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建筑起重司索信号工刘胡彬南通市通州建筑职业技能培训学校2013年10月1基础理论知识1.1力学基础知识1.1.1力的基本概念（1）力的概念力是一个物体对另一个物体的作用。使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应，使物体产生变形的效应称为力的内效应。（2）力的三要素力的三要素是指力的大小、方向和作用点。（3）力的性质经过长期的实践，人们逐渐认识了关于力所遵循的许多规律，其中最基本的规律可以归纳为以下几个方面。1）二力平衡原理两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。2）力的可传性在力的大小、方向不变的条件下，力的作用点的位置，可以在它的作用线上移动而不会影响力的作用效果，这就是力的可传递性。3）作用力与反作用力力是物体间的相互作用，因此他们必然是成对出现的。作用力与反作用力时分别作用在两个物体上的，不能看成是两份平衡力而相互抵消。（4）力的合成与分解力是矢量，矢量的合成与分解都遵从平行四边形法则。（5）物体的受力分析（6）共点力作用下物体的平衡共力点作用下物体的平衡的条件是合力为零。（7）合力矩定理力对物体的转动效果，取决于力矩。力矩平衡条件为合力矩等于零。1.1.2变形的基本形式物体在受到外力作用后就要发生变形，外力在力学上也称为载荷。而当外力使物体发生变形的同时，在物体的分子间也伴随着产生一种抵抗力，这种抵抗力就是内力。物体单位面积上的内力的大小叫做应力。变形的基本形式可分为以下几种形式：1）拉伸2）压缩3）剪切4）弯曲5）扭转1.2机械基础知识1.2.1机械基础概述（1）机器机器基本上都是由原动部分、工作部分和传动部分组成。机器通常有以下三个共同的特征：1）机器是由许多构件组合而成的。2）构件之间具有确定的相对运动。3）机器可以用来代替人的劳动，完成有用的机械功或者实现能量转换。（2）机构机构与机器有所不同，机构具有机器的前两个特征，而没有最后一个特征。（3）机械机械是机器和机构的总称。（4）运动副使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的连接，称为运动副。运动副分为低副和高副1）低副低副是指两构件之间面接触的运动副。转动副、移动副、螺旋副2）高副高副是两构件之间作点或线接触的运动副。滚轮副、凸轮副、齿轮副1.2.2机械传动（1）齿轮传动1）齿轮传动工作原理齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。齿轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿直接啮合来传递运动和动力的装置2）主要参数模数模数m直接影响齿轮的大小、轮齿齿形和强度大小。对于相同的齿数，模数越大，齿轮的几何尺寸越大，轮齿越大，因此承载能力也越大。国家标准规定，分度圆上的压力角为标准值，α=20°3）直齿圆柱齿轮传动啮合条件：两齿轮的模数和压力角分别相等。4）蜗杆传动一般以蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆传动的特点：①传动比大②工作平稳、噪音小。③具有自锁作用。当蜗杆的螺旋升角λ小于6°时。④传动效率低⑤价格昂贵。5）齿轮传动的失效形式齿轮传动过程中，如果齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮就失去了正常的工作能力，称为失效。失效形式有以下几种：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形（2）带传动带传动由主动轮、从动轮和传动带组成。1）带传动的特点①具有良好的弹性，能缓和冲击、吸收振动、传动平稳，无噪音。②传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的。③适宜用在两轴中心距较大的场合。④结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。2）带传动的类型带传动可分为平型带传动、V型带传动和同步齿形带传动。（3）链传动链传动由主动链轮、链条和从动链轮组成。链传动具有下列特点：①链传动结构较带传动紧凑，过载能力大②链传动传动平稳性差，有噪音。③作用在轴和轴承上的载荷较小。④可在温度较高、灰尘较多、湿度较大的不良环境下工作。⑤低速时能传递较大的载荷。⑥制造成本较高。1.2.3常用零部件和机构（1）轴1）轴的种类按照轴的轴线形状不同，分为曲轴和直轴。按轴所受载荷不同可分为心轴、转轴和传动轴。心轴：只受弯矩不受转矩的轴转轴：既受弯矩又受转矩的轴。传动轴：只受转矩不受弯矩或受很小弯矩的轴。2）轴的结构轴主要由轴颈、轴头、轴身和轴肩、轴环构成。（2）轴上零件的固定1）周向固定不允许轴与零件发生相对转动的固定。固定方式有楔键连接、平键连接、花键连接和过盈配合连接。楔键连接：依靠上下两面与键槽挤紧产生的摩擦力2）轴向固定不允许轴与零件发生相对轴向移动的固定。常用的固定方式有轴肩、螺母、定位套筒和弹性挡圈等。（3）轴承1）滑动轴承一般由轴承座、轴承盖、轴瓦和润滑装置等组成。能受较大的冲击载荷，能用于高速运转。油槽的长度一般取轴瓦宽度的80%。2）滚动轴承滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。按滚动体的形状不同，滚动轴承可分为滚珠轴承和滚柱轴承。（4）联轴器常用的联轴器可分为刚性联轴器、弹性联轴器和安全联轴器三类。（5）离合器根据工作原理不同可分为啮合式、摩擦式、电磁式（6）制动器制动器是用于降低机械速度或使机械停止的装置，有时也作限速装置。最常用的是带式制动器、锥形制动器和电磁制动器1.3液压传动知识1.3.1液压传动基本原理液压系统利用液压泵将机械能转换为液体的压力能。1.3.2液压传动系统组成液压传动系统由动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置和工作介质等组成。动力装置：供给液压系统压力，并将电动机输出的机械能转换为油液的压力能，从而推动整个液压系统。最常见的是液压泵。控制装置：用来控制液压系统的液体压力、流量和方向，以保证执行元件完成预期的工作运动。如压力阀、流量阀、方向阀等。1.3.3液压系统主要元件1）液压泵液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能。2）液压缸一般用于实现往复直线运动或摆动，将液压能转换为机械能，是液压系统中的执行元件。3）双向液压锁4）溢流阀溢流阀是一种液压压力控制阀。分直动式和先导式两种。5）减压器减压器是利用液流流过缝隙产生压降的原理。分直动式和先导式两种。6）换向阀换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动来改变油液流动方向的阀类。7）顺序阀顺序阀分直动式和先导式，又可分内控式和外控式8）流量控制阀流量控制阀是通过改变液流的通流截面来控制系统工作流量，以改变执行元件运动速度的阀，常用的有节流阀和调速阀。9）液压辅件油管、管接头、油箱和滤油器通常情况下，泵的吸油口装粗滤油器，泵的出油口和重要元件前装精滤油器。1.4物体的重量、重心和稳定性1.4.1物体重量计算（1）物体体积的计算物体的体积大体可分为两类：即具有标准几何形体的和由若干规则几何组成的复杂体两种。对于简单规则的几何形体的体积可以按照相应的公式进行计算，对于复杂的物体体积，可以将其分成数个规则的或近似的几何形体，然后按相应计算公式计算求其体积的总和。（2）物体质量的计算物体的质量公式：物体的质量=物体的密度×物体的体积其表达式为：m=ρv式中：m——物体的质量；ρ——物体的材料密度；v——物体的体积；各种常用物体的密度及每立方米的质量表物体材料密度kg/m3每立方米的质量（t)物体材料密度kg/m3每立方米的质量（t)钢、铸钢7.85×1037.85混凝土2.4×1032.4铸铁(7.2~7.5)×1037.2~7.5碎石1.6×1031.6铸铜、镍(8.6~8.9)×1038.6~8.9水泥(0.9~1.6)×1030.9~1.6铝2.7×1032.7砖(1.4~2.0)×1031.4~2.0铁矿(1.5~2.5)×1031.5~2.5焦炭(0.35~0.53)×1030.35~0.53木材(0.5~0.7)×1030.5~0.7石灰石(1.2~1.5)×1031.2~1.5粘土0.9×1030.9造型砂(0.8~1.3)×1030.8~1.31.4.2物体的重心（1）物体内部各点所受重力的合力的作用点就是物体的重心。（2）几何形状简单的物体重心位置如：长方形物体的重心位置在其0对角线的交点上；圆柱形物体的重心位置在其中间截面的圆心上；三角形物体的重心位置在其三条中心线的交点上。（3）复杂形状物体的重心确定方法有悬挂法和称重法。1.4.3物体的稳定性（1）物体的几种运动状态一般物体的运动有四种基本状态：稳定状态、稳定平衡状态、不稳定状态和倾覆状态。（2）物体稳定的基本条件物体处于稳定的基本条件是：重心位置低，支撑面大。对于起重司索作业来说，保证物体的稳定条件可以从两个方面考虑：一是物体放置时应保证有可靠的稳定性；二是吊装运输过程中，保证正常吊稳定状态稳定平衡状态不稳定状态倾覆状态运中不倾斜或翻转，吊钩吊点与被吊物重心在同一条铅垂线上。第一章练习题一、判断题1、几个力达成平衡的条件是,它们的合力等于零.(A)2、力与力臂的乘积是力偶.(B)3、液压传动的动力部分一般指电动机.(B)4、机构是由许多构件组合而成.(B)5、液压传动的工作部分的作用是将液体压力转换成机械能.(A)6、换向阀是用来调定系统压力和防止系统过载的压力控制阀。（B）7、对单向工作的蜗杆蜗轮传动,一般以蜗轮为从动件,蜗杆为主动件.（B）8、运动副中,高副比低副的承载能力大。（B）9、模数m反映齿轮轮齿的大小，模数越大，轮齿越大，齿轮的承载能力越大.（A）10、齿轮传动由主动轮和从动轮组成.（B）二、单选题1、下面状态中,物体处于越稳定的是(C)。A.重心低支承面小B.重心高支承面大C.重心低支承面大D.重心高支承面小2、使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的连接,称为(B).A．机械B.运动副C.机构D.机器3、关于作用力与反作用力的说法正确的是(B).A.作用力与反作用力作用在同一物体上B.作用力与反作用力分别作用在两个相互作用的物体上C.作用力与反作用力可以看成一平衡力系而相互抵消D.作用力与反作用力不一定作用在一条作用线上4、力的国际单位是(C).A.kg·mB.kgfC.ND.t·m5、下面属于压力控制阀的是(D).A.节流阀B.调速阀C.换向阀D.溢流阀6、铁的比重是(A)×103kg/m3.A.7.8;B.8.9;C.13.6;D.2.37、混凝土的比重是(B)×103kg/m3.A.1.0B.2.4C.7.8D.8.98、蜗轮蜗杆的优点是(B).A．轴向力大B．传动比大C．压力角大D．单向传动9、上下面都是工作面的键是(D).A．平键B．半圆键C．花键D．楔向键10、既受弯矩又受转矩的轴是(B).A.心轴B.转轴C.传动轴D.曲轴三、多选题1、溢流阀有:(BD).A.流量式B.直动式C.压力式D.先导式2、轴所受荷载不同分为(ACD)。A.心轴B.光轴C.转轴D.传动轴3、常用的键有(ACD)等。A.平键B.半圆键C.花键D.楔键4、在力的三要素中包括力的（ABC）。A.大小B.方向C.作用面D.作用线5、联轴器可分为(ACD).A.刚性联轴器B.柔性联轴器C.弹性联轴器D.安全联轴器6、下列属于机械传动的有。(ABCD).A．齿轮传动B．蜗轮蜗杆传动C．带传动D．链传动7、滚动轴承按滚动体的形状，可分为。(AD).A．滚珠轴承B．球面滚子C．滚针D．滚柱轴承8、机械构件的受力变形情况归纳为四种基本形式：(ABCD)。A.拉伸及压缩B.扭转C.弯曲D.剪切9、一般物体运动基本状态有:(ABCD).A.稳定B.稳定平衡C.不稳定D.倾覆2常用起重索具和吊具2.1钢丝绳优点：卷绕性好，承载能力大，强度高，承受冲击载荷能力强，卷绕过程平稳，卷绕速度高时也无噪声，易于检查磨损钢丝绳，一般不会发生钢丝绳整体断裂，工作可靠性强，成本低。缺点：刚性大，使用时不易弯曲，使用场合复杂，易磨损、烧烤、腐蚀，如果选择、维护、保养、使用不当容易发生钢丝绳断裂，造成死亡事故或重大险情。2.1.1钢丝绳的分类和标记（1）分类1）按绳和股的断面、股数和股外层钢丝绳的数目分2）钢丝绳按捻法分为右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻4种3）按绳芯不同分为纤维芯和钢芯。2.1.2钢丝绳的选用和维护编结连接：编结长度不小于钢丝绳直径的15倍，且不应小于300mm2.1.3钢丝绳的检验检查（1）钢丝绳外部检查直径检查