第二章 电主轴典型结构分析
第二章电主轴典型结构分析
要想做好电主轴的应用选型，首先，必须知道电主轴的类型和功能，其次，才是如何为机床选用电主轴。
1.1 电主轴的分类
电主轴是现代大多数高速机床必不可少的动力源之一，电主轴的运动速度和精度是直接决定加工质量和生产效率的重要因素。
一般来说，不同的依据，就有不同的分类方法。比如说，根据轴承类型，可分为滚动轴承电主轴（角接触球轴承电主轴）、液体轴承电主轴（动静压电主轴）、气体轴承电主轴和磁悬浮轴承电主轴；根据电机类型，可分为异步型电主轴和永磁同步型电主轴。
还有许多分类方法，我们就不一一叙述。本文只介绍按照应用来进行分类，这种分类方法也是现在很多厂家正在生产和使用的一种方法，主要分为磨削用电主轴、钻铣用电主轴、车削用电主轴、加工中心用电主轴、木工用电主轴、特殊加工电主轴和试验机用电主轴等等。常见的电主轴如图2-1所示。
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电主轴
磨削用电主轴
钻铣用电主轴
车削用电主轴
加工中心用电主轴
木工用电主轴
特殊加工电主轴
试验机用电主轴
当然，还有一些特殊的电主轴，并非在此分类之中，但依然值得我们去好好去探究。
图2.1 各种类型的电主轴
1.1.1磨削用电主轴
磨削用电主轴，是电主轴中转速、精度相对较高、振动相对较小的电主轴，是磨床上的重要部件，可分为内圆磨削、外圆磨削、平面磨削和专用磨削，广泛应用于内圆、外圆、拉力、螺纹、小孔、端面等磨削加工。早期的磨削用电主轴因为性能的限制只能用于轴承行业，随着国内机械行业的发展，加工难度也在不
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断地提高，对电主轴性能的要求也越来越严格。为了满足工业性需求，磨削用电主轴的应用范围在不断的拓宽，从早期的轴承磨削加工到汽车零件磨削加工、机床导轨的磨削加工、丝杠磨削加工、玻璃透镜磨削加工等，随着加工行业的持续发展，磨削加工正向着高速、强力磨削方向发展，将会对磨削用电主轴提出更高、更苛刻的要求。
虽然我国电主轴行业的发展很迅速，但是与国外的磨削用电主轴相比还是存在很大差距的。下表是国内外低速、中速、高速磨削用电主轴部分参数的对比，其中国外电主轴以NSK为代表，国内则选择某些电主轴生产厂家为代表。
表2-1国内外磨削用电主轴参数比较[1]
电主轴型
号国外NSK
80GHP18
国内
某厂家
国外NSK
100GNS6
国内
某厂家
国外NSK
120GPH3
国内
某厂家
转速rpm 180 000 150 000 60 000 60 000 30 000 24 000 功率KW 0.6 0.5 6 4 18 12 润滑方式油雾油气油雾油雾油雾油雾轴承内径
mm
8 8 25 17 55 45
d m n值
mm/min-
1
6
2.4310
?6
2.0210
?6
2.1610
?6
1.5610
?6
1.9510
?6
1.8010
?
1.1.2钻铣用电主轴[2]
钻削用电主轴，主要用于印刷电路板（PCB）、油泵油嘴等行业的小孔钻削、钻铣削加工，以满足小孔和微孔的加工需要。常规速度等级分6级，按轴承类型
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来分为两类，一类为油脂润滑型滚动轴承支承的电主轴，对应的速度等级为60000r/min、80000r/min、90000r/min，加工小孔范围为0.2～0.7mm；另一类为空气静压轴承支承的电主轴，对应的速度等级为105000r/min、120000r/min、180000r/min，加工小孔范围为0.1～0.15mm。针对钻削用电主轴我们以洛阳主轴研究所研发的62ZDS60钻削轴和相应的国外EX100钻削轴为例列表对比各项基本参数。
表2-2 国内外钻床用电主轴参数比较
型号62ZDS60 EX1010
额定转速rpm 60 000 58 000
扭矩N m?0.08 0.07
铣削性能二者相当
最小钻孔直径mm 0.13 0.13
轴承类型角接触球轴承深沟球轴承
振动值mms-1113
≤
≤113
铣削用电主轴，常与数控铣、雕铣及并联机床相配套，适用于常规零件、工模具、木工件加工，它分为精密雕铣、大型数控铣、加工中心用电主轴三大类。针对铣削用电主轴我们以洛阳主轴研究所研发的62XDS45铣削轴和相应的国外EX820、PRT210铣削轴为例列表对比各项基本参数。
表2-2 国内外铣床用电主轴参数比较
型号62XDS45 EX820 PRT210
额定转速rpm 45 000 45 000 55 000
扭矩N m?0.114 0.08 0.08
1
1
铣削性能 强 较差 较差 最小钻孔直径mm
1.2
1.2
1
轴承类型 角接触球轴承 深沟球轴承 深沟球轴承
振动值mms -1
113≤ 113≤ 113≤
为了方便加工，例如电路板印刷行业，较为频繁地用到铣削和钻削两个工序，就开发了钻铣两用电主轴，这种电主轴可以夹持钻头和铣刀两种刀具，可分为自动换刀和手动换刀两类。自动换刀类的设计有自动换刀机构，无需人工操作，效率高，但结构复杂成本高；手动换刀类的结构简单，工人可利用快速夹头迅速更换刀具，但由于是人工操作，降低了工作效率。这两类钻铣类电主轴存在同样一个缺点，就是在加工过程中都需更换刀具，这很容易影响到定位精度，本章中提到了一种新型结构的电主轴可以克服这个缺点，该电主轴可同时夹持两种刀具，无需人工换刀或者增加自动换刀系统，并且定位精度高，具体详见本章主轴实例分析部分。
针对特殊要求洛阳轴承研究所开发了一些高速钻削电主轴，其型号和参数如下表所示：
表2-3 高速钻铣用电主轴参数表
型号
装夹尺寸
L Φ?mm
转速rpm 功率KW 扭矩
N m ?
电压V 电流A 润滑方式 冷却方式 DZ30X 70200? 30 000 1.5 0.5 220 2.8 油脂 水冷 DZ08X 160338?
8 000 6.0 7.3 350 14 油脂 水冷 DZ42X 100180? 42 000 1.0 0.23 220 4.5 油雾 风冷 DZ24X
100200?
24 000
1.5
0.6
350
3.8
油脂
水冷
仪器分析各章习题与答案
第一章绪论 问答题 1. 简述仪器分析法的特点。 第二章色谱分析法 1．塔板理论的要点与不足是什么? 2．速率理论的要点是什么? 3．利用保留值定性的依据是什么? 4．利用相对保留值定性有什么优点? 5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题? 6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ． 7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么? 8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。 9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。 10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法? 11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么? 12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用? 13．为什么载气需要净化?如何净化? 14．简述热导检测器的基本原理。 15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。 16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的? 17．为什么常用气固色谱分离永久性气体? 18．对气相色谱的载体有哪些要求? 19．试比较红色载体和白色载体的特点。
20．对气相色谱的固定液有哪些要求? 21．固定液按极性大小如何分类? 22．如何选择固定液? 23．什么叫聚合物固定相?有何优点? 24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么? 25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类? 26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点? 27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置? 28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。 29．二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷的沸点分别为40℃，62℃，77℃，试推测它们的混合物在阿皮松L柱上和在邻苯二甲酸二壬酯柱上的出峰顺序。 30．流动相为什么要预先脱气?常用的脱气方法有哪些? 31．高压输液泵应具备什么性能? 32．在HPLC中，对流动相的要求是什么? 33．何谓梯度洗脱?适用于哪些样品的分析?与程序升温有什么不同? 33．什么是化学键合固定相?化学键合相的特点有哪些? 34．反相键合相色谱法具有哪些优点? 35．为何高效液相色谱法一般采用全多孔微粒型固定相? 36．指出下列物质在正相色谱和在反相色谱中的洗脱顺序： 37．在硅胶柱上，用甲苯为流动相时，某物质的保留时间为28 min，若改用CCl4或CHCl3。为流动相，指出哪一种溶剂能减少该物质的保留时间? 第三章光学分析法导论 一、选择题 1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是( ) (1)原子光谱(2)分子光谱(3)可见分子光谱(4)红外光谱 2.可见光的能量应为( ) (1) 1.24×104～1.24×106eV (2) 1.43×102～71 eV (3) 6.2 ～3.1 eV (4) 3.1 ～1.65 eV 3.已知：h=6.63×10-34 J×s则波长为0.01nm的光子能量为( )
第二章电化学分析法概论
第二章电化学分析法概论 教师：李国清 一. 教学目的： ⑴掌握电化学电池的结构和表示方法 ⑵了解电极电位、液体接界电位、电极极化的形成过程 ⑶了解电极的作用及分类 二. 教学重点： ⑴掌握电池的表示方法 ⑵了解电极的极化和电极的分类 三．教学难点： 电池的表示方法、电极的分类 四．教具：多媒体计算机。 五．教学方法：讲授、演示、提问、讨论。 六．教学过程： §1. 电化学分析的定义及特点： 一、电化学分析： 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析。它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 二、电化学分析法优点： 1、准确度高 精密的库仑滴定分析法，不需要标准物质做比较，仅参考法拉第常数，误差为0.0001% 2、灵敏度高； 一般可测到10-4 ~ 10-8 mol/L，伏安分析法可测到10-10 ~ 10-12 mol/L 3、选择性好 可通过控制化学电池的某些条件，大大提高测定的选择性 4、分析速度快； 5、测定范围宽：电导、电位、电解分析法可测定常量组分，而极谱和伏安分析法可以测定痕量组分 6、仪器设备简单
§2. 电化学分析方法分类 电化学分析方法主要有下面几类： 1.电导分析法 2.电位分析法 3.电解分析法 4.库仑分析法 5.极谱法和伏安法 1．电导分析法 （1）电导滴定法：通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被测物质的含量。（2）直接电导法：直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。 2．电位分析法 电位分析法：用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法。包括：⑴直接电位法⑵电位滴定法3．电解分析法 电解分析法：应用外加电源电解试液，电解后称量在电极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法。也称电重量法。 4. 库仑分析法 库仑分析法：应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。分为： ⑴控制电位库仑分析法：直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。 ⑵库仑滴定法：用恒电流在100%的电流效率下进行电解，使电解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。 5．极谱法和伏安法 两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。 ⑴极谱法：使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，称为极谱法。 ⑵伏安法：使用表面静止的液体或固体电极，称为伏 安法。
选修4第四章《电化学基础》教材分析与教学建议(常芸)
选修4 第四章《电化学基础》教材分析与教学建议 荔湾区教育发展研究中心常芸 一、教材分析 1、地位和作用 （1）本章是高中化学基本理论知识体系中的一个重要内容，也是学生所学高中知识的难点之一。有关电化学知识考点是高考考查的必考点、热点。 （2）本章在必修2教材“化学能与电能” 内容的基础上进一步拓宽和加深，同时，在学习了前面溶液中离子平衡知识已经为学生建立了微观、动态、相互作用的认识深度，并且建立了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路，因此电化学是对氧化还原反应、离子反应等知识进行深化和应用。 （3）本章知识在了解和掌握了原电池、电解池工作原理的基础上，通过对碱性锌锰干电池（一次电池）、铅蓄电池（二次电池）、燃料电池、电镀、金属精炼的分析，体会电化学知识与生产、生活、国防等工业的密切联系以及对人类社会发展和进步的重要作用。其中涉及的“化学能与电能的相互转化”是选修4第一章“化学反应与能量”学习的延续。 （4）通过对金属腐蚀和防护原理和实验的探究，培养学生的实验技能和应用所学知识分析、解决实际问题的能力（理论联系实际）。 2、知识结构 本章的知识结构为：
二．课程标准、考试说明对本章的要求 三、课时分配建议 第一节原电池（含原电池的设计）1课时 第二节化学电源 【一、二次电池、燃料电池】1课时 第三节电解池2课时 第四节金属的电化学腐蚀与防护2课时 复习2课时 测验、评讲2课时 合共10课时。 四、各节教学目标 （1）知识与技能： ①在氧化还原的知识基础上，进一步理解原电池、电解池的反应原理与它们的装置。能够根据电极材料、氧化还原反应原理写出电极反应式。 ②了解原电池、电解池的工作原理在实际的一些应用。 ③了解金属腐蚀的原理与种类，认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法。（2）过程与方法： ①在运用氧化还原反应原理来分析原电池、电解池及各类化学电源工作原理的过
第四章电化学与电位分析法
第四章 电化学与电位分析法 一、简答题 1.化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？ 2.电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？ 3.电池中"盐桥"的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？ 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示？ 5.电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？ 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？ 7.何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？ 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（设T 为25℃,活度系数均为1） （1）Pt│Cr 3+（1.0×10－4mol·L －1），Cr 2+（0.10mol·L －1）‖Pb 2+(8.0× 10－2mol·L －1)│Pb 已知： 322//E 0.41,E 0.126Cr Cr Pb Pb V V θθ+++=-=- 已知： 2332//E 1.00,E 0.77VO VO Fe Fe V V θθ++++== （3）Pt,H 2(20265Pa)│HCl (0.100mol·L －1)‖HClO 4(0.100mol·L －1 )│Cl 2(50663Pa),Pt 已知： 22//E 0.0,E 1.359H H Cl Cl V V θθ +-== （4）Bi│BiO +(8.0×10－2mol·L －1)，H +(1.00×10－2mol·L －1)‖I－(0.100mol·L －1)，AgI(饱和)│Ag 已知： 17,//E 0.32,E 0.799,8.310sp AgI BiO Bi Ag Ag V V K θθ++-===? 9. 电位分析法的理论基础是什么？它可以分成哪两类分析方法？它们各有何特点？ 10.以氟离子选择性电极为例，画出离子选择电极的基本结构图，并指出各部分的名称。 11.写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。 ⑵
第二章电化学分析概论
第二章 电化学分析概论 6．已知（298K ） Cu 2＋ ＋2e Cu θ?＝0.337V(vs.SHE) Cu 2+＋Y 4－ CuY 2－ K 稳 ＝6.3×1018 计算： CuY 2－＋2e Cu+Y 4－ 的条件电位为多少？(参见P16例1) 解：由电极反应Cu 2＋＋2e Cu ，可知其电极电位的能斯特方程为： θ2+1θ2+2.303lg[Cu ]0.0592 lg[Cu ](T=298K) 2 RT zF ???=+ =+ ① 由Cu 2+＋Y 4－ CuY 2－ 可得， 222244CuY CuY ,[Cu ][Cu ][Y ][Y ] K K -- + +-- ????????=稳稳＝ ② 将②代入①得： 22θ θ 144CuY CuY 0.05920.05920.0592lg lg lg 2[Y ]22[Y ] K K ???----????????=+=-+稳 稳 由条件电位定义得 0'θ180.05920.0592 lg 0.337lg 6.3100.3370.5560.219(V)22K ??=- =-?=-=-稳∴电池反应CuY 2－＋2e Cu+Y 4－ 的条件电位等于－0.219V 7．298K 时电池 Cu|Cu 2＋(0.0200mol·L －1)‖Fe 2＋(0.200mol·L －1)，Fe 3＋(0.0100mol·L －1)，H ＋(1.00mol·L －1)|Pt (1) 写出该电池的电极反应和总反应。 (2) 标出电极的极性并说明电子和电流流动的方向。
(3) 计算电池的电动势并说明该电池是原电池还是电解池。 (4) 计算平衡时的平衡常数。 解：（1）电极反应： Cu 2＋＋2e Cu （负极） Fe 3++e Fe 2+（正极） 电池反应：2Fe 3++ Cu Cu 2＋+ 2Fe 2+ （2）负极：Cu|Cu 2＋(0.0200mol·L －1)；正极：Fe 2＋(0.200mol·L －1)，Fe 3 ＋ (0.0100mol·L －1)，H ＋(1.00mol·L －1)|Pt 电子流动方向：负极→正极 电流流动方向：正极→负极 （3） 2+ 2+ 2+2+Cu ,Cu θ1Cu ,Cu Cu θCu 2.303lg 0.0592 lg (T=298K)2 0.0592 0.337lg 0.02=0.287(V) 2 RT c zF c ???=+=+=+ 3+3+2+ 2+3+3+2+ 2+ 0' Fe 2Fe ,Fe Fe 0' Fe Fe ,Fe Fe 2.303lg 0.0592lg (T=298K)0.01 0.70.0592lg =0.623(V)0.2 c RT nF c c c ?? ? =+=+=+ 210.6230.2870.336(V)0E ??=-=-=> ∴该电池是原电池 （4）电池反应：2Fe 3++ Cu Cu 2＋+ 2Fe 2+的能斯特方程为： 2+2+3+2 θθθCu Fe 2Fe 0.05920.0592 lg lg c c E E E K z c z =-=- 当电池反应达到平衡时，E ＝0，则
第二章 机构的结构分析要点
第一章绪论 1 何谓机器，何谓机构？它们有什么区别与联系？ 2 参照内燃机的机构分析，试对机械手进行分解，说明它是由哪些机构组成的。 3 举例说明什么是构件、零件？ 第二章机构的结构分析 1 什么是运动副、运动副元素、运动链？运动副是如何分类的？ 2 何谓“高副”和“低副”？在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束？ 3 机构具有确定运动的条件是什么？ 4 既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机械中为什么又常常存在虚约束？ 5 杆组具有什么特点？如何确定机构的级别？选择不同的原动件对机构的级别有无影响？ 6 图所示机构在组成上是否合理？指出其错误所在，并针对错误处更改局部运动副和构件，使之成为合理的机构。 7 计算图示平面机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，在进行高副低代后，分析机构级别。 8 计算图所示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，应予以指出，并进行高副低代，确定该机构的级别。 9试计算图所示凸轮-连杆组合机构的自由度。
10 在图所示机构中，AB EF CD,试计算其自由度。 11试计算图所示齿轮-连杆组合机构的自由度。 12试计算图所示齿轮-连杆组合机构的自由度。 13 试确定图所示机构的自由度；并将其中的高副换成低副，确定机构所含的杆组合机构的级别（当取凸轮为原动件时）。
14计算图示机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这次机构的基本杆组及杆组的级别 15计算图示机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这次机构的基本杆组及杆组的级别 16根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？ 17计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。 A D E C H G F I B K 1 2 3 4 5 6 78 9 18计算图示各机构的自由度。 19计算图示各机构的自由度。
仪器分析作业参考答案
第二章 电化学分析法 6.计算[OH –] = 0.05 mol/L ，p(O2)=1.0×103 Pa 时，氧电极的电极电势，已知O2 +2H2O+4e= 4OH –，φθ=0.40 V 。 解：根据能斯特方程 ()ln (Re )RT a Ox nF a d θ??=+ 代入数据计算得?=0.438V 7. 试从有关电对的电极电势，如?θ（Sn2+/Sn ）、?θ（Sn4+/Sn2+）及?θ（O2/H2O ），说明为什么常在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化？ 答：?θ值较大的电对中的氧化态物质能和?θ值较小的电对中的还原态物质反应。所以在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化\ 11. 下述电池中溶液，pH = 9.18时，测得电动势为0.418 V ，若换一个未知溶液,测得电动势为0.312 V ，计算未知溶液的pH 值 玻璃电极 ) (H x s a a 或+饱和甘汞电极 答：根据pH 的实用定义公 式: F /RT .E E 3032s x pHs pHx -+ =, 代入数据得PH=7.39 12. 将ClO4－离子选择性电极插入50.00 mL 某高氯酸盐待测溶液，与饱和甘汞电极(为负极)组成电池，测得电动势为358.7 mV ；加入 1.00 mL 、0.0500 mol ／L NaClO4标准溶液后，电动势变成346.1 mV 。求待测溶液中ClO4－浓度。 答：根据 /0.059(101)s s x n E x c V c V ±?= -，代入数据 Cx=1.50?10-3mol/L 第五章 气相色谱分析法 6.当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么? 答:(1)保留时间延长,峰形变宽； (2)保留时间缩短,峰形变窄； (3)保留时间延长,峰形变宽； (4)保留时间缩短,峰形变窄。 11. 分析某种试样时，两个组分的相对保留值r21=1.11, 柱的有效塔板高度H=1mm ，需要多长的色谱柱才能完全分离？ 解：根据公式 21212121 11(()r r R r r --= 得L=3.67 m
仪器分析习题解答
北京化工大学 仪器分析习题解答 董慧茹编 2005年2月
第二章 电化学分析法习题解答 25. 解： pHs = 4.00 , Es = 0.209V pHx = pHs ＋059 .0Es Ex - (1) pHx 1 = 4.00 + 059.0209 .0312.0- = 5.75 (2) pHx 2 = 4.00 ＋059 .0209 .0088.0- = 1.95 (3) pHx 3 = 4.00 ＋059 .0209 .0017.0-- = 0.17 26. 解： [HA] = 0.01mol/L , E = 0.518V [A -] = 0.01mol/L , ΦSCE = 0.2438V E = ΦSCE － Φ2H+/H2 0.518 = 0.2438 － 0.059 lg[H +] [H +] = k a ][] [- A HA = 01.001.0k a 0.518 = 0.2438 － 0.059 lg 01 .001 .0k a lg k a = - 4.647 k a = 2.25×10-5 27. 解： 2Ag + + CrO - 24 = Ag 2CrO 4 [Ag +]2 = ] [24- CrO Ksp
Ag CrO Ag SCE E /42φφ-= - 0.285 = 0.2438 - [0.799 + 2 24)] [lg(2059.0-CrO Ksp ] ][lg 24-CrO Ksp = - 9.16 , ] [24- CrO Ksp = 6.93×10-10 [CrO - 24 ] = 10 1210 93.6101.1--?? = 1.59×10-3 (mol/L) 28. 解：pBr = 3 , a Br- = 10-3mol/L pCl = 1 , a Cl- = 10-1mol/L 百分误差 = - - --?Br Cl Cl Br a a K ,×100 = 3 1 31010106---??×100 = 60 因为干扰离子Cl -的存在，使测定的a Br- 变为： a -Br = a -Br ＋K --Cl Br .×a -Cl = 10-3＋6×10-3×10-1=1.6×10-3 即a -Br 由10-3mol/L 变为1.6×10-3mol/L 相差3.0 - 2.8 = 0.2 pBr 单位 29. 解：
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第七章电化学分析导论 第一节电化学分析法概述（generalization of electro-chemical analysis） 1、什么是电化学分析 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学。 2、电化学分析法的重要特征 （1）直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量，在溶液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、确定参与反应的化学物质的量。 （2）依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法：如电位、电导分析法； （3）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。 3、电化学分析法的特点 （1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。 （2）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。 （3）应用广泛 传统电化学分析：无机离子的分析； 测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析；药物分析； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。 4、电化学分析的学习方法 电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。 共性问题： 溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说，溶液产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。 个性问题： （1）电位分析：离子选择电极与膜电位 （2）电流滴定：电解产生滴定剂 （3）极谱分析：浓差极化 重点掌握：原理、特点与应用 5、电化学分析的学习参考资料 （1）《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986 （2）《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993 （3）《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，1995 （4）《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991 二、电化学分析法的类别 classification of electrochemical analytical methods 电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
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仪器分析复习题(电化学) 一、问答题 1、单扫描极谱法和循环伏安法在原理上有何异同点？ 1、答：循环伏安法和单扫描极谱法都是利用产生的伏一妥曲线进行分析的一种方法，测童池 均为电解池，循环伏安法和单扫描极谱法一般都采用的是三电极系统。循环伏安法以固体电极为工作电极，如玻碳电极，悬汞电极，汞膜电极等，单扫描极谱法以滴汞电极为工作电 极，它们一般都以饱和甘汞电极为参比电极，餡电极为对电极。 单担描极谱法在分析中采用锯齿波形加压的方法，在每一滴汞上，前5秒弊止富集，后2秒加极化电压，在一滴汞上测得一个*形伏----------------- 曲线，获得一个数据, 分辨率(△EMSO?50mV)和灵?C<(1X10_7mol/L)相对较高，分析时间短，峰电流ip二k z C;峰电位为0pc=<|)i/2 -1.11RT/nFo 循环伏安法在分析中施加的是三角波电压，它同时可以得到阳极波(或阳极支) 和阴极波(或阴极支)，它们的*电位分别为：d)pa=0i/2 +1.11RT/nF和<|)pc二帕力-1.11RT/nF;半电流为土ip = kC;循环伏妥法更多的用于电极反应机理的研究和氧化还原波可逆性的判斷。 它们的工作电都是极化电极，具有小的电极表面积和大的电流密度。 2、产生浓差极化的条件是什么？ 2、答：当电流通过电极与涪液界面时，如果电极电位对其平衡值发生了偏差，这种现象称为 极化现象。 当电解进行时，由于电极表面附近的一部分金属离子在电极上发生反应、沉积，而溶液中的金属离子又来不及扩散到电极表面附近，因而造成电极表面附近的金属离子浓度远低于整体浓度，电极电位又取决于电极表面附近的金属离子浓度，所以电解时的电极电位就不等于它的平衡电位，两者之间存在偏差，这种现象称为浓差极化。 3、什么是pA(pH)的实用定义 3、答：在电位分析法中，离子选择性电极的定量基础是能斯特方程式，既： E&K 土RT/nF In a ; +表示阳离子，一表示阴离子；常数项K包括内参比电极电位，膜内相间电位，不对称电位，测童时还有外参比电极电位，液接电位等，这些变量是无法准确测童的，因此，不能用测的得E屈去直接计算活度a值，而必须与标准溶液比较才能消除K 的彩响，得到准确的分析结果，为此，pH值通常定义为与试液(pHx)和标准溶液(pHs)之间电动势差(2\E)有关的函数关系如：pHx = pHs+(Ex — Es)F/RTIn1O ;同样适用于其它离子选择性电极的测量，如： pAx = pAs±Z(Ex-Es)F/RTIn1O;被称为pA(pH)的实用定义。 4、极谱法和单扫描极谱法有何异同点？ 4、答：普通极谱法和单扫描极谱法都是以滴汞电极为工作电极，利用产生的伏——曲线进行分析的一种方法，测量池均为电解池。 普通极谱法采用的是两电极系统，滴汞电极为工作电极，大面积饱和甘汞电极为参比电极； 单扫描极谱法采用的是三电极系统，滴汞电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极, 舖电极为对电极； 普通极谱法在分析中采用匀速加压的方法，在许多滴汞上测得一个伏一安曲线，获得一个数据,分辨率(△EM0.25V)和灵敏度(IXKTmol/L)相对较低，分析时间相对较长, 极限平均扩散电流id = kC；半波电位＜D“为它的定性分析的参数。 单扫描极谱法在分析中采用锯齿波形加压的方法，在每一滴汞上，前5秒静止富集，后2秒加
第二章机构的结构分析要点
第一章绪论 1何谓机器，何谓机构？它们有什么区别与联系？ 2参照内燃机的机构分析，试对机械手进行分解，说明它是由哪些机构组成的。 3举例说明什么是构件、零件？ 第二章机构的结构分析 1什么是运动副、运动副元素、运动链？运动副是如何分类的？ 2何谓"高副”和"低副”？在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束？ 3机构具有确定运动的条件是什么？ 4既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机械中为什么又常常存在虚约束？ 5杆组具有什么特点？如何确定机构的级别？选择不同的原动件对机构的级别有无影响？ 6图所示机构在组成上是否合理？指出其错误所在，并针对错误处更改局部运动副和构件，使之成为合理 的机构。 9试计算图所示凸轮-连杆组合机构的自由度。 7计算图示平面机构的自由度 , 指出复合铰链、局部自由度和虚约束， 在进行咼副低代后， 分析机构级别。 8计算图所示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，应予以指出, 并进行高副低代，确 定该机构的级别。
11试计算图所示齿轮-连杆组合机构的自由度。 12试计算图所示齿轮-连杆组合机构的自由度。 13试确定图所示机构的自由度；并将其中的高副换成低副，确定机构所含的杆组合机构的级别（当取凸 轮为原动件时）。 10在图所示机构中 , AB^EF -CD,试计算其自由度。
14计算图示机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这次机构的基本杆组及杆组的级别 16根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有 箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？ 17计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。 18计算图示各机构的自由度。 19 计算图示各机构的自由度。15计算图示机构的自由度,
第二章 机构的结构分析分析
第二章机构的结构分析 §2-1 机构结构分析的内容及目的 1、研究机构的组成及其具有确定运动的条件 目的是弄清机构包含哪几个部分，各部分如何相联，以及怎样的结构才能保证机构中各构件具有确定的相对运动。 2、按结构特点对机构进行分类 不同的机构有各自的特点，把各种机构按结构加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。 3、绘制机构运动简图 研究机构特性的工具。 4.研究机构的组成原理 研究按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。 §2-2 机构的组成 一、构件与运动副 1、构件(Link) －独立的运动单元。 零件(part)－独立的制造单元，如齿轮。 如图2—1，连杆是由多个零件组成，即一个构件可是一个零件，也可是由多个构件组成的。 2、运动副 运动副－两个构件直接接触组成的能产生某些相对运动的联接。 三个条件，缺一不可，如图2—2所示。 a)两个构件、 b) 直接接触、 c) 有相对运动 运动副元素—直接接触的部分（点、线、面） 图2—2运动副例如：滚动轴承（图2—3）、齿轮齿廓（图2—4）、活塞与缸套（图
2—5）等。 图2—3滑动轴承图2—4齿轮齿廓图2—5活塞与缸套二、运动副的分类： 1．按引入的约束数分类： I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副如图2—6所示。 图2—6按引入的约束数对运动副分类 2．按相对运动范围分类： 平面运动副－平面运动， 空间运动副－空间运动。
例如：球铰链（图2—7）、拉杆天线、螺旋（图2—8）、动物关节。 图2—7球铰链图2—8螺旋 平面机构－全部由平面运动副组成的机构，如图2—9。 空间机构－至少含有一个空间运动副的机构如图2—10。 3．按运动副元素分类： ①高副—点、线接触（应力高），例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等，如图2—11所示。 图2—11高副 ②低副—面接触，应力低，例如：转动副（回转副）通过柱面接触、 移动副通过平面接触，如图2—12所示。 常用构件和运动副的表示符号如下： 图2—12低副图2—9平面机构图2—10空间机构
最新电化学分析法(最全)
电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 ?基本原理 在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：
第四章电化学分析法
第四章 电化学分析法 基本要求 1．了解玻璃电极的构造，掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2．掌握溶液的pH 值的测定方法。 PH x = PH s + 059 .0S x E E - 3．了解常见离子选择性电极的种类，掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法 膜=K+0.059lg (a i +a j ?K ij ) K ij = j i a a 利用K ij 估量某种干扰离子对测定造成的误差 相对误差= K ij 100)(?i n n j a a j i 4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法，计算溶液的离子浓度。 （1） 组成原电池 甘汞电极‖试液‖离子选择性电极 （2） 比较法测定离子浓度 阳离子：s E E s x s x c c )(10-?= 阴离子：s E E s x x S c c )(10-?= s = nF RT 303.2 （3） 标准加入法测定离子活度 1)110 (-??-=s E x c c 0V c V c s s = ? nF RT s 303.2= 5．掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 V b a a V V ep ?-+ = 6．掌握永停滴定确定终点的方法。 典型例题解析 例1．当下列电池中溶液是pH=4的缓冲溶液时,电池电动势为0.209V 玻璃电极H + (a=x)‖SCN 当缓冲溶液由未知溶液代替时,测得电池电动势为0.312V,计算未知溶液的pH 值。 解：设标准pH 缓冲溶液为s ，待测溶液为x 。则
pH x =pH s + 059 .0s x E E - =4.00+ 059 .0209 .0312.0-=5.75 例2．用氯离子选择性电极测定果汁中氯化物含量时，在100ml 的果汁中测得电动势为-26.8mv ，加入1.00mL0.500mol/L 经酸化得NaCl 溶液，测得电动势为-54.2mv ，计算果汁中氯化物的浓度？ 解：已知：L mol C s /500.0= ml V s 00.1= ml V x 100= mV E 8.261-= mV E 2.542-= 根据式=x C x S E s x s s V V V V C -+= ?10)( = 100 10)00.1100(500 .000.1059.00274.0-+?-=0.00499 0.531=2.59mol/L 10 3 -? 例3．用0.1052 mol/LNaOH 标准溶液电位滴定含25.00mlHCl 溶液,用玻璃电极作指示 计算：（1）用二阶微商计算法确定滴定终点体积； （2）计算HCl 溶液浓度。 解：（1）用滴定终点附近的几组数据，求出2 E ／V 2正负号改变前后的数值。 则：
平面机构的结构分析
第二章平面机构的结构分析 １．填空题： （1）机构具有确定运动的条件是；根据机构的组成原理，任何机构都可看成是由和组成的。 （2）由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。 （3）零件是机器中的单元体；构件是机构中的单元体。 （4）构件的自由度是指；机构的自由度是指。 （5）在平面机构中若引入一个高副将引入个约束，而引入一个低副将引入个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 （6）一种相同的机构组成不同的机器。 Ａ.可以 B.不可以 （7）Ⅲ级杆组应由组成。 A.三个构件和六个低副； B．四个构件和六个低副； C.二个构件和三个低副。 （8）内燃机中的连杆属于。 A．机器 B.机构 C.构件 （9）有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于。 A .0 B.1 C.2 （10）图1.10所示的四个分图中，图所示构件系统是不能运动的。 2．画出图1.11所示机构的运动简图。
3．图1.12所示为一机构的初拟设计方案。试求： （1）计算其自由度，分析其设计是否合理?如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。 （2）如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 4．计算图1.13所示机构的自由度，判断是否有确定运动；若不能，试绘出改进后的机构简图。修改的原动件仍为AC杆（图中有箭头的构件）。 5．计算图1.14所示机构的自由度。 6．计算图1.15所示机构的自由度。
7．计算图1.16所示机构的自由度。 8．判断图1.17所示各图是否为机构。 9．计算图1.18所示机构的自由度。 10．计算图1.19所示机构的自由度。 11．计算图1.20所示机构的自由度。已知CD=CE=FE=FD，且导路H,J共线，L和G共线，H，J的方向和L，G 的方向垂直。机构中若有局部自由度，虚约束或复合铰链，应指出。
第四章电化学加工
第四章电化学加工 1．从原理和机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术？原则上要采用哪些措施才能实现？ 答：由于电化学加工从机理上看，是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换，使之在电解液中“阳极溶解”而被去除来实现加工的，可以控制微量、极薄层“切削”去除。因此，电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。但是真的要实现它，从技术上讲还有相当难度。主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积，只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。但是由于它们的影响因素太多，如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等，故综合控制起来还很不容易。 2．为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？ 答：从电化学过程来说，凡是反应过程中原子失去电子成为正离子（溶入溶液）的，称为氧化，反之，溶液中的正离子得到电子成为中性原子（沉积在阴极上）的称为还原，即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。例如在精炼电解铜的时候，在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下，失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2 溶液，而溶液中的Cu2+正离子在阴极上，得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。 3．原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极，与电解加工中的阳极和阴极有何区别？两者的电流（或电子流）方向有何区别？ 答：原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极，一般都是较不活泼的金属或导电体，而其负极，则为较活泼的金属。例如干电池，正极为不活泼的石墨（碳）棒，负极为活泼金属锌，蓄电池的正极是不活泼的铅。金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。两种活泼程度不同的金属（导电体）在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差，电位较正的称为“正极”，流出电流（流入电子流），电位较低的流入电流（流出电子流）。电解加工时人为地外部加以电源，接电源正极称阳极，接电源负极的称阴极，阳极表面流出电流（流入电子流），阴极表面流入电流（流出电子流），两者的方向仍一致，见图4-1。
2机构的结构分析习题
第二章机构的结构分析作业 学号姓名 一、填空题 1.组成机构的要素是和。 2.从机构结构观点来看，任何机构都是由、、 三部分组成。 3.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为副，它产生个约束，而 保留了个自由度。 4.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 5.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 6.在右图所示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构。 二、选择题 1.一种相同的机构组成不同的机器。 A可以B不能 2.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生任何相对运动。 A可以B不能 3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一 个平面机构，则其自由度等于。 A0B1C2 4.原动件的自由度应为。 A-1B1C0 5.基本杆组的自由度应为。 A-1B1C0 6.高副低代中的虚拟构件及其运动副的自由度应为。 A-1B+1 C0D6
7.在机构中原动件数目机构自由度时，该机构具有确定的运动。 A小于B等于C大于 8.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会。 A增多B减少C不变 9.构件运动确定的条件是。 A自由度大于1B自由度大于零C自由度等于原动件数 10.渐开线齿轮机构的高副低代机构是一铰链四杆机构，在齿轮传动过程中，该四杆机构的。 A两连架杆的长度是变化的B连杆长度是变化的 C所有杆件的长度均变化D所有杆件的长度均不变 三、计算分析题 1.请你画出一把直柄雨伞的机构运动简图。 2.请画出下列机构的运动简图，并计算其自由度。
机构的结构分析
第二章机构的结构分析 教学目的：（1）明确构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念； （2）能绘制简单机械的机构运动简图； （3）掌握平面机构的自由度计算，并判断其具有确定运动的条件； （4）了解平面机构的组成原理。 课时安排：4h 重点难点：重点—平面机构自由度计算；难点—绘制机构运动简图、自由度计算时注意事项的处理。 §2-1 机构结构分析的内容及目的 1．研究机构的组成及其具有确定运动的条件 目的是弄清机构包含哪几个部分，各部分如何相联，以及怎样的结构才能保证机构中各构件具有确定的相对运动。 2．按结构特点对机构进行分类 不同的机构有各自的特点，把各种机构按结构加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。 3．绘制机构运动简图 研究机构特性的工具。 4．研究机构的组成原理 研究按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。 §2-2 机构的组成 一、构件 从制造加工角度：机械由零件组成。零件——制造单元体 从运动功能角度：机械由机构组成，而机构由构件组成。构件——独立运动的单元体 注意：构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接。 二、运动副 1．定义：指两构件直接接触并能产生相对运动的联接。 2．运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的部分。 3．构件的自由度：指一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度，作平面运动时有3个自由度。 4．约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。运动副引入的约束数最多为5个。 5．运动副分类 1）按运动副相对运动形式分 转动副、移动副、螺旋副、球面副等 2）按运动副引入的约束数分 Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副 3）按运动副接触形式分 低副：两构件通过面接触而构成的运动副统称为低副；