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1、液压与气动技术液压与气动技术机械学院 崔治Mobile：15861970952Email：Office:怀德楼B105教学方法与考核方式教学方法与考核方式教学方法：课堂教学、实验教学、自学、答疑讲座考核方式：期中考试（40%）期末考试（40%）平时成绩（10%）出勤率、作业、课堂提问 实验（10%）课程名称：液压与气动技术课程名称：液压与气动技术教材名称教材名称：许福玲，陈尧明.液压与气压传动.机械工业出版社，2007课程性质：必修、考试课课程性质：必修、考试课教学时数：教学时数：40+S8上课时间：上课时间：周一周一4,周四周四4推荐参考书：推荐参考书：陈尧明，许福玲.液压与气压传动学习指导
2、与习题集.北京：机械工业出版社，2005芮延年.液压与气压传动.苏州大学出版社，2005姜继海等.液压与气压传动.高等教育出版社，2002教学目的和任务：教学目的和任务：通过本课程的学习获得液压与气压传动基础知识，为从事机电一体化产品的设计、制造、调试、使用、维修建立良好的基础。课程的主要任务：课程的主要任务：掌握液压与气压传动的基础知识和基本概念。掌握各种典型液压气动元件的工作原理、特点、应用和选用方法。熟悉各类液压与气压传动基本回路的功用、组成和应用场合。具备阅读液压与气压传动系统图的能力，获得液压与气压传动设备调试、使用和维修分析的初步训练。了解一般专用设备液压传动系统的设计方法。了解液
3、压与气压传动国内外先进技术成果在机械设备中的应用。重点教学内容：重点教学内容：绪论、第一、二、三、四、六章绪论绪论本章主要内容为：1、液压与气压传动的定义2、液压与气压传动的工作原理及特征3、液压与气压传动系统的组成及图形符号4、液压与气压传动的优缺点5、液压与气压传动的发展概况 一、液压与气压传动的定义 1、概述一部完整的机器的组成：机械传动（mechanics）:常用零件为齿轮，轴，皮带等。电气传动（electrics）:常用零件是直流电机，可控硅，交流电机变频器等。流体传动流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。包括：气体传动：以气体为工作介质的流体传动。液体传动：以液
4、体作为工作介质的流体传动。根据工作原理不同又可分为：2、液压传动的定义液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。3、液压控制的定义：液压控制与液压传动的不同之点在于液压控制是一个自动控制系统，具有反馈装置，系统具有较强的抗干扰能力,所以系统输出量的精度高。二、液压与气压传动的工作原理及特征1、工作原理 理论基础帕斯卡原理 图示两个不同直径的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞1和5。缸2、4下腔用一管道3连通，其中充满液体。假设：液体不可压缩；没有泄漏；活塞没有重量，在缸内自由滑动（无摩擦力）。（1）压力比例关系这个系统传递力：这个系统传递力
5、：如果活塞5上有重物W,则当活塞1上施加的F力达到一定大小时，就能阻止重物W下降，这就是说可以利用密封容积中的液体传递力。（1）压力比例关系结论：结论：力与作用面积成正比力与作用面积成正比力的放大关系：力的放大关系：液压传动中，负载是第液压传动中，负载是第一性的，液体压力是第二一性的，液体压力是第二性的，即工作性的，即工作压力取决于压力取决于负载。负载。活塞1下的液体的压力：同理：根据帕斯卡原理：（2）运动关系这个系统传递运动：这个系统传递运动：活塞1在力F作用下向下运动时，重物W随之上升，密封容积中的液体既可以传递力，还可以传递运动。若活塞1向下移动h1，通过液体的能量传输，将使活塞5上升一
6、段距离h2，很显然h1h2。在t时间里移动的液体体积相等。即：A1h1=A2h2 运动速度（或转速）的传递是按照“容积变化相等”的原则进行的。基于此，液压传动又称为“容积式液体传动”。（2）运动关系 单位时间内流过某一通流截面A的流体体积称为流量（FLOW）：结论：运动速度取决于流量，与负载无关。液压传动可以实现无级调速。A1h1=A2h2两边同除t，得：则活塞运动速度：（3）功率关系忽略液体的可压缩性和摩擦，则机械功率守恒：整理，得：液压功率等于液体的流量与压力的乘积：代入力和运动的关系：压力和流量是液压与气压传动中两个最基本的参数。2、液压千斤顶的工作原理 液压千斤顶常用于顶升重物，如顶起
7、汽车以便拆换轮胎等。下图是简化模型的进一步完善，它具备了一些简化模型所不具备的功能：在杠杆上没有作用力时，负载可以停止在任意位置；在液压缸行程范围内，可以将负载提升到任意位置。（1）液压千斤顶的工作过程 杠杆上提至某一高度A1腔压力降低局部真空油在大气压力作用下吸进；杠杆下压至某极限位A1腔压力增大单向阀打开油压入A2腔；循环往复，重物W上移。再添一截止阀返位。液压千斤顶动作动画液压千斤顶图（2）液压千斤顶的工作特点 小缸、小活塞以及单向阀4和7组合在一起，向系统中提供一定量的压力油液，称为液压泵液压泵液压泵液压泵。大活塞和大缸用于带动负载，使之获得所需运动及输出力，这个部分称为执行机构执行机
8、构执行机构执行机构。放油阀门11的启闭决定执行元件是否向下运动，是一个方向控制阀方向控制阀方向控制阀方向控制阀。另外，要进行动力传输必须借助传动介质传动介质传动介质传动介质。（3）液压与气压传动的特征在密闭容积内进行的，容积可变；进行了两次能量转换：泵：Fvpq机械能转变为液压能缸：pqFv液压能转变为机械能，克服负载做功 三、液压与气压传动系统的组成及图形符号 1、磨床工作台液压系统 电机带动液压泵4旋转为系统提供压力油，液压缸18驱动工作台19作往复运动，手动换向阀15控制工作台左右换向，节流阀13与溢流阀7共同作用，调节工作台的运动速度，手动换向阀9可使工作台停止运动时处于卸荷状态，再加
9、上油箱、管道、过滤器等保证了系统正常工作。动作动画2、液压与气压传动系统的组成 从千斤顶和磨床的液压系统组成和工作原理可以看出，液压系统一般有以下几个部分组成：（l）动力元件：将机械能转换成液体压力能的元件。液压泵或空气压缩机。（2）执行元件：把液体的压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件。液压缸或气缸、液压马达或气马达。（3）控制元件：对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件，以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如压力、方向、流量控制阀。（4）辅助元件：上述三个组成部分以外的其它元件，如：管道、管接头、油箱、滤油器、蓄能器、油雾器、消声器等。（5）工作介质：进行能量
10、和信号的传递。2、液压与气压传动系统的组成3、液压系统的图形符号（1）半结构式的工作原理图：它直观性强，容易理解，但难于绘制。（2）图形符号的工作原理图：简单易绘制，保密性强。（3）图形符号的使用规则：GB/T786.11993 a、图形符号只表示元件的职能，不表示元件的具体结构和参数；b、只反映各元件在油路连接上的相互关系，不反映其空间安装位置；c、只反映静止位置或初始位置的工作状态，不反映其变化过程；d、除部分有方向性要求的元件（油箱、压力表）以外，其他元件均可翻转角度绘制；但凡有可调性箭头，一律向右上方450方向不变；e、油路方向改变时，用折线而不用曲线表示，油路交叉用“十”线；f、符号
11、的大小，线条的粗细不影响符号的意义，虚线表示控制油路。四、液压与气压传动的优缺点四、液压与气压传动的优缺点1、主要优点 液压与气压传动与机械传动、电气传动相比有以下主要优点：（1）液压传动突出的优点是能容量大。即在同等功率情况下，液压元件体积小、结构紧凑；（2）工作比较平稳，操纵控制方便，易于实现过载保护和自动化要求；（3）可实现无级调速（调速范围达2000：1），它还可以在运行的过程中进行调速；（4）布置方便灵活；（5）元件属于工业基础件，标准化，系列化和通用化程度较高。2、主要缺点 （1）不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩性和泄漏造成的；（2）传动过程中，能量需要进行两次转换，传
12、动效率较低；流体流动的阻力损失和泄漏较大；（3）易堵塞；（4）工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。（5）液压与气动元件制造精度高，系统工作过程中发生故障不易诊断。五、液压与气压传动的发展概况五、液压与气压传动的发展概况 1、发展史 （1）从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末（1795年）英国制成第一台水压机算起，液压与气压传动已有二三百年的历史。（2）二次世界大战前后，成功地将液压传动装置用于舰艇上的炮塔转位器，其后出现了液压六角车床和磨床（19世纪末的美国），一些通用机床到本世纪30年代使用了液压传动。（3）1952年起我国开始生产液压泵、阀等；19
13、61年12月，江南造船厂建成国内第一台12000吨水压机 （1）正向着高压、高速、大功率、高效、低能耗、低振动、无泄漏、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展；（2）近30年来，由于原子能技术、航空航天技术、控制技术、材料科学、微电子技术等学科的发展，再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门都得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。2、发展方向采用液压与气压传动的程度已成为衡量一个国家工业 水平的重要标志之一。补充作业1、什么叫液压传动？液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？2、液压传动与机械传动（以齿轮传动为例）、电气传动比较有哪些优点？为什么有这些优点？3、试讨论液压传动系统图形符号的特点。