机电一体化基础知识培训教材
第一章-机电一体化基础知识
纺织机电一体化技术基础⏹本章知识点➢了解机电一体化概念➢了解机电一体化相关技术➢了解机电一体化产品的开发步骤➢第一节机电一体化概述➢第二节机电一体化相关技术第一节机电一体化概述一机电一体化的概念➢机电一体化技术（Mechatronics ）又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。
➢利用微电子技术、信息技术(主要包括通信技术、控制技术、计算机技术等技术)使机械设备实现柔性化和智能化的技术。
机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。
机械技术机电一体化技术电子技术信息技术二机电一体化系统的构成执行元件控制信息控制单元部分动力源检测传感部分机械机构参数变化信息驱动力能量检测参数位置,速度检测单元电机机械部件位置,速度反馈CNC 单元数控机床伺服系统组成机械本体动力部件传感器控制器执行器五大要素结构功能运转功能检测功能控制功能驱动功能五大功能机械部件（身躯）动力（内脏）传感（五官）驱动（肌、筋）控制（大脑）机电一体化系统的组成要素及其相应功能三机电一体化技术的发展➢第二阶段：20世纪70年代至20世纪80年代，为蓬勃发展的阶段。
➢第二阶段特征：人们自觉地、主动地利用计算机技术、控制技术、通信技术的成果创造新的机电一体化产品。
⏹机电一体化技术的发展阶段➢第三阶段：从20世纪90年代后期开始。
➢第三阶段特征：人工智能技术及网络技术等领域取得的巨大进步，使机电一体化技术向智能化新阶段迈进。
➢第一阶段：20世纪60年代以前，也可称为萌芽阶段。
➢第一阶段特征：在这一阶段，由于电子技术的迅速发展，人们自觉或不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。
⏹机电一体化技术的发展趋势➢智能化➢网络化➢模块化➢微型化➢绿色化➢人性化➢自带能源化四机电一体化技术的分类⏹生产过程的机电一体化➢计算机辅助设计➢计算机辅助制造➢计算机辅助工艺设计➢柔性制造系统➢计算机集成制造系统⏹机电产品的机电一体化➢机、电、仪一体化产品➢机、电、液一体化产品➢光、机、电一体化产品➢功能增强➢提高系统精度➢简化系统结构➢提高可靠性➢方便操作➢提高系统柔性第二节机电一体化相关技术➢机械技术➢传感与检测技术➢计算机与信息处理技术➢自动控制技术➢执行与驱动技术➢系统总体技术一机械技术➢机械技术是机电一体化技术的基础，机电一体化产品中的主功能和构造功能往往是以机械技术为主实现的。
机电一体化教材及书籍
机电一体化教材及书籍机电一体化是指将机械、电子、控制、计算机等多个学科融合在一起，实现机械与电气控制的紧密结合，从而提高设备的自动化程度和智能化水平。
下面我将从多个角度为你介绍机电一体化教材及相关书籍。
1. 教材推荐：《机电一体化技术基础》，该教材系统地介绍了机电一体化技术的基本原理、方法和应用，包括机械设计、电气控制、传感器技术等内容。
《机电一体化系统设计与控制》，该教材主要介绍了机电一体化系统的设计原理、控制方法和实践案例，帮助读者理解机电一体化系统的整体思路和实现方法。
《机电一体化技术与应用》，该教材综合介绍了机电一体化技术的基本概念、发展历程、应用领域和发展趋势，适合对机电一体化感兴趣的读者了解相关知识。
2. 书籍推荐：《机电一体化技术与应用》（第二版），该书详细介绍了机电一体化技术的基本理论、设计方法和应用实例，内容涵盖了机电一体化系统的各个方面，适合作为机电一体化领域的参考书。
《机电一体化技术与应用》（第三版），该书进一步深入介绍了机电一体化技术的新进展和应用案例，包括机器人技术、智能控制系统等内容，适合对机电一体化有一定了解的读者进一步学习。
《机电一体化系统设计与仿真》，该书介绍了机电一体化系统的设计原理、建模方法和仿真技术，通过实例演示了机电一体化系统的设计过程和仿真实验，适合对机电一体化系统设计感兴趣的读者。
3. 网络资源：除了教材和书籍，你还可以通过互联网获取关于机电一体化的相关资源。
可以搜索机电一体化相关的学术论文、专业网站、行业博客等，这些资源能够帮助你深入了解机电一体化技术的最新发展和应用案例。
总结起来，机电一体化教材及书籍的选择要根据自己的学习需求和水平进行合理选择。
教材可以提供系统的知识框架和基本理论，而书籍则可以进一步深入研究和应用。
同时，互联网上的资源也是不可忽视的补充，可以帮助你获取更多的实践案例和最新动态。
希望以上信息能对你有所帮助。
机电一体化培训课件
工业机器人未来发展趋势
介绍一个典型的工业机器人案例，包括机器人型号、应用场景、工作原理等，并分析其特点和优势。
介绍工业机器人所涉及的关键技术，如运动控制、感知与识别、人机交互等。
分析工业机器人未来的发展方向和趋势，如智能化、人机协作等。
机电一体化未来展望
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物联网
IoT技术将机电一体化设备与互联网连接，实现远程监控、数据采集和设备间的协同工作。
5G通信
5G技术的高带宽、低延迟特性将促进机电一体化设备间的实时通信，提高协同作业效率。
云计算
云计算为机电一体化提供了强大的数据处理和分析能力，支持实时决策和远程控制。
人工智能
AI技术将进一步优化机电一体化系统的控制和决策，提高自动化和智能化水平。
高度集成化
智能化升级
绿色环保
跨界融合创新
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了解机电一体化系统的组成和功能，掌握系统集成的步骤和方法，能够对系统进行调试和优化。
系统集成与调试
了解传感器和执行器的基本原理和应用，掌握其校准和调整的方法，以确保系统性能的稳定性和准确性。
传感器与执行器校准
了解常见的控制算法，如PID控制、模糊控制等，能够根据实际需求进行算法设计和实现。
控制算法设计与实现
智能仓储系统应用场景
探讨智能仓储系统在不同行业和领域中的应用，如电商物流、制造业物料管理。
智能仓储系统未来发展趋势
分析智能仓储系统未来的发展方向和趋势，如无人化、智能化等。
工业机器人是应用于工业生产中的自动化设备，能够执行各种复杂任务，提高生产效率和产品质量。
工业机器人概述
工业机器人案例
工业机器人关键技术
机电一体化-第一章-机电一体化系统设计基础知识PPT课件
1. 传感器技术是机电一体化的关键性技术。机电一体化系统或产品的柔
性化、功能化和智能化都与传感器的品种多少，性能好坏，结构尺寸 密切相关。传感器技术自身就是一门多学科、知识密集的应用技术。
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2. 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术。
1. (1) 设计目的与需求分析。 (2) ① 根据设计的机电一体化系统（或产品）分解成子系统具体阐述本
② ③ ④ (3) 经济效益与社会效益预测。 从本项目设计研究的应用和市场需求量，进行价值评估或经济效益预
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(4) 机电系统设计实施途径。 根据所设计的机电一体化系统（或产品）的内容，分解为单元系统说
2. (1) (2) 设计机电系统依据的文件名称；批准文件的部门名称及批准日期；
(3) (4) 设计中必须进行的科研和其他工作的论证要求。
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(5) ① ② ③ 对产品寿命、可靠性、准确度、稳定性和维护方便性方面的要求；
④ 对生产和使用的工艺性要求。根据这些工艺性要求，产品的制造、 使用和维修有可能以短时间、低消耗、高效率达到所要求的质量指标；
2. (1) 整体性原则。也就是说要把机电系统当作一个整体，应具有整体
大于它的各部分的总和的思想，这就准确地反映了整体性原则的本质。 (2) 综合性原则。任何机电系统都具有多方面的特性，涉及多方面的
技术知识 。 (3) 科学性原则。在处理设计问题时应按照科学的顺序和步骤进行，
环环相扣，并不断通过信息反馈加以分析检查改进，且尽量使用定量 方法。
6. 在机电一体化系统设计中，无论采用何种现代化的设计方法，选择最
先进的高科技系统单元，对于任何一种机电产品既可能产生机械故障， 又可能产生电子故障，计算机软件问题。
机电一体化培训课件
导向、支撑与定位装置
导向装置
介绍导轨、轴承等导向装 置的作用、类型及选用原 则，确保运动部件的准确 导向。
支撑装置
阐述机架、底座等支撑装 置的设计要点与材料选用 ，确保整机的稳定性与刚 性。
定位装置
分析定位销、定位块等定 位装置的工作原理与应用 ，实现运动部件的精确定 位与重复定位精度。
检测传感器及信号处理技术
CAD/CAM技术
熟悉计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术在 机械设计中的应用。
电子技术基础
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电路基础知识
掌握电路的基本概念、电 路元件、电路分析方法等 。
电子元器件
了解电子元器件的种类、 规格、性能及应用，如电 阻、电容、电感、二极管 、三极管等。
电子线路设计
熟悉电子线路的设计原则 和方法，如放大电路、振 荡电路、稳压电源等。
智能传感器技术
传感器自校准、自补偿、自诊断等。
检测系统抗干扰技术
屏蔽技术、接地技术、滤波技术等。
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自动化生产线实例分析
自动化生产线组成及工作原理
自动化生产线组成
包括传感器、控制器、执行器、传动装置、工件输送装置等 。
自动化生产线工作原理
通过传感器检测工件信息，控制器根据预设程序处理信息并 发出指令，执行器根据指令完成相应动作，传动装置和工件 输送装置配合完成工件输送和定位。
传感器与执行器
传感器种类与应用
了解传感器的种类、工作原理及 应用，如位移传感器、光电传感 器、温度传感器等。
执行器种类与应用
掌握执行器的种类、工作原理及 应用，如电动机、气动执行器、 液压执行器等。
控制系统与自动化技术
机电一体化基础课件第1章教材
数控机床
焊接机器人
• 我国一般认为机电一体化是机电一体化技术及其产品的统 称，还将柔性制造系统（FMS）和现代集成制造系统 （CIMS）等自动化生产线和自动化制造工程包含在内， 这是对机电一体化的准确定义。
• 有人认为机电一体化产品是“在机械产品的基础上应用微 电子技术和计算机技术产生出来的新一代的机电产品”， 这是机械电子化的概念。区分机电一体化或非机电一体化 的产品，其核心是计算机控制的伺服系统，其它都是与此 匹配的部分。蒸汽机和电动机的出现为机械产品提供了动 力，而机电一体化技术为机械产品提供了智力。实践证明， 现有机械产品的电子化，需要系统科学的观点和综合集成 的技巧，使机械装置、电子技术和软件工程之间相互适应 和匹配，发挥各自的优势，使系统尽可能地达到最优。这 是我们应该研究的课题。
1.1机电一体化概念
• 20世纪70年代以来，以大规模集成电路和微型电子计算机 为代表的微电子技术迅速地应用于机械工业中，出现了种 类繁多的计算机控制的机械和仪器。随着科学技术的发展， 数控机床发展到加工中心，继而出现了具有柔性功能的自 动化生产线、车间、工厂，为先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology AMT)的建立和发展提供了硬 件基础，大幅度地提高产品质量和劳动生产率，适应了市 场对产品多样化的要求，使传统机械工业的面貌焕然一新， 机电一体化(Mechatronics System)的出现，推动了机械工 业和电子工业及信息技术（Information Technology, IT） 的紧密结合，并发展为综合性的热门学科。
机电一体化教材及书籍
机电一体化教材及书籍
机电一体化是指将机械、电气、电子、自动控制等多个学科融合在一起，形成一种综合性的学科体系。
在机电一体化领域，有很多优秀的教材和书籍可以供学习和参考。
以下是一些常用的机电一体化教材和书籍的推荐：
1. 《机电一体化技术基础》（作者，刘安华），该教材系统介绍了机电一体化的基本概念、原理和技术，包括机械基础、电气基础、电子技术、自动控制等内容。
2. 《机电一体化系统设计与控制》（作者，杨晓军），该书着重介绍了机电一体化系统的设计方法和控制技术，包括系统建模、传感器与执行器的选择、控制策略等方面的内容。
3. 《机电一体化系统设计与应用》（作者，李亚新），该书从机电一体化系统的设计、应用和维护等方面进行了详细阐述，内容涵盖了机械设计、电气控制、自动化技术等多个方面。
4. 《机电一体化工程设计》（作者，王宏志），该书主要介绍了机电一体化工程设计的基本原理、方法和实践经验，内容包括机
电一体化系统的设计流程、设计要点和实施过程等。
5. 《机电一体化技术与应用》（作者，王宏志），该书主要介
绍了机电一体化技术的发展现状和应用领域，内容包括机电一体化
系统的设计、控制、优化和维护等方面。
此外，还有一些经典的机电一体化教材和参考书籍，如《机电
一体化技术》（作者，张俊杰）、《机电一体化控制技术》（作者，杨晓军）等。
这些教材和书籍都是机电一体化领域的经典著作，对
于学习和研究机电一体化具有很高的参考价值。
总之，机电一体化教材和书籍的选择应根据个人的学习目标和
需求来确定。
以上推荐的教材和书籍可以作为学习机电一体化的参考，希望对你有所帮助。
机电一体化培训课件
特点
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智能化：机电一体化设 备具有智能化特点，能 够根据预设程序或传感 器反馈信息自动进行操 作和控制。
自动化：机电一体化设 备在运行过程中，能够 实现自动控制、自动检 测、自动调节等功能， 提高生产效率和产品质 量。
高效化：机电一体化技 术的应用可以使机械设 备具有更高的工作效率 和性能，提高生产效益 。
介绍自动化生产线的日常维护和优 化方法，以确保生产线的稳定性和 效率。
智能家居
智能家居的定义
智能家居的体系架构
阐述智能家居的基本概念和特点，以及与传 统家居的区别。
介绍智能家居的体系架构，包括物联网、大 数据、云计算等关键技术。
智能家居的应用场景
智能家居的挑战与对策
以具体的案例介绍智能家居在各个领域的应 用，如智能照明、智能安防、智能家电等。
人工智能技术还可以通过优化算法提高生产效率，降低能耗 ，提高产品质量。例如，智能传感器能够实时监测生产过程 ，并通过人工智能算法对数据进行分析，以实现生产过程的 优化。
物联网与工业互联网的融合
物联网技术使得设备之间能够进行实时通信和数据交换。 在机电一体化中，物联网技术可用于实现设备之间的信息 共享和协同工作。
机电一体化技术在新能源领域的应用，为新能源的发展提供了技 术支持和推动力。
保障能源安全
机电一体化技术为能源领域提供了更安全、可靠的设备和系统， 保障了能源安全。
对医疗健康领域的影响
提升医疗设备的性能和可靠性
机电一体化技术在医疗设备领域的应用，能够提高医疗设备的性能和可靠性。
推动医疗行业的数字化转型
职业发展前景广阔
随着机电一体化技术的不断创新，工程师的职业发展前景也更加广阔，可以从事多种不同 类型的工作。
机电一体化基础知识书籍
机电一体化基础知识书籍机电一体化是指机械与电气相结合的一种综合应用技术，它将机械原理、电气控制和自动化技术相结合，实现机械运动与控制系统的紧密结合。
机电一体化技术在现代工业中得到了广泛的应用，成为了工业生产中不可或缺的一环。
想要学习机电一体化基础知识，我们首先可以从相关的书籍入手。
以下是一些值得推荐的机电一体化基础知识书籍。
《机电一体化控制系统设计》：该书通过讲解机电一体化系统的基本原理、方法与设计步骤，帮助读者理解机电一体化的概念和基本原理。
书中还涉及了机电一体化系统的组成、传动装置、控制器及控制器的选择等内容，适合初学者入门。
《机电一体化原理与应用》：该书由清华大学机械工程系教授编写，内容形式丰富、易于理解。
书中详细介绍了机电一体化的概念、发展历程和应用领域，并着重介绍了机电一体化的原理和典型设备的性能指标。
此书适合对机电一体化领域感兴趣的学者和工程师阅读。
《机电一体化技术与应用》：该书是北航出版社出版的一本机电一体化技术入门书籍。
该书内容系统、全面，既有对机电一体化技术的介绍，又有对机电系统的构建、调试和应用实例的详细说明。
书中还介绍了机电一体化系统在不同领域的应用，对初学者有很好的指导作用。
以上提到的书籍都是机电一体化基础知识的良好起点，读者可以根据自己的实际需求选择适合自己的工具书。
此外，还可以通过参加相关的培训课程、科普讲座和工程实践项目等方式来进一步学习机电一体化。
总结起来，机电一体化是现代工业中一种重要的技术应用，学习机电一体化基础知识是非常必要的。
通过阅读相关的书籍，我们可以深入了解机电一体化技术的原理、方法和应用。
同时，结合实际的工程实践和学习培训，我们可以不断提高机电一体化的综合应用能力，为实际工作中的机电一体化问题提供解决方案。
机电一体化技术的培训课程和学习资料
智能制造
传感器监测生产过程中 的各种参数，执行器完 成生产设备的自动控制 和调节。
智能家居
传感器检测家居环境参 数，执行器实现家居设 备的自动控制和调节。
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控制理论与技术
控制理论基本概念
控制系统的定义与分类
介绍控制系统的基本概念，包括开环控制和闭环控制，以及不同 类型的控制系统，如线性控制系统、非线性控制系统等。
包括计算机硬件和软件 设计、计算机控制系统 设计等方面的技术。
自动控制技术
包括自动控制系统设计 、控制理论应用、现代 控制方法等方面的技术 。
应用领域及前景
应用领域
机电一体化技术广泛应用于制造业、能源、交通、环保等领 域，如工业机器人、数控机床、智能家居、新能源汽车等。
前景展望
随着人工智能、物联网等技术的不断发展，机电一体化技术 将向着更高层次的智能化、网络化、集成化方向发展，其在 制造业转型升级、智能制造等领域的应用前景将更加广阔。
程分析工作。
03 传感器与执行器技术
传感器类型及工作原理
温度传感器
利用物质的热电效应，将温度变化转换为电 信号输出。
位移传感器
压力传感器
通过感受压力变化，将压力转换为电信号输 出。
检测物体位置变化，将位移量转换为电信号 输出。
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光电传感器
利用光电效应，将光信号转换为电信号输出 。
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执行器类型及工作原理
控制系统的性能指标
阐述控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标及其评价方法 。
控制系统的数学模型
介绍控制系统的数学模型，包括传递函数、状态空间方程等，以及 模型的建立方法和转换技巧。
经典控制方法
机电一体化技术书籍
机电一体化技术书籍1. 《机电一体化技术》该书是机电一体化领域的经典教材之一，由机械与电子工程师学会编写。
全书共分为六个部分，包括机电一体化基础知识、传感器与执行器、机构与驱动系统、控制系统、通信与网络系统以及应用与综合案例等。
该教材首先介绍了机电一体化技术的基本概念、发展历程以及相关理论基础，让读者对机电一体化的概念有一个清晰的认识。
然后逐步介绍了传感器与执行器的原理及应用，包括光电传感器、压力传感器、电机驱动器等，使读者能够对机电一体化系统中常用的传感器与执行器有深入的了解。
接下来，该书详细介绍了机构与驱动系统的设计与应用，包括直流电机、步进电机、伺服电机等，结合实例进行了详细的说明。
此外，书中还介绍了控制系统的设计与应用，包括传统的PID控制、模糊控制、神经网络控制等，以及通信与网络系统的原理与应用。
最后，该书通过一系列的应用与综合案例，将前面的知识进行了综合运用，让读者对机电一体化技术在实际工程中的应用有更深入的了解。
同时，每个章节都配有习题与课堂练习，以便读者巩固所学的知识。
2. 《机电一体化自动化技术》该书由机电一体化自动化教指委会编写，主要介绍了机电一体化技术在自动化领域的应用。
全书共分为四个部分，包括机械与电气基础、机电传动技术、机电一体化控制技术以及机电一体化自动化系统的设计与应用。
该教材首先系统地介绍了机械与电气基础知识，包括力学、电气原理、工程材料等，为读者打下坚实的基础。
然后详细介绍了机电传动技术，包括电机、传感器、执行器等，使读者熟悉机电一体化系统中常用的传动组件。
接下来，该书详细介绍了机电一体化控制技术，包括自动控制原理、信号处理、控制系统设计等。
此外，书中还介绍了PLC、工控机等常用的控制器，以及机电一体化系统建模与仿真的方法与工具。
最后，该书通过一系列设计与应用案例，让读者对机电一体化自动化系统的设计与应用有更全面的认识。
同时，每个章节都配有习题与应用练习，以检验读者对所学知识的掌握程度。
机电一体化培训课件
机电一体化培训课件xx年xx月xx日•机电一体化概述•基础知识•常用机电一体化技术目录•机电一体化系统设计•机电一体化发展趋势与挑战•案例分析01机电一体化概述机电一体化是指将机械技术、电子技术、信息技术和控制技术等有机融合，实现具有新功能、高精度、高效率、低能耗的机械系统的工程技术。
特点1）多种技术的融合：机电一体化涉及机械、电子、信息、控制等多种技术，是这些技术的有机融合；2）高精度和高效率：机电一体化可以实现高精度和高效率的机械系统；3）智能化和自动化：机电一体化具有智能化和自动化的特点，能够实现自我诊断、修复和调整等功能。
定义定义与特点VS发展历程初创阶段20世纪60年代以前，以机械与电子的结合为主要特征，代表产品为电子管器件和早期晶体管器件组成的各类电动仪表。
发展阶段20世纪70年代，计算机、集成电路和电子技术的迅速发展，推动了机电一体化的进一步发展。
出现了可编程控制器、微型计算机等新器件，并逐渐应用到生产实践中，使机械、电子、计算机技术开始真正融合。
繁荣阶段20世纪80年代以后，随着计算机技术的飞速发展，各种智能技术不断涌现，并迅速应用于生产实践中，实现了机械、电子、计算机、信息等技术的深度融合，形成了较为完整的机电一体化技术体系。
工业机器人应用在汽车制造、焊接等领域，可以替代人类在恶劣环境下的工作，提高生产效率和产品质量。
如洗衣机、冰箱、空调等，通过机电一体化技术实现智能化控制和高效工作。
通过数控技术实现高精度加工和自动化生产，提高生产效率和产品质量。
如手术机器人、医用监护仪等医疗器械，通过机电一体化技术实现高精度、高效率和智能化控制。
应用在智能制造领域，可以实现高度自动化和智能化的生产线和制造系统。
应用领域家用电器医疗器械智能制造数控机床02基础知识包括静力学、动力学、运动学、机构学、液压与气压传动等。
机械基础知识机械原理包括设计原则、设计方法、零件标准化等。
机械设计包括金属切削原理、机床、刀具、夹具等。
机电一体化4du培训教材
四、滚珠螺旋传动
5. 滚珠丝杠副的安装 丝杠的轴承组合及轴承座、螺母座以及其它零
件的连接刚性，对滚珠丝杠副传动系统的刚度和 精度都有很大影响，需在设计、安装时认真考虑 。为了提高轴向刚度，丝杠支承常用推力轴承为 主的轴承组合，仅当轴向载荷很小时，才用向心 推力轴承。以下列出了四种典型支承方式及其特 点。
X向： 控制系统发出进给脉冲——步进电机A——齿轮/齿轮——丝杠1—螺母1 Y向： 控制系统发出进给脉冲——步进电机B——齿轮/齿轮——丝杠2—螺母2
差动传动方式：用于微动机构
定义：由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致） 的螺旋传动称为差动螺旋传动。
螺杆上两螺旋副的旋向如果相同，活动螺母相对机架实现差动移动，螺杆每 转一转，活动螺母实际移动距离为两段螺纹导程之差。两螺旋副的旋向如果相 反活动螺母实际移动距离为两段螺纹的导程之和。
i——齿轮系总传动比, i = i1 i2。
同理,对于n级齿轮系,则有
2n n 1 1
i 2 2(2n 1) i2n 1
1
（2-5）
ik
2
i
n
22
2 (k 1) 2n 1
（2-6）
由此可见, 各级传动比分配的结
果应遵循“前大后小”的原则。？？？
？
例: 设有i =80,传动级数n= 4的小功率传动,
若以传动级数为参变量,齿轮系中折算到电动机轴上的
等效转动惯量Je与第一级主动齿轮的转动惯量J1之比 为Je/J1,其变化与总传动比i的关系如下图所示。
10 0
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目录第一章化工设备第2页第一节塔器第2页第二节加热炉第6页第三节换热设备第8页第四节容器第10页第五节泵第11页第六节压缩机第16页第七节化工设备材料第18页第八节问答题第23页第二章电气、仪表第24页第一节电气概况第24页第二节电气基础知识第30页第三节常用电气基本操作第38页第四节仪表自控基本知识第40页第三章思考题第页第一章化工设备第一节塔器塔器是化工生产中实现气相和液相或液相和液相间传质的最重要的设备之一，设计压力低于10.0Mpa（包括真空），设计温度高于－40℃低于550℃。
在塔器中所进行的工艺过程虽然各不相同，结构类型各异，但总的来说仅可划分为板式塔和填料塔两大类。
不论板式塔或填料塔，从设备设计的角度来看，其基本结构可以概括为：塔体，包括筒节、端盖和联接法兰等；内件，指塔板或填料及其支撑装置及喷淋装置；支座，一般均用裙式支座；附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。
塔按内件分为板式塔和填料塔。
下面以板式塔为例。
1.1.1 塔体（筒体、封头、联接法兰等）(1) 筒体：筒体由数段筒节拚焊而成。
常用来制造筒体的材料有16MnR,20R,有时用0Cr18Ni9Ti 以及复合钢板。
(2) 封头：常见的压力容器的封头又称端盖，有半球形、椭圆形、蝶形、锥形及平板等。
在实际生产中，大多数塔器采用椭圆形封头，而半球形封头受力最均匀，因而常用在高压容器上；平板封头应力突变最大，一般应用于常压容器。
1.1.2 内件〔塔盘、各种气体液体出入管、除雾器、挡板及过滤器等〕塔盘结构型式很多，常见的有圆形泡罩、槽形泡罩塔盘，S型塔盘，舌型塔盘，浮阀塔盘，浮舌塔盘，浮动喷射塔盘以及筛孔塔盘，在石油、化工中，用的较多的是圆形泡罩、浮阀、浮舌和筛孔等几种。
这里就主要介绍浮阀和筛孔塔盘结构。
(1) 浮阀塔盘：浮阀按其结构又分为两大类：一是盘状浮阀，也就是浮阀是圆盘形，塔板上开圆孔，三条腿固定浮阀升高位置，另外是十字架固定升高位置，其中以FI型为多。
另外一种是条状浮阀，是带支腿的长条片，塔板上是长条孔。
浮阀的特点是：操作弹性大，最宜工作区范围大，由于气体从浮阀下吹出是靠近塔板处水平吹入液层内；因此雾沫夹带也小，气体流量可提高，生产能力大；由于塔板上只有浮阀片，流动障碍少，所以液面落差也少；全塔盘鼓泡均匀，效率可提高；另外还有压降较小，结构简单，安装方便，造价低等一系列优点。
对于浮阀塔板的结构型式可分为两种，一种是整块式；另一种是分块式，对于实际使用的塔盘，特别是炼油工业常采用分块式，而整块的仅用于塔径较小的塔。
分块式塔盘都可以从人孔中进出，以便于安装和检修。
在塔内圆周上每隔一定距离焊有支承圈，用以支承塔盘。
塔板通过螺栓联接或特制固定件与支承圈相联，塔盘之间通常采用螺栓或卡子互相联接从而组成整块塔盘。
从塔盘液体流向来看，塔盘可分为单流式和双流式塔盘。
单流式适用于塔径较小的塔；一般塔径为Φ200～Φ2400mm时采用单流式；当塔径在Φ2000mm以上时可用双流式。
板式塔填料塔塔的结构简图常用的分块式塔板有自身梁式和槽式两种结构，自身梁式塔板的连接分为与支承圈的连接、塔板与塔板之间的连接。
常用的塔盘紧固件有卡子、螺栓和龙门铁。
卡子由下卡（包括卡板及M10螺栓）、椭圆垫板及螺母等零件组成，当拧紧螺母时，通过椭圆垫板和卡板把塔板紧固在支持圈或支持板上，为便于安装，塔板上的卡子孔通常开成长圆形，塔盘板之间也可用M10螺钉直接相连。
龙门铁结构可用于塔盘板之间、塔盘板与支持圈或支持板之间的连接，其结构类型甚多，它具有结构简单、制造方便、能节省不锈钢等优点，但安装时要施焊，拆卸时要锤击，因此不宜用于易燃易爆及腐蚀的介质。
槽式塔板与支持圈连接结构与自身梁式大致相同，而槽式塔板的连接则采用螺栓连接。
螺栓若在上面，即为上拆结构；若在下面，即为下拆结构，有的可做成上下可拆结构。
(2) 筛孔塔盘：筛孔塔盘的结构很简单，就是在钢板上钻了许多三角形排列的小孔, 小孔直径在Φ10～Φ25不等。
气流从小孔中穿出吹入液体内鼓泡，液体以横流过塔板从降液管中流下，这种塔盘开孔率、生产能力也可较大，气流没有拐弯，压降也较小，塔板上无障碍物，液面落差较小，鼓泡可以较均匀，但它的操作弹性小，气流负荷变小时，就易泄漏，效率下降。
在塔板上，筛孔的排列一般采取顺排和叉排两种方式。
整个筛孔塔板由一块块矩形板组合而成，每块塔板由人孔送入塔内进行组装。
1.1.3 支座裙式支座由裙座体、基础环板、螺栓座、基础螺栓等部分组成。
裙座体一般有圆筒形和圆锥形两种。
1.1.4 附件（人孔、各类进出料接管及仪表接管、塔的外平台等）(1) 人孔：对于塔径较大的塔，为了方便检修，对设备内部进行清洗、安装及拆卸内部部件，在塔上常开设有人孔。
人孔的结构一般分为圆形和椭圆形两种，圆形人孔制造方便，因此应用较广泛；椭圆形人孔制造较困难，但它对压力容器的器壁削弱较小,为减少对器壁的削弱和减少密封面，人孔尺寸尽量要小，目前所有人孔已标准化，其大小为400，450，500，600mm这四种。
(2) 接管：为控制操作过程，需测量温度、压力及液面等，在容器上装有安装这些仪表的接管，此类接管直径都较小，因此一般采用带有内、外管的短接管直接焊接在设备上，这些接管常采用与塔体材质相同的材质来制造。
炼化部丁二烯装置的2#常减压的常减压塔和1#芳烃装置的1#常减压的常减压塔的结构形式就如图所示的板式塔。
炼化部共有各类塔器286台，包含各种类型的塔。
常减压装置中的减压塔是比较典型的一种。
减压塔的功能是用来分馏粗馏塔中沸点高于大约7000F （3700C）的烃类。
减压塔的压力，在污重油收集盘下，可降低到大约1.0磅/平方英寸（绝对压力）。
从粗馏塔塔底到粗馏塔的总压力降为28.7磅/平方英寸（绝对压力）。
这样大的压力差能使大量的烃类在减压塔塔顶内蒸出来，而塔底温度，可维持在不超过730～7800F，这要由所进的原料来决定。
为了从塔底中更好地取出有用的产品，以及生产出有良好针入度的沥青，可以从塔底集油槽导入汽提蒸汽，来降低塔底液的分压。
与大多数的分馏塔相比较，减压塔的进料管是很大的。
这是由于低压，使减压塔进料几乎大部份被汽化了。
同样还需要使用一种叫切线分配器的特殊分配器，使进料发生旋转，避免分配器上部的设备由于原料进入低压的减压塔后急剧膨胀而造成损失。
减压塔的内件按最小压降来设计。
污重油收集盘、格栅板和破沫网是贯穿整个塔横截面的内件。
格栅板和破沫网使夹带在快速上升的气体中的液滴凝聚而得以去除。
喷淋分配器有助于格栅板和破沫网的去除液滴的作用。
在减压塔内设有塔板，所谓的塔板仅是一种间隔排列的挡板。
挡板的边缘钻有孔，并有金属网络加强。
挡板交错安装，对凝液有一种阶梯效应。
热气体通过阶梯使液体中低沸点组份在次气化。
收集盘设计成为在侧线切割料抽出泵进口液体中不含有气体。
在泵启动时，将不凝性气体排放回塔内，这将极大地有助于泵的启动。
当泵运转正常时，将排放关闭。
减压塔的顶部是锻成直径缩小的，因为在顶部物料的流动比塔的侧线要少些。
事实上，原料中如果轻馏份过多，或塔底料由于热裂解生成的轻馏份过多，会使得对减压塔抽空并维持减压塔低压的真空喷射泵负荷过重。
减压塔一般设计成能承受内压50磅/平方英寸（表压）（3.5公斤/厘米2）和绝对外压14.7磅/平方英寸。
为了加强塔壁承受这二个压力，采取了加强肋措施。
就是每隔几英尺围绕塔身焊接一个加强圈。
在2号乙烯70万吨改造项目中引进一种波纹筛板塔，波纹筛板塔是S&W公司专利塔盘，该塔盘塔径小通量大的优点。
波纹板顾名思义是波纹形状的塔板，在波纹的波谷和波纹上开有小孔，也就是说把开孔的平板轧制成波纹板，若干个小塔板组装成一个完整塔板。
①DA-2135 急冷油塔该塔的作用与DA101的作用相同，都是分离裂解气中的重组份，产出急冷油和燃料油。
现将DA2135与DA101作一下比较，从中找出两者的差异。
从外形上看，两塔塔径相同，不过DA2135上部6200mm段塔径小400mm，从高度上看，DA2135比DA101高5850mm。
从内部结构看，DA2135不用传统的浮伐塔板和折流板，而用先进的不结垢、无活动部件的波纹筛板，不会出现类似浮阀冲掉现象。
由于塔板结构不同，所采用的回流进料管的形式有差异。
②DA-2140 急冷水塔急冷水塔的作用是把从急冷油塔塔顶来的裂解气中的C1~C4分离出来，进入裂解气压缩区，而塔釜的水与烃类分层，水用于换热网络系统，使热量充分利用后返回急冷水塔，烃类汽油一部分用于急冷油塔塔顶回流，其余部分作为精馏汽提塔的进料。
现将DA2140与DA104作一下比较。
从外形上看，新塔塔径小于老塔，但新塔比老塔高出9550mm。
从内部结构看，DA2140不用传统的浮伐塔板与填料想结合的塔型，而是采用先进的波纹筛板塔板，不会出现类似浮阀冲掉现象，由于塔板结构不同，10#与11#塔板之间的进料管结构形式是枝状形，而5#~6#塔板之间的进料管结构形式是指状形。
DA2140塔釜设有V型挡板油水分离器，而DA104塔在塔外设FA120油水分离器。
第二节加热炉管式加热炉简称加热炉，是保证供给油料（或油品）的加热蒸发及化学反应等所需的热量。
其燃料一般是炼厂的燃料气或燃料油。
目前出现的炉型不下十几种，按用途可分为纯加热炉和加热－反应炉；按传热方式可分为纯对热炉、辐射室炉和辐射对流炉；按炉体形状可分箱式炉（包括斜顶炉）、立式炉、圆筒炉、无焰炉等。
加热炉它是由辐射室、对流室、燃烧系统等组成。
1.2.1 辐射室（燃烧室）辐射室又叫炉膛，是加热炉的核心部分，它配置有燃烧器，采用气体燃料或液体燃料进行燃烧，将高温烟气和火焰所放出的热量主要以辐射传热的方式传给敷设在室内的辐射管，供给管内的原料油加热或汽化所需的热量。
1.2.2 对流室对流室将从辐射室流出的高温烟气和火焰所放出的剩余热量主要以对流传热形式传给敷设在室内的对流炉管。
对流室除加热油品之外，有时还附有加热饱和水蒸气成为过热水蒸气的任务。
1.2.3 燃烧器一个完整的燃烧器通常由燃料喷嘴、配风器和燃烧道这三部分组成，燃烧器分成燃油、燃气和油气联合三种形式。
燃烧器俗称火嘴，对炉型及尺寸有很大的影响，这是炉子操作好坏的关键，用气体作燃料的火嘴，用液体做燃料的叫油嘴，还有油－瓦斯联合火嘴。
火嘴包括燃料喷嘴，调风器和火道三部分。
喷嘴供给燃料，调风器调节并引入空气，火道可给火焰根部提供高温热源以保证燃烧稳定。
1.2.4 炉管连接件的品种它的品种很多，常用的有：急弯弯头、回弯头、集合管等，弯头：是将炉管连接成一个整体的管式加热炉的一般结构图部件，它使油品流向回转180℃，在进、出口处也有流向回转90℃的,所以可分180℃弯和90℃弯头二种。