液压传动概述01.

1大作业目的：在本课程开始和结束后，对所给题目的设计思路、方法与能力进行对比。成绩占平时成绩的30%。要求：（1）每生任选一题，第一次设计于本课程开课三周内交，方法可以用已学知识或自学的本课程知识或其它知识进行；第二次设计要求用本课程所学知识完成。（2）学生也可以自由组合团队，共同完成所选择的题目，但每组不得超过3人，且每个成员应有明确的分工。（3）完成设计说明书1份，主要内容包括：（1）设计基本思路（想法）；（2）设计图及相关说明（如用计算机绘制最好）；（3）基本计算与校核；（4）实现要求动作的控制方法-即策略；每题目的具体要求参照各题要求。2第一题：客车门开闭机构客车门开启和关闭，为方便起见，在司机位和售票员位都要能控制。（1）通过在车上观察比较目前客车门使用的开启和关闭的主要方法优缺点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；（4）给出控制策略。3第二题：工业夹紧机构图示为工业上的夹紧机构，为了避免损坏工件，夹紧时应缓慢夹紧，松开工件时则速度保持不变。（1）通过阅读文献，比较目前工业上使用的主要夹紧装置类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等。（4）给出控制策略。4第三题：小型起吊机构图示为工业上的吊装装置，可把不同重量的工具吊装到机器上，为了工作安全放下工具时速度不能过快，需要控制下落速度。（1）通过阅读文献，比较目前工业上使用的小型起吊装置类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等。（4）给出控制策略。5第四题：工业胶粘机构图示为一工业胶粘机构，拉杆伸出将图形或字母粘贴在塑料板上，根据材料的区别需要有调整压紧力能力，考虑胶带移动速度与拉杆上下频率关系。（1）通过阅读文献，比较目前工业胶粘机构类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；（4）给出控制策略。6第五题：震荡器机构图示为一工业应用中的颜料混合震荡器，设计震荡机构，要求震荡均匀。（1）通过阅读文献，比较目前工业应用中的颜料混合震荡器机构类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；（4）给出控制策略。7第六题：导线铝管压结机构图示为导线铝管压结施工图，它将导线与铝管通过机械力连接在一起，是导线施工的重要连接工具，机构缓慢压紧线管，并保持一定时间后，快速松开。（1）通过阅读文献，比较目前线路施工中导线铝管压结机构类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；（4）给出控制策略。8第七题：千斤顶千斤顶广泛应用于重物的提升，要求省力、同等输入力的条件下出力大、自锁性能好、使用稳定、携带方便等。（1）通过阅读文献，比较目前线手动千斤顶的类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；（4）说明控制策略。9第八题：低速行走机构要求按回转轮几转/分的速度行走（回转），动力来源于电机或内燃机械。（1）通过阅读文献，比较目前低速行走机构类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；10第九题：自选题要求：以小型回转、直线、摆动、振动等机构为例，要有明确的工业或活动目的，根据下列要求完成设计。（1）通过阅读文献，比较所考虑机构的类型和特点，确定自己选方法的理由；（2）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；（4）需要对动作进行控制的应有控制策略。1112力学转换13HydraulicDriveandControl液压传动与控制主讲教师：赵新泽Office:M-2515Email:[e-mail](O)Tel:[phone]Mobile:[phone]QQ：505158460助课教师：王磊；汪坤Office:M-2502Mobile:[phone]QQ：406659255114290044614主要参考书：工程流体力学/盛敬超编.机械工业出版社,1988新型液压元件及系统集成技术/袁子荣等编著.机械工业出版社,2011液压与气动技术/辛连学，李海金主编.北京航空航天大学出版社,2010液压与气压传动/陈奎生主编.武汉理工大学出版社,2004主要期刊：机床与液压、液压与气动、中国机械工程、机械工程学报使用教材：赵新泽主编．液压传动基础．华中科技大学出版社(2012)15学习要求学习时间上课42学时。周一：3-4节（2-14W）；周五：5-6节（2-13W）；实验6学时（课外，自行安排，其中2个设计型实验）地点：C－1415考核方式课程成绩＝考试（闭卷）×70％＋平时成绩（作业、到课）×20％＋实验成绩×10％16本章掌握主要内容为：①液压传动的定义；②液压传动的工作原理及系统构成；③液压传动的优缺点；④液压传动常规应用。第1章液压传动概述17学习要求①掌握液压传动的基本概念；②深入了解液压传动的的两个重要特性；③掌握液压传动系统的组成及各部分的作用；④了解液压系统职能符号图；⑤基本了解液压传动技术及其在水电机械装备中应用。181.1液压传动的工作原理及其组成部分1.1.1液压传动的定义一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、工作机（含辅助装置）组成。◆传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。◆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。它包括液压传动、液力传动和气压传动。◆液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。◆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。19液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。？那么，到底什么是液压传动呢？电子是神经，液压是肌肉，机械是骨头。20如图所示的系统中，有两个不同直径的液压缸2和4，且缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞1和5。假设活塞在缸内自由滑动(无摩擦力)，且液体不会通过配合面产生泄漏。缸2、4下腔用一管道3连通，其中充满液体。这些液体是密封在缸内壁、活塞和管道组成的容积中的。-构成密封容器3管道2泵4缸152421这个系统能做什么？？一是传递力：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。3管道2泵4缸152422二是传递运动：由于作用在密封容器内平衡液体表面上的压强(液压力)将均匀地传递到液体中所有各点上，且不改变大小(帕斯卡定律)，这样：当活塞1在力F作用向下运动时，重物将随之上升，说明密封容积中的液体还可以传递运动。3管道2泵4缸152423为什么要用液压传动呢？将能量从机械能转换为液压能，而后又将液压能转换为机械能，何必多此一举呢？几乎所有的机械或机器都需要传动机构。因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求，必须通过中间环节—传动装置进行调节控制。液压传动就是这种调节控制方式中的一种。其它的传动方式有：机械传动（mechanics）:常用零件为齿轮,曲轴,轴,皮带等。气压传动（pneumatics）:常用空气或其它气体为传输介质。电器传动（electrics）:常用零件是电机,可控器,变频器等。24皮带轮传动杠杆传动?齿轮传动链条传动25液压传动又有什么特征？特征1：压力取决于负载为能提升重物W，必须在活塞1上施加主动力F,这时，重物W就是工作的负载。如活塞5上作用W为0：P2=W/A2=0，故F=0，P1=P2=0即：主动力是加不上去的。如活塞5上作用为W：当F足够大时，p1=p2=W/A1。简化模型：缸2、4和活塞5做为一体（被一容器取代）：在活塞1上施加F1后，如果其它有足够的压强，就可以认为工作负载是无穷大的，那么，系统中的液体压力将为：P1=F1/A根据帕斯卡原理，压力P1将在这个封闭的液体间等值传递。泵缸1234A1P15A2P22627特征2：运动速度取决于流量由图可知：活塞1下移h1,液体能量传输，使活塞5上升h2，h1≠h2。不考虑泄露、液体的可压缩性，在Δt时间里从缸2中挤出的液体等于通过管道3挤入液压缸4的体积。即：A1h1=A2h2同除Δt：A1h1/Δt=A2h2/Δt即：A1v1=A2v2流量Q(Flow)：单位时间内从液压缸2中排出的液体体积或挤入液压缸4的体积称为流量Q(Flow)，Q1=Q2=A1h1/Δt=A2h2/Δt=A1v1=A2v2。V1=Q1/A1，在液压系统中执行机构的速度只取决于流量。功率N=Fv=pQ，压力p和流量Q是液压传动中最基本也是最重要的参数满足能量守恒定律。Q15h2v2h12A1A234缸281.1.2液压传动的工作原理及系统构成液压传动系统的工作原理例1：液压千斤顶液压千斤顶常用于顶升重物,如顶起汽车以便拆换轮胎……29液压千斤顶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。其实液压千斤顶是前面讨论过的简化模型的进一步完善，它具有以下一些简化模型所不具备的功能：30play31油缸(执行元件)手动油泵（油源）液压千斤顶的系统中，小缸、小活塞以及单向阀4和7组合在一起，就可以不断从油箱中吸油和将油压入大缸，这个组合体的作用是向系统中提供一定量的压力油液，称为液压泵。大活塞和缸用于带动负载，使之获得所需运动及输出力，这个部分称为执行机构。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。另外，要进行动力传输必须借助液压传动介质。play32例2：磨床工作台液压系统磨床工作台磨床工作时，要求其工作台水平往复运动。实现工作台水平往复运动控制的是一套液压控制系统，如图所示是一台磨床的液压系统结构原理图。33磨床工作台液压系统液压缸液压泵节流阀换向阀油箱1-油箱；2-过滤器；3,12,14-回油管；4-液压泵；5-弹簧；6-钢球；7-溢流阀；8,10-压力油管；9-手动换向阀；11,16-换向手柄；13-节流阀；15-换向阀；17-活塞；18-液压缸；19-工作台磨床工作台[演示]3435液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：动力元件传动介质控制元件辅助元件执行元件36液压传动系统的组成：液压传动是以液体作为工作介质来进行工作的，一个完整的液压传动系统由以下几部分组成：（l）液压泵（动力元件）：是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。（2）执行元件：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。（3）控制元件：包括压力、方向、流量控制阀，是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向阀15即属控制元件。（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、滤油器等为辅助元件。371.1.3液压系统的图形符号磨床图所示的液压系统图是一种半结构式的工作原理图。它直观性强，容易理解，但难于绘制。在实际工作中，除少数特殊情况外，一般都采用液压与气动图形符号（参看附录）来绘制，如右图所示。91087653214play1play238图1.1磨床工作台液压传动系统工作原理91087653214图1.2用图形符号表示的磨床工作台液压系统图l-油箱；2-过滤器；3-液压泵；4-溢流阀；5-手动换向阀；6-节流阀；7-换向间；8-活塞；9-液压缸液压缸液压缸换向阀换向阀节流阀节流阀液压泵液压泵溢流阀溢流阀油箱油箱39图形符号表示元件的功能，而不表示元件的具体结构和参数；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；只反映静止位置或初始位置的工作状