液压与气压传动（第二版）第一章课件

液压与气压传动 精品课件 目录及学时分配目录及学时分配 第一章 绪论 （2学时） 第二章 液压与气压传动流体力学基础（2学时） 第三章 液压与气压传动动力元件 （4学时） 第四章 液压与气压传动执行元件 （2学时） 第五章 液压与气压传动控制调节元件（4学时） 第六章 液压与气压传动系统辅助元件（自学） 第七章 液压与气压传动回路 （3学时） 第八章 典型液压与气压传动系统 （0. 5学时） 第九章 液压与气压传动系统的设计与计算 （0.5学时） 第一章第一章 绪论绪论 一、传动类型； 二、液压传动系统的工作原理和组成； 三、液压传动系统的优缺点及应用； 四、液压传动工作介质的性质和选择； 五、液压传动工作介质的污染原因。 六、本课程的内容及要求 复习题及作业 第一章 绪论 一部完整的机器由原动机、传动部分、控制部分和工作机构等 组成。传动部分是一个中间环节，它的作用是把原动机（电动机、 内燃机等）的输出功率，即负载所需的转矩(或力）和转速（或速 度）传递给工作机构。 一、传动类型： 1.机械传动 由齿轮、轴、丝杠螺母、 曲柄连杆、带等传动件组 成的传动 。如齿轮、皮带 等传动。 2.电力传动 利用电能来进行能量 传递的工作方式。 3.液体 传动 以液体 作为工 作介质 利用液体的压力 能传递能量。 液压传动 液力传动 利用液体的动 能传递能量。 液力传动 4.气压传动 气体为工作介质 ，利用气体压力 能传递能量 。 5.复合传动 是机械传动、电力传动 、液体传动、气体传动 等传动类型的组合。 上图的齿轮缸是由液压传动和机械传动组成的复合传动，其中 液压油推动柱塞在缸中作直线往复运动，柱塞上的齿条和一个 齿轮轴相啮合，从而输出一个摆动的力矩。 二、液压传动系统组成及工作原理 1.工作原理： 例1.液压千斤顶 例2.驱动机床工作台的液压传动系统 能源装置 执行装置 控制调节装置 辅助装置 工作介质 驱动机床工作台的液压传动系统 工作原理： 活塞快速右移 活塞快速左移 活塞慢速右移 活塞慢速左移 溢流阀溢流 泵卸荷 活塞快速右移 活塞快速左移 活塞慢速右移 活塞慢速左移 溢流阀溢流 泵卸荷 结论：p3 液压与气压传动分别是以液体和气体作为 工作介质，进行能量传递和转换的； 液压与气压传动分别是以液体和气体的压 力能传递动力和运动的； 液压与气压传动的工作介质是在受控制、 受调节的状态下进行工作的。 能源装置机械能转化成液压能泵 控制调节 装置 控制油液的流动方向、调节 压力和流量 各种阀 执行装置液压能转化成机械能缸、马达 辅助装置辅助作用 滤油器、油箱 、密封件、管 件等 2.液压传动系统组成几各自作用p3 工作介质液压油用来传递动力和信号 三、液压传动的图形符号p6 用半结构式图形绘制原理图 时直观性强，容易理解，但 绘制起来比较麻烦， 用图形符号绘制系统原理图时，图 中的符号只表示元（辅）件的功能 、操作（控制）方式及外部连接口 ，不表示元（辅）件的具体结构和 参数，也不表示连接口的实际位置 和元（辅）件的安装位置。 四、液压传动的优缺点及应用 优点： 1、在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力 ，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重 量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度 ，力密度在这里指工作压力。 2、液压装置容易做到对速度的无级调节，而且调 速范围大，对速度的调节还可以在工作过程中进行。 3、液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频 繁换向。 4、 液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑 ，使用寿命长。 5、 液压装置易于实现自动化，可以很方便地 对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制， 并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结 合起来，实现复杂的运动和操作。 6、液压元件易于实现系列化、标准化和通用化 ，便于设计、制造和推广使用。 1、由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使 这种传动无法保证严格的传动比。 2、液压传动有较多的能量损失（泄漏损失、压 力损失等），因此，传动效率相对低。 3、液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较 高或较低的温度下工作。 4、液压传动当出现故障时不易找出原因。 缺点： 应用: 液压与气压传动，又称液压气动技术，是 机械设备中发展速度最快的技术之一，特别 是近年来，随着机电一体化的发展，与微电 子、计算机技术想结合，液压与气压传动进 入一个新的发展阶段。 课下自学课本p5-p6，了解液压与气压传 动的现状与发展。 液压传动在汽车上的应用举例： 现代汽车的发展向着驾驶方便、运行平稳、乘 用舒适、安全可靠、节能环保的方向发展，液压与 气压传动的技术特点与之相适应，因此得到越来越 多的应用。如：电控液力自动变速器、电控悬架装 置、电控防抱死系统、液压或气压式转向助力装置 、自卸汽车举升机构、发动机燃料供给、机械润滑 系统等。 引申举例：发动机液压驱动风扇冷却系统（科研课题） 目前发动机冷却风扇的驱动方式及不足 液压驱动风扇冷却系统工作原理 五、液压传动工作介质的性质及选择 液 压 工 作 介 质 种 类 液 压 工 作 介 质 的 性 质 液压油液的可压缩性对液 压传动系统的动态性能影响 较大,但当液压传动系统在静 态(稳态)下工作时,一般不予 考虑. （p8 ） 粘性 液体在外力作用下流动或有流动趋势时 ，液体内 分子间的内聚力要阻止液体分子间的相对运动，由 此产生一种内摩擦力，这种现象被称为液体的粘性 。 液体的粘性示意图 =du/dy （1-5） 牛顿的液体内摩擦定律。 液体在静止状态 下不呈现粘性 液体粘性用粘度来表示。常用的液体粘度表示方 法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。 （1）动力粘度（绝对） 单位为Pas（帕秒）。 物理意义：液体在单位速度梯度下流动或有流 动趋势时 ，相接触的液层间单 位面积上产生的内 摩擦力。 （2）运动粘度 单位为m2/s =/ （1-7） 没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到 。 我国液压油的牌号就是用它在温度为40时的运动 粘度（厘斯）平均值来表示的。例如32号液压油，就 是指这种油在40时的运动粘度平均值为32 mm2 /s。 （3）相对粘度（条件粘度） 是按一定的测量条件制定的。 粘温特性 对液压工作介质的要求 合适的粘度，润滑性能好，具有较好的粘温特性 ； 质地纯净、杂质少，并对金属和密封件有良好的 相容性； 对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性； 抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小； 体积膨胀系数小，比热容大，流动点和凝固点低 ，闪点和燃点高； 对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜 。 液压油液的选择p11 选择液压油液类型 在选择液压油液类型时，主要是考虑液压系 统的工作环境和工作条件，若系统靠近300 以上的高 温表面热源或有明火场所，要选择难 燃型液压油或液 压液。其中对液压油液用量大的液压系统建议选用乳 化型液压液；用量小的选用合成型液压液。当选用了 矿物油型液压油后，首选的是专用液压油；在受到某 些限制或对简单 液压系统，也可选用普通液压油或汽 轮机油。 选择液压油液的粘度 对液压系统所使用的液压油液来说，首先 要考虑的是粘度。粘度太大，液流的压力损失和发热 大，使系统的效率降低；粘度太小，泄漏增大，也会 使液压系统的效率降低。因此，应选择使系统能正常 、高效和可靠工作的油液粘度。 汽车自动变速器所选用的液压油，其工作温度一 般为50-80，工作压力一般为0.5-1.0MPa。且往往 添加抗氧化剂、抗磨剂等。 在液压系统中，液压泵的工作条件最为严峻。它不但压力 大、转速和温度高，而且液压油液被泵吸入和被泵压出时要受 到剪切作用，所以一般根据液压泵的要求来确定液压油液的粘 度。同时，因油温对油液的粘度影响极大，而且还会分解出不 利于使用的成分，或因过量的汽化而使液压泵吸空，无法正常 工作。所以，应根据具体情况控制油温，使泵和系统在油液的 最佳粘度范围内工作。对各种不同的液压泵，推荐粘度范围及 用油见下表。 六、液压传动工作介质的污染原因及控制 工作介质污染原因： 残留物污染 侵入物污染 生成物污染 污染控制 ： 减少外来污染 滤除系统产生的杂质 控制液压油液的温度 定期检查更换液压油 七、本课程的内容及建议： 1.从实际工作接触中找出液压与气压传动使用的例 子，观察其工作过程，结合教材中的讲解，理解 液压与气压传动系统的工作原理、工作必要条件 、 组成、能量传递、转换和工作特点； 2. 从与机械加工、装配、工作环境等方面了解液压 与气压传动工作介质