液压与气压传动教案01_液压与气压传动教案
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关于《液压与气压传动》 课程性质: 专业基础课
课程特点: 理论与实践并重
第一章 液压与气压传动概述
◇液压与气压传动的工作原理
◇液压与气压传动系统的组成与实例
◇液压与气压传动的比较
◇流体传动介质的特性
知识点：基本原理、介质性能
液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的 压力和流量是液压与气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 液压与气压传动系统的基本组成 传动介质的主要性能、参数的物理意义、度量单位以及主要的影响因素
研究对象
◇研究以有压流体（压力油和压缩空气）为传动介质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
1.1 液压与气压传动的工作原理
（图1-1）
（观看动画演示）
1.1.1 力比关系
帕斯卡原理：“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点”
如图1－1 b)所示。
（1.1）
重要基本概念一：“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=？
2.千斤顶的工作原理，液压传动和其它传动方式的比较?
1.1.2 运动关系
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=A2v
2（1.4）(连续性方程)
若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为：
重要基本概念二：
“活塞的运动速度v取决于进入液压（气压）缸（马达）的流量q，而与液体压力p大小无关”.1.1.3 功率关系
(1.5)
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。 液压与气压传动是以流体的压力能来传递动力的.1.2 液压与气压传动系统组成与实例
液压传动的特点：
先通过动力元件（液压泵）将原动机（如电动机）输入的机械能转换为液体压力能，再经密封管道和控制元件等输送至执行元件（如液压缸），将液体压力能又转换为机械能以驱动工作部件。
液压与气压传动系统组成动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力
执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气马达，功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速），以带动负载进行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统中流体的压力、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、油箱或储气罐、过滤器和压力计 传动介质.
1.3 液压与气压传动的发展方向
◇液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声和高度集成化、数字化等方向发展。
◇气动技术正向节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与机、电、液、气相结合的综合控制技术方向发展。
1.4 流体传动介质的特性
◇液压油的主要物理性质
◇液压油的选择
◇空气的主要物理性质
◇气体状态方程
◇气压传动系统对空气的要求
1.4.1 液压油的主要物理性质
密度ρ：单位体积液体的质量
式中,m：液体的质量(kg)；V：液体的体积（m3）；
ρ=900 kg/ m3
可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示
体积压缩系数κ：单位压力变化所引起的体积相对变化量，
（m2/N）
式中V：液体加压前的体积（m3）； △V：加压后液体体积变化量（m3）；
△p：液体压力变化量（N/ m2）；
体积弹性模量K（N/ m2）：液体体积压缩系数κ的倒数
计算时常取K=7×100,000,000N/ m粘度
液体的粘性：
液体在流动时产生内摩擦力的特性，静止液体则不显示粘性.◇液体的粘度：
液体粘性的大小可用粘度来衡量。粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标常用的粘度有三种不同单位：即,动力粘度、运动粘度和相对粘度.动力粘度（绝对粘度）μ
牛顿内摩擦定律
式中μ:称为动力粘度系数（Pa·s）τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力）
,速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率.物理意义：当速度梯度为1时接触液层间单位面积上的内摩擦力
法定计量单位：帕·秒（Pa·s）
运动粘度ν
定义：动力粘度μ与密度ρ之比， 法定计量单位：m2/s
由于ν的单位中只有运动学要素，故称为运动粘度。液压油的粘度等级就是以其40oC时运动粘度的某一平均值来表示，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40oC时其运动粘度的平均值为32mm2/s
相对粘度（恩式粘度oΕ）
恩氏粘度：它表示200mL被测液体在toC时，通过恩氏粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积20oC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值.
工业上常用20oC、50oC和100oC作为测定恩式粘度的标准温度，分别以oΕ20、oΕ50、oΕ100表示 恩式粘度与运动粘度（mm2/s）的换算关系：
当1.3≤oΕ≤3.2时，当oΕ＞3.2时，粘温特性
◇定义：粘度随温度变化的特性
1.4.2 液压油的选择
◇液压油的要求
◇液压油的选择：工作压力的高低；环境温度；工作部件运动速度的高低。
