液压系统设计计算实例 ——250克塑料注射祝液压系统设计计算 大型塑料注射机目前都是全液压控制。其基本工作原理是：粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时，因螺杆外装有电加热器，而将料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中，经一定时间的保压冷却后，开模将成型的塑科制品顶出，便完成了一个动作循环。 现以250克塑料注射机为例，进行液压系统设计计算。 塑料注射机的工作循环为： 合模→注射→保压→冷却→开模→顶出 │→螺杆预塑进料 其中合模的动作又分为：快速合模、慢速合模、锁模。锁模的时间较长，直到开模前这段时间都是锁模阶段。 1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数 1.1对液压系统的要求 ⑴合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击； ⑵当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔； ⑶预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力； ⑷为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。 1.2液压系统设计参数 250克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径40mm 螺杆行程200mm 最大注射压力153MPa 螺杆驱动功率5kW 螺杆转速60r/min 注射座行程230mm 注射座最大推力27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力49kN 动模板最大行程350mm 快速闭模速度0.1m/s 慢速闭模速度0.02m/s 快速开模速度0.13m/s 慢速开模速度0.03m/s 注射速度0.07m/s 注射座前进速度0.06m/s 注射座后移速度0.08m/s 2.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 2.1各液压缸的载荷力计算 ⑴合模缸的载荷力 合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯
说明：此计算例题只是一个例子，本次设计抗震部分是不需要计算的，只需按构造要求设置即可 （1）建设地点：南方某市 （2）场地面积：50m×55m （3）总建筑面积：约45002 m（允许偏差10%） （4）抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组 （5）基本风压：0.4 KN/m2，，基本雪压：0.45 KN/m2 （6）地面粗糙度：B类，Ⅱ类场地 （7）地震资料：地震承载力标准值为220KN/m2，未见地下水，不考虑冻土深度 （8）建筑安全等级：Ⅱ级 （9）设计标高：室内设计标高000 ，室内外高差600mm .0 （10）楼面做法：20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加107胶水着色粉面层，现浇混凝土楼板，底面为15mm厚纸筋灰抹底，涂2道 （11）屋面做法：现浇楼板上铺珍珠膨胀岩保护层100mm厚，现浇钢筋混凝土楼板，20mm厚1：2水泥砂浆找平，15mm厚纸筋灰抹底，三毡四油防水层（12）门窗做法：全部采用木门，窗户为铝合金制作 2 结构布置及结构计算简图的确定 2.1 结构的平面布置 本次方案采用横向布置，横向承重，即：框架主梁沿横向布置，横向框架为主，要承重框架，主梁和柱可形成横向框架，横向抗倒刚度大，各榀横向框架间由纵向的次梁相连，即建筑物的整体性较好。 结构的平面布置图如下：
2.1.1构件截面尺寸的初定 梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。截面高度一般取梁跨度l 的1/12～1/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度可取1/3～1/2梁高，同时不小于1/2柱宽，且不应小于250mm 。 （1）框架梁 1-3柱网： L=6m ：mm l h 750~500600081~12181~121=??? ? ??=???? ??=, 取mm h 500= mm h b 250~16750021~3121~31=??? ? ??=???? ??=, 取mm b 250= L=1.8m ：mm l h 225~150180081~12181~121=??? ? ??=???? ??=, 取mm h 300= 梁宽保持一致， 取mm b 250= L=3.9m ：mm l h 488~325390081~12181~121=??? ? ??=???? ??=, 取mm h 500= 取mm b 250= 4-16柱网： L=6m ：b ×h=250×500mm L=1.8m ：b ×h=250×300mm 边柱连系梁取250×500mm ，中柱连系梁取250×300mm 在抗震设计中，纵向框架梁截面高度不宜小于10o l ，故其截面高度选择合理。 惯性矩的计算 b ×h=250×500mm ， I= 48331004.26500250121 121mm bh ?=??= b ×h=250×300mm ， I=483310625.530025012 1 121mm bh ?=??= （2）框架柱 取底层H=3300+600+600=4500mm (H=第一层层高+室内外高差+基础顶至室外地坪高度) 初选柱截面尺寸：b ×h=400×400=160000 2mm
科学型计算器的使用 今天别人让我算arcsin 0.9428，着实把我为难了一下，折腾了一会儿终于出来了，写下。选择科学型计算器之后，输入0.9428，再选择下面的那个Inv(复选框) inverse [?in?v?:s] adj. 相反的, 反向的，再点sin 就是出来结果了。 先选中Inv 就表示要是进行arc运算了，再点sin或cos就行了 以下是各个键的含义： 下表描述了计算器的功能： 按钮功能 % 按百分比的形式显示乘积结果。输入一个数，单击“*”，输入第二个数，然后单击“%”。例如，50 * 25% 将显示为12.5。也可执行带百分数的运算。输入一个数，单击运算符（“+”、“-”、“*”或“/”），输入第二个数，单击“%”，然后单击“=”。例如，50 + 25%（指的是50 的25%）= 62.5。 ( 开始括号的新层。当前的层数显示在“)”按钮上方的框中。括号的最多层数为25。 ) 结束括号的当前层。 * 乘法。 + 加法。 +/- 改变显示数字的符号。 - 减法。 . 插入小数点。 / 除法。 0–9 将此数字置于计算器的显示区。1/x 计算显示数字的倒数。 = 对上两个数字执行任意运算。若要重复上一次的运算，请再次单击“=”。 A–F 在数值中输入选中字母。只有在十六进制模式为开启状态时该按钮才可用。 And 计算按位AND。未定义逻辑运算符的行为，除非输入的数字为整数。 Ave 计算“统计框”对话框中显示数值的平均值。若要计算平均方值，请使用“Inv”+“Ave”。只有先单击“Sta”，该按钮才可用。 Backspace 删除当前显示数字的最后一位。 站将显示数字转换为二进制数字系统。最大的无符号二进制数值是将64 位全都设置为1。 C 清除当前的计算。CE 清除显示数字。 cos 计算显示数字的余弦。若要计算反余弦，请使用“Inv”+“cos”。若要计算双曲余弦，请使用
潮流例题：根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 一、设计原理 1．牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为额定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新
的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y。 （2）设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 １）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也２）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3．MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 二、设计内容 1.设计流程图
制动扭矩： 领蹄： 111????=K r F M δ 从蹄：222????=K r F M α 求出1??K 、2??K 、1F 、 β θ 2F 就可以根据μ计算出制 动器的制动扭矩。 一．制动器制动效能系数1??K 、2??K 的计算 1．制动器蹄片主要参数： 长度尺寸：A 、B 、C 、D 、r （制动鼓内径）、b （蹄片宽）如图1所示； 角度尺寸： β 、 e （蹄片包角）、α（蹄片轴中心---毂中心连线的垂线和包角 平分线的夹角，即最大单位压力线包角平分线的夹角，随磨擦片磨损而增大）； μ为蹄片与制动鼓间磨擦系数。 2．求制动效能系数的几个要点 1）制动时磨擦片与制动鼓全面接触，单位压力的大小呈正弦曲线分布，如图2，max P 位于蹄片轴中心---毂中心连线的垂线方向，其它各点的单位压力 σsin max ?=P P ； 2）通过微积分计算，将制动鼓 与磨擦片之间的单位压 力换算成一个等效压力， 求出等效压力的方向σ 和力的作用点1Z 、2Z （1OZ 、2OZ ），等效力 P 所产生的摩擦力1XOZ （等于μ?P ）即扭矩(需建 立M 和蹄片平台受力F 之间的关系)；实际计算必须找出M 与F 之间的关系式： ????=K r F M
3)制动扭矩计算 蹄片受力如图3： a. 三力平衡 领蹄：111OE H M ?= 从蹄：222OE H M ?= b. 通过对蹄片受力平衡分析（对L 点取力矩） ()1111G L H b a F ?=+? ()1111/G L b a F H +?= ∴ ()11111/G L OE b a F M ?+?= 111????=K r F M ∴ 111 1G L OE r B A K ? += ?? 同理： 2 22 2G L OE r B A K ? += ?? c. 通过图解分析求出1OE 、2OE 、11G L 、22G L 与制动器参数之间的关系，就可以计算出1??K 、1??K 。 3．具体计算方法： 11-?= ?ρ γ?K l K ； 1'2+?= ?ρ γ?K l K r B A l +=； r C B K 2 2+= 1) 在包角平分线上作辅助圆，求Z. 圆心通过O 点，直径＝e e e r sin 2sin 4+?
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
电力系统的潮流计算 西安交通大学自动化学院 2012.10 3．1 电网结构如图3—11所示，其额定电压为10KV 。已知各节点的负荷功率及参数： MVA j S )2.03.0(2 +=， MVA j S )3.05.0(3+=， MVA j S )15.02.0(4+= Ω+=)4.22.1(12j Z ，Ω+=)0.20.1(23j Z ，Ω+=)0.35.1(24j Z 试求电压和功率分布。 解：（1）先假设各节点电压均为额定电压，求线路始端功率。 0068.00034.0)21(103.05.0)(2 2223232232323j j jX R V Q P S N +=++=++=?0019.00009.0)35.1(10 15.02.0)(2 2 224242242424j j jX R V Q P S N +=++=++=?
则： 3068.05034.023323j S S S +=?+= 1519.02009.024424j S S S +=?+= 6587.00043.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0346 .00173.0)4.22.1(106587.00043.1)(2 2 212122'12'1212j j jX R V Q P S N +=++=++=? 故： 6933.00216.112'1212 j S S S +=?+= （2） 再用已知的线路始端电压kV V 5.101 =及上述求得的线路始端功率 12 S ，求出线 路 各 点 电 压 。
kV V X Q R P V 2752.05 .104.26933.02.10216.1)(11212121212=?+?=+=? kV V V V 2248.101212=?-≈ kV V V V kV V X Q R P V 1508.100740.0) (24242 2424242424=?-≈?=+=? kV V V V kV V X Q R P V 1156.101092.0) (23232 2323232323=?-≈?=+=? （3）根据上述求得的线路各点电压，重新计算各线路的功率损耗和线路始端功率。 0066.00033.0)21(12.103.05.02 2 223j j S +=++=? 0018.00009.0)35.1(15 .1015.02.02 2 224j j S +=++=? 故 3066.05033.023323j S S S +=?+= 1518.02009.024424j S S S +=?+= 则 6584.00042.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0331.00166.0)4.22.1(22 .106584.00042.12 2 212j j S +=++=? 从而可得线路始端功率 6915.00208.112 j S +=
【轴设计计算】 计算项目计算内容及过程计算结果 1. 选择材料该轴没有特殊的要求，因而选用调质处理的45号钢，可以查得 的其强度极限。(表12-1） 45号钢，调质处 理， ＝650MPa 2. 初估轴径 按扭转强度估算输出端联轴器处的最小直径，根据表12-11， 按45号钢，取C＝110； 根据公式（12-2）有： 由于在联轴器处有一个键槽，轴径应增加5％，49.57+49.57 × 5％=52.05（mm）；为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，需要同 时选取联轴器。 Tc=K·T2=1.3×874.2=1136.46≤Tn查手册（课程 设计P238），选用HL4弹性联轴器J55×84/Y55×112GB5014-85。故 取联轴器联接的轴径为d1=55mm。 d1=55mm HL4弹性联轴器 Tn=1250 N·m [n]=4000r/min l =84mm 3. 结构设计 （1）轴上零件 的轴向定位 （2）轴上零件 的周向定位 根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置图（如图所示） 和轴的初步估算定出轴径进行轴的结构设计。 齿轮的一端靠轴肩定位，另一端靠套筒定位，装拆、传力均较为 方便；两端轴承常用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和维修； 为了便于拆装轴承，轴承处轴肩不宜过高（轴肩高h≥0.07d ），故 左端轴承与齿轮间设置两个轴肩，如下页图所示。 齿轮与轴、半联轴器与轴、轴承与轴的周向定位均采用平键联接 及过盈配合。根据设计手册，并考虑便于加工，取在齿轮、半联轴 器处的键剖面尺寸为b×h=18×11，（查表7-3）配合均采用H7/k6； 滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴的尺寸公差为k6,如图所 示。 （3）确定各段 轴径直径和长 度 轴径：从联轴器开始向左取ф55（联轴器轴径）d1； d2 →ф63 （55+2×0.07 d1=62.7；取标准值，表12-10） d3→ф65 （轴颈，查轴承内径）（轴承） d4 →ф75 （取＞65的标准值）（齿轮） d5 →ф85 （75+2×0.07 d4＝85.5；取整数值） d6→ф74 （查轴承7213C的安装尺寸da） d7→ф65（轴颈，同轴两轴承取同样的型号）d7＝d3 轴长：取决于轴上零件的宽度及他们的相对位置。半联轴器与轴配 合长度 =84mm，为使压板压住半联轴器，取其相应的轴长为 l1=82mm；选用7213C轴承，其宽度为B=23mm；齿轮端面至箱体壁间 的距离取a＝15mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，取滚 动轴承与箱体内边距s=5mm；轴承处箱体凸缘宽度，应按箱盖与箱座 联接螺栓尺寸及结构要求确定，暂定：该宽度B3＝轴承宽＋（0.08～ 0.1）a＋（10～20）mm，取为50mm；轴承盖厚度取为20mm；轴承盖 与联轴器之间的距离取为b=16 mm；已知齿轮宽度为 d1=55mm d2=63mm d3=65mm d4=75mm d5=85mm d6=74mm d7=65mm B=23mm a＝15mm s=5mm B3＝50mm b=16 mm l1=82mm l2 =16+21+(50-5-23) =59mm
w 地下车库结构设计及计算实例 [摘要] 本文通过上海某楼盘地下车库的结构设计计算实例，参考了国内相应的规范和规程，并 比较与分析了不同的车库顶板以及基础设计方案。 [关键词] 地下室外墙；无梁楼盖；梁板式楼盖；筏板；抗冲切；抗剪；抗浮；地基承载力 本工程为上海某楼盘独立地下车库，地下一层，上部设绿化覆土带。车库顶板采用无梁楼 盖加柱帽结构，基础采用独立柱基加抗水板的做法。以下为该地下车库的设计计算分析过程： 一、抗浮验算 由于本工程为一层独立地下室，因此该地下车库需要进行局部抗浮计算，取单个混凝土柱 子进行验算。 水浮力 F w = w hA 其中，γ取 10KN/m 2 ；h 为地下室底板标高至地下水位标高之间的距离；A 为单根柱子所属 底板面积。 抗浮力∑G=（G 1+G 2+G 3+G 4）A+F 1+F 2+F 3 其中，G 1 为顶板上覆土重荷载(包括地下水自重）； G 2 为顶板自重荷载；G 3 为底板自重荷载； G 4 为底板上素砼面层荷载；F 1 为柱自重；F 2 为顶板柱帽重；F 3 为底板柱帽重。(如有底板外挑压 土自重应考虑进行) 分别根据上海市工程建设规范《地基基础设计规范》[1] DGJ08-11-2010（以下简称《规范》） 12.3.2 条以及《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》[2] JGJ6-2011 的 5.5.4 条规定，满足 1.05F ≤∑G 即无须设置抗拔桩。（取 1.05 为综合考虑有关规范规定所选取的经验值） 二、地基承载力验算 以基底持力土层的抗剪强度指标计算地基承载力（考虑深度修正），并以此计算值作为本次 设计的地基承载力设计值。 根据《规范》5.2.3-1 求得 f d = (1/ 2)N r r b + N q q 0 d + N c c C d 上部荷载作用下地基净反力为 ∑ N / A = w dh 应小于 f d ，（∑N 为基本组合）则地基承载力 满足要求。 三、地下室外墙计算 地下室外墙计算简图见下图，取外墙单位长度为计算单元。
第一章 简单电力系统的分析和计算 一、 基本要求 掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计 算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。 二、 重点内容 1、电力线路中的电压降落和功率损耗 图3-1中，设线路末端电压为2U 、末端功率为222~jQ P S +=，则 （1）计算电力线路中的功率损耗 ① 线路末端导纳支路的功率损耗： 222 2* 222~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? ……………（3-1） 则阻抗支路末端的功率为： 222~~~Y S S S ?+=' ② 线路阻抗支路中的功率损耗： ()jX R U Q P Z I S Z +'+'==?2 2 22222 ~ ……（3-2） 则阻抗支路始端的功率为： Z S S S ~ ~~21?+'=' ③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121* 122~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? …………（3-3） 则线路始端的功率为： 111~ ~~Y S S S ?+'= ~~~图3-3 变压器的电压和功率 ~2 ? U （2）计算电力线路中的电压降落 选取2U 为参考向量，如图3-2。线路始端电压 U j U U U δ+?+=2 1 其中 2 2 2U X Q R P U '+'= ? ； 222U R Q X P U '-'=δ ……………（3-4） 则线路始端电压的大小： ()()2221U U U U δ+?+= ………………（3-5） 一般可采用近似计算： 2 2 2221U X Q R P U U U U '+'+ =?+≈ ………………（3-6）
【轴设计计算】
的跨度。 L =80+2×15+2×5+2×（23/2）=143mm L1= 58+82/2+23/2=111.5mm =45mm l 4 =80-2=78mm l 5 =10mm l 6 =10mm l 7 =23mm L =143mm L1=111.5mm （4）考虑轴的结构工艺性 4. 强度计算 （略） 考虑轴的结构工艺性，在轴的左端与右端均制成2×45o 倒角；左端支撑轴承的轴径为磨削加工，留有砂轮越程槽；为便于加工，齿轮、半联轴器处的键槽布置在同一母线上，并取同一剖面尺寸。 先作出轴的受力计算图（即力学模型）如图中（a ）所示，取集中载荷作用于齿轮及轴承的中点。 【轴承计算】 已知一单级圆柱齿轮减速器中，相互啮合的一对齿轮为渐开线圆柱直齿轮，传动轴轴颈直径为d ＝55mm ，转速n ＝1450rpm ，拟采用滚动轴承，轴承所承受的径向载荷Fr =2400N ，外传动零件传递给轴的轴向载荷为 Fa ＝520N ，载荷平稳，工作温度正常要求预期寿命25000h ，试确定轴承型号。 计算项目 计算过程 计算结果 1.选择轴承类型 依题意，轴承主要承受径向载荷且转速较高，故选用深沟球轴承 深沟球轴承 2.预选型 号、查参数Cr 、C0r 因d ＝55mm ，预选轴承6211，查轴承手册知：基本额定动载荷Cr ＝ 43.2kN ，基本额定静载荷C0r ＝29.2kN (P228) 预选轴承6211 Cr ＝43.2kN C0r ＝ 29.2kN 3.计算当量动载荷P Fa /C0r ＝0.018，用内插法由表12-16知， 判断系数e ＝0.20 Fa/Fr ＝0.22>e ，由表12-16查得X ＝0.56，Y ＝2.211，由表12-14知f p ＝1，由公式 知P ＝2494N P ＝2494N 4.计算轴承受命L h 查表12-13取温度系数f t ＝1，由公式12-12知轴承寿命 且接近于预期寿命，故选用6211轴承合适。 L h ＝59737h 选用6211轴 承合适 5.说明 也可以用公式12-13计算实际动载荷C’， 故选择6211轴承合适。 C’＝32422N 选择6211轴 ) (a r p YF XF f P +=
UASB反应器的设计计算 1 设计参数 (1) 污泥参数 设计温度T=25℃ 容积负荷NV=8.5kgCOD/(m3.d) 污泥为颗粒状 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD, 产气率0.5m3/kgCOD (2) 设计水量Q=2800m3/d=116.67m3/h=0.032 m3/s。 (3) 水质指标 表5 UASB反应器进出水水质指标 水质指标COD（㎎∕L）BOD（㎎∕L）SS（㎎ ∕L） 进水水质3735 2340 568 设计去除率85% 90% / 设计出水水质560 234 568 2 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定[5] (1) UASB反应器容积的确定 本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS0/NV V—反应器的有效容积(m3) S0—进水有机物浓度(kgCOD/L) V=3400 *3.735/8.5=1494m3 取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m3 (2) 主要构造尺寸的确定 UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。 取水力负荷q1=0.6m3/（m2·d） 反应器表面积 A=Q/q1=141.67/0.6=236.12m2
反应器高度 H=V/A=1868/236.12=7.9m 取H=8m 采用4座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为： A1=A/4=236.12/4=59.03m2 取D=9mA 则实际横截面积 A2=3.14D2/4=63.6 m2 实际表面水力负荷 q1=Q/4A2=141.67/5 63.6=0.56 q1在0.5—1.5m/h之间，符合设计要求。 3 UASB进水配水系统设计 (1) 设计原则 ①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均； ②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌； ③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。 本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。 (2) 设计参数 每个池子的流量 Q1=141.67/4=35.42m3/h (3) 设计计算 查有关数据[6]，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2 则布水孔个数n必须满足пD2/4/n>2即n<пD2/8=3.14*9*9/8=32 取n=30个 则每个进水口负荷a=пD2/4/n=3.14* 9* 9/4/30=2.12m2 可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图4 ①内圈5个孔口设计 服务面积： S1=5 *2.12=10.6m2 折合为服务圆的直径为：
潮流计算，顾名思义是用来计算电力系统中各节点以及线路的注入功率和流动功率的。 1、对于节点处来说，要想求得节点处的注入功率，根据功率的计算公式： * ??==+I U S jQ P 必须知道各节点的电压和电流值来求得有功和无功功率；对于线路来说，要想求得流动功率，只需要用线路两端节点处的功率相加即可。 2、从上面的分析中可以看出，要想求出功率，必须知道节点电压值。这就是潮流计算的首要工作。 求节点电压的一半方法从电路中就知道可以用节点电压方程来解，应用到电力系统中，一样可以对网络列解节点电压方程。节点电压方程是通过系统节点导纳矩阵形成的电压与电流之间关系的方程。如下： B B B U Y I =其中I B 为各节点注入电流的列向量。 对于在电路中接触到的问题，应用节点电压方程求电压值是因为各节点电流量已知，而在电力系统中我们却无法知道各节点电流，所以要想利用这个方法来求电压，必须用已知量来替代电流，电力系统为我们提供了的就是各节点处的注入功率。功率与电流的关系在1中已经写明，所以以第i 个节点为例，电压方程就变成了这样一个形式： i i j n j ij i jQ P U Y U +=* =*∑ 1，电压可以表示成直角坐标形式：i i i jf e U +=，或者极坐标形式： θ∠i U 3、由于在电压方程中出现了电压相乘的情况，所以节点电压方程变成了非线性的。所以要想解出对应的电压或者功率只能采取迭代的方式。 4、电力系统中各个节点都有四个变量： 节点注入有功功率和无功功率以及节点电压的大小和相位角。 根据节点类型的不同这些变量可以分为三类：可控变量（主要指电源发出的有功、无功功率），不可控变量或者称为扰动变量（指负荷消耗的有功、无功功率），状态变量（母线或节点电压的大小和相位角，表征系统的状态）。 对于不同的节点上述四个变量的已知情况不尽相同，但是整体来说有意义的划分将节点分成了三类：已知注入功率的PQ 节点；已知注入有功和电压幅值的PV 节点；已知电压的平衡节点。 下面以直角坐标形式为例进行分析： 潮流计算的第一步要先对各节点电压设定初值，电力系统的实际情况可以允许假设所有节点电压的标幺值都为 1.0。因为各节点处的功率和电压都有一个等式，我们假设为),(;;);,(f e Q f e P i i ；所以根据假设的电压初值可以计算出节点功率值，进一步可以得出 )],()[,(][][f e Q f e P Q P Q P i i s i s i i i -=?。要想进行迭代就必须有修正方程式以获得不平衡量。 电力系统潮流计算的修正方程式的一侧是功率变化量（PQ 节点为有功和无功的变化量，PV 节点的为有功变化量和电压变化量的平方），另一侧则是电压变化量（例如直角坐标就是f e ??，），通过上段中所说方法先求得功率变化量，通过修正方程就可以得出电压变化
满堂支架设计计算（一）1.《京承高速公路—陡子峪大桥工程施工图》 2. 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTJ023-85 （0#台—1#墩）出京线 3.目录《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 4. 《扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001 5. 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86 6.《简明施工计算手册》1 一、设计依据.......................................................................................二、地基容许承载力1 二、地基容许承载力..............................................................................根据本桥实际施工地质柱状图，地表覆盖层主要以亚粘素填土为主，地基承载力三、箱梁砼自重荷载分布 (1) 较好。四、模板、支架、枕木等自重及施工荷载 (2) 为了保证地基承载力不小于12t/ 五、支架受力计算㎡，需要进行地基处理。地基表皮层进行土层换填，换填如下：开挖标高见图纸，底层填0.5m中砂，经过三次浇水、分层碾压（平、立杆稳定计算 (15) 板震动器）夯实,地基面应平整，夯实后铺设5cm2、立杆扣件式钢管强度计算……………………………………………………6 石子，继续
压实，并进行承载力检测。整平地基时应注意做好排水设施系统，防止雨水浸泡地基，、纵横向水平钢管承载力...............................................................36 导致地基承载力下降、基础发生沉降。钢管支架和模板铺设好后，按6 4、地基承载力的检算.....................................................................120％设计荷载进行预压，避免不均匀沉降。、底模、分配梁计算 (57) 三、箱梁砼自重荷载分布12 、预拱度计算 (6) 根据设计图纸，箱梁单重为819t。 墩顶实心段砼由设于墩顶的底模直接传递给墩身，此部分不予检算。对于空心段 箱梁，根据《0#台-1#墩出京线30米跨箱梁满堂支架施工总体布置图》，综合考虑箱梁横截面面积和钢管支架立杆纵向间距，空心段箱 梁腹板等厚段下方，纵桥向间距最 d=大的立杆受力最不利。根据立杆纵桥向布置，受力最不利立杆纵向间距取为一、设计依据 （0.9+1.2）/2=1.05m。本计算书主要检算该范围箱梁和支架受力。载均匀传至地基。 1、底模、外模面积共:15.16×四种形式，横向间距为30=454.80m 钢管支架立杆纵向间距为30cm、60cm、90cm、120cm2共重：120cm+3×60cm+3×90cm+60cm+3×90cm+3×60cm+120cm。
建筑脚手架施工设计计算方法及算例 （技术发展中心邢锋） 摘要论文详细叙述了建筑用脚手架施工设计的计算方法，以扣件式钢管脚手架计算为例。 关键词扣件式钢管脚手架设置要求设计容及计算 一、概述： 我们在建筑工程施工中，为了满足施工作业需要所设置的操作架子，统称为脚手架。搭设脚手架所需要的成品和材料称为“架设材料”，是建筑施工企业常备的施工工具。我局是以桥梁施工为主的大型建筑企业，桥梁结构载重大，施工辅助结构种类繁多，施工手段多种多样，施工支架有特殊的要求，因此，采用的施工支架种类很多，如万能杆件、军用梁、贝雷梁等；也常用轻型脚手架。 常用的轻型脚手架有扣件式钢管脚手架、门式钢管脚手架、碗扣式脚手架以及其他新型脚手架。轻型脚手架具有重量轻、运输方便、联结快、拆除方便等优点，应用的围也比较广泛。 本文介绍的扣件式钢管脚手架是我国使用最为普遍的脚手架品种，可用于搭设外脚手架、里脚手架、满堂脚手架、支撑架以及其他用途的架子。下面主要介绍其外脚手架构造的设置要求： 1、双排脚手架： ⑴、立杆：横距为0.9～1.5m（高层架子不大于1.2m），纵距为1.4～2.0m。单立杆双排脚手架的搭设限高为50 m，当搭设限高50 m以上的脚手架时，35 m以下应采用双立杆，或自35 m起分段卸载措施，且上部单立杆的高度应小于30 m。立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。当采用双立杆时，必须都用扣件与同一根大横杆扣紧。 ⑵、大横杆：其步距为1.5～1.8m。上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。 ⑶、小横杆：要贴近立杆，搭于大横杆之上并用直角扣件扣紧，在相邻立杆之间 需要加设1根或2根。 ⑷、剪刀撑、斜拉杆、连墙杆：为确保整体稳定和抵抗侧力作用的要求，按相应规定设置剪刀撑或其它相应作用的整体性连接杆件。 ⑸、护栏和挡脚板：在操作层上设2道护栏和挡脚板，栏杆高度不大于1.1m，挡脚板亦可用加设低栏杆（距脚手板0.2～1.8m）代替。 2、单排脚手架：只有一排立杆，小横杆的另一端搁置在墙体上，构架形式上与双排架基本相同，但使用上有较多的限制：搭设高度不大于20 m；连接点的设置数量不得小于三步三跨一点，连接点采用具有抗拉压作用的刚性构造。 3、连墙构造：对外脚手架的安全至关重要，若设置数量不足、构造不符合要求所造成的事故屡有发生，必须高度重视并确保其设置要求。 4、挑支结构：在以下情况使用：搭设单层脚手架，挑扩作业面，适应有阳台、挑篷及其它突出墙面构造情况下的脚手设置要求，设置部分卸载装置以及搭设特殊形式的脚手架等。 二、扣件式钢管脚手架设计及计算： 1、设计容： ⑴、方案的选择，在选用脚手架前认真阅读设计文件，熟悉施工工艺，然后从以下几个方面考虑：脚手架的类别、脚手架的构架形式和尺寸、相应措施； ⑵、承载可靠性的验算，包括：构架结构验算，地基、基础和其它支承结构的验算，
Henan Polytechnic University 、 钢筋混凝土简支T形梁桥设计 1 基本资料 1.1公路等级：二级公路 1.2主梁形式：钢筋混凝土T形简支形梁 1.3标准跨径:20m 1.4计算跨径：19.7m 1.5实际梁长：19.6m 1.6车道数：二车道 1.7 桥面净空 桥面净空——7m+2×0.75m人行道 1.8 设计依据 （1）《公路桥涵设计通用规范（JTG D60—2004）》，简称《桥规》。 （2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）》,简称《公预规》。 （3）《公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 124-85)》,简称《基规》。
2 具体设计 2.1 主梁的详细尺寸 主梁间距：1.7m 主梁高度：h=（ 111～118）l=（1 11～118 ）20=1.82～1.1（m ）（取1.8） 主梁肋宽度：b=0.2m 主梁的根数：（7m+2×0.75m ）/1.7=5 2.2行车道板的内力计算 考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算。 已知桥面铺装为2cm 的沥青表面处治（重力密度为23kN/m 3）和平均9cm 厚混泥土垫层（重力密度为24kN/m 3），C30T 梁翼板的重力密度为25kN/m 3。 2.2.1结构自重及其内力（按纵向1m 宽的板条计算） ） ①每米延板上的恒载1g 沥青表面处治：1g =0.02×1.0×23=0.46kN/m C25号混凝土垫层：2g =0.09×1.0×24=2.16kN/m T 梁翼板自重：3g =（0.08+0.14）/2×1.0×25=2.75kN/m 每延米板宽自重：g= 1g +2g +3g =0.46+2.16+2.75=5.37kN/m ②每米宽板条的恒载内力： 弯矩：M g m in,=-21gl 20=-2 1×5.37×0.712=-1.35kN.m 剪力：Q Ag =g·l 0=5.37×0.71=3.81kN 2.2.2汽车车辆荷载产生的内力 公路II 级：以重车轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，此时两边的悬臂板
沥青混凝土路面计算书 一、轴载分析 路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。 1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 3）轴载换算： 轴载换算的计算公式：N= 4.35121 ()k i i i P C C n P =∑ 2）累计当量轴次： 根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次： () '111365t e N N γηγ??+-???=()151 5.4%1365 ×885.380.65.4% ??+-???=? =（次） 3）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 注：轴载小于50kN 的轴载作用不计 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式： N=8121 ()k i i i P C C n P =∑ （2）累计当量轴次： ()'111365t e N N γηγ??+-???==()151 5.4%1365×505.650.65.4% ??+-????=2462767.6（次） 二、结构组合与材料选取 根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm ），基层采用二灰碎石（20cm ），基底层采用石灰土（厚度待定）。 二级公路面层采用三层式沥青面层， 表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 （厚度3cm ）， 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度5cm ）， 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （厚度7cm ）。 三、各层材料的抗压模量与劈裂强度 抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量： 细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa ， 中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa ， 粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa ， 二灰碎石为 1500MPa ， 石灰土为 550MPa 。 各层材料的劈裂强度： 细粒式密级配沥青混凝土为 1.4MPa ， 中粒式密级配沥青混凝土为 1.0MPa ， 粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa ， 二灰碎石为 0.5MPa ，