液压传动与控制ppt课件
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关于《液压传动及控制》课程
课程性质: 专业骨干课 课程特点: 理论与实际应用并重 评价指标: 期末50%
大型作业（报告）20%（两次） 平时30%
(出勤、作业、课堂提问等)
教材：（机床）液压传动 习题：每章附后
.
教学内容
概述 工作介质—液压油 流体力学基础—基本理论 液压元件—基本原理 基本回路 典型系统分析—基本分析 系统设计—基本计算
.
1.5 液压传动在机械工业中的应用
不同的功率—中、大功率 不同的精度—换向/比例/伺服 不同的控制参数—位移、力、速度等 不同的控制方式—手动/自动，开环/闭环 不同的结构形式—单/多执行器，缸/马达 不同的使用环境—室内/室外，高温/低温
种类多，范围广
.
小结
概况：帕斯卡原理，机电液一体化 概念：压力（力）、流量（速度）、功率 系统组成：动力元件、控制元件、执行元
压力和流量：液压传动中两个最重要的参 数。压力取决于负载；流量决定执行元件 的运动速度
压力损失：动力源—控制元件—执行元件
.
研究对象
研究以液体为传动介质通过压力与流量 的分配与传递来实现各种机械传动和自 动控制的学科 元件 回路 系统 介质
动力
信息
.
液压传动的基本原理
.
1. 力比关系
帕斯卡原理：在Hale Waihona Puke Baidu闭容器内，施加于静止液
体上的压力将以等值同时传递到液体各点。
p F1 W A1 A2
W A2 F1 A1
重要概念一：
“工作压力取决于负载”，而与流入的液体多少无 关思考：1.若空载，即W=0，则p=？
2.液压千斤顶的工作原理和其. 它千斤顶传动方式的比较?
2. 运动关系
A1h1=A2h2
.
液压传动的工作原理
通过动力元件（液压泵）将原动机（电动机） 输入的机械能转换为液体压力能，再经密闭管 道和控制元件输送至执行元件（液压缸和液压 马达），将液压能又转换为机械能以驱动负载。
能量转换 动力元件：机械—液压 执行元件：液压—机械 损失大，效率低
以液体为介质、以压力能为动力、始终处于受 控制状态
.
液压传动系统组成
动力元件：液压泵，其功能是将原动机输入的机械能转换成
液体的压力能，为系统提供动力 （液压源、油源）
执行元件：液压缸、液压马达，功能是将液体的压力能转换
成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载实现直 线运动或旋转运动
控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系
.
1.4 液压传动的特点—优缺点
功率-重量比大、功率大（压力高） 响应快、运行平稳、速度快 调速范围大（流量控制） 控制方便，易于实现自动化 易于实现过载保护（恒压系统） 设计、制造、使用方便 （标准化） 直线运动的实现特别方便（液压缸） 柔性连接，噪音低
.
缺点
有泄漏，污染环境 效率低，能耗大 元件精度高，价格贵 要求有单独的油源，适合中大功率 对温度变化比较敏感—油温，需冷却 不能保证严格的传动比，无级调速 出现故障时不易检查，密闭容腔
.
3. 功率关系
F1v1=Wv2 P=F1v1=pA1v1=pA2v2=pq
压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的 两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度， 它们的乘积即为功率—功率守恒
液压传动是以液体的压力能来传递动力的
.
1.2液压传动的工作原理及其组成
图1-1、1-2 机床工作台液压传动系统 (a) 结构原理图 (b) 功能符号原理图（常用）
件、辅助元件 系统工作原理：动力元件—控制元件—执
行元件（以液体为介质，以压力能传递） 系统特点：优点和缺点
.
习题
1-1 1-2 1-4
.
统中液体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求 的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向
辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、
管接头、油箱、过滤器、压力表和冷却器等
.
1.3 液压传动的控制方式
按操纵方式分—手动与自动（机动、电动） 实现系统的动作或状态（开关、快慢）
按控制形式分—开环与闭环 输出对输入有无影响（反馈）
h2 A1 h1 A2
A1
h1 t
A2
h2 t
v 2 A1 v1 A2
活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比
流量q (Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积
q=Av
q=A1v1=A2v2 (连续性方程)
若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为： v q
重要概念二：
A
“活塞的运动速度v取决于进入液压缸（马达）的 流量q，而与液体压力p大小无关”
.
第一章 绪论
液压传动发展概况—历史与现状 液压传动工作原理及其组成 液压传动的控制方式 液压传动的特点—优缺点 液压传动在机械工业中的应用
.
1.1 历史与现状
17世纪帕斯卡提出静压传递原理 二次大战中电液伺服控制的出现 机电液一体化 广泛应用的基础—标准化、规格化、系
列化，具有通用性和互换性 静压传递—液压传动—电液控制（伺服—
比例—数字）
.
知识点：基本概念
液—动力传递介质，液体，油、水、乳 化液等
压—动力传递方式，压力能 传动及控制—两者融合一体，有传动就
有控制，有控制就有传动 液控与电控—动力传递与信息传递 控制方式—开关量与模拟量
.
知识点：基本概念
液压传动：借助于密闭容积的变化，利用 液体的压力能与机械能之间的转换来传递 动力（能量）
课程性质: 专业骨干课 课程特点: 理论与实际应用并重 评价指标: 期末50%
大型作业（报告）20%（两次） 平时30%
(出勤、作业、课堂提问等)
教材：（机床）液压传动 习题：每章附后
.
教学内容
概述 工作介质—液压油 流体力学基础—基本理论 液压元件—基本原理 基本回路 典型系统分析—基本分析 系统设计—基本计算
.
1.5 液压传动在机械工业中的应用
不同的功率—中、大功率 不同的精度—换向/比例/伺服 不同的控制参数—位移、力、速度等 不同的控制方式—手动/自动，开环/闭环 不同的结构形式—单/多执行器，缸/马达 不同的使用环境—室内/室外，高温/低温
种类多，范围广
.
小结
概况：帕斯卡原理，机电液一体化 概念：压力（力）、流量（速度）、功率 系统组成：动力元件、控制元件、执行元
压力和流量：液压传动中两个最重要的参 数。压力取决于负载；流量决定执行元件 的运动速度
压力损失：动力源—控制元件—执行元件
.
研究对象
研究以液体为传动介质通过压力与流量 的分配与传递来实现各种机械传动和自 动控制的学科 元件 回路 系统 介质
动力
信息
.
液压传动的基本原理
.
1. 力比关系
帕斯卡原理：在Hale Waihona Puke Baidu闭容器内，施加于静止液
体上的压力将以等值同时传递到液体各点。
p F1 W A1 A2
W A2 F1 A1
重要概念一：
“工作压力取决于负载”，而与流入的液体多少无 关思考：1.若空载，即W=0，则p=？
2.液压千斤顶的工作原理和其. 它千斤顶传动方式的比较?
2. 运动关系
A1h1=A2h2
.
液压传动的工作原理
通过动力元件（液压泵）将原动机（电动机） 输入的机械能转换为液体压力能，再经密闭管 道和控制元件输送至执行元件（液压缸和液压 马达），将液压能又转换为机械能以驱动负载。
能量转换 动力元件：机械—液压 执行元件：液压—机械 损失大，效率低
以液体为介质、以压力能为动力、始终处于受 控制状态
.
液压传动系统组成
动力元件：液压泵，其功能是将原动机输入的机械能转换成
液体的压力能，为系统提供动力 （液压源、油源）
执行元件：液压缸、液压马达，功能是将液体的压力能转换
成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载实现直 线运动或旋转运动
控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系
.
1.4 液压传动的特点—优缺点
功率-重量比大、功率大（压力高） 响应快、运行平稳、速度快 调速范围大（流量控制） 控制方便，易于实现自动化 易于实现过载保护（恒压系统） 设计、制造、使用方便 （标准化） 直线运动的实现特别方便（液压缸） 柔性连接，噪音低
.
缺点
有泄漏，污染环境 效率低，能耗大 元件精度高，价格贵 要求有单独的油源，适合中大功率 对温度变化比较敏感—油温，需冷却 不能保证严格的传动比，无级调速 出现故障时不易检查，密闭容腔
.
3. 功率关系
F1v1=Wv2 P=F1v1=pA1v1=pA2v2=pq
压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的 两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度， 它们的乘积即为功率—功率守恒
液压传动是以液体的压力能来传递动力的
.
1.2液压传动的工作原理及其组成
图1-1、1-2 机床工作台液压传动系统 (a) 结构原理图 (b) 功能符号原理图（常用）
件、辅助元件 系统工作原理：动力元件—控制元件—执
行元件（以液体为介质，以压力能传递） 系统特点：优点和缺点
.
习题
1-1 1-2 1-4
.
统中液体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求 的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向
辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、
管接头、油箱、过滤器、压力表和冷却器等
.
1.3 液压传动的控制方式
按操纵方式分—手动与自动（机动、电动） 实现系统的动作或状态（开关、快慢）
按控制形式分—开环与闭环 输出对输入有无影响（反馈）
h2 A1 h1 A2
A1
h1 t
A2
h2 t
v 2 A1 v1 A2
活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比
流量q (Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积
q=Av
q=A1v1=A2v2 (连续性方程)
若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为： v q
重要概念二：
A
“活塞的运动速度v取决于进入液压缸（马达）的 流量q，而与液体压力p大小无关”
.
第一章 绪论
液压传动发展概况—历史与现状 液压传动工作原理及其组成 液压传动的控制方式 液压传动的特点—优缺点 液压传动在机械工业中的应用
.
1.1 历史与现状
17世纪帕斯卡提出静压传递原理 二次大战中电液伺服控制的出现 机电液一体化 广泛应用的基础—标准化、规格化、系
列化，具有通用性和互换性 静压传递—液压传动—电液控制（伺服—
比例—数字）
.
知识点：基本概念
液—动力传递介质，液体，油、水、乳 化液等
压—动力传递方式，压力能 传动及控制—两者融合一体，有传动就
有控制，有控制就有传动 液控与电控—动力传递与信息传递 控制方式—开关量与模拟量
.
知识点：基本概念
液压传动：借助于密闭容积的变化，利用 液体的压力能与机械能之间的转换来传递 动力（能量）