叠加原理的验证实验

叠加原理的验证实验（精选6篇）

篇1：叠加原理的验证实验

实验二叠加定理的验证

一、实验目的1． 验证叠加定理。

2． 加深对电路的电流、电压参考方向的理解。

3． 学习通用电工学实验台的使用方法。

4． 学习万用表、电压表、电流表的使用方法。

二、实验仪器及元件

1．通用电学实验台1台

2．数字万用表UT61A1块

3．电阻100Ω1支

220Ω1支

330Ω1支

三、实验电路

叠加原理指出：在有几个独立电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是：一个电源单独作用时，其他的电源必须置为零（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。

叠加原理反映了线性电路的叠加性，叠加性只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路，叠加性不再适用。

在本实验中，用直流稳压电源来近似模拟理想电压源，由其产生的误差可忽略不计，这是因为直流稳压电源的等效内阻很小。

+U-+U2-

图1—1验证叠加定理电路

四、实验方法

1．首先粗调好直流稳压电源，使其两路输出U1、U2均在10V以下，最大不得超过14V。

2．按照实验电路图1—1接线，经过老师检查无误后，方可开始实验。

3．测量U1、U2两个电源共同作用下的电路响应：

 将电路中ef、gh、jk三处分别用短接线短接；

 用万用表测量电源U1、U2的准确电压值；

 用万用表测量k、m两点之间的电压值，即R3支路的电压响应Ukm；

 断开ef间的短接线，在ef之间接入直流电流表测量R1支路的电流响应I1；  同样方法，再次测量R2、R3支路的电流响应I2和I3；

 将实验数据记录入表1—1中。

4.测量电源U1单独作用下的电路响应：

 将电路中ef、gh、jk三处分别用短接线短接；

 断开电源U2，将c、d两点用短接线短接；

 用万用表测量k、m两点之间的电压值，即R3支路的电压响应Ukm；

 断开ef间的短接线，在ef之间接入直流电流表测量R1支路的电流响应I1；  同样方法，再次测量R2、R3支路的电流响应I2和I3；

 将实验数据记录入表1—1中。

5.测量电源U2单独作用下的电路响应：断开电源U1，接入U2，重复上一步骤测量。

五、注意事项

1．每次使用万用表之前要检验其档位是否正确，切不可用电流档测量电压，也不可带电测量电阻。

2．要注意U1、U2单独作用时，电路中电流I1、I2的实际流向。

3.某电源单独作用时，注意“不作用”电源的处理方法。

六、实验数据及分析

表1—

1七、回答问题

1．验证叠加原理时，如果电源内阻不可忽略，实验如何进行？

2．根据实验数据，进行分析、比较，来验证线性电路的叠加性，总结实验结论。

3．在验证叠加原理实验数据中，各电阻器件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用实验数据进行计算并作说明。

篇2：叠加原理的验证实验

一．实验目的1．验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2．学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

3．验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

二．实验原理

基尔霍夫定律是电路的基本定律,测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言,应有∑I＝0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U＝0。

运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。

叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小Ｋ倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小Ｋ倍。

三．实验设备

1．直流电压表0～20Ｖ

2．直流毫安表

3．恒压源（+6V，+12V，0～30V）

4．实验线路板

四．实验电路

基尔霍夫定律实验线路如图2—1所示

叠加原理实验线路如图2-2所示。

五．实验内容

基尔霍夫定律

1．实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路

结构，掌握各开关的操作使用方法。

2．分别将E1、E2两路直流稳压源（E1为+6V，+12V切换电源，E2接0～30V可调直流稳压源）接入电路，令E1＝6V，E2＝12V。

3．熟悉电源插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。

4．将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5．用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记入

数据表2-1中

叠加原理

1．E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源调至+6V； 2．令E1电源单独作用时（将开关K1投向E1侧，开关K2投向短路侧），用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，3．令Ｅ2电源单独作用时（将开关K1投向短路侧，开关Ｋ2投向Ｅ２侧），重复实验步骤２的测量和记录。

4．令Ｅ1和Ｅ2共同作用时（开关Ｋ1和Ｋ2分别投向Ｅ1和Ｅ2侧），重复上述的测量和记录。

5．将Ｅ2的数值调至＋12Ｖ，重复上述3项的测量并记录。

数据记入表格2—2。表2—

2六．实验注意事项

1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘 指示值为测量的电压值。

2．防止电源两端碰线短路。

3．若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“＋、－”极性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。

4．用电流表测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表格中“＋、－”号的记录。5．注意仪表量程的及时更换。

七．预习思考题

1．根据图1-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2和I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。

2．实验中，若用万用表直流毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示

3．叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？

4．实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？

八．实验报告

1．根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。2．根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正 确性。

3．根据实验数据表格，进行分析、比较、归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。

4．各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。

篇3：叠加原理的验证实验

直趋式2 MW风力发电变流器采用大功率晶闸管交交变频技术,在实际工程中能够非常有效地节约成本;然而交交变频电路输入电流谐波分量非常复杂,其谐波特点要求采取并联型有源电力滤波器对其进行有源滤波及无功补偿。

在滤波器谐波检测理论算法的选取上,可供选择的方法有多种,如基于鉴相原理的瞬时检测法[1]、基于自适应干扰对消原理的自适应检测法[2]、基于神经网络的自适应检测法[3,4]和基于小波变换的谐波电流检测法[5]。鉴于有源滤波器工作环境电压畸变较大,要求谐波检测技术解决电网电压畸变、不对称等带来的检测误差问题。相对而言,基于瞬时无功功率理论[6]的电流检测已趋于成熟,装置研发时选用基于该理论的算法提取谐波指令。

研发过程中根据装置中移相变压器的各组副边谐波穿越变压器后在原边能够叠加的特点,在提取负载谐波指令时,对变压器各副边原始谐波指令进行叠加,以缩减补偿容量、使装置小型化、降低成本及损耗。

1 针对移相变压器有源滤波的关键技术

1.1 补偿容量的优化

本风力发电变流器的设计方案采用成本较常规IGBT低得多的晶闸管进行交交变频。风机通过移相变压器三组依次移相20°的副边交交变频后向电网输送电能,移相变压器原边运行在6 k V系统,变压器及交交变频逆变器部分如图1所示。

研发方案采用三台有源滤波器分别并联在移相变压器副边及交交变频器的逆变器之间对变频器运行中产生的无功及谐波进行补偿。如果变压器副边的每台滤波器各自补偿所在副边变频器产生的谐波,这样会造成补偿容量的浪费,因为变压器三组副边的某些谐波在原边侧能够反相位叠加而抵消。为能有效地利用移相变压器副边谐波在原边可叠加的优点,在提取负载谐波指令时,先经瞬时无功功率算法检测出变压器各副边的原始谐波兼无功指令,然后经谐波叠加推算出原边真正需要补偿的新指令,最终将叠加后的新指令重新分配到副边中去补偿。由于逆变器吸收无功,电流正方向定为由变压器副边指向风机。

1.2 移相变压器原始指令叠加

设第i套副边无功、谐波指令为:

式中:ωt为高压侧a相基波电压相位;θi分别为第i套副边超前原边的角度;Iai、Ibi、Ici分别表示由瞬时无功功率算法提取的变压器各副边三相无功兼谐波电流指令;下标n表示n次谐波分量,I+in、I-in、φ+in、φ-in分别为第i套副边n次正、负序谐波电流幅值、相对高压侧基波电压的相角。

三台有源滤波器同步电压的测点选在变压器原边。由于变压器副边相对原边有相移,各副边电流于所在副边坐标系dq变换时需要加入移相环节,其Park变换矩阵为:

将指令电流于变压器所在副边进行Park变换:

将副边三套Idi、Iqi、I0i相加后除以变压器变比k,得原边应该补偿的电流指令分量Id、Iq、I0。

由式(5)知,三套副边的基波无功指令为常数,基波无功电流指令在变压器原边同相位叠加,不能互相抵消;而三组副边谐波之间由于存在相位差,在原边可以互相抵消一部分。

以移相0°副边谐波电流为参考,n次谐波在移相变压器原边叠加时,移相-20°、20°的副边与移相0°副边同频正序谐波相位差:

同频负序谐波相位差:

以常规5、7次谐波为例,5次谐波为负序分量,三组副边相位依次相差:-120°、0°、120°;7次谐波为正序分量,三组副边相位依次相差-120°、0°、120°;副边功率平衡时这些谐波几乎可以完全抵消。这与理论分析的原边电流的合成谐波电流结论相符[7]。

1.3 移相变压器副边电流指令的分配

将原边叠加后的新指令移相后平均分配到三副边,该指令即为每组副边的新指令:

式中:Iai、Ibi、Ici表示谐波叠加后重新分配到各套副边的谐波、无功电流新指令。

2 电容降压控制

逆变器运行时交流侧同时存在基波电压和谐波电压,如果能够把基波电压分离出来,使逆变器仅承受谐波电压或者谐波电压及部分基波电压,这样在器件选型时,可以选择价格低得多的低耐压型的IGBT。在传统并联型有源滤波器出线电感与变压器副边间串联适当的电容即可实现,如图2所示。

现将逆变器直流电容电压控制在较低值,使调制后的逆变器出口基波相电压低于电网电势。由于滤波电感压降较小,变压器副边电势与逆变器出口之间的电势差基本作用在电容上,该电势差产生的无功电流作为指令中的无功分量对变频器进行补偿。设补偿电流参考方向为变压器副边指向逆变器,变压器某副边单相电压、补偿电流指令、电容压降为:

则电容与电感连接处的电位uk为:

由式(10)知,随着基波无功电流指令I1的逐渐增大,uk的基波分量幅值逐渐减小,由大于零逐渐减小至零,然后反向增大;同时,图3中幅值较大曲线所示逆变器出口的基波电势与幅值较小曲线所示变压器副边电势由同相变为反相。当逆变器出口基波电势与变压器副边电势同相位且幅值最大时,无功补偿最小;反相位且幅值最大时,无功补偿最大。

设Udl为直流电容工作电压、经三角载波调制后的逆变器出口基波相电压峰值为Udl/2、,此时最小、最大补偿无功分别为Q1、Q2:

当要补偿的无功低于Q1或大于Q2时会分别引起对系统的无功过补偿及欠补偿;选择串联电容大小及直流电容工作电压Udl时,须依据工程的无功变化范围而定。

3 有源滤波器仿真

采用PSCAD/EMTDC软件进行仿真。移相变压器容量2.6 MVA,变压器原边电压6.3 k V,副边电压0.825 k V,短路阻抗8.5%,副边无功电流有效值波动范围为300~600 A;滤波器出线电感0.35 m H,直流侧薄膜电容12 000μF,交流侧串联薄膜电容3 500μF,滤波器内部选择最高耐压为1700 V的IGBT,滤波器直流电容工作电压控制在1 000 V;三台滤波器均采用频率为5 k Hz的三角载波双极性调制[8]、直流电容电压、交流补偿电流均采用跟踪闭环控制[9]。三台有源滤波器的控制参数相同,电流环比例系数50,积分系数1 000;电压环比例系数0.266,积分系数3.33。

仿真得移相-20°副边A相电流波形如图4所示,对其提取谐波和无功分量,得图5幅值较大曲线所示电流,经叠加算法推算的该副边新指令为图5幅值较小曲线所示电流。对比可知新指令幅值明显低于原始指令,有时瞬时值相差至数百安,这充分减小了有源滤波器谐波补偿容量。

叠加运算后的指令电流突变量di/dt有所减小,减少了指令电流突变时对元器件的冲击;提高了设备的安全性。未补偿时,移相变压器原边电流波形如图6上半部分所示,畸变非常明显,其谐波畸变率在23%~35%间波动;滤波器投入运行后变压器原边的电流如图6下半部分所示,电流幅值减小且波形趋向正弦波,谐波畸变率降至3%~5%(如图7所示),电能质量有了明显提高。

直流电容电压以PI调节器控制[10,11]采取降压措施后,运行波形如图8所示,工作电压逐渐稳定到给定值1 000 V。若装置不采用交流出线串联电容降压控制,直接进行空间矢量调制直流电容至少要运行在变压器副边相电压峰值的2倍即1 338 V以上才能维持较理想的滤波效果。

4 结论

基于瞬时无功功率原理的谐波相位算法有效地减小了移相变压器副边的谐波补偿容量。在一定的无功功率补偿范围之内,串联电容方案降低了有源滤波器直流侧电容及IGBT元件工作电压,并获得良好的滤波效果。

相对于传统并联型有源滤波器补偿方案,基于相位叠加原理的指令算法难度并无增大,补偿效果良好,只是在硬件编程实现上增加了关于谐波叠加及新指令的重新分配,程序耗时稍微增加。

摘要：具有移相变压器的交交变频器运行中功率因数较低且产生丰富的谐波,采用多套并联型有源滤波器分别在变压器各套移相副边进行有源滤波和无功补偿。在瞬时无功功率算法的基础上利用移相变压器副边谐波在原边可以叠加的特点,提出将变压器各副边谐波指令叠加的算法推算原边需要补偿的谐波指令,剔除掉在变压器原边通过反相位叠加而抵消的副边某些谐波分量,不必再在副边用有源电力滤波器补偿它们,从而减小了补偿容量。同时,在逆变器出线串联电容以降低有源滤波器直流侧电容工作电压。PSCAD/EMTDC软件仿真结果证实了新算法和降压控制的正确性。

关键词：移相变压器,相位叠加,有源滤波器,电容

参考文献

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篇4：涂志成 汤味的叠加原理

烧腊出身的涂志成，年轻时便在各种国内外赛事中频频获奖，有“烧鹅王子”之称。辗转在各大酒楼的后厨十几年，他经历了供职的大型知名酒楼的关张和自己开店创业的失败，他的职业生涯就这样螺旋式前进着，而他手中的菜品却在寻找着各种途径尝试地创新着。“我喜欢用各种新鲜的手法去制作菜肴，重组不同的味道相叠加，找寻更加与众不同的味觉体验。”牛尾汤煎焗鸡趐是他最新创作的一款菜式。“虽然用汤调味一直都是中餐的绝技，但这道菜却打破了传统菜式以汤调味，力求汤无味只增鲜的规则。创造性的采用汤味较重的牛尾汤搭配自身味道较轻的鸡肉，赋予鸡肉全新的味道。”烧鸡翅是普通大众都喜欢的，周星驰的电影都推销过它。味道稳定是它最主要的特点，但要让它与众不同却并不容易。面对这一难题，涂师傅凭借他对调料的独特敏感，选中了金宝牛尾汤来搭配。金宝牛尾汤的味道浓郁，与干身的鸡趐互补调和，食客会觉得既熟悉又特别。金宝牛尾汤赋予鸡翅全新的味道，滋味更加厚重，容易与食客产生共鸣、进而深深地记住它的味道。“金宝牛尾汤选择的主料是澳洲牛肉，从肉的品质来说就非常的好，一般餐厅自己熬牛肉汤因为成本的控制，可能不会选择如此高品质的牛肉，可如果选用了这款汤料，则既保证了口味，又节约了成本。由于汤底中还富含洋葱、番茄及大豆等食材，用其焗制的鸡翅不仅有鸡肉的鲜、牛肉的醇厚，还增添了蔬菜的清香，更富多层次口感。”

牛尾汤煎焗鸡翅

出品：广州市和悦餐饮管理有限公司

主料：鸡翅300克

配料：金宝牛尾汤50克

制作步骤：

1.锅中倒入橄榄油，将收拾干净的鸡翅煎至两面金黄备用；

2.金宝牛尾汤以1：5的比例开汤；

篇5：方法验证原理和实验操作数据结果

是指在其他成分可能存在的情况下，采用的方法能准确测定出被测物的特性，能反映分析方法在有共存物时对供试物准确而专属的测定能力;是方法用于复杂样品分析时相互干扰程度的度量。比如：

（气相色谱法测定杆菌肽原料药中的正丁醇含量）在本测试方法条件下将一个空白稀释液（甲醇）进样进行测试。所得图谱应当基线平整，不存在有影响正丁醇峰积分的干扰。证明稀释液（甲醇）不影响本方法对正丁醇的测试。

3.指某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测待测物质的最小浓度或最小量。所谓检测是指定性检测，即断定样品中确定存在有浓度高于空白的待定物质。信噪比法：把低浓度的试样测出的信号与空白样品尽心比较，计算出较能被可靠检测出的最低浓度或量。

基线噪声看的是高度，而你的积分的是峰面积，之间无法换算。工作站里有个积分方式，你给转换成峰高，就可以顺利算出检出限了，对应浓度从而算出S/N=3的浓度。

4.是指样品中被测物（正丁醇）能被定量测定的最低量，其测定结果应具有一定的准确度和精密度。

5.线性and范围（略）

线性(linear)，指量与量之间按比例、成直线的关系

线性以六个不同浓度的对照品溶液: 1）LOQ 浓度，2）4mg/100ml(～40%);3）6mg/100mL（～60%）;4）8mg/100mL（～80%）, 5）10mg/100mL（～100%）和6）12 mg/100mL（～120%），以及一个空白溶液，按方法进行GC测试。以浓度（x）和峰面积（y）进行线性回归。

6.在样品中加入高中低三个水平的标准，进行测定，计算回收率。

一般的回收率公式是=（加标后测定的浓度-样品本底的浓度）/加入的标准的浓度*100% 比如：任意选取一个批号的杆菌肽原料样品。以加标量的方法准确加标配制正丁醇含量约为0.08mg/ml, 0.1mg/ml及0.12mg/ml 及LOQ浓度等四个不同浓度的样品溶液。每个浓度重复配制三次。该浓度相当于正丁醇限度（5000ppm）的80%, 100% 及120%。按照本测试分析方法中的仪器条件及方法描述进行测试，并计算结果，扣除原批号杆菌肽原料样品中原来已含的正丁醇，计算回收率，回收率应当在100%+ 10.0范围内。

将计算结果 填入下表。

7.重复性（方法精密度）相同条件下，同一分析人员测定所得结果的精密度称为重复性。制备100%浓度水平供试品（含正丁醇约为3000至5000ppm的杆菌肽原料药。按照本测试分析方法描述的步骤进行正丁醇含量测定，重复配制样品六次并测试。计算正丁醇含量）6

份，进行测定。相对偏差RSD%必须不大于10.0%，结果用偏差和相对偏差衡量。中间精密度验证中，要求不同的分析人员采用相同的分析方法、在不同的时间、使用不同的仪器进行测试，以确认方法的适用性。

同一实验室不同时间不同分析人员不同设备（色谱柱）测定结果之间的精密度。８.耐用性

对照品（杂质正丁醇）溶液、样品溶液的稳定性，将对照品溶液及样品溶液分别置于室温及冰箱(约4゜C)内保存若干天后检测(建议收集0，1，2，3，4，5 天的冰箱数据及0，8，16，24小时的室温数据)。将检测结果与原始测试结果比对。计算峰面积的%RSD。%RSD应不大于10.0%。

篇6：叠加原理的验证实验

关键词：机械设计,课程设计,减速器,力的叠加原理,记忆

引言

《机械设计》是许多工科专业的课程, 与其相关的课程设计属实践性教学环节, 在课程体系中占有重要的地位。该设计可使学生对已学的机械制图、设计等内容进行回顾, 形成基础知识的长久记忆, 增强学生设计计算、结构设计与绘图、资料查阅和问题分析的能力, 培养认真、负责、踏实、细致的工作作风, 使学生养成发挥主观能动性、独立思考的习惯。该课程多以减速器设计为题, 在指导学生独立完成设计题目时, 可对设计步骤、设计原则进行必要的提示。但是根据多年的指导经验, 参考资料中带传动与齿轮传动的传动比分配、力叠加原理的应用等关键内容仍有欠缺之处。

1 传动比分配

该设计题目的前期计算包括电动机选择、带传动设计、齿轮传动设计。选定电动机则可确定总传动比, 总传动比与带传动比、齿轮传动比的关系为:

带传动比和齿轮传动比决定了减速器与带轮的协调关系, 须合理地分配。以传动比分配作为带传动、齿轮传动的主线, 可提高设计的条理性。

传动比分配关系式须多次使用。首先按式 (1) 进行传动比的初步分配, 然后进行带传动设计。由于带轮直径为标准值, 且存在弹性滑动, 所以带传动的传动比与初定的传动比不一致。因此, 再由式 (1) 确定齿轮传动的初始传动比, 并作为齿轮传动设计的依据。由于大齿轮决定了减速器的尺寸, 由大齿轮与大带轮的大小关系验证传动比分配的合理性, 如分配不合适, 再重新分配进行设计计算。

2 轴承润滑方式

轴承的润滑方式影响着轴的结构及轴上零件的设计。须在进行轴结构设计之前进行轴承润滑方式的选择。这是许多学生易忽视的问题。

轴承润滑方式的选择与许多因素有关, 传动件的线速度是重要依据。向心球轴承、角接触球轴承, 当速度因数dn<2.5×105mm.r/min时, 采用圆锥滚子轴承, 当dn<1.6×105mm.r/min时, 可采用油润滑。润滑脂一般用于dn≤2×105mm.r/min轴承润滑。当传动零件圆周速度v≥2m/s时可采用飞溅润滑;当v<2m/s时可采用刮油润滑, 须设计出刮油板;当v≥3m/s时, 因飞溅的油可形成油雾可不在箱体上设计油沟。

通常情况下, 如选择油润滑, 则须注意:a.是否在箱体上设计油沟, 同时与箱体结合的箱盖加工面须有弧状过渡;b.是否设计开槽的轴承盖;c.是否在过多油涌入轴承室的轴上设计挡油环。如选择轴承脂润滑, 则须设计防止油脂向箱体内外泄露及箱体内油进入轴承将油脂稀释带走的封油环。

3 键与轴承的设计计算

轴的设计是边计算边绘图边修改, 逐步完善的过程。轴上零件的尺寸决定了各轴段的尺寸, 键和轴承的选择都需要进行设计计算。完成该计算才能确定轴各部分的尺寸, 而轴的结构尺寸又影响着轴承的受力, 因此, 轴承的寿命计算与轴的结构设计是反复进行的, 是轴的强度校核起点。

4 力的叠加原理

力的叠加原理可作为方向未知力的处理原则, 在轴的强度校核和轴承寿命计算中有所体现。进行轴承寿命计算之前, 须计算轴承受到的作用力。根据力的叠加原理, 总的作用力为各外力产生作用力的矢量和。通常由于齿轮啮合力产生的作用力方向已知, 而带轮、链轮等的压轴力产生的作用力方向未知。在两者共存的情况下, 考虑最不利的情况, 将其产生的作用力直接相加:

其中, FQ为由于带传动产生的作用力, FH、FV分别为由于齿轮啮合力产生的水平面和垂直面作用力。

轴的强度计算主要有按许用切应力计算、按许用弯曲应力计算、安全系数法等。带传动的压轴力作用方向与带传动的布置有关, 在具体位置尚未确定前, 可按最不利的情况计算合成弯矩:

其中, MQ为由于带传动产生的弯矩, MH、MV分别为由于齿轮啮合力在水平面和垂直面产生的弯矩。

5 易表达错误的结构

设计结果最终由机械制图表达, 须强调严格按设计尺寸绘制, 并符合投影关系。比如装配图中的螺钉联结式轴承盖与垫片、箱体的接合处经常出错 (见图1) 。

对部分结构进行视图表达时, 投影关系经常被忽略。比如油标台结构 (见图2) , 锥台与平面的相贯线须严格找出各特征点之后方可进行绘制, 任何一个特征点不符合投影关系都会导致画错。一些简单的结构在三个视图中易出现表达不一致的情况, 须强调尺寸的严格要求和三视图的对应, 比如键、螺母 (或螺栓头部) (见图3) 。这些结构投影关系的正确与否直接影响到设计内容的表达, 因此须特别注意对学生的要求。

《机械设计》课程序设计的重要仍为结构设计, 在指导学生进行课程设计时, 还应强调根据功能对各结构进行设计, 避免为画图而画图。

结语