中传动画学考研大纲

第一篇：中传动画学考研大纲

《机电传动控制》课程教学大纲

Electric Drive & Control

课程代码：M004114 总学时：62 (其中讲课54学时，实验8学时)

一、课程的地位和任务

《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业方向选修课程，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。由于电力传动控制装置和机械设备是一个不可分割的整体，所以本课程的任务是使学生了解机电传动控制的一般知识，掌握电机、电器等的工作原理、特性、应用和选用的方法，掌握常用的控制系统工作原理、特点、性能及应用场所，了解最新控制技术在机械设备中的应用。

二、课程的基本内容

第一章

概述

3学时

1、机电传动的目的和任务

2、机电传动及其控制系统的发展概况

3、课程的内容安排

4、预备知识

第二章

机电传动系统的动力学基础

2学时

学分：3.5

1、机电传动系统的运动方程式

2、转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算

3、生产机械的机械特性

4、机电传动系统稳定运行的条件

第三章

直流电机的工作原理及特性

1、直流电机的基本结构和工作原理

2、直流发电机

3、直流电动机的机械特性

4、直流他励电动机的启动特性

5、直流他励电动机的调速特性

6、直流他励电动机的制动特性

第四章

机电传动系统过渡过程

1、研究机电传动系统过渡过程的实际意义

2、机电传动系统过渡过程的分析

第五章

交流电动机的工作原理及特性

8学时2学时学时

12

1、三相异步电动机的结构和工作原理

2、三相异步电动机的定子电路和转子电路

3、三相异步电动机的转矩与机械特性

4、三相异步电动机的启动特性

5、三相异步电动机的调速特性

6、三相异步电动机的制动特性

7、单相异步电动机

8、同步电动机的工作原理、特点及应用

第六章

控制电机

1、交流伺服电动机

2、直流伺服电动机

3、力矩电动机

4、小功率同步电动机

5、测速发电机

6、自整角机

7、直线电动机

第七章

机电传动控制系统中电动机的选择

1、电动机容量选择的原则

4学时2学时

2、电动机的发热与冷却

3、不同工作制下电动机容量的选择

第八章

继电器—接触器控制系统

8学时

1、常用控制电器与执行电器

2、继电器—接触器控制的常用基本线路

3、继电器—接触器控制线路举例

4、继电器—接触器控制线路设计简介

第九章

直流传动控制系统

1、电传动控制系统的组成和分类

2、机电传动控制系统调速方案的选择

3、直流传动控制系统

第十章

交流传动控制系统

1、交流调压调速系统

2、变频调速系统

第十一章

步进电动机传动控制系统

1、步进电动机

2、步进电动机的环形分配器

3、步进电动机的驱动电路

4学时 3学时 6学时

4、步进电动机的运行特性及选用中应注意的问题

三、课程的基本要求

1、通过本课程学习，使学生了解机电传动控制系统的组成，掌握机电传动的基本规律;掌握常用电机、常用电器、及其基本电路的基本工作原理、主要特性，了解其应用与选用;掌握继电器—接触器控制的基本工作原理，学会用它们来实现生产过程的控制;理解常用控制系统的基本工作原理和特点，了解其性能和应用场所;学会分析机电控制系统的基本方法。

2、课内外学时比例：1∶1.5

3、课外习题：

12次左右

四、课程的实践环节安排

实验1：三相异步电动机

实验2：单相异步电动机

实验3：直流伺服控制系统 实验4：交流伺服控制系统

五、先修课程及推荐教材

先修课程：《大学物理》，《电工电子学》，《电子技术》。 推荐教材：《机电传动控制》

邓星钟

华中科技大学出版社。

六、面向对像

2学时 2学时 2学时 2学时

5 机械设计制造及其自动化专业本科生

七、开课教研室

机械设计制造及其自动化教研室

第二篇：液压与气压传动课程教学大纲

课程名称：液压与气压传动(中文)/Hydraulic & pneumatic Driving(英文) 课程代码： 开课学期：

学时/学分：32学时/2学分(课内教学24学时，实验上机8学时，课外„„学时) 先修课程：《高等数学》，《画法几何及制图》，《工程力学》，《机械工程材料》，《金属工艺学》，《机械原理》，《机械设计》，《电工基础》，《电子技术》。

适用专业：机械设计制造及其自动化 开课院(系)：物理与电子学院

一、课程的性质与任务

本课程属于专业基础课。它与机械原理、机械设计、电工学一样在教学中占有相同的地位。本课程的任务是使学生掌握流体传动的基本理论知识，主要液压元件的工作原理、性能、用途，以便在设计系统时能合理选用元件，使学生具备分析、理解、消化一般液压系统的能力，以及进行液压与气压系统设计计算的能力。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配

(一)教学内容及学时分配 第一章 绪论 1学时

教学内容：液/气压传动与控制的基本工作原理，系统组成，液/气压传动的特点及应用和发展趋势;

第二章 液压流体力学基础 3学时

教学内容：液体静力学、液体动力学、管道中液流的特性、孔口及缝隙的压力流量特性。液压冲击和气穴现象;

第三章

液压泵与液压马达 4学时

教学内容：液压泵的工作原理和类型，各种齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的结构特点及工作原理，液压泵选用;

第四章

液压缸 4学时

教学内容：液压执行元件的工作原理、特点和类型;各种液压马达、液压缸的结构特点和工作原理及设计计算;

第五章

液压控制阀

6学时

教学内容：液压阀基本原理、特点及类型;各种方向控制阀、压力控制阀、

流量控制阀、

1 插装阀、叠加间和点液比例阀的结构特点和工作原理;

第六章

液压辅件(自学)

教学内容：液压辅助元件的类型，蓄能器、过滤器、油箱、管件、密封装置的基本结构、工作原理和特点;

第七章

液压基本回路

4学时

教学内容：液压基本回路的基本性质、类型及特点，各类方向控制回路，压力控制回路，速度控制回路―调速回路、增速和速度换接回路，多执行元件控制回路的工作原理及特点;

第八章

典型液压系统

(自学)

教学内容：介绍组合机床动力滑台液压系统、万能外圆磨床液压系统、液压机液压系统、汽车起重机液压系统和塑料注射成型机液压系统的工作原理及特点;

第九章

液压系统的设计计算(自学)

教学内容：液压系统的设计步骤、液压系统的设计计算举例; 第十章

气压传动基础知识、系统组成及工作原理 2学时

教学内容：介绍气源装置和辅助元件、气动控制元件、气动执行元件、气动回路和系统的结构特点及工作原理;

(二)基本要求(理论方面的要求从高到低依次为“理解”、“了解”、“知道”;对应用、方法或计算方面的要求从高到低依次为“熟练掌握”、“掌握”、“会”。)

第一章

绪论

基本要求：知道液压传动的工作原理、组成及应用。 第二章

液压流体力学基础

基本要求：了解液压流体力学的基本知识，会分析与计算液压传动中的有关问题，会合理地选择液压油。

第三章

液压泵与液压马达

基本要求：掌握典型的液压泵的工作原理，了解其结构，会合理选用。 第四章

液压缸

基本要求：了解液压马达和液压缸的种类和结构、掌握差动液压缸的工作原理、学会选择液压缸及进行结构设计与尺寸计算。

第五章

液压控制阀

基本要求：掌握压力、方向、流量控制阀的工作原理、了解其结构和特点，学会能正确选用。重点为换向阀、溢流阀、减压阀、节流阀的工作原理及其特点。难点为其结构分析。

第六章

液压辅件

基本要求：了解常用辅助装置的结构与特点，在设计液压系统时会正确选用。 第七章

液压基本回路

基本要求：掌握常用液压基本回路的工作原理与特点，学会合理选用和设计出液压基本回路。

2 第八章

典型液压系统

基本要求：学会阅读典型设备的液压系统图，了解典型设备的液压系统的特点，以及怎样把基本回路组成一个完整的液压系统的方法，掌握典型液压传动系统分析方法。

第九章

液压系统的设计计算

基本要求：熟悉一般液压系统的设计方法与步骤。

第十章

气压传动基础知识、系统组成及工作原理

基本要求：气压传动基础知识、气源装置及气动元件、气动基本回路与系统的特点及气动逻辑元件。熟悉一般气动系统的工作原理。

(三)课程内容的重点、难点(附教学中应注意的问题) 第一章

绪论

重点：液/气压传动与控制的基本工作原理，系统组成; 难点：基本工作原理; 第二章

液压流体力学基础

重点：液体静力学、液体动力学、孔口及缝隙的压力流量特性; 难点：孔口及缝隙的压力流量特性; 第三章

液压泵与液压马达

重点：掌握齿轮泵，叶片泵，柱塞泵的工作原理及它们之间的区别，液压泵选用; 难点：柱塞泵、叶片泵和齿轮泵的工作原理及结构特点; 第四章

液压缸

重点：各种液压马达、液压缸的结构特点和工作原理;

难点：各种液压马达、液压缸的结构特点和工作原理及设计计算; 第五章

液压控制阀

重点：各种方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、插装阀、叠加阀和点液比例阀的结构特点和工作原理;

难点：各种方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、插装阀、叠加阀和点液比例阀的结构特点和工作原理;

第六章

液压辅件

重点：蓄能器、过滤器、油箱、管件、密封装置的基本结构、工作原理和特点; 难点：蓄能器、过滤器、油箱、管件、密封装置的基本结构、工作原理和特点; 第七章

液压基本回路

重点：各类压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路、多执行元件控制回路的工作原理及特点;

难点：各类压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路、多执行元件控制回路的工作原理及特点;

3 第八章

典型液压系统

重点：组合机床动力滑台液压系统、万能外圆磨床液压系统、液压机液压系统的工作原理及特点;

难点：各类典型液压系统的组成、动作原理和特点; 第九章

液压系统的设计计算

重点：液压系统的设计步骤、液压系统的设计计算举例; 难点：液压系统的设计计算举例;

第十章

气压传动基础知识、系统组成及工作原理

重点：气源装置和辅助元件、气动执行元件、气动回路的结构特点及工作原理; 难点：气源装置、特殊气缸、气动控制阀、气动回路和系统的结构特点及工作原理;

(四)课外教学的安排或要求 „„„„„„„„„„

三、推荐教材及参考书

推荐教材：(按编著者，教材名称，出版地，出版社，出版时间，版次填写) 刘延俊，液压传动与气压传动，北京：机械工业出版社，2007。 参考书：(同上)

1、何存兴，液压与气压传动，武汉：华中科技大学出版社，2000;

2、章宏甲、黄宜，液压传动，北京：机械工业出版社，2001;

3、左健民，液压与气压传动，北京：机械工业出版社，1993。

四、结合近几年的教学改革与研究，对教学大纲进行的新调整 „„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„

大纲制订者：„„

大纲审定者：„„

制订日期：

第三篇：液气压传动与控制课程教学大纲

课程中文名称：液气压传动与控制 课程英文名称： Hydrpenumatic & Control 课程类别：专业基础

课程编号: 0803102013 课程归属单位：机械工程学院 制定时间：2007年7月

一、课程的性质、任务

一)课程的性质和任务

本课程是机械类各专业的一门专业基础课，主要内容包括液压传动、气压传动和伺服控制等。其目的是使学生在已有的基本知识的基础上，掌握液气压传动与控制技术方面的基本理论、基本原理及特点和应用方面的知识，以便具有阅读分析、合理选择使用和设计液气压传动与控制系统的能力。

本课程的任务主要是让学生在掌握液气压传动这项专门技术的同时，为后续的相关课程机械加工设备、机电传动与控制、工业机器人、铸造机械化、金属与塑料成形设备、模具制造工艺及设备、农业机械等专业课程提供必要的液气压传动及控制技术基础。

二)课程的基本要求

1、掌握液气压传动与控制的流体力学基础和应用范围。

2、掌握液气压传动与控制的基本原理、组成和特点。了解液压油的性能和选用原则。

3、了解各种标准液气压元件的工作原理、结构特点、工作性能及应用范围，并能根据要求正确选用和使用。

4、掌握缸的结构特点、工作性能和设计计算方法。

5、了解辅助元件的类型、工作原理及应用。

6、掌握各种基本回路的特点，在进行液压系统设计时，能根据工艺要求合理选用。

7、了解液压伺服控制系统原理及应用。

8、能根据工艺要求进行液压系统的设计，并具有阅读和分析中等复杂程度液压原理图的能力。

三)课程的适用专业与学时数

1、适用专业：机械类本科机械制造及其自动化、材料成形与控制工程、农业机械等专业。

2、学时安排：总学时为46学时。其中理论教学38学时，实验教学12学时(课内8学时，课外4学时)。

四)课程与其他课程关系

1、先修基础课程：流体力学或材料成形冶金传输原理、工程力学、机械设计、电工学;

2、后续专业课程：机械加工设备、机电传动与控制、工业机器人、铸造机械化、金属与塑料成形设备、模具制造工艺及设备、农业机械等。 五)课程推荐教材及参考书

1、袁子荣主编《液气压传动与控制》重庆大学出版社 2002年3月;

2、姜继海主编《液压与气压传动》高等教育出版社 2002年1月;

3、陈奎生主编《液压与气压传动》，武汉理工大学出版社2001年8月;

4、许福玲等主编《液压与气压传动》机械工业出版社 2004年7月。 六)主要教学方法与媒体要求

1、课程的主要教学方法：多媒体课件辅助进行课堂讲授教学+网络教学平台辅助进行课外消化吸收及习题教学+实验平台进行实验教学。

2、教学所需的基本设施：多媒体教室、计算机机房、流体力学实验台、液压实验台、液压泵、液压气动阀等。

二、各章教学内容和要求

第一章 绪论(4学时)

第一节 液气压传动的工作原理及系统组成 第二节 液气压传动的特点 第三节 液气压传动的概况 第四节 液气压传动的工作介质

重点：液气压传动的工作原理及系统组成。

基本要求：掌握液气压传动与控制的研究对象及内容，液气压传动的工作原理及系统组成，液气压传动的工作介质等要点，明确学习本课程的目的，会选择液压传动工作介质。 第二章 流体力学基础(6学时)

第一节 液体力学基础

第二节 气体静力学与气体动力学 第三节 液压冲击和空穴现象

基本要求：掌握液体静压力分布、静压传递原理、液体静压力作用在固体壁面上的力，伯努利方程和动量方程的物理意义及其应用，液体流动时的压力损失，气体状态方程、气体流动的特性等重点内容并能运用其解决液气压传动相关工程实际问题。 第三章 动力元件(4学时)

第一节 概述

第二节 液压泵的性能参数 第三节 齿轮泵 第四节 叶片泵 第五节 柱塞泵 第六节 气源装置

难点：柱塞泵工作原理及结构。

基本要求：掌握液压泵的性能参数，以叶片泵为主的各种泵的工作原理、结构特点及应用范围，气源装置的特点等要点，会正确使用和选用液压泵。 第四章 执行元件(3学时)

第一节 缸的类型、特点和工作原理 第二节 缸的结构 第三节 缸的设计计算 第四节 液压及气动马达

基本要求：掌握各类缸的结构特点和工作原理，典型缸的设计计算方法，液压及气动马达的特点等要点，会选用及设计液压气动缸。 第五章 控制元件(6学时)

第一节 概述 第二节 方向控制阀 第三节 压力控制阀 第四节 流量控制阀 第五节 插装阀 第六节 电液比例控制阀 第七节 电液数字控制阀

难点：先导式阀的工作原理及结构。

基本要求：掌握方向控制阀的类型特点及三位式换向阀的中位机能，先导式溢流阀的工作原理、结构特点及应用，调速阀、插装阀的工作原理等重点，会正确使用和选用各类液压气动阀。

第六章 辅助元件(1学时)

第一节 蓄能器 第二节 过滤器

第三节 油箱、热交换器、压力表及压力表辅件 第四节 压缩空气净化设备的组成和布置 第五节 气压辅件

第六节 管件、密封装置和其它辅助元件

基本要求：掌握蓄能器的工作原理及应用等要点并自学了解本章其他内容。 第七章 基本回路(5学时)

第一节 概述 第二节 方向控制回路 第三节 压力控制回路 第四节 速度控制回路 第五节 多缸运动控制回路 第六节 其它控制回路 重点：本章为全篇重点。 难点：基本回路动态过程解析。

基本要求：在掌握各种元件性能特点的基础上，掌握基本回路的概念，各种常用典型基本回路的作用、特点及应用，会正确选择和设计常用液气压基本回路。 第八章 典型系统(4学时)

第一节 以速度控制为主的液压系统 第二节 以压力控制为主的液压系统 第三节 其它液气压系统 重点：本章为全篇汇集点，重点。

基本要求：综合运用前面所学知识，具备阅读分析中等复杂程度的液气压传动系统的能力。

第九章 系统的设计计算(1学时)

第一节 明确设计要求、进行工况分析 第二节 执行元件主要参数的确定 第三节 系统原理图的拟订 第四节 元件的计算与选择 第五节 系统性能验算

第六节 绘制正式工作图和编制技术文件 第七节 系统设计计算举例

基本要求：掌握液气压传动系统设计计算的基本步骤和方法。 第十章 伺服控制系统(4学时)

第一节 概述

第二节 典型伺服控制元件 第三节 液压伺服控制系统

难点：液压伺服控制的原理及控制方式。

基本要求：了解液压伺服控制的概念、典型伺服阀的工作原理及特点，典型液压伺服控制系统阅读分析。

三、实践教学内容与要求

一)课内实验项目及其学时数

1、流体力学基础实验(实验教学大纲另行制定) 2学时

2、液压泵的性能参数与分析(实验教学大纲另行制定)

2学时

3、液压气动元件结构分析(实验教学大纲另行制定) 2学时

4、液气压基本回路设计与比较(实验教学大纲另行制定) 2学时

5、平面磨床工作台驱动液压回路设计(实验教学大纲另行制定) 2学时

6、钻床夹具驱动液压回路设计(实验教学大纲另行制定) 2学时

7、双液压(气动)缸自动顺序控制系统的设计(实验教学大纲另行制定) 2学时

8、QCS003液压实验台的PLC顺序控制(实验教学大纲另行制定) 2学时 (注：第5—8项实验为课外学时实验，可选做其中两项。) 二)课程作业、对生产实习的要求

1、课程内容中每章均附有相应的习题。由于习题有一定难度，课程应安排4学时左右的习题课穿插于课程教学中，以帮助学生更好地掌握课程内容。

2、课程教学在生产实习之前进行。生产实习中要求学生运用所学理论知识，观察、分析和熟悉生产实际中的液气压传动系统和设备。

四、教学中应注意的问题

1、本课程实为流体力学、液压传动、气压传动和伺服控制与逻辑控制等多门课程的主要内容组合，内容较多，难点较多，教学中应注意归纳总结，突出重点。重点放在流体力学基础和液压传》部分讲细讲透，气压传动部分则注重其与流体力学和液压传动的相似性及其不同点，而伺服控制与逻辑控制部分的内容则以讲清概念和方法为主。

2、本课程的逻辑性较强，教学中应注意前后衔接和引导。

3、第六章辅助元件只讲蓄能器和气动辅件的原理和作用，其余部分以自学为主。

4、第八章典型液气压系统可结合各专业特点选择2~3个系统讲解。

第四篇：《液压与气压传动》实训教学大纲

一、实训课程的性质和任务：

本课程是机电和机械类专业基础课程。液压传动是与机械传动，电力和气动传动等相并列的一种传动形式，是机械设备设计、使用和维护所必须掌握的技术和知识。让学生掌握液压与气动传动的基础知识，掌握各种液压和气动元件的工作原理、特点、应用和选用方法，熟悉各类液压与气动基本回路的功用、组成和应用场合，了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。实训教学不仅能帮助加深理解液压与气压传动中的基本概念，巩固理论知识，其重要意义还在于引导学生在实训的过程中，学到基本的理论和技能，提高学生的动手能力，培养学生分析和解决液压与气动技术中工程实际问题的能力。

二、实训课程教学目标：

1.掌握液压与气压传动的基础知识和基本计算方法。

2.了解常用液压泵、液压缸、气缸及控制阀的工作原理、特点及应用。

3.学习分析基本液压回路和气动控制回路的方法，读懂液压与气动控制系统回路图。

4.通过实训培养学生设计基本液压系统及气动控制系统的思路，按照回路图熟练选用元件，按照项目要求正确组装并调试液压与气动控制回路。

5.通过探索性的实训项目，培养学生的创新能力。

6.了解国内外先进液压与气动技术成果在机电一体化设备中的应用。

三、实训教学内容：

(一)溢流阀的二级调压回路

了解先导式溢流阀、直动溢流阀的工作原理，掌握并应用溢流阀的二级调压及多级调压。

(二)三位四通电磁换向阀卸荷回路

1、了解三位四通电磁换向阀的各类中位机构(如H、M)的结构、工作原理

2、了解卸荷回路在工业中的应用

(三)锁紧回路

1.了解锁紧回路在工业中的作用，并举例说明。 2.掌握典型的液压锁紧回路及其运用。

3.掌握普通单向阀和液控单向工作原理、职能符号及其运用。

(四)差动连接的增速回路

1.熟悉各液压元件的工作原理;

2.了解液压差动回路在工业中的运用

(五)电磁阀和调速阀调速回路

1.了解和熟悉液压元器件的工作原理

2.熟悉欧姆龙PLC软件的编程，以及工作方式

3.加强学生的动手能力和创新能力

(六)顺序动作回路

1.了解压力控制阀的特点;

2.掌握顺序阀的工作原理、职能符号及其运用; 3.了解压力继电器的工作原理及职能符号; 4.会用顺序阀或行程开关实现顺序动作回路。

(七)液压缸并联的同步回路

了解并应用液压缸的串、并联的同步回路。

(八)综合练习

将学过的各种回路结合起来，自组新回路进行练习。

(九)实训总结，及成绩的评定、学生完成实训报告。

第五篇：机械传动与液压传动2480735

第 二 章 机械传动与液压传动

本章内容丰富、直观，也比较重要，综合题很多，务求在理解的基础上掌握好本章内容。

第一节 机械传动

传动部分的作用表现在以下三方面：

1.传递动力(力和力矩)和运动(位移、速度和加速度);综合起来就是传递功率和能量;

2.改变速度大小和方向;

3.改变运动形式。

一、功率和效率

功：力和物体沿作用力方向移动距离的乘积。

W=FSCOSα

功率：单位时间所作的功。

P=FvCOSα

当速度和作用力方向相同时， P=Fv

功率的单位是瓦(W)

1W=1Nm/s

1Kw=1Kw=1kNm/s

对于转动的物体，

此公式非常重要, 注意P的单位是千瓦(kW)，转速n的单位是转数/分。

例：电动机的输出转矩 T=30Nm ，转速 n= 1440r/min ，所选的电机功率 P应该不小于多少?

表示电机的功率应大于或等于4.52千瓦，因为电机是系列化产品，看样本或设计手册中，转速要求 n= 1440 r/min ，功率应大于或等于4.52千瓦，或者功率小一点，但在误差范围内也可以。

效率：输出功率与输入功率之比。

机械效率恒小于1 ，即100%。

常见机构和轴承的机械效率大致数值范围见教材第51页。

一对齿轮传动 0.94 ～ 0.99

平型胶带传动 0.92 ～ 0.98 (包括轴承摩擦损失)

三角带传动 0.90 ～ 0.94 (包括轴承摩擦损失)

一对滑动轴承 0.94 ～ 0.98

一对滚动轴承 0.99

滑动丝杠 0.30 ～ 0.60

二、常用传动机构及其传动关系

(一)螺旋传动：依靠牙齿之间的啮合，将回转运动变为轴线方向的直线运动。

螺纹由螺旋线缠在圆柱体上得到。

螺纹按照牙型剖面形状可以分为三角形、矩形、梯形和锯齿形。

导程：同一条螺旋线相邻牙齿在中径线上对应两点的距离，用S表示

上图表示了导程与螺旋线的关系。

螺距：相邻牙齿在中径线上对应两点的距离，用P表示。

S=kp。其中，k 为螺旋线的头数。

左旋与右旋：

最简单的判断办法，把他它竖直放在面前，同一条螺旋线上，那边高就是那边旋。

轴线运动的线速度 V与回转运动的转速n 之间的关系是：v=ns

轴线位移L与回转运动的转速n 以及时间t之间的关系是：L=nst

例：已知，某螺旋机构中，双线螺纹螺距 p=4mm，螺杆转速为 n= 50r/min ，试计算30秒钟内螺母的轴向位移量。

L=nst

=nkpt

=50×2×4×30/60

=200mm

螺旋传动的特点：

1.机构简单;

2.降速比大，可以实现减速和微调，可以增力;

3.在一定条件下实现逆行自锁;

螺旋传动能够将回转运动变为轴线方向的直线运动，而不能相反，即无论轴线方向的力多大，都不能产生回转运动。这个现象就叫做自锁。

4.工作平稳、无噪声。

这种靠相对滑动传递运动和动力效率低，为提高效率把滑动变为滚动

滚珠螺旋传动机构主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组成。

滚珠螺旋传动的特点是：

1.机械效率高;

2.启动转矩接近于运动转矩，动摩擦和静摩擦基本一样，传动灵敏;

3.磨损小;

4.通过预紧，消除滚珠、螺母、丝杆之间的间隙，提高传动精度和轴向刚度;

5.不能逆向自锁;

6.制造工艺复杂，成本较高。

(二)带传动机构

带传动与螺旋传动本质的区别在于前者依靠摩擦，后者依靠啮合。

根据带截面的形状，可以分为平型带、三角带、圆形带和齿形带四种

注意在螺旋传动中，根据牙截面分成的四种类型与此类的区别。

平带传动有开口式、交叉式、半交叉式。

开口式适应于两轴平行，从动轮与主动轮旋转方向相同。

交叉式适应于两轴平行，从动轮与主动轮旋转方向相反，中间磨损厉害。

半交叉式适应于两轴平行，从动轮与主动轮旋转方向相反。

传动比：从动轮转速与主动轮转速之比，等于主动轮直径与从动轮直径之比，乘以滑动系数。

ε≈0.98称为滑动系数。

(三)齿轮传动

带传动具有吸收震振动和过载保护能力，使用转动比不恒定。

传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比，转速之反比。

强调以下两点:

1.在任意瞬时都能保证准确传动比;

2.它等于齿数的反比而不等于直径的反比。

齿轮传动的特点主要是：

1.瞬时传动比恒定;

2.适用载荷和速度范围大;

3.机械效率高;

4.结构紧凑;

5.寿命长，可在空间任意配置的两轴之间传动;

6.加工复杂，成本高。

轮系：一系列齿轮所组成的传动系统。

根据轮系中各齿轮轴线在空间的位置是否固定，将轮系分为定轴轮系和周转轮系两类

1.定轴轮系：轮系运转时，所有齿轮的轴线的位置都是固定不变的;

2.周转轮系：轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮的轴线旋转。

下面看各种轮系的演示

具有运动轴线的齿轮称为行星轮。支承行星轮能够围绕其他齿轮转动的就叫为转臂或系杆。在轮系运转中，轴线位置不变的齿轮称为中心轮或太阳轮。

周转轮系由行星轮、太阳轮和转臂和机架组成。

周转轮系分为行星轮系和差动轮系两类。前者只有一个主动件，后者有两个主动件。

混合轮系：定轴轮系和周转轮系组合而成的轮系称为混合轮系。

轮系的功用如下：

(1)可以得到很大的传动比

(2)可以变速

(3)可以连接相距较远的两轴

(4)能够实现运动的合成和分解

(四)链传动

链传动的传动比等于齿数的反比，它的组成有链轮、链条和机架。

特点：

1.与带传动比较，传递功率大，能保证准确的平均传动比

2.与齿轮传动比较，中心距较大

3.瞬时传动比不恒定,在高速运动带来很大的振动。

4.振动和噪声较大、不适用于高速

(五)蜗杆传动

看演示图：

传动比等于蜗杆线数与蜗轮齿数之比

图2-15 涡轮传动示意图

其中，K为蜗杆的线数，而Z为蜗轮的齿数。

特点：

1.传动比大;

2.蜗轮蜗杆轴在空间可以垂直;

3.可逆行自锁(即蜗杆主动可以带动蜗轮，反之，蜗轮主动不能带动蜗杆);

4.但效率不高。

(六)平面连杆机构

平面连杆机构就是使用铰链和滑道将构件相互连接，而且各构件间的相对运动在同一平面或相互平行的平面内。

1.铰链四杆机构：四根杆件由四个铰链连接而成。

在上述四杆机构中，构件AD固定不动，称为静件或机架;杆件AB可绕A作整周转动，称为曲杆;杆件CD可绕轴D 作往复摆动，称为摇杆;曲柄和摇杆统称为连架杆，连接两连架杆的杆件BC称为连杆。

在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，可将曲柄整周连续转动变为摇杆的往复摆动：

如图2-18所示牛头刨床的进给运动，即曲柄AB转动时，连杆BC带动带有棘爪的摇杆CD绕D点往复摆动。与此同时，棘爪推动棘轮，使与棘轮连接在一起的丝杠作有规律的间歇运动。

机架：相对静止的构件。

连架杆：与机架直接相连的两根杆件。

连杆：与机架相对、由两根连杆连接的杆件。

曲柄：能够相对于机架作整周回转的连架杆。

摇杆：不能作整周回转的连架杆。

曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化得来的。

曲柄滑块机构可以将曲柄的连续旋转变为滑块的往复直线运动，或反之。

曲柄滑块机构的应用见下图：

图2-20 曲柄滑块机构

对于图2-20所示的曲柄滑块机构，其滑块行程长度S等于曲柄长度r的两倍，即S=2r。

(七)凸轮机构

凸轮机构分盘形机构、移动机构、圆柱机构。

凸轮机构由凸轮、从动杆及机架组成。

凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件。

作用：是将主动件凸轮的连续转动转变为从动杆的往复移动或往复摆动。

按照从动杆的形状可以分为：尖顶、滚子和平底。

特点：正确选择它的轮廓就可以实现预期的复杂规律而机构却比较简单、紧凑，

所以凸轮机构广泛地应用于各种自动机械中。但由于凸轮与从动件是点或线接触，容易磨损，因此多用于传递动力不大的控制机构和调节机构中。

(八)间歇运动机构

主动件连续运转，从动件能够实现动作-停止-动作的运动,我们把这种机构称为间歇运动机构。

1.棘轮机构：由棘爪、棘轮和机架组成。其作用是将棘爪的往复摆动转变为棘轮的单向间歇运动。为了防止棘轮自动反转，采用止退棘爪。

2.槽轮机构：由拨盘、槽轮与机架组成。用于将拨盘的连续转动转变为从动件槽轮的间歇转动。

(九)传动链的传动比及效率

传动链:由多个运动副(如皮带、齿轮、蜗杆、螺杆等)连接而成的传递运动和动力的系统。

重要内容：传动链的传动比、功率、效率、力和力距的计算。

图2-29为一传动链示例。运动自轴I输入，转速为n1，经带轮d

1、d2传至轴Ⅱ，经圆柱齿轮

1、2传到轴Ⅲ，经圆锥齿轮

3、4传至轴Ⅳ，经圆柱齿轮

5、6传至轴Ⅴ，再经蜗杆K及蜗轮7传至轴Ⅵ，并把运动输出。

注意：Z

7、Z8应该是K，Z7

由各种传动副，例如齿轮、带、链、螺旋等连接而成的传递运动和动力的系统，称为传动链。

由机构串联而得到的传动链的传动比，即传动链末端转速与首端转速之比，等于链中各个运动副传动比的连乘积。

对于齿轮组成的传动链，其传动比等于主动轮齿数连乘积与从动轮齿数连乘积之比。

例：图2-30为一简易车床传动系统，数据如图中所示(齿轮的数字表示齿数)，ε=0.98，试计算：

(1)主轴转速是多少?

(2)主轴转一转，螺母移动距离是多少?

解：Ⅱ轴上的齿轮为两年双向滑动齿轮，如I轴传到Ⅱ轴可按图示正在啮合的齿轮进行传动;也可将双向滑动齿轮左移，使齿数25的齿轮与齿数为75的齿轮啮合，这时轴Ⅱ得到的是另一种转速。同样由轴Ⅱ传至主轴，可通过另一双向滑动齿轮滑动，使主轴得到不同的转速，因此，主轴共有四种转速。

传动链的总效率等于组成传动链各个传动副效率的乘积。

以上图为例，设P出为该转动系统的输入功率，为输出功率，为总效率，为一对齿轮的效率，为一对轴承的效率，则

传动系统中常用符号,见表2-1

重点：

(1)各种传动机构的组成、特点、运动参数之间的计算;

(2)传动链传动比、功率、效率、力和力距的计算。

第二节 液压传动

一、液压传动工作原理

图2-33 油压千斤顶工作原理

1.杠杆 2.小活塞 3.小油缸 4.钢球 5.钢球 6.大油缸

7.大活塞 8.重物 9.放油阀 10.油池

例: 当手动杠杆1向上提时,小活塞2就会向上运动,于是小缸3形成负压，油池10中的油就在大气压力下顶开钢球4沿吸油管道进入小缸3，完成一次吸油动作，接着，压下杠杆1，小活塞下移，小缸3的工作容积减小，便把其中的油液挤出，推开钢球5，油液便经两缸之间的连通管道进入大缸6。根据密闭容器中液体的压强相等，在大油缸处由于面积大而产生较大的力，就把上面的重物提起，通过转动放油阀9就把油放回油池。

通过分析油压千斤顶的工作过程，可知液压传动：

1.是以液体作为工作介质;

2.根据密封容积的变化完成吸油和排油;

3.机械能和液体压力能的互相转换;

4.系统内部的的压力取决于负载的大小。

注意：以液体作为工作介质，依靠密封容积的变化传递运动，依靠由外界负载引起的液体内部压力来传递动力，系统压力取决于负载，实现机械能和液体压力能的互相转换。

上面有砂轮，就把工件磨平了。

图2-34为一台机床工作台往复运动原理图，上面是磨床的工作台，工件放在台上，随着工作台的移动，

油泵3把油从油池中吸上来然后压出去，滤油器2过滤掉油中的杂质，节流阀8调整送出去的油量，换向阀7外面一个阀体，中间是空堂，阀体里有阀芯，阀芯是直径不同的几段圆柱体组成粗的地方起密封的作用，细的地方就和阀体内表面构成油的通道。

二、液压传动系统的组成

图2-35 用职能符号表示的液压系统原理图

1.油箱 2.滤油器 3.油泵 4.压力表 5.工作台 6.油缸

7.换向台 8节流阀 9.溢流阀

液压传动系统主要由四个部分组成：

1.动力部分。

油泵，作用是把机械能转换成油液压力能。

2.执行部分。

把液体的压力能转换成机械能输出的装置，如在压力油推动下作直线运动的液压缸或作回转运动的液压马达。

3.控制部分。

对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置。如上例中的溢流阀、节流阀、换向阀等。

4.辅助部分。

如油箱、过滤器、压力表等。

三、液压传动特点

1.在输出功率相同的条件下，体积小、重量轻;

2.运动平稳，吸振能力强;

3.易于实现快速启动、制动、频繁换向以及无级调速;

4.布局安装比较灵活;液压元件易于实现系列化、标准化、通用化;

5.对温度敏感;泄漏不可避免，因此不能实现严格的传动比，发生故障不易诊断。

四、液压传动基本参数

(一)压力：单位面积上的液体力。

压力的单位是帕和兆帕。

1pa=1N/m

2 1Mpa=106pa

(二)流量：单位时间内流过某一截面的液体体积。

3

3单位是单位是m/s,1m/s=60000L/min

推力等于面积乘以压力。

由于液体不可压缩，所以，同一时间里左面油缸压出的油必然等于右面油缸流进的油，即推力和面积成正比，运动速度和横截面积成反比。

Advd=ADvD

(三)功和功率

W=FS

在液压传动中，功率等于压力P与流量Q的乘积。

五、泵：将电动机输入的机械能转变为液体的压力能。

泵必须具有由运动部件和固定部件所构成的密闭容积。

柱塞和泵体组成密闭容积，当柱塞向下时，密闭容积增大，于是吸油把阀2顶开。当柱塞向上时，密闭容积减小，要排油，此时阀2中小钢球落下封住吸油管，油腔a中的压力油只能顶开阀3中的钢球，沿油管4流到工作系统中，此过程为排油。

密闭容积增大形成负压完成吸油，密闭容积减小则排油，所以称之为容积式泵。

液压泵的图形符号如图2-39所示。

所谓定量泵是指油泵转速不变时，流量不能调节;而变量泵则在转速不变时，通过调节可使泵输出不同的流量。

液压泵的主要性能参数有：

额定压力：连续运转时允许使用的最大工作压力。不能说成正常运转时允许使用的最大工作压力，强调是连续。

排量：泵轴旋转一周排出油液的体积。

流量：单位时间内理论上可以排出的液体体积。

流量=排量×转速

效率：

(1)液压泵在运转时，还会有各种机械和液体摩擦引起的能量机械损失。

(2)泵在使用过程中难免会有泄漏，包括内部泄漏和外部泄漏，这部分叫容积效率

容积效率等于实际流量与理论流量之比。

泵的总效率等于容积效率与机械效率的乘积。

(P93 公式2-20)

(公式2-21)η=ηvηm

(P93 例6)某液压泵输出口的压力为10.2Mpa，流量为98.2L/min，总效率η为0.8，求输入液压泵的功率。

解：已知压力P=10.2Mpa，流量Q=98.2L/min，总效率η=0.8.

根据公式，并代入数据

故输入液压泵的功率为20.87kW。

如果已经知道泄露量 、排量、实际流量、机械效率的情况下，应分三步，先求理论流量=排量×转速，然后求容积效率，最后求总效率。

(一)齿轮泵：是由装在壳体内的一对齿轮所组成。密封空间由齿轮、壳体和端盖共同形成。当它们转动时，一部分容积不断增大，完成吸油，另一部分容积逐步减小，完成压油。

当齿轮按图2-40所示的方向旋转时，右侧吸油腔的牙齿逐渐分离，工作空间的容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入吸油腔，吸入到齿间的油液在密封的工作空间中随齿轮旋转带到左侧压油腔，因左侧的牙齿逐渐啮合，工作空间的容积逐渐减小，所以齿间的油液被除挤出，从压油腔输送到压力管路中去。

特点：结构简单、重量轻、成本低、工作可靠，但压力不高，属于低压泵。

(二)叶片泵：密封空间由转子、叶片、壳体和端盖共同形成。

1.单作用叶片泵

转子每转一周，完成一次吸油和排油，故称之为单作用叶片泵。

改变转子和定子的偏心距，可以改变泵的流量，是变量泵。

2.双作用叶片泵

转子每转一周，完成两次吸油和排油，故称之为双作用叶片泵。

泵的流量固定，是定量泵。

叶片泵的特点：结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声低;

结构比较复杂、对油液污染比较敏感。

(三)柱塞泵：有径向柱塞泵和轴向柱塞泵。

径向柱塞泵由定子、转子(缸体)配油轴、衬套和柱塞组成 。

转子每转一周，每个柱塞底部容积完成一次吸油、压油。转子连续运转，即完成泵的吸油、压油工作。

柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节等优点。

六、液压马达与液压缸

功能是将液体压力能转变为机械能。

(一)液压马达：将液体的压力能转变为旋转机械能。

液压马达和液压泵都是依靠工作腔密封容积的变化来工作的，他们的原理是相同的;但是结构上存在差别，所以不能通用。

高速液压马达有：齿轮液压马达、叶片液压马达、轴向柱塞马达。

低速液压马达有：单作用连杆型径向柱塞马达、多作用内曲线径向柱塞马达。

(二)液压缸：将液体的压力能转变为直线运动或往复摆动的机械能

活塞或柱塞的速度取决于流量和油缸容积，而推力则取决于液体压力和受压面积。

1.双杆活塞缸

(a)为活塞杆固定式：油缸来回运动，活塞杆不动。

(b)为油缸固定式：活塞杆固定，油缸运动。

重要特点：当进油压力相同时，活塞所受的推力相等(左右形成推力相等)。如果左右进油流量相等，那么活塞正反形成的速度相等。

2.单杆活塞缸

液体进入无杆腔时，速度低但推力大;液体进入有杆腔时，速度高但推力小。

3.柱塞缸：只能单向运动，回程需要借助于外力，如重力、弹簧力，或成对使用。柱塞缸主要是避免了活塞缸缸孔难于加工的问题，这是它的一大优点。

对于液压缸特别强调：国家规定的标准符号(图2-47)

七、液压控制阀

(一)方向控制阀

方向控制阀，用来控制改变液压系统中液流方向的阀类，如单项阀、液控单向阀、换向阀等。

1.单向阀：单向可靠、油液不能反向流动;正向流动压力损失小;反向截止密封性好。

图例说明：当压力油从进油口P1流入时，克服弹簧的作用力顶开阀芯，经阀芯上的四个径向孔及内孔从出油口P2流出。当油流反向时，在弹簧和压力油的作用下，阀芯锥面紧压在阀体1的阀座上，使油不能通过。

2.液控单向阀：闭锁方向可以用压力油予以控制。

图例说明：当控油口K不通压力油时，油液只可以从P1进入顶开单向阀，从P2流出。若油从P2进入时，单向阀3闭，油不能通到P1。当控制口K接通压力油时，则活塞1左部受油压作用，所以活塞向右运动，通过顶杆2将单向阀向右顶开，这时P1和P2两腔相通，油可以在两个方向自由流通

3.换向阀：通过手动、机动、电动、液动等方式，使阀芯在阀体孔中运动，使油路接通或切断，从而改变液流的方向。

图例说明：图中P为来自油泵的高压油，A与油缸左腔相通，B与油缸右腔相通，O与油箱相通，于是高压油从P与A或B口相通，而使油缸中活塞带动活塞杆左右移动。图示位置是P与A相通，B与O相通。

位：阀芯在阀体孔中可能的位置数目;滑阀符号中方格的个数。

通：与阀体连通的主油路数;每一方格上，和外界油路连通的“孔”数，即通路数。

(二)压力控制阀：根据液体压力与弹簧力平衡的原理来控制和调节液体的压力。

常见的压力控制阀有：溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。

1.溢流阀：溢出系统中多余的液压油，使系统油液保持一定压力，防止过载，起安全保护作用。

2.减压阀：减低系统中某一部分的压力，使之低于油泵供油压力。

注意：

溢流阀和减压阀的不同之处：

(1)溢流阀保证系统中的压

力不超压;减压阀保证系统中某一部分的压力低于系统

压力也不超压。

(2)溢流阀在正常的时候进口和出口不连通;

减压阀在正常的时候出口和进口连通，但超压断开。

3.压力继电器

图2-53 压力继电器职能符号

以上都是液体压力与弹簧力平衡的原理进行控制。

(三)流量控制阀

依靠改变工作开口的大小来调节通过阀口的流量

常见的流量控制阀有：节流阀、调速阀等。

节流口：起节流作用的阀口。

图例说明：L型节流阀的节流口是轴向三角形。油从进油口P1流入，经孔道b和阀芯1左端的节流槽进入孔a，再从出油口P2流出。调节流量时可以转动捏手3，利用推动2使阀芯1作轴向移动。弹簧4的作用是使阀芯1始终向右压紧在推杆2上。

注意：

1.熟悉主要的各种阀的符号，特别是单向阀、滑阀、溢流阀、

减压阀和节流阀。

2.调速阀是流量控制阀，而不是流速控制阀。

八、液压辅件(要注意符号)

(一)油箱：储存油液、散热、分离气体和沉淀。

(二)过滤器：表面型、深度型、磁性。

(三)蓄能器：做辅助动力源、保压补充泄漏、吸收冲击和油泵的压力脉动

此外，还有热交换器、密封装置、压力装置等

九、基本回路

(一)速度控制回路

要求：

1.能在规定的调速范围内调节执行元件的速度

2.在负荷变化时，速度变化尽可能小，系统具有足够的刚性

3.具有驱动执行元件所需要的力或力矩

4.功率损失小、效率高，发热小

方法：

1.节流调速：

采用定量泵供油、依靠流量控制阀调节流量从而改变速度。

包括进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速回路三种。

回油节流调速节流阀放在回油路上，可以产生较大的背压，比放在进油路上运动更加平稳。

旁路节流调速油泵的工作压力随负载的减小而减小，所以，在能量利用上较为合理。

下面的图可以更好地体会节流阀安置在回油路上的作用。

2.容积调速

使用变量泵或变量液压马达来实现调速。

容积调速效率高、发热少，但结构复杂、成本高。

3.容积节流调速

依靠变量泵和节流阀联合调速，适用于系统要求效率高，同时具有良好低速稳定性的场合。

图2-60 限压式变量叶片泵-调速阀调速回路

1.叶片泵 2.调速阀 3.压力继电器 4.液压缸 5.背压阀

(二)压力控制回路：利用溢流阀和减压阀等压力控制阀来控制整个系统或某一部分压力，达到调压、卸载、减压、增压、平衡、保压的目的。

要控制液压系统的压力，应使用溢流阀;要减低系统中某一部分的压力，应使用减压阀。

增压回路：使用串联在一起的两个工作面积不等的油缸，增压的倍数等于大小油缸面积之比 。

图2-61 采用增压缸的增压回路

1.油泵 2.溢流泵 3.换向阀 4.增压油缸 5.油箱 6.单向阀

7.工作油缸

卸荷回路：即系统中工作部分停止工作时，不停泵，但泵出的油液经过电磁换向阀直接回油缸，形成低压循环，从而节省动力消耗，减少发热

(三)方向控制回路：通过控制执行元件液流的通断或变向，实现液压系统执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。

常用的有：换向回路、锁紧回路、制动回路。

理解基本回路的工作原理，要掌握常见液压元件的符号和作用。

图中：1-油箱;2-滤油器;3-单相定量液压泵;4-压力表;5-工作台;6-双出杆刚固定液压缸;7-三位四通换向滑阀;8-节流阀;9-溢流阀。

6的作用是把液体压力能转变为机械能，带动工作台做往复直线运动

9的保持系统中压力不超过规定的数值。

下面的锁紧回路具有两个功能：三位四通换向滑阀交替在左右两个位置时，使单杆活塞液压缸往复运动;而三位四通换向滑阀在中间位置时，使液压缸锁紧不动。

图例说明：当换向阀处于左位时，压力油经液控单向阀向Ⅰ进入液压缸左腔，同时压力油也进入液控单向阀Ⅱ的控油口K2，打开阀Ⅱ，使液压缸右腔的回油经阀Ⅱ及换向阀回油箱，活塞向右运动。同样当换向阀处于右位时压力油经液控单向阀Ⅱ进入液压缸右腔，同时压力油也进入液控单向阀Ⅰ的控制油口K1，打开阀Ⅰ，使液压缸左腔的回油经阀Ⅰ及换向阀回油箱，活塞向左运动。当换向阀处 于中位时，液压泵排出的压力油直接流回油箱。由于控制压力油压力卸除，阀Ⅰ 及阀Ⅱ即关闭，液压缸因两腔油液被封死，便被锁紧。