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1、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 科研 究 对 象工 程 实 际 中 的 气 液 压 传 动 ：船 舶 航 空 （ 飞 机 起 落 架 ）工 程 机 械 （ 汽 车 吊 ）娱 乐 行 业机 床轻 工 业绪 论 流 体 力 学 的 基 础 知 识 气 液 压 传 动 元 件 的 基 本 知 识 、 元 件 的 工 作 原 理 、 性 能 、 应 用 回 路 基 本 知 识 系 统 的 分 析 和 计 算 常 用 系 统 的 分 析元 件回 路系 统学 习 内 容 (液 压 为 主 气
2、 压 为 辅 )1. 211AWFp故 且注 意 ：系 统 工 作 压 力 取 决 于外 负 载 ， 而 与 速 度 及流 入 的 液 体 多 少 无 关力 的 传 递机 械 能 压 力 能 机 械 能P1 A1P2 A2运 动 的 传 递q:Aq=A1U1=A2U2 qqvqp2.动 力 元 件执 行 元 件控 制 元 件辅 助 元 件工 作 介 质压 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 ，管 道 、 管 接 头 、 油 箱 或 储 气 罐 、 过 滤 器 和 压 力 计液 压 油 或 压
3、缩 空 气3.布 置 方 便 灵 活 。无 级 调 速 ， 调 速 范 围 可 达 200： 1。传 动 平 稳 ， 易 于 实 现 快 速 启 动 、 制 动 和 频 繁 换 向 。操 作 控 制 方 便 ， 易 于 实 现 自 动 控 制 、 中 远 距 离 控 制 和过 载 保 护 。标 准 化 、 系 列 化 、 通 用 化 程 度 高 ， 有 利 于 縮 短 设 计 周期 、 制 造 周 期 和 降 低 成 本 。传 动 效 率 不 高 ； 维 护 要 求 较 高 。液 压 与 气 动 元 件 精 度 高 ， 系 统 工 作 中 发 生 故 障 不 易 诊断优 点 :功 率 大 来
4、重 量 轻 , 大 力 大 矩 显 威 风 ;运 动 平 稳 响 应 快 , 无 级 调 速 显 神 通 ;操 纵 简 单 自 动 化 , 过 载 保 护 它 更 行 ;元 件 标 准 系 列 化 , 散 热 润 滑 也 出 名 .缺 点 : 难 保 严 格 传 动 比 , 液 压 不 宜 远 距 离 ;元 件 精 度 要 求 高 , 温 度 影 响 需 注 意 ;信 号 传 递 不 如 电 , 液 压 介 质 很 娇 气 ;总 的 效 率 比 较 低 , 找 到 故 障 较 费 力 .发 展 趋 势流 体 传 动 技 术 正 在 向 着 高 压 、 高 速 、 高 效率 、 大 流 量 、
5、大 功 率 、 微 型 化 、 低 噪 声 、 低 能耗 、 经 久 耐 用 、 高 度 集 成 化 方 向 发 展 ， 向 着 用计 算 机 控 制 的 机 电 一 体 化 方 向 发 展 。 * , GB78693图 形 符 号1.1.1液 压 油 的 物 理 性 质密 度 ： m(kg)Vm3=90 kg/ m3重 度 ： VFG式 中 FG： 液 体 的 质 量 (kg)；V： 液 体 的 体 积 （ m3） ；1.1.1液 压 油 的 物 理 性 质可 压 缩 性 ： K体 积 压 缩 系 数 ： （ m2/N） Vm3Vm3pN/ m2体 积 弹 性 模 量 KN/ m2:K=(1
6、.2-2)103Mpa液 体 的 粘 性 ：,液 体 的 粘 度 ：1.1.1液 压 油 的 物 理 性 质牛 顿 内 摩 擦 定 律 : Pas:A:物 理 意 义 ： 1法 定 计 量 单 位 ： Pas液 体 粘 性 示 意 图dzuFz定 义 ： 法 定 计 量 单 位 ： m2/s1m2/s=104cm2/s=104St 1st=100cSt40CL-HM323240C32m2/s （ 恩 式 粘 度 ）恩 氏 粘 度 ： 20mLtC=2.8mt120Ct220C50C10C205010m2/sEt3.67影 响 粘 度 因 素几 种 国 产 油 液 粘 温 图1.1.2 液 压
7、油 的 选 择1.压 力 高 ， 要 选 择 粘 度 较 大 的 液 压 油 液 。温 度 高 ， 选 用 粘 度 较 大 的 液 压 油 液 。速 度 高 ， 选 用 粘 度 较 低 的 液 压 油 液 。2.3.液 体 静 力 学 研 究 静 止 液 体 的 力 学 规 律 和 这些 规 律 的 实 际 应 用 。静 止 液 体 是 指 液 体 处 于 内 部 质 点 间 无 相 对运 动 的 状 态 ， 因 此 液 体 不 显 示 粘 性 ， 液体 内 部 无 剪 切 应 力 ， 只 有 法 向 应 力 即 压力 。1-2液 体 静 力 学1.2.1压 力压 力 : 是 指 液 体 处
8、于 静 止 状 态 时 ,其 单 位 面 积上 所 受 的 法 向 作 用 力性 质 : 指 向 内 法 向各 点 压 力 在 各 方 向 上 相 等AFpN例 ： 计 算 静 止 液 体 内 任 意 点 A处 的 压 力 p pdA= p0dA+G = p0dA+ ghdA p = p0+ gh1.2.2液 体 静 力 学 基 本 方 程重 力 作 用 下 静 止 液 体 压 力 分 布 特 征 ：压 力 由 两 部 分 组 成 ： 液 面 压 力 p0， 自重 形 成 的 压 力 gh。液 体 内 的 压 力 与 液 体 深 度 成 正 比 。离 液 面 深 度 相 同 处 各 点 的 压
9、 力 相 等 ，压 力 相 等 的 所 有 点 组 成 等 压 面 。1.2.3绝 对 压 力 、 相 对 压 力 与 真 空 度 的 相 互关 系 绝 对 压 力 表 压 力 （ 相 对 压 力 ）真 空 度绝 对 压 力大 气 压 力绝 对 真 空绝 对 压 力 、 相 对 压 力 与 真 空 度 间 的 相 互 关 系1.2.4帕 斯 卡 原 理作 用 在 大 活 塞 上 的 负 载 F1形 成 液 体压 力 p= F1/A1为 防 止 大 活 塞 下 降 ， 在 小 活 塞 上 应施 加 的 力 F2= pA2= F1A2/A1由 此 可 得液 压 传 动 可 使 力 放 大 ， 可
10、使 力 缩小 ， 也 可 以 改 变 力 的 方 向 。液 体 内 的 压 力 是 由 负 载 决 定 的 。在 密 闭 容 器 内 ， 施 加 于 静 止 液 体 的 压力 可 以 等 值 同 时 传 递 到 液 体 各 点 ， 这 就是 帕 斯 卡 原 理 。 也 称 为 静 压 传 递 原 理 。1.2.5 液 体 静 压 力 对 固 体 壁 面 的 作用 力液 体 和 固 体 壁 面 接 触 时 ， 固 体 壁 面 将 受 到 液 体 静压 力 的 作 用当 固 体 壁 面 为 平 面 时 ， 液 体 压 力 在 该 平 面 的 总作 用 力 F = p A ， 方 向 垂 直 于 该
11、 平 面 。当 固 体 壁 面 为 曲 面 时 ， 液 体 压 力 在 曲 面 某 方 向上 的 总 作 用 力 F = p Ax ， Ax 为 曲 面 在 该 方向 的 投 影 面 积 。主 要 是 研 究 液 体 流 动 时 流 速 和 压 力 的 变 化规 律 。基 本 概 念连 续 性 方 程伯 努 利 方 程动 量 方 程1-3液 体 动 力 学1.3.1液 体 动 力 学 基 本 概 念理 想 流 体 假 设 的 既 无 粘 性 又 不 可 压 缩 的 流体 称 为 理 想 流 体 。非 理 想 流 体恒 定 流 动 液 体 流 动 时 ， 液 体 中 任 一 点 处 的压 力 、
12、 速 度 和 密 度 都 不 随 时 间 而 变 化 的 流动 ， 亦 称 为 定 常 流 动 或 非 时 变 流 动 。非 恒 定 流 动通 流 截 面 垂 直 于 流 动 方 向 的 截 面 ， 也 称 为 过 流 截面 。 流 量 单 位 时 间 内 流 过 某 一 通 流 截 面 的 液 体 体积 ， 流 量 以 q表 示 ， 单 位 为 m3/ s 或 L/min。 平 均 流 速 实 际 流 体 流 动 时 ， 速 度 的 分 布 规 律 很复 杂 。 假 设 通 流 截 面 上 各 点 的 流 速 均 匀 分 布 ， 平 均流 速 为 v=q/A。单 位 时 间 内 流 过 两
13、个 截 面 的 液 体 质 量 相 等 1v1 A1= 2v2 A2不 考 虑 液 体 的 压 缩 性 则 得q= v A= 常 量流 量 连 续 性 方 程 说 明 了 恒 定 流 动 中 流 过 各 截 面 的 不 可 压缩 流 体 的 流 量 是 不 变 的 。 因 而 流 速 与 通 流 截 面 的 面 积 成反 比 。1.3.2流 量 连 续 性 方 程理 想 流 体 的 伯 努 利 方 程p1 / g+ Z1 + v12/ 2g= p2 / g+ Z2+ v22/ 2g实 际 流 体 的 伯 努 利 方 程p1/ g+ Z1+ 1v12/ 2g= p2 / g+ Z2+ 2v22/ 2g+ hw实 际 流 体 存 在 粘 性 ， 流 动 时 存 在 能 量 损 失 ， hw 为 单 位 质 量液 体 在 两 截
