机械专业英语课件11讲解

1、1 n单词复习： 1. engine lathe 2. carriage/stop 4. piston 5. turret 6. Cross slide 7. forging/bar stock 8. collet/chuck 上一课回顾 2 Lesson 10 Motors and Drivers 电机和驱动电机和驱动 重点词汇： n diesel di:zl n.柴油机 n synchronous /asynchronous eisikrns n angular velocity n strip 带、条 n slider-crank 曲柄滑块 n gasoline engines 汽油机

2、n pneumatic nju(:)mtik 气动的 3 Paragraph 1 nAll of the mechanisms will require some drivers to provide the input motion and energy. nThere are many possibilities. n所有机构都需要某种形式的驱动装置提供动力和运动。所有机构都需要某种形式的驱动装置提供动力和运动。 有许多种选择。有许多种选择。 nIf the design requires a continuous rotary input motion, such as for a sl

3、ider-crank(曲柄滑块) or a cam-follower(凸轮随动件), then a motor is the logical choice. n像曲柄滑块机构、凸轮机构，如果需要输入连续的旋像曲柄滑块机构、凸轮机构，如果需要输入连续的旋 转运动，那么选择发动机是合理的。转运动，那么选择发动机是合理的。 4 Paragraph 2: nMotors come in a wide variety of types. nThe most common energy source for a motor is electricity, but compressed air and pr

4、essurized hydraulic fluid are also used to power air and hydraulic motors. n发动机有各种各样的类型。发动机最一般的能源是电，发动机有各种各样的类型。发动机最一般的能源是电， 压缩空气和具有一定压力的液体也常用于气动和液压压缩空气和具有一定压力的液体也常用于气动和液压 马达。马达。 5 n Gasoline or diesel engines(汽油和柴油机) are another possibility. nElectric motors are made in several designs, among which

5、 are AC, DC, servo, and stepping. n汽油机和柴油机是另一选择。电机也有像交流汽油机和柴油机是另一选择。电机也有像交流/直流直流 电机、伺服电机步进电机几种形式。电机、伺服电机步进电机几种形式。 6 Paragraph 3: nAC and DC refer to alternating current and direct current respectively. AC is typically supplied by the power company(动力公司) and, in the U. S., will be alternating at 60 h

6、ertz, at about 110volts or 220 volts. nAC和和DC分别指交流电和直流电。交流电一般由电厂分别指交流电和直流电。交流电一般由电厂 （电力公司）提供，在美国交流电是（电力公司）提供，在美国交流电是60HZ、110V或或 220V 。 7 Paragraph 4: nAC motors are the most inexpensive solution to continuous rotary motion, and there are a variety of torque-speed curves(扭矩速度曲线) to suit various appli

7、cations. n交流电机是得到连续旋转运动的最经济选择，有各种交流电机是得到连续旋转运动的最经济选择，有各种 转矩转矩速度曲线适应不同载荷。速度曲线适应不同载荷。 nThey are limited to a few speeds, which are a function of the 60 Hz AC line frequency. n交流电机有有限的几种速度，这是交流电机有有限的几种速度，这是60HZ交流电源的作交流电源的作 用结果。用结果。 8 n The most common AC motor no load speeds are 1725 and 3450 revolutio

8、n per minute (RPM), which represent some slippage(转差 率) from the more expensive synchronous AC motor speeds of 1800 and 3600 rpm. n最普通的交流电机零负载时速度为最普通的交流电机零负载时速度为1725和和3450 rPm， 这同较贵的速度为这同较贵的速度为1800rPm和和3600rPm的同步交流的同步交流 电机比有一定的转差率。电机比有一定的转差率。 n If other speeds are needed, a gearbox speed reducer(减速器

9、) is attached to the motors output shaft. n如果需要输出其它速度，可在电机输出轴上装一齿轮如果需要输出其它速度，可在电机输出轴上装一齿轮 减速器来解决。减速器来解决。 9 Paragraph 5 nDC motors are made in different electrical configurations, which provide differing torque- speed characteristics. nThe torque-speed curve of a motor describes how it will respond t

10、o an applied load. n直流电机有几种不同的配置，提供几种不同的转矩直流电机有几种不同的配置，提供几种不同的转矩速速 度特性。转矩度特性。转矩速度描述了直流电机如何与负载一致。速度描述了直流电机如何与负载一致。 10 nFigure 1a shows such a curve for a permanent magnet (PM永磁的) DC motor. nNote that the torque varies greatly with speed, ranging from maximum torque at zero speed to zero torque at max

11、imum speed. n图图1a 所示为永磁直流电机特性曲线。转矩随速度变化所示为永磁直流电机特性曲线。转矩随速度变化 较大，范围从零转速时最大转矩到最大转速时的零转较大，范围从零转速时最大转矩到最大转速时的零转 矩。矩。 (a)Speed-Torque characteristic of a PM electric motor Figure 1 Speed-Torque curve Paragraph 6 11 nThis relationship comes from the fact that Power =Torque Angular Velocity. nSince the pow

12、er available from the motor is limited, an increase in torque requires a decrease in angular velocity and vice versa. n这种关系来自于关系式：动力这种关系来自于关系式：动力 = 转矩转矩 角速度角速度 因因 为动力是一定的，转矩增大要求角速度减小，反之亦为动力是一定的，转矩增大要求角速度减小，反之亦 然。然。 vice versa vaisi v:s 反之亦然 We gossip about them and vice versa (=they gossip about us)

13、. 12 Paragraph 7 nFigure 1b show a family of load lines superposed on the torque speed curve of the motor. n图图 1b 所示为在电机转矩所示为在电机转矩速度曲线上的一组负载线。速度曲线上的一组负载线。 (b) Load lines superposed on a speed-Torque curve Figure 1 Speed-Torque curve 13 nThese load lines represent a changing load applied to a mechani

14、sm, which the motor must supply. n这些负载曲线表示电机提供的作用到机构上的载荷变这些负载曲线表示电机提供的作用到机构上的载荷变 化化。 nThe problem comes from the fact that as the required torque (load) increase, the motor must reduce speed to supply it. n这一变化的根据是：随着需要的负载转矩增加，电机这一变化的根据是：随着需要的负载转矩增加，电机 输出的速度必须减小来适应这种变化。输出的速度必须减小来适应这种变化。 14 nThus the

15、 input speed will vary in response to load variation. n这样速度将随着负载变化。这样速度将随着负载变化。 nIf constant speed is desired, this is unacceptable. n若需要速度恒定是不现实的。若需要速度恒定是不现实的。 15 nOne possible solution is to use a speed- controller DC motor which contains circuitry(回 路) that increase and decrease the current to th

16、e motor in the face of changing load to try to maintain constant speed. n一种可能的解决方案是使用速度控制的直流电动机，一种可能的解决方案是使用速度控制的直流电动机， 它有一电路系统随着电机负载的变化增大或减小输入它有一电路系统随着电机负载的变化增大或减小输入 给电机的电流以试图保持恒定的速度。给电机的电流以试图保持恒定的速度。 Paragraph 8 16 nThese DC motor will run from an AC source since the controller converts AC to DC.

17、nThe cost of this solution is high, however. n控制器将交流电转化为直流电，因此这些直流电机的控制器将交流电转化为直流电，因此这些直流电机的 运行需要交流电源，成本较高。运行需要交流电源，成本较高。 nAnother solution is to provide a flywheel on the input shaft, which will store kinetic energy and help smooth out the speed variations introduced by the load variations. n另一种方案是

18、在输入轴上安装飞轮，储存动能来平缓另一种方案是在输入轴上安装飞轮，储存动能来平缓 负载变化引起的速度波动。负载变化引起的速度波动。 17 Paragraph 9 nThese AC and DC motors are designed to provide continuous rotary output. nThough they can be stalled against a load, they will not tolerate a full-current, zero- velocity stall for more than a few minutes without overh

19、eating. n这些交流和直流电机用于输出连续的旋转运动。虽然这些交流和直流电机用于输出连续的旋转运动。虽然 电机负载增大时速度可降低，但不可能实现全电流、电机负载增大时速度可降低，但不可能实现全电流、 零速度停车超过几分钟而不过热。零速度停车超过几分钟而不过热。 18 Paragraph 10 nServomotors are fast response, closed- loop(闭环) controlled motors capable of providing a programmed function of acceleration or velocity, as well as

20、holding a fixed position against a load. n伺服电机是一种快速反应，闭环控制的电机，具有可伺服电机是一种快速反应，闭环控制的电机，具有可 编程控制速度、加速度的功能，也可以通过固定位置编程控制速度、加速度的功能，也可以通过固定位置 来应对载荷变化。来应对载荷变化。 19 nClosed loop means that sensors on the output device being moved feed back information on its position, velocity, and acceleration. n闭环的意思是移动输出装

21、置上的传感器能给出位置、闭环的意思是移动输出装置上的传感器能给出位置、 速度、加速度的反馈信息。速度、加速度的反馈信息。 nCircuitry in the motor controller responds to the fed back information by reducing or increasing (or reversing) the current flow to the motor. n电机控制装置中电路通过增加或减小（反向）进入电电机控制装置中电路通过增加或减小（反向）进入电 机的电流，对反馈信息作出反应。机的电流，对反馈信息作出反应。 20 n Thus precis

22、e positioning of the output device is possible, as is control of the speed and the shape of its time responds to changes in load or input commands. n这样输出装置处于精确的位置是可能的。同时控制了这样输出装置处于精确的位置是可能的。同时控制了 速度、对载荷变化和输入指令的反应时间。速度、对载荷变化和输入指令的反应时间。 21 nThese are very expensive devices and commonly used in applica

23、tions such as moving the flight control surfaces in aircraft and guided missiles. n这是一种很昂贵的装置，一般用在像移动在飞行器和这是一种很昂贵的装置，一般用在像移动在飞行器和 巡航导弹中的飞行控制操作台。巡航导弹中的飞行控制操作台。 nThese are relatively small and have lower power and torque capacity compared to larger AC/DC motors. n和大直流和大直流/交流电机相比，这种电机体积小、功率和交流电机相比，这种电机

24、体积小、功率和 输出转矩也较小。输出转矩也较小。 22 nStepping motors are designed to position an output device. nUnlike servomotors, these are open loop, meaning they receive no feedback as to（至于， 关于） whether the output device has responded as required. n步进电机用于定位输出装置。不像伺服电机它是开环步进电机用于定位输出装置。不像伺服电机它是开环 控制，意思是无论输出装置是否按要求动作，都没

25、有控制，意思是无论输出装置是否按要求动作，都没有 反馈。反馈。 Paragraph 11 23 nTheir internal construction consists of a number of magnetic strips（磁条） arranged around the circumference of both the rotor and the stator. n内部结构包括在定子和转子的圆周上分布的很多磁条。内部结构包括在定子和转子的圆周上分布的很多磁条。 nWhen energized, the rotor will move one step, to the next ma

26、gnet, for each pulse received. n每接收一个脉冲，转子转动一步（一定角度）到达下每接收一个脉冲，转子转动一步（一定角度）到达下 一个磁体。一个磁体。 24 nThus these are intermittent motion devices and do not provide continuous rotary motion like other motors. n这样它成为一个间歇运动装置，不像其它电机一样提这样它成为一个间歇运动装置，不像其它电机一样提 供连续的旋转运动。供连续的旋转运动。 nThe number of magnetic strips de

27、termines the resolution (typically a few degrees per step). n磁条的数量决定了分度大小。磁条的数量决定了分度大小。 25 nThey are relatively small compared to AC/DC motors and have low torque capacity. nThey are moderately expensive and require special controllers. n和交直流电机相比，体积小、输出转矩小。它不算太和交直流电机相比，体积小、输出转矩小。它不算太 贵，要求特殊的控制器。贵，要求

28、特殊的控制器。 26 Paragraph 12 nAir and hydraulic motors have more limited application than electric motors, simply because they require the availability of compressed air or hydraulic source. n气动和液压马达和电机相比应用很有限，是因为它需气动和液压马达和电机相比应用很有限，是因为它需 要压缩空气和液压源。要压缩空气和液压源。 27 n Both of these devices are less energy ef

29、ficient than direct electric to mechanical conversion of electric motors, because of losses associated with the conversion of the energy first from chemical or electric to fluid pressure and then to mechanical form. n同利用电机直接转化为机械能相比，这些装置的能量同利用电机直接转化为机械能相比，这些装置的能量 利用率较低，这是因为首先化学的或电的能量转化为利用率较低，这是因为首先化

30、学的或电的能量转化为 流体压力，然后转化为机械能，这些相关的转换会有流体压力，然后转化为机械能，这些相关的转换会有 损耗。损耗。 28 n Every energy conversion involves some losses. n Air motors find widest application in factories and shops, where high-pressure compressed air is available for other reasons. n每种能量转换都会有一些损失。在工厂和车间里，高每种能量转换都会有一些损失。在工厂和车间里，高 压空气因有其它用

31、途，可以方便获取，所以气动马达压空气因有其它用途，可以方便获取，所以气动马达 得到广泛应用。得到广泛应用。 nA common example is the air impact wrench used in automotive repair shop. n一个最普通的例子是在自动化维修车间使用的气动扳一个最普通的例子是在自动化维修车间使用的气动扳 手。手。 29 n Although individual air motors and air cylinders are relatively cheap, these pneumatic systems（气动系统） are quite ex

32、pensive when the cost of all the ancillary equipment is included. n虽然气压缸和气动马达都比较便宜，但计入所有辅助虽然气压缸和气动马达都比较便宜，但计入所有辅助 装置的成本，这些气动系统是很贵的。装置的成本，这些气动系统是很贵的。 30 nHydraulic motors are most often found within machines or systems such as construction equipment (cranes), aircraft, and ships, where high-pressure

33、hydraulic fluid is provided for many purposes. n液压马达常用于像建筑设备（起重机）、飞行器和轮液压马达常用于像建筑设备（起重机）、飞行器和轮 船等机器和系统中，在这些系统中高压液体有多种用船等机器和系统中，在这些系统中高压液体有多种用 途。途。 31 nHydraulic systems are very expensive when the cost of all the ancillary equipment is included. n计入所有辅助设备的成本，液压系统也是很贵的。计入所有辅助设备的成本，液压系统也是很贵的。 32 Parag

34、raph 13 nAir and hydraulic cylinder are liner actuators (piston in cylinder), which provide a limited stroke, straight line output from a pressurized fluid input of either compressed air or hydraulic fluid (oil). n气压和液压缸是一线性执行机构（活塞在缸体内），气压和液压缸是一线性执行机构（活塞在缸体内）， 它可实现有限行程的直线运动，由工作介质为压缩空它可实现有限行程的直线运动，由工作介质为压缩空 气或液压油的加压流体驱动气或液压油的加压流体驱动。 33 nThey are the method of choice if you need a lin