第一章绪论 1、授课日期、班级 2、课题 液压传动概述 3、教学目的要求 掌握液压传动的工作原理及组成,在工程中的运用 4、教学内容要点 液压传动的工作原理及组成:液压传动的优缺点;液压传动的应用:液压传动发 展概况。 5、重点 液压系统的工作原理、液压系统的组成。 6、教学方法和手段 课堂教学为主,充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。 7、主要参考书目和资料 8、课堂教学 8.1复习提问 8.2讲授新课 第一章液压传动概述 、液压传动的定义及工作原理 台完整的机器通常是由原动机、传动机构和工作机三部分组成的。传动机构是在 原动机和工作机间起传递动力作用的中间环节
1 第一章 绪论 1、授课日期、班级 2、课题 液压传动概述 3、教学目的要求 掌握液压传动的工作原理及组成，在工程中的运用 4、教学内容要点 液压传动的工作原理及组成；液压传动的优缺点；液压传动的应用；液压传动发 展概况。 5、重点 液压系统的工作原理、液压系统的组成。 6、教学方法和手段 课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。 7、主要参考书目和资料 8、课堂教学 8.1 复习提问 8.2 讲授新课 第一章 液压传动概述 一、液压传动的定义及工作原理 一台完整的机器通常是由原动机、传动机构和工作机三部分组成的。传动机构是在 原动机和工作机间起传递动力作用的中间环节
机械传动( Mechanics transmission) 电力传动( Electrics transmission) 动力传动 电子传动( Electronics transmission) 液压传动(1 traulic transmission)-压力能 流体传动液力传动( Hydrodynamic transmission)-动能 气压传动( Pneumatics transmission)-压力能 液压传动是指用液体作为工作工作介质、借助于液体的压力能进行能量传递和控制的一种传动形 式 下面通过对液压千斤顶的工作原理来说明 (1)、力比例关系:P F G A A2 基本结论:液压传动的工作压力(即液体的压力)与取决于负载,而与流入的流体多少无关。 (2)、运动关系:V=Ah1=A1h2q= y Ah, A,, A D2 基本结论:活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量,而与流体压力大小无关。 (3)、功率关系:P=F1U1=GU2 P=pAU,= pA,U,= pq 小液压缸 械能一→力翻一→鲍 液压传动装置本质上是能量转换装置,利用液体在密封容积发生变化时产生的压力能来实现运动和 动力的传递。 二、液压传动系统的组成及工程表示 磨床的工作原理
2 − − − 气压传动 压力能 液力传动 动 能 液压传动 压力能 流体传动 电子传动 电力传动 机械传动 动力传动 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Pneumaticstransmission Hytrodynamic transmission Hytraulic transmission Electronics transmission Electrics transmission Mechanics transmission 液压传动是指用液体作为工作工作介质、借助于液体的压力能进行能量传递和控制的一种传动形 式。 下面通过对液压千斤顶的工作原理来说明。 (1)、力比例关系： 1 2 1 A G A F p = = 基本结论：液压传动的工作压力(即液体的压力)与取决于负载，而与流入的流体多少无关。 (2)、运动关系： V = A1h1 = A2h2 1 1 2 2 1 1 2 2 A A t A h t A h t V q = = = = = 基本结论：活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，而与流体压力大小无关。 (3)、功率关系： p = F11 = G2 p = pA11 = pA22 = pq 液压传动装置本质上是能量转换装置，利用液体在密封容积发生变化时产生的压力能来实现运动和 动力的传递。 二、液压传动系统的组成及工程表示 磨床的工作原理
Z12 可以看出,液压系统除了工作介质外,主要由四大部分组成 1、动力元件-液压泵将机械能转换成压力能,给系统提供压力油 2、执行元件-液压缸或液压马达将压力能转换为机械能,推动负载做功 3、控制元件-液压阀对系统中油液的压力、流量和流动方向进行控制和调节 4、辅助元件-其它元件油箱、过滤器、管道、接头、密封件、蓄能器、加热器、冷却器等 图1-3 图1-3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,一般都采用国标GB/T786.1-93所规定的液压与气动图形符号(参 看附录)来绘制,如图1-4所示。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态,不反 映其过渡过程。使用图形符号既便于绘制,又可使液压系统简单明了。 、液压传动的优缺点 1、主要优点:
3 可以看出，液压系统除了工作介质外，主要由四大部分组成 1、动力元件--液压泵__将机械能转换成压力能，给系统提供压力油 2、执行元件--液压缸或液压马达__将压力能转换为机械能，推动负载做功 3、控制元件--液压阀__对系统中油液的压力、流量和流动方向进行控制和调节 4、辅助元件--其它元件__油箱、过滤器、管道、接头、密封件、蓄能器、加热器、冷却器等 图 1-3 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，一般都采用国标 GB／T786.1－93 所规定的液压与气动图形符号(参 看附录)来绘制，如图 1-4 所示。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态，不反 映其过渡过程。 使用图形符号既便于绘制，又可使液压系统简单明了。 三、液压传动的优缺点 1、主要优点：
与机械传动、电气传动相比,液压传动具有以下优点: (1)、能够方便地实现无级调速,调速范围大O (2)、在一定功率下体积较小、重量较轻(与机械、电子传动相比) (3)、工作平稳换向冲击小,便于实现频繁换向 (4)、便于实现过载保护,自润滑,寿命长 (5)、操纵简单,便于实现自动化,易于与数控和智能技术相结合 (6)、实现系列化、标准化和通用化,易于设计制造和推广 2、液压传动的主要缺点 (1)、泄漏和压缩-无法保证严格的传动比 (2)、较多的能量损失(泄漏摩擦损失等),传动效率不高 (3)、对油温变化敏感,不宜在温度很高和很低的环境下工作 (4)、发生故障时不易找出原因 四、液压传动的发展概况 液压传动相对于机械传动来说,它是一门新学科,从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理,18 世纪末英国制成第一台水压机算起,液压传动已有2~3百年的历史,只是由于早期技术水平和生产需 求的不足,液压传动技术没有得到普遍地应用。随着科学技术的不断发展,对传动技术的要求越来越高 液压传动技术自身也在不断发展,特别是在第二次世界大战期间及战后,由于军事及建设需求的刺激, 液压技术日趋成熟 第二次世界大战前后,成功地将液压传动装置用于舰艇炮塔转向器,其后出现了液压六角车床和 磨床,一些通用机床到本世纪30年代才用上了液压传动。第二次世界大战期间,在兵器上采用了功率 大、反应快、动作准的液压传动和控制装置,它大大提高了兵器的性能,也大大促进了液压技术的发展。 战后,液压技术迅速转向民用,并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列 化而在机械制造,工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。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。采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志 工程实际中都是基于液压传动与控制技术的某种优点而应用的。如液压机是利用液压传动能够输 出极大的压制力而应用;金属切削机床是利用液压传动无级调速、频繁启动性、换向快速性和平稳性等 应用:工程机械和所有运动机械是利用液压传动结构简单,体积小、重量轻,可执行元件工作的功能得 到应用等等 冶金工业中的应用:高炉(炉顶、布料、热风炉)装置液压系统、电弧炉液压系统、方坯连铸液压系统、 棒材线材杋组液压系统、型材杋组液压系统、带钢跑偏液压控制系统等。 石油机械中的应用:石油钻机液压系统、采油机械液压系统、钻井平台桩腿升降机液压系统等。 汽车运输中的应用:汽车助力转向系统、自卸式载货车车箱举升液压系统、汽车制动液压系统、汽车变 速器液压系统等。 在测试仪器系统中很多都用到了液压系统 目前液压技术的研究和发展动向主要有以下几个方面: (1)、提高效率,降低能耗 能源紧缺-节能 (2)、提高技术性能和控制性能,适应机电一体化主机发展的需要 (3)、发展集成、复合、小型化、轻量化元件发展集成、复合、小型化、轻量化元件 (4)、开展液压系统自动控制技术方面的研究与开发 (5)、加强以提高安全性和环境保护为目的的研究开发 水基难燃介质、无污染的纯水液压技术 (6)、提高液压元件和系统的工作可靠性
4 与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： (1）、能够方便地实现无级调速,调速范围大() (2)、在一定功率下,体积较小、重量较轻(与机械、电子传动相比) (3)、工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向 (4)、便于实现过载保护,自润滑,寿命长 (5)、操纵简单,便于实现自动化,易于与数控和智能技术相结合 (6)、实现系列化、标准化和通用化，易于设计制造和推广 2、液压传动的主要缺点 (1)、泄漏和压缩--无法保证严格的传动比 (2)、较多的能量损失(泄漏摩擦损失等),传动效率不高 (3)、对油温变化敏感,不宜在温度很高和很低的环境下工作 (4)、发生故障时不易找出原因 四、液压传动的发展概况 液压传动相对于机械传动来说，它是一门新学科，从 17 世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18 世纪末英国制成第一台水压机算起，液压传动已有 2～3 百年的历史，只是由于早期技术水平和生产需 求的不足，液压传动技术没有得到普遍地应用。随着科学技术的不断发展，对传动技术的要求越来越高， 液压传动技术自身也在不断发展，特别是在第二次世界大战期间及战后，由于军事及建设需求的刺激， 液压技术日趋成熟。 第二次世界大战前后，成功地将液压传动装置用于舰艇炮塔转向器，其后出现了液压六角车床和 磨床，一些通用机床到本世纪 30 年代才用上了液压传动。第二次世界大战期间，在兵器上采用了功率 大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。 战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列 化而在机械制造，工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。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。采用液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。 工程实际中都是基于液压传动与控制技术的某种优点而应用的。如液压机是利用液压传动能够输 出极大的压制力而应用；金属切削机床是利用液压传动无级调速、频繁启动性、换向快速性和平稳性等 应用；工程机械和所有运动机械是利用液压传动结构简单，体积小、重量轻，可执行元件工作的功能得 到应用等等。 冶金工业中的应用：高炉（炉顶、布料、热风炉）装置液压系统、电弧炉液压系统、方坯连铸液压系统、 棒材线材机组液压系统、型材机组液压系统、带钢跑偏液压控制系统等。 石油机械中的应用：石油钻机液压系统、采油机械液压系统、钻井平台桩腿升降机液压系统等。 汽车运输中的应用：汽车助力转向系统、自卸式载货车车箱举升液压系统、汽车制动液压系统、汽车变 速器液压系统等。 在测试仪器系统中很多都用到了液压系统。 目前液压技术的研究和发展动向主要有以下几个方面： （1）、提高效率，降低能耗 能源紧缺--节能 （2）、提高技术性能和控制性能，适应机电一体化主机发展的需要 （3）、发展集成、复合、小型化、轻量化元件发展集成、复合、小型化、轻量化元件 （4）、开展液压系统自动控制技术方面的研究与开发 （5）、加强以提高安全性和环境保护为目的的研究开发 --水基难燃介质、无污染的纯水液压技术 （6）、提高液压元件和系统的工作可靠性
液压失效机理分析、系统状态监测、故障诊断及可靠性预测以及降低元件污染敏感度 加强污染控制与新型工程材料的应用等对提高元件及系统可靠性 (7)、标准化和多样化 (8)、开展液压系统设计理论和系统性能分析研究 (9)、开拓新的应用领域新材料、新工艺、新的工作介质和新型元件 8.3课堂小结 (1)、液压传动利用液体的压力能来传递动力(运动和力),与其他传动方式特点(如一般的机械传动) 不同 (2)、液压传动由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件组成,用液压油作为工作介质; (3)、液压系统的压力取决于负载,执行元件的运动速度取决于进入它的液体的流量,液压系统的功率 取决于压力和流量 8.4布置作业或思考题 1、液压传动是什么?其工作原理? 2、液压传动系统由哪几部分组成?各在系统中起什么作用? 3、液压传动可以省力还是省功?工作压力取决于什么?执行元件运动速度取决于什么? 4、与机械传动、电气传动相比,液压传动有哪些优缺点? 5、液压传动技术除了课堂上讲的外,你所见的还有哪些? 8.5课后分析 学生对液压系统的构成及原理理解有些困难,在今后的所涉及到工
5 液压失效机理分析、系统状态监测、故障诊断及可靠性预测以及降低元件污染敏感度 加强污染控制与新型工程材料的应用等对提高元件及系统可靠性 （7）、标准化和多样化 （8）、开展液压系统设计理论和系统性能分析研究 （9）、开拓新的应用领域 新材料、新工艺、新的工作介质和新型元件 8.3 课堂小结 （1）、液压传动利用液体的压力能来传递动力（运动和力），与其他传动方式特点（如一般的机械传动） 不同； （2）、液压传动由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件组成，用液压油作为工作介质； （3）、液压系统的压力取决于负载，执行元件的运动速度取决于进入它的液体的流量，液压系统的功率 取决于压力和流量 8.4 布置作业或思考题 1、液压传动是什么？其工作原理？ 2、液压传动系统由哪几部分组成？各在系统中起什么作用？ 3、液压传动可以省力还是省功？工作压力取决于什么？执行元件运动速度取决于什么？ 4、与机械传动、电气传动相比，液压传动有哪些优缺点？ 5、液压传动技术除了课堂上讲的外，你所见的还有哪些？ 8.5 课后分析 学生对液压系统的构成及原理理解有些困难，在今后的所涉及到工
