)的工作載荷，然后根據(jù)傳遞原理計(jì)算各零

40、部件的載荷。據(jù)傳遞原理計(jì)算各零部件的載荷。（三）實(shí)測(cè)法（三）實(shí)測(cè)法應(yīng)用實(shí)測(cè)法的條件：應(yīng)用實(shí)測(cè)法的條件：已制造出樣機(jī)或關(guān)鍵部件已制造出樣機(jī)或關(guān)鍵部件。 如要確定拖拉機(jī)變速箱各軸上的載荷，就應(yīng)在拖拉機(jī)樣機(jī)制造出來(lái)后，如要確定拖拉機(jī)變速箱各軸上的載荷，就應(yīng)在拖拉機(jī)樣機(jī)制造出來(lái)后，在變速箱各軸上貼上應(yīng)變片。當(dāng)拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)，軸承受轉(zhuǎn)矩而發(fā)生扭曲變形，在變速箱各軸上貼上應(yīng)變片。當(dāng)拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)，軸承受轉(zhuǎn)矩而發(fā)生扭曲變形，使得應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化，經(jīng)電阻應(yīng)變儀中的測(cè)量電橋，把電阻值的變化使得應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化，經(jīng)電阻應(yīng)變儀中的測(cè)量電橋，把電阻值的變化轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)的變化，最后由記錄儀記錄出與載荷成比例變化的

41、曲線，通轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)的變化，最后由記錄儀記錄出與載荷成比例變化的曲線，通過(guò)標(biāo)定后就可測(cè)出轉(zhuǎn)矩的大小及變化情況。如果能夠測(cè)出軸的轉(zhuǎn)速過(guò)標(biāo)定后就可測(cè)出轉(zhuǎn)矩的大小及變化情況。如果能夠測(cè)出軸的轉(zhuǎn)速n，就可計(jì)，就可計(jì)算出各軸上的功率算出各軸上的功率P。 同樣，在設(shè)計(jì)谷物聯(lián)合收獲機(jī)之前，將脫粒滾筒制造出來(lái)，進(jìn)行脫粒的同樣，在設(shè)計(jì)谷物聯(lián)合收獲機(jī)之前，將脫粒滾筒制造出來(lái)，進(jìn)行脫粒的臺(tái)架試驗(yàn)，就可以測(cè)出各種喂入量下，脫粒滾筒消耗的功率。臺(tái)架試驗(yàn)，就可以測(cè)出各種喂入量下，脫粒滾筒消耗的功率。 對(duì)于有一些機(jī)械產(chǎn)品，載荷復(fù)雜且難以確定，往往聯(lián)合使用上述三種方對(duì)于有一些機(jī)械產(chǎn)品，載荷復(fù)雜且難以確定，往往聯(lián)合使用上述三

42、種方法來(lái)進(jìn)行實(shí)際載荷的確定。法來(lái)進(jìn)行實(shí)際載荷的確定。 四、工作機(jī)械四、工作機(jī)械( (執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)) )的工作制的工作制 不同機(jī)械在運(yùn)行時(shí)工作的持續(xù)狀況不同，如抽水用的水泵是不同機(jī)械在運(yùn)行時(shí)工作的持續(xù)狀況不同，如抽水用的水泵是連續(xù)工作連續(xù)工作，車(chē)床的主軸箱是車(chē)床的主軸箱是斷續(xù)工作斷續(xù)工作，而龍門(mén)吊車(chē)的大車(chē)是，而龍門(mén)吊車(chē)的大車(chē)是短時(shí)工作短時(shí)工作，機(jī)械工作的持續(xù)，機(jī)械工作的持續(xù)狀況可以狀況可以通過(guò)工作制來(lái)反映通過(guò)工作制來(lái)反映。機(jī)械工作的持續(xù)情況就是工作機(jī)械的工作制。機(jī)械工作的持續(xù)情況就是工作機(jī)械的工作制。工作制有不同的表示形式：工作制有不同的表示形式：用用“載荷載荷-時(shí)間時(shí)間”特性曲線表示特性曲

43、線表示M1M2M3起重機(jī)的載荷起重機(jī)的載荷-時(shí)間特性曲線時(shí)間特性曲線MtTt0t3t2t1M1M2M3起重機(jī)的載荷起重機(jī)的載荷時(shí)間特性曲線時(shí)間特性曲線MtTt0t3t2t1 圖中圖中M1、M2、M3分別表示起動(dòng)加速、勻速工作、減速制動(dòng)時(shí)卷筒上的轉(zhuǎn)分別表示起動(dòng)加速、勻速工作、減速制動(dòng)時(shí)卷筒上的轉(zhuǎn)矩；矩；t1、t2、t3分別表示一個(gè)周期里上述分別表示一個(gè)周期里上述3個(gè)工況的運(yùn)行時(shí)間；若用個(gè)工況的運(yùn)行時(shí)間；若用tw表示一個(gè)表示一個(gè)周期里起重機(jī)的工作時(shí)間，周期里起重機(jī)的工作時(shí)間，tw= t1+t2+t3；t0表示一個(gè)周期里起重機(jī)不工作的表示一個(gè)周期里起重機(jī)不工作的時(shí)間；時(shí)間；T表示起重機(jī)的一個(gè)工作周期

44、，表示起重機(jī)的一個(gè)工作周期，T=tw+ t0。%1000tttFCWW%60FC%60%15FC%15FC工作制反映載荷持續(xù)情況。工作制反映載荷持續(xù)情況。（3-15）用每年工作多少天，每天工作多少班，每班工作多少小時(shí)用每年工作多少天，每天工作多少班，每班工作多少小時(shí),折舊期等表示折舊期等表示.用負(fù)荷持續(xù)率用負(fù)荷持續(xù)率FC表示工作制表示工作制認(rèn)為機(jī)械連續(xù)工作；認(rèn)為機(jī)械連續(xù)工作；認(rèn)為機(jī)械斷續(xù)工作；認(rèn)為機(jī)械斷續(xù)工作；表示機(jī)械短時(shí)工作。表示機(jī)械短時(shí)工作。工作時(shí)間占總時(shí)間的百分比工作時(shí)間占總時(shí)間的百分比. . 2、動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性：應(yīng)與工作機(jī)的負(fù)載特性相匹配；：應(yīng)與工作機(jī)的負(fù)載特性相匹配

45、； 3-2 3-2 動(dòng)力機(jī)種類(lèi)、機(jī)械特性及其選擇動(dòng)力機(jī)種類(lèi)、機(jī)械特性及其選擇 機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)力機(jī)機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)力機(jī)一般選用定型的動(dòng)力機(jī)產(chǎn)品一般選用定型的動(dòng)力機(jī)產(chǎn)品，電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓，電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)，都可供設(shè)計(jì)者選擇。只有當(dāng)現(xiàn)有系列產(chǎn)品不適用需要時(shí)，馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)，都可供設(shè)計(jì)者選擇。只有當(dāng)現(xiàn)有系列產(chǎn)品不適用需要時(shí)，才專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)動(dòng)力機(jī)。設(shè)計(jì)動(dòng)力機(jī)是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)人員的工作才專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)動(dòng)力機(jī)。設(shè)計(jì)動(dòng)力機(jī)是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)人員的工作. 各種定型的動(dòng)力機(jī)有不同的各種定型的動(dòng)力機(jī)有不同的機(jī)械特性機(jī)械特性。 動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性機(jī)械特性是指是指輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩M與輸出轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速n間的關(guān)系間的關(guān)系M

46、=f(n)，動(dòng)力機(jī)，動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性又叫的機(jī)械特性又叫輸出特性輸出特性。 了解動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)動(dòng)力機(jī)的選擇很有用。了解動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)動(dòng)力機(jī)的選擇很有用。選擇動(dòng)力機(jī)的類(lèi)型時(shí)，應(yīng)考慮如下一些因素：選擇動(dòng)力機(jī)的類(lèi)型時(shí)，應(yīng)考慮如下一些因素： 1、工作機(jī)的負(fù)載特性工作機(jī)的負(fù)載特性：包括載荷性質(zhì)、工作制以及對(duì)起動(dòng)、制動(dòng)、正反：包括載荷性質(zhì)、工作制以及對(duì)起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)及調(diào)速的要求；轉(zhuǎn)及調(diào)速的要求；3、動(dòng)力機(jī)的容量動(dòng)力機(jī)的容量：動(dòng)力機(jī)的容量以動(dòng)力機(jī)的容量以額定功率額定功率PN(KW)表示表示。 要滿足機(jī)械系統(tǒng)的工作要求。9549NNNnMP (3-16) 由由(3-16)可得：可得： NNNnPM9

47、549(3-17) 式中：式中： MN動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，Nm； nN動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。 動(dòng)力機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速間關(guān)系為：動(dòng)力機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速間關(guān)系為： PN動(dòng)力機(jī)的額定功率，動(dòng)力機(jī)的額定功率，KW； 4、機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性：、機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性：應(yīng)從能源供應(yīng)、使用與維護(hù)費(fèi)用、動(dòng)力機(jī)購(gòu)置應(yīng)從能源供應(yīng)、使用與維護(hù)費(fèi)用、動(dòng)力機(jī)購(gòu)置費(fèi)用等方面分析經(jīng)濟(jì)性；費(fèi)用等方面分析經(jīng)濟(jì)性； 5、作業(yè)環(huán)境：、作業(yè)環(huán)境：從機(jī)械產(chǎn)品是戶(hù)外使用還是戶(hù)內(nèi)使用、環(huán)境溫度、濕度、從機(jī)械產(chǎn)品是戶(hù)外使用還是戶(hù)內(nèi)使用、環(huán)境溫度、濕度、粉塵及通風(fēng)條件，有無(wú)防爆要求，機(jī)械產(chǎn)品是固定工作還是

48、經(jīng)常移動(dòng)，以及粉塵及通風(fēng)條件，有無(wú)防爆要求，機(jī)械產(chǎn)品是固定工作還是經(jīng)常移動(dòng)，以及環(huán)保要求等方面考慮。環(huán)保要求等方面考慮。 但是，選擇電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要前提是必須具備相應(yīng)的電源，對(duì)于在但是，選擇電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要前提是必須具備相應(yīng)的電源，對(duì)于在野外野外工作工作或者或者移動(dòng)式的機(jī)械移動(dòng)式的機(jī)械，由于沒(méi)有電源，不能選用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力機(jī)。，由于沒(méi)有電源，不能選用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力機(jī)。 一、電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、機(jī)械特性及其選擇一、電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、機(jī)械特性及其選擇 電動(dòng)機(jī)是機(jī)械產(chǎn)品最經(jīng)常選用的動(dòng)力機(jī)，與其它動(dòng)力機(jī)相比較，它有下電動(dòng)機(jī)是機(jī)械產(chǎn)品最經(jīng)常選用的動(dòng)力機(jī)，與其它動(dòng)力機(jī)相比較，它有下面一些面一些優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)效率較高；驅(qū)

49、動(dòng)效率較高；種類(lèi)、型號(hào)較多；種類(lèi)、型號(hào)較多；與工作機(jī)連接方便；與工作機(jī)連接方便；調(diào)速、起動(dòng)、制動(dòng)、反向控制性能好；調(diào)速、起動(dòng)、制動(dòng)、反向控制性能好；易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制；易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制；不污染工作環(huán)境。不污染工作環(huán)境。首選電動(dòng)機(jī)的原因首選電動(dòng)機(jī)的原因（一）電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)及其機(jī)械特性（一）電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)及其機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)可以采用多種分類(lèi)方法：電動(dòng)機(jī)可以采用多種分類(lèi)方法：按電源不同，電動(dòng)機(jī)分為按電源不同，電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)和和直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)。 按按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速是否相同，交流電動(dòng)機(jī)可分為是否相同，交流電動(dòng)機(jī)可分為同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)和和異步電動(dòng)

50、機(jī)異步電動(dòng)機(jī)。按勵(lì)磁方式不同，直流電動(dòng)機(jī)可分為：按勵(lì)磁方式不同，直流電動(dòng)機(jī)可分為：他勵(lì)他勵(lì)、并勵(lì)并勵(lì)、串勵(lì)串勵(lì)、復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)等形式。等形式。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可分為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可分為固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性和和人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性。 固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性：在額定電壓、額定頻率下用規(guī)定的方法接線，定子和轉(zhuǎn)：在額定電壓、額定頻率下用規(guī)定的方法接線，定子和轉(zhuǎn)子電路中不接入任何電阻和阻抗時(shí)測(cè)得的機(jī)械特性。子電路中不接入任何電阻和阻抗時(shí)測(cè)得的機(jī)械特性。 人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性：改變電動(dòng)機(jī)的某些參數(shù)如改變電壓或頻率，在定子或轉(zhuǎn)：改變電動(dòng)機(jī)的某些參數(shù)如改變電壓或頻率，

51、在定子或轉(zhuǎn)子電路中接入電阻或阻抗所測(cè)得的機(jī)械特性。子電路中接入電阻或阻抗所測(cè)得的機(jī)械特性。 1、三相異步交流電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)及其機(jī)械特性、三相異步交流電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)及其機(jī)械特性 三相異步交流電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)三相異步交流電動(dòng)機(jī)的分類(lèi) 三相異步交流電動(dòng)機(jī)使用三相交流電三相異步交流電動(dòng)機(jī)使用三相交流電，是應(yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)。，是應(yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)。 這種電動(dòng)機(jī)種類(lèi)較多，主要有下面一些類(lèi)型：這種電動(dòng)機(jī)種類(lèi)較多，主要有下面一些類(lèi)型： 三相異步電動(dòng)機(jī)可分為三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠型電動(dòng)機(jī)籠型電動(dòng)機(jī)和和繞線型電動(dòng)機(jī)繞線型電動(dòng)機(jī)。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類(lèi)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類(lèi) 籠型電動(dòng)機(jī)籠型電動(dòng)機(jī): :結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用、易維護(hù)、價(jià)格低、載荷

52、變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化較結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用、易維護(hù)、價(jià)格低、載荷變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化較?。ㄌ匦杂玻?；但其起動(dòng)電流較大、起動(dòng)力矩較小、調(diào)速性能差（范圍小、?。ㄌ匦杂玻坏淦饎?dòng)電流較大、起動(dòng)力矩較小、調(diào)速性能差（范圍小、不穩(wěn)定）、輕載時(shí)功率因數(shù)較低。（不穩(wěn)定）、輕載時(shí)功率因數(shù)較低。（起動(dòng)性能差、調(diào)速性能差起動(dòng)性能差、調(diào)速性能差） 對(duì)于對(duì)于沒(méi)有調(diào)速要求，起動(dòng)力矩不太大的機(jī)械沒(méi)有調(diào)速要求，起動(dòng)力矩不太大的機(jī)械，如水泵、機(jī)床、一些農(nóng)業(yè)，如水泵、機(jī)床、一些農(nóng)業(yè)機(jī)械等，廣泛選用籠型三相異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力機(jī)。機(jī)械等，廣泛選用籠型三相異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力機(jī)。 Y系列電動(dòng)機(jī)系列電動(dòng)機(jī)是最常見(jiàn)的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。是最常見(jiàn)的籠型三相異步

53、電動(dòng)機(jī)。 Y系列電動(dòng)機(jī)按照定子的轉(zhuǎn)數(shù)可以分為：系列電動(dòng)機(jī)按照定子的轉(zhuǎn)數(shù)可以分為：2級(jí)級(jí)-同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速3000r/min；4級(jí)級(jí)-同同步轉(zhuǎn)速步轉(zhuǎn)速1500r/min；6級(jí)級(jí)-同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1000r/min；8級(jí)級(jí)-同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速750r/min。 有一種可以通過(guò)改變定子極數(shù)的有一種可以通過(guò)改變定子極數(shù)的變速籠型電動(dòng)機(jī)變速籠型電動(dòng)機(jī)（變極變速三相交流異（變極變速三相交流異步電動(dòng)機(jī)），可用于小功率的有級(jí)變速傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)兩速、三速或四速。但步電動(dòng)機(jī)），可用于小功率的有級(jí)變速傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)兩速、三速或四速。但與與Y系列籠型電動(dòng)機(jī)相比，體積較大，價(jià)格較貴。系列籠型電動(dòng)機(jī)相比，體積較大，價(jià)格較貴。

54、繞線型電動(dòng)機(jī)繞線型電動(dòng)機(jī): :起動(dòng)力矩較大、起動(dòng)時(shí)功率因數(shù)較高起動(dòng)力矩較大、起動(dòng)時(shí)功率因數(shù)較高, ,可實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)的可實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)的調(diào)速，且調(diào)速控制簡(jiǎn)單；但與籠型電動(dòng)機(jī)相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)較麻煩、價(jià)調(diào)速，且調(diào)速控制簡(jiǎn)單；但與籠型電動(dòng)機(jī)相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)較麻煩、價(jià)格較貴。格較貴。 繞線型電動(dòng)機(jī)廣泛用于繞線型電動(dòng)機(jī)廣泛用于起動(dòng)次數(shù)較多起動(dòng)次數(shù)較多，起動(dòng)時(shí)負(fù)載較大起動(dòng)時(shí)負(fù)載較大、或、或需要小范圍需要小范圍調(diào)速調(diào)速的機(jī)械。如起重機(jī)、提升機(jī)、軋鋼機(jī)等。的機(jī)械。如起重機(jī)、提升機(jī)、軋鋼機(jī)等。 YZR系列冶金系列冶金及及起重三相異步電動(dòng)機(jī)起重三相異步電動(dòng)機(jī)是最簡(jiǎn)單的繞線型電動(dòng)機(jī)。是最簡(jiǎn)單的繞線型電動(dòng)機(jī)。 說(shuō)

55、明：說(shuō)明：功率因數(shù)功率因數(shù)每種電機(jī)系統(tǒng)均消耗兩大功率，分別是真正的有用每種電機(jī)系統(tǒng)均消耗兩大功率，分別是真正的有用功及電抗性的無(wú)用功。功及電抗性的無(wú)用功。功率因數(shù)功率因數(shù)是有用功與總功率間的比率。功率因數(shù)越是有用功與總功率間的比率。功率因數(shù)越高，有用功與總功率間的比率便越高，系統(tǒng)運(yùn)行則更有效率。高，有用功與總功率間的比率便越高，系統(tǒng)運(yùn)行則更有效率。 按外殼結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)按外殼結(jié)構(gòu)型式分類(lèi) 三相異步電動(dòng)機(jī)按外殼結(jié)構(gòu)型式可分為：三相異步電動(dòng)機(jī)按外殼結(jié)構(gòu)型式可分為：開(kāi)啟式開(kāi)啟式、防護(hù)式防護(hù)式、封閉式封閉式和和防防爆式爆式。 開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)：外殼無(wú)專(zhuān)門(mén)的防護(hù)結(jié)構(gòu)，水滴、灰塵等雜物易侵入電動(dòng)機(jī)外

56、殼無(wú)專(zhuān)門(mén)的防護(hù)結(jié)構(gòu)，水滴、灰塵等雜物易侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但散熱性能較好，只能用于環(huán)境清潔、干燥的室內(nèi)。端蓋有開(kāi)口，從外內(nèi)部，但散熱性能較好，只能用于環(huán)境清潔、干燥的室內(nèi)。端蓋有開(kāi)口，從外部能看到內(nèi)部。部能看到內(nèi)部。 防護(hù)式電動(dòng)機(jī)防護(hù)式電動(dòng)機(jī)：上部有防護(hù)罩，可防止各種雜物從上部浸入電動(dòng)機(jī)，適上部有防護(hù)罩，可防止各種雜物從上部浸入電動(dòng)機(jī)，適用于較清潔的環(huán)境。用于較清潔的環(huán)境。 封閉式電動(dòng)機(jī)封閉式電動(dòng)機(jī)：電機(jī)端蓋完全密封，可防止各類(lèi)雜物從任意方向侵入電電機(jī)端蓋完全密封，可防止各類(lèi)雜物從任意方向侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，適用于多塵、風(fēng)沙較多的環(huán)境。動(dòng)機(jī)內(nèi)部，適用于多塵、風(fēng)沙較多的環(huán)境。 Y系列電動(dòng)機(jī)屬于全封閉電動(dòng)

57、機(jī)。系列電動(dòng)機(jī)屬于全封閉電動(dòng)機(jī)。 防爆式電動(dòng)機(jī)防爆式電動(dòng)機(jī)：可防止雜物侵入，用于環(huán)境有可燃?xì)怏w容易引起爆炸?？煞乐闺s物侵入，用于環(huán)境有可燃?xì)怏w容易引起爆炸危險(xiǎn)如礦井等特殊環(huán)境的場(chǎng)所里。主要用于煤礦、是有、天然氣、石油化工等。險(xiǎn)如礦井等特殊環(huán)境的場(chǎng)所里。主要用于煤礦、是有、天然氣、石油化工等。采用隔爆外殼把可能產(chǎn)生火花、電弧、和危險(xiǎn)溫度的電氣部分與周?chē)ㄐ圆捎酶舯鈿ぐ芽赡墚a(chǎn)生火花、電弧、和危險(xiǎn)溫度的電氣部分與周?chē)ㄐ詺怏w隔開(kāi)。氣體隔開(kāi)。按安裝型式分類(lèi)按安裝型式分類(lèi) 三相異步電動(dòng)機(jī)可分為三相異步電動(dòng)機(jī)可分為臥式臥式和和立式立式； 又可分為又可分為機(jī)體帶底腳機(jī)體帶底腳、端蓋有凸緣端蓋有凸緣，既

58、有底腳又有凸緣既有底腳又有凸緣等型式。等型式。 此外，還有此外，還有齒輪減速異步電動(dòng)機(jī)齒輪減速異步電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)上帶齒輪減速器，輸出減速后的（電動(dòng)機(jī)上帶齒輪減速器，輸出減速后的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，在減速器分類(lèi)時(shí)又叫聯(lián)體式減速器。）、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，在減速器分類(lèi)時(shí)又叫聯(lián)體式減速器。）、電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)、異異步整流子變速電動(dòng)機(jī)步整流子變速電動(dòng)機(jī)，后兩種電動(dòng)機(jī)可輸出在一定范圍里變化的轉(zhuǎn)速。，后兩種電動(dòng)機(jī)可輸出在一定范圍里變化的轉(zhuǎn)速。nn0 三相三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性A.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率S設(shè)三相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（輸出轉(zhuǎn)速）為轉(zhuǎn)

59、子轉(zhuǎn)速（輸出轉(zhuǎn)速）為n，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n0，并，并且滿足且滿足轉(zhuǎn)差率的定義為：轉(zhuǎn)差率的定義為：%10000nnnS 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是三相異步電動(dòng)機(jī)的重要參數(shù)，不同運(yùn)行狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差是三相異步電動(dòng)機(jī)的重要參數(shù)，不同運(yùn)行狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率不相同。率不相同?？蛰d時(shí)：空載時(shí)：滿載時(shí)：滿載時(shí)：%5 . 0S%5 . 0S 載荷越大，轉(zhuǎn)差率載荷越大，轉(zhuǎn)差率S S越大。三相異步電動(dòng)機(jī)具有越大。三相異步電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S S隨載荷變化不大隨載荷變化不大的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組有兩種接法：定子繞組有兩種接法：三角形接法三角形接法(型型) 和和星形接法星形

60、接法(Y型型) 。B.三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上的參數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上的參數(shù) 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上應(yīng)標(biāo)明的參數(shù)：額定功率三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上應(yīng)標(biāo)明的參數(shù)：額定功率PN、額定電壓、額定電壓UN、額定、額定電流電流IN、額定頻率、額定頻率fN、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速nN、相數(shù)、相數(shù)(三相、單相三相、單相)、繞組接法繞組接法、外殼防護(hù)、外殼防護(hù)類(lèi)型、絕緣等級(jí)等內(nèi)容。類(lèi)型、絕緣等級(jí)等內(nèi)容。ABCXYZAZBYXC 常用的常用的Y系列小型三相異步電動(dòng)機(jī)，采用型接法，額定電壓為系列小型三相異步電動(dòng)機(jī)，采用型接法，額定電壓為220V；采用采用Y型接法，額定電壓為型接法，額定電壓為380V。C.三相異步電動(dòng)機(jī)的固有