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第37篇 液压传动3

第1章 液压通用标准3

1 液压图形符号（含气动符号）3

1·1 基本符号3

1·2 管路连接及接头4

1·3 液压泵、液压马达及液压缸5

1·4 控制方式7

1·5 压力控制阀8

1·6 流量控制阀9

1·7 方向控制阀10

1·8 辅件和其他装置12

1·9 基本符号的典型组合示例14

1·10 液压气动系统图图例17

2 流体传动系统和元件—图形符号17

2·1 基本符号17

2·2 能量转换符号19

2·3 控制阀20

2·4 能量传输和调节23

2·5 控制25

2·6 附件27

2·7 元件组合27

2·8 液压气动系统图图例28

3 基础标准29

3·1 液压气动系统及元件—公称压力系列29

3·2 液压泵及马达公称排量系列参数29

3·3 液压气动系统和元件—油（气）口连接螺纹系列29

第2章 液压流体力学基础30

1 流体静力学30

1·1 流体静压力30

1·2 压力的度量标准30

1·3 流体静力学基本方程30

1·4 平面上的液体总压力31

1·5 曲面上的液体总压力31

2 流体动力学32

2·1 几个基本概念32

2·2 连续性方程33

2·3 理想流体伯努利方程33

2·4 实际流体伯努利方程34

2·5 系统中有流体机械的伯努利方程34

2·6 稳定流动量方程35

3 阻力计算36

4 孔口及管嘴出流、缝隙流动、液压冲击36

4·1 薄壁孔口流量计算及管嘴流量计算36

4·2 缝隙流动37

4·2·1 壁面固定的平行缝隙中的流动37

4·2·2 壁面移动的平行平板缝隙流动37

4·2·3 环形缝隙中的流体流动37

4·2·4 平行平板间的径向流动38

4·3 液压冲击39

第3章 液压介质40

1 液压介质的分类40

1·1 液压油类产品的分组、命名和代号40

1·1·1 液压油类产品的分组40

1·1·2 液压油类产品的命名40

1·1·3 液压油类产品的代号40

1·2 液压介质的分类40

1·3 液压介质的ISO分类法40

2 液压油的性质41

2·1 液压油的密度41

2·2 液压油的粘度41

2·2·1 粘度与温度的关系41

2·2·2 粘度指数42

2·2·3 调合油的计算43

2·3 液压油的压缩性43

2·3·1 液压油的体积压缩系数43

2·3·2 液压油的体积弹性模量43

2·3·3 含气液压油的体积弹性模量43

2·4 液压油的热膨胀性44

2·5 比热容44

2·6 含气量45

2·7 空气分离压45

2·8 饱和蒸气压45

3 液压介质的质量指标及应用45

3·1 矿油型液压油的质量指标及应用45

3·2 抗燃型液压液的质量指标及应用50

3·3 液力传动油的质量指标及应用53

3·4 各类液压介质性能的比较54

4 液压介质的选择55

5 液压介质的污染控制55

5·1 污染物的种类及污染原因55

5·2 污染程度的测定及污染等级标准55

5·3 污染控制措施57

5·4 液压介质的性状管理59

第4章 液压基本回路61

1 概述61

2 压力控制回路61

2·1 调压回路61

2·2 减压回路63

2·3 增压回路64

2·4 卸压回路65

2·5 平衡回路67

2·6 保压回路68

2·7 卸荷回路68

2·8 背压回路70

2·9 缓冲回路71

3 速度控制回路73

3·1 节流调速回路73

3·2 容积调速回路75

3·3 速度换接回路76

3·4 二次进给回路77

3·5 增速回路78

3·6 减速回路80

4 方向控制回路80

4·1 换向回路80

4·2 连续往复运动回路82

4·3 锁紧回路83

5 多缸动作回路84

5·1 顺序动作回路84

5·2 同步回路87

5·3 互不干扰回路91

5·4 多缸串并联回路及卸荷回路92

6 液压马达回路93

6·1 液压马达串并联回路93

6·2 液压马达调速回路94

6·3 液压马达制动回路94

6·4 液压马达浮动回路96

6·5 补油和冷却回路96

7 其他液压回路97

第5章 液压传动系统设计计算100

1 明确设计要求，制定基本方案100

1·1 明确设计要求100

1·2 制定液压系统基本方案100

1·2·1 确定液压执行元件的形式100

1·2·2 拟定液压执行元件运动控制回路100

1·2·3 液压源系统102

2 绘制液压系统图102

3 确定液压系统的主要参数102

3·1 载荷的组成和计算102

3·1·1 液压缸的载荷组成与计算102

3·1·2 液压马达载荷力矩的组成与计算103

3·2 初选系统工作压力104

3·3 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量104

3·4 计算液压缸或液压马达所需流量105

3·5 绘制液压系统工况图105

4 液压元件的选择与专用件设计106

4·1 液压泵的选择106

4·2 液压阀的选择107

4·3 蓄能器的选择107

4·4 管道尺寸的确定107

4·5 油箱容量的确定107

5 液压系统性能验算107

5·1 液压系统压力损失108

5·2 液压系统的发热温升计算108

5·2·1 计算液压系统的发热功率108

5·2·2 计算液压系统的散热功率109

5·2·3 根据散热要求计算油箱容量109

5·3 计算液压系统冲击压力110

6 设计液压装置，编制技术文件110

6·1 液压装置总体布局110

6·2 液压阀的配置形式110

6·3 通道块设计110

6·4 绘制正式工作图，编写技术文件111

7 液压系统设计计算实例——250克塑料注射机液压系统设计计算111

7·1 250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数111

7·1·1 对液压系统的要求111

7·1·2 液压系统设计参数111

7·2 制定系统方案和拟定液压系统图112

7·2·1 制定系统方案112

7·2·2 拟定液压系统图112

7·3 液压执行元件载荷力和载荷转矩计算114

7·3·1 各液压缸的载荷力计算114

7·3·2 进料液压马达载荷转矩计算114

7·4 液压系统主要参数计算114

7·4·1 初选系统工作压力114

7·4·2 计算液压缸的主要结构尺寸114

7·4·3 计算液压马达的排量115

7·4·4 计算液压执行元件实际工作压力115

7·4·5 计算液压执行元件实际所需流量115

7·4·6 绘制液压执行元件工况图116

7·5 液压元件的选择116

7·5·1 液压泵的选择116

7·5·2 电动机功率的确定116

7·5·3 液压阀的选择116

7·5·4 液压马达的选择117

7·5·5 油管内径计算117

7·5·6 确定油箱的有效容积117

7·6 液压系统性能验算117

7·6·1 验算回路中的压力损失117

7·6·2 液压系统发热温升计算118

第6章 液压泵与液压马达120

1 液压泵与液压马达的分类120

1·1 液压泵的分类120

1·2 液压马达的分类120

2 液压泵与液压马达的结构、工作原理及特点120

2·1 齿轮泵与齿轮马达120

2·1·1 外啮合齿轮泵120

2·1·2 内啮合齿轮泵123

2·1·3 外啮合齿轮马达123

2·2 叶片泵与叶片马达124

2·2·1 单作用叶片泵124

2·2·2 双作用叶片泵124

2·2·3 限压式变量叶片泵125

2·2·4 双联叶片泵126

2·2·5 双级叶片泵126

2·2·6 叶片马达126

2·3 柱塞泵与柱塞马达127

2·3·1 轴向柱塞泵与马达128

2·3·2 径向柱塞泵与马达130

2·4 螺杆泵132

2·4·1 螺杆泵的结构及工作原理132

2·4·2 螺杆泵的特点132

3 液压泵与液压马达技术性能132

3·1 液压泵的技术性能132

3·2 液压马达的技术性能132

4 液压泵与液压马达常用计算公式133

4·1 液压泵与液压马达主要参数计算公式133

4·2 液压泵与液压马达排量的计算公式133

5 液压泵与液压马达产品134

5·1 齿轮泵与齿轮马达产品134

5·1·1 齿轮泵与齿轮马达产品概览表134

5·1·2 CB型齿轮泵136

5·1·3 CB-S型齿轮泵138

5·1·4 G 30型齿轮泵140

5·1·5 GM5型齿轮马达143

5·2 叶片泵与叶片马达产品145

5·2·1 叶片泵与叶片马达产品概览表145

5·2·2 YB1型叶片泵145

5·2·3 YBX型限压式变量叶片泵147

5·2·4 YM-F-E型叶片马达152

5·3 柱塞泵与柱塞马达产品153

5·3·1 柱塞泵与柱塞马达产品概览表153

5·3·2 CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵（马达）154

5·3·3 A 7 V型斜轴式轴向柱塞泵159

5·3·4 Z※B型斜轴式轴向柱塞泵166

5·3·5 1 JMD型径向柱塞马达169

5·4 螺杆泵产品170

5·4·1 螺杆泵产品概览表170

5·4·2 U型螺杆泵170

第7章 液压缸173

1 液压缸的基本参数173

1·1 液压缸气缸内径及活塞杆外径尺寸系列173

1·1·1 液压缸气缸的缸筒内径尺寸系列173

1·1·2 液压缸气缸的活塞杆外径尺寸系列173

1·2 液压缸气缸行程参数系列173

1·3 液压缸气缸活塞杆螺纹型式和尺寸系列173

1·3·1 液压缸气缸活塞杆螺纹型式173

1·3·2 液压缸气缸活塞杆螺纹尺寸系列174

2 液压缸的类型及安装方式174

2·1 液压缸的类型174

2·2 液压缸的安装方式178

3 液压缸标准系列180

3·1 工程液压缸系列180

3·1·1 型号说明180

3·1·2 技术规格181

3·1·3 外形尺寸181

3·2 冶金设备用标准液压缸系列190

3·2·1 型号说明191

3·2·2 技术规格192

3·2·3 外形尺寸193

3·3 车辆用液压缸系列200

3·3·1 DG型车辆用液压缸201

3·3·2 G型车辆用液压缸204

3·4 农机用液压缸系列206

3·4·1 SG 1型农机用液压缸206

3·4·2 ZG 1型农机用液压缸210

3·4·3 TG 1型农机用液压缸213

3·5 摆动液压缸215

3·5·1 技术规格215

3·5·2 外形尺寸216

4 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求216

4·1 缸体216

4·1·1 缸体端部联接结构216

4·1·2 缸体的材料218

4·1·3 缸体的技术要求218

4·2 缸盖219

4·2·1 缸盖的材料219

4·2·2 缸盖的技术要求219

4·3 活塞219

4·3·1 活塞与活塞杆的联接型式219

4·3·2 活塞与缸体的密封220

4·3·3 活塞的材料221

4·3·4 活塞的技术要求221

4·4 活塞杆222

4·4·1 端部结构222

4·4·2 端部尺寸222

4·4·3 活塞杆结构224

4·4·4 活塞杆材料224

4·4·5 活塞杆的技术要求224

4·5 活塞杆的导向、密封和防尘224

4·5·1 导向套224

4·5·2 活塞杆的密封与防尘226

4·6 液压缸的缓冲装置228

4·7 液压缸的排气装置229

4·8 液压缸安装联接部分的型式及尺寸230

4·8·1 液压缸进出油口的联接230

4·8·2 液压缸为单耳环型安装的主要尺寸230

4·8·3 液压缸为单耳球铰型安装的主要尺寸232

4·8·4 液压缸为销轴型安装的主要尺寸232

4·9 柱塞式液压缸的端部型式及尺寸233

5 液压缸的设计计算234

5·1 液压缸设计计算步骤234

5·2 液压缸性能参数的计算234

5·2·1 液压缸的输出力234

5·2·2 液压缸的阻力239

5·2·3 液压缸的输出速度240

5·2·4 液压缸的作用时间240

5·2·5 液压缸的储油量243

5·2·6 液压缸的输出功率244

5·2·7 摆动液压缸的输出扭矩244

5·2·8 摆动液压缸的输出角速度244

5·2·9 摆动液压缸的转动时间244

5·3 液压缸主要几何尺寸的计算244

5·3·1 液压缸内径φAL的计算244

5·3·2 活塞杆直径φMM的计算244

5·3·3 液压缸行程s的确定245

5·4 液压缸结构参数的计算245

5·4·1 缸筒壁厚的计算245

5·4·2 液压缸油口直径的计算246

5·4·3 缸底厚度计算246

5·4·4 缸头厚度计算248

5·5 液压缸的联接计算250

5·5·1 缸盖联接计算250

5·5·2 活塞与活塞杆的联接计算251

5·5·3 销轴、耳环的联接计算252

5·6 活塞杆稳定性验算252

5·6·1 无偏心载荷252

5·6·2 承受偏心载荷258

5·6·3 临界应力258

5·7 液压缸的缓冲计算258

6 液压缸型式试验259

6·1 试验条件259

6·2 试验设备259

6·3 试验项目与试验方法259

第8章 液压控制阀261

1 液压控制阀的结构原理与应用261

1·1 中、高压压力控制阀的结构原理与应用261

1·1·1 溢流阀261

1·1·2 减压阀263

1·1·3 顺序阀264

1·1·4 DA／DAW型先导式卸荷阀270

1·1·5 FD型平衡阀271

1·1·6 压力继电器272

1·2 中、高压流量控制阀的结构原理与应用278

1·2·1 节流阀和单向节流阀278

1·2·2 CDF型单向行程节流阀279

1·2·3 调速阀和单向调速阀280

1·2·4 分流—集流阀283

1·3 中、高压方向控制阀的结构原理与应用286

1·3·1 单向阀和液控单向阀286

1·3·2 电磁换向阀287

1·3·3 电液换向阀293

1·3·4 手动换向阀298

1·3·5 多路换向阀298

1·3·6 Z型转阀300

1·3·7 压力表开关300

2 液压控制阀产品汇总表305

2·1 中、高压液压控制阀产品汇总表305

2·2 中、低压液压控制阀产品汇总表308

2·3 型号说明313

2·3·1 中、低压阀型号说明（广研所系列）313

2·3·2 中、高压阀型号说明（榆次厂系列）314

3 压力控制阀的规格和性能315

3·1 溢流阀315

3·1·1 DBD型直动式溢流阀315

3·1·2 DB／DBW型先导式溢流阀321

3·1·3 YF型溢流阀331

3·1·4 C-175型溢流阀335

3·1·5 ECT／G-O6／10型溢流阀335

3·1·6 ECT／G5-06／10型电磁溢流阀336

3·1·7 P型低压溢流阀337

3·1·8 Y、Y1型中压溢流阀337

3·1·9 YE型直流电磁溢流阀337

3·2 减压阀338

3·2·1 DR型先导式减压阀338

3·2·2 JF型减压阀及JDF型单向减压阀347

3·2·3 XCT／G-03／06／10型减压阀351

3·2·4 J型减压阀及J1型单向减压阀352

3·3 顺序阀353

3·3·1 DZ型先导式顺序阀353

3·3·2 X※F型顺序阀及XD※F型单向顺序阀359

3·3·3 中、低压顺序阀364

3·4 卸荷阀365

3·4·1 DA／DAW型先导式卸荷阀365

3·4·2 EURT／G-06／10型卸荷溢流阀371

3·5 FD型平衡阀371

3·6 背压阀（定压式）378

3·7 压力继电器378

3·7·1 HED 1型压力继电器378

3·7·2 HED 2型压力继电器384

3·7·3 HED 3型压力继电器388

3·7·4 HED 4型压力继电器392

3·7·5 1 PD01型压力继电器398

3·7·6 PF型压力继电器399

3·7·7 DP型压力继电器400

4 流量控制阀的规格性能401

4·1 节流阀和单向节流阀401

4·1·1 MK型单向节流阀401

4·1·2 LF型节流阀及LDF型单向节流阀402

4·1·3 L型节流阀及LI型单向节流阀407

4·2 调速阀407

4·2·1 2 FRM型调速阀407

4·2·2 MSA型调速阀411

4·2·3 2FRW型电磁调速阀412

4·2·4 Z 4 S型流向调整板415

4·2·5 QF、QDFT型调速阀417

4·2·6 FCG型调速阀及FRG型溢流节流阀418

4·2·7 中、低压调速阀419

4·3 行程控制阀419

4·3·1 CDF型单向行程节流阀（单向减速阀）419

4·3·2 LCI型单向行程节流阀421

4·3·3 QCI型单向行程调速阀421

4·3·4 延时阀422

4·4 分流—集流阀（同步阀）422

4·4·1 FJL、FL、FDL型分流—集流阀422

4·4·2 3FL、3FJLK型分流—集流阀424

4·4·3 长春型分流—集流阀426

5 方向控制阀的规格和性能428

5·1 单向阀428

5·1·1 S型（力士乐）428

5·1·2 榆次型431

5·1·3 广研型435

5·2 液控单向阀436

5·2·1 S*型（力士乐）436

5·2·2 榆次型439

5·2·3 4 C型（威克斯）443

5·2·4 广研型444

5·3 电磁换向阀444

5·3·1 WE型（力士乐）444

5·3·2 SE型（力士乐）球形电磁换向阀466

5·3·3 榆次型469

5·3·4 DG4V-3型（威克斯）475

5·3·5 DG4 S*U-01型（威克斯）476

5·3·6 广研型477

5·4 电液换向阀479

5·4·1 WEH型（力士乐）479

5·4·2 榆次型494

5·4·3 DG5S-5型（威克斯）500

5·4·4 广研型501

5·5 手动换向阀502

5·5·1 WMM型（力士乐）502

5·5·2 榆次型509

5·5·3 广研型514

5·6 多路换向阀515

5·6·1 榆次型（并联油路）515

5·6·2 榆次型（串联油路）517

5·6·3 ZS型多路换向阅520

5·6·4 Z型多路换向阀523

5·7 转阀528

5·8 压力表开关529

5·8·1 AF6E型（力士乐）529

5·8·2 MS型（力士乐）530

5·8·3 KF-L8型533

6 叠加阀535

6·1 叠加闽型号编制说明535

6·2 叠加阀安装面的联接尺寸536

6·2·1 Ⅰ型安装面536

6·2·2 Ⅱ型安装面538

6·3 叠加阀的系列型谱539

6·3·1 叠加阀联合设计组系列型谱539

6·3·2 威克斯叠加阀系列型谱547

6·4 叠加式溢流阀549

6·5 叠加式电磁溢流阀551

6·6 叠加式减压阀553

5·6·1 ZDR*D型（力士乐）553

6·6·2 J型558

6·7 X型叠加式顺序阀560

6·8 BXY型叠加式顺序背压阀564

6·9 XL型叠加式顺序节流阀565

6·10 叠加式节流阀567

6·10·1 Z2FS型（力士乐）567

6·10·2 L、LA型572

6·11 QA、QE、QEY型叠加式调速阀578

6·12 A型叠加式单向阀582

6·13 叠加式液控单向阀585

6·13·1 Z 2 S型（力士乐）585

6·13·2 AY型588

6·14 PD型叠加式压力继电器590

6·15 4 K型叠加式压力表开关593

6·16 叠加阀底板块594

6·16·1 系列型谱594

6·16·2 外形尺寸595

7 插装阀604

7·1 插装阀的工作原理及特点604

7·2 插装阀各种功能单元与普通液压控制阀的比较604

7·3 插装阀系列Ⅰ（冶金工业部北京冶金液压机械厂产品系列）609

7·3·1 插入元件609

7·3·2 控制盖板610

7·3·3 通道块615

7·3·4 集成阀块616

7·4 插装阀系列Ⅱ（济南铸锻机械研究所系列）617

7·4·1 插入元件617

7·4·2 先导控制元件型号说明618

7·4·3 控制法兰型号说明619

7·4·4 集成阀块619

8 电液比例阀622

8·1 电液比例阀的工作原理622

8·2 技术规格625

8·3 外形尺寸624

9 电液伺服阀629

9·1 功能与用途629

9·2 动圈式电液伺服阀629

9·2·1 原理与特点629

9·2·2 技术规格629

9·2·3 外形尺寸629

9·3 力矩马达式电液伺服阀629

9·3·1 原理与特点629

9·3·2 技术规格630

9·3·3 外形尺寸635

第9章 管件645

1 管道645

1·1管子内径的计算646

1·2 金属管管子壁厚δ的计算646

1·3 胶管的选择及设计中应注意事项646

2 管接头646

2·1 管接头的类型646

2·2 管接头的品种和应用648

2·3 焊接式管接头的规格650

2·4 卡套式管接头规格655

2·5 扩口式管接头的规格671

2·6 扣压式胶管接头的规格687

2·7 三瓣式胶管接头的规格689

2·8 快换接头692

2·9 螺塞规格695

2·10 方形法兰697

第10章 液压泵站及其他辅助装置699

1 液压泵站699

1·1 液压泵站概述及液压泵站油箱容量系列标准699

1·1·1 液压泵站概述699

1·1·2 液压泵站油箱公称容量系列699

1·2 YZ系列液压泵站699

1·3 YG型液压柜699

1·4 YZS型液压站699

1·5 YGC型液压柜702

1·6 CJZ型液压站702

1·7 YH型液压站702

1·8 SE型液压泵站702

1·9 上重型液压站702

2 滤油器及滤油机704

2·1 滤油器概要704

2·1·1 滤油器的作用及过滤精度704

2·1·2 滤油器的类型及其特性705

2·1·3 滤油器在液压系统中的安装位置705

2·1·4 滤油器的选择706

2·2 滤油器产品706

2·2·1 网式滤油器706

2·2·2 线隙式滤油器707

2·2·3 纸质滤油器712

2·2·4 烧结式滤油器716

2·2·5 磁性烧结式滤油器719

2·3 滤油车720

2·4 JGZ型精密过滤装置720

3 蓄能器722

3·1 蓄能器的种类及其特点722

3·2 蓄能器的应用722

3·3 蓄能器容量计算724

3·4 蓄能器标准724

3·5 蓄能器产品725

3·5·1 皮塞式蓄能器725

3·5·2 活塞式蓄能器726

4 油箱及其辅件727

4·1 油箱727

4·1·1 油箱的设计要点727

4·1·2 油箱容量的计算728

4·2 空气滤清器728

4·2·1 KGQ型空气滤清器728

4·2·2 EF型空气滤清器729

4·3 YWZ型液位指示器729

4·4 冷却器730

4·4·1 2LQ型冷却器730

4·4·2 GC、GL型冷却器741

4·5 电加热器741

5 压力表与温度计743

5·1 压力表743

5·1·1 上海宜川仪表厂压力表743

5·1·2 上海自动化仪表四厂压力表745

5·2 温度计746

参考文献746

第58篇 气压传动3

第1章 气压传动概论和气体力学基础3

1 气动元、辅件图形符号3

2 气压传动概论3

2·1 气动系统的组成及分类3

2·1·1 气动系统的组成3

2·1·2 气动系统的分类3

2·2 气压传动的特点与应用4

2·2·1 气压传动的特点4

2·2·2 气压传动的应用4

3 空气的物理性质5

3·1 空气的组成5

3·2 空气的密度5

3·3 空气的粘性（粘度）5

3·4 空气的压缩性与膨胀性5

4 理想气体状态方程5

4·1 等容过程5

4·2 等压过程6

4·3 等温过程6

4·4 绝热过程6

4·5 多变过程7

5 湿空气7

5·1 湿度7

5·1·1 绝对湿度7

5·1·2 饱和绝对湿度8

5·1·3 相对湿度8

5·2 含湿量8

5·2·1 质量含湿量8

5·2·2 容积含湿量8

6 自由空气流量及析水量9

6·1 自由空气流量9

6·2 析水量9

7 气体流动的基本方程9

7·1 连续性方程9

7·2 能量方程10

7·2·1 不可压缩流体伯努里方程10

7·2·2 可压缩气体绝热流动伯努里方程10

7·2·3 有机械功的压缩性气体能量方程10

8 声速与气体在管道中的流动特性11

8·1 声速（音速）11

8·2 气体在管道中的流动特性11

9 气动元件的流通能力12

9·1 有效截面积s12

9·1·1 定义及简化计算12

9·1·2 有效截面积的测试方法12

9·1·3 系统中多个元件合成的s值13

9·2 不可压缩气体通过节流小孔的流量13

9·3 可压缩性气体通过节流小孔的流量13

10 充气、放气温度与时间的计算14

10·1 充气温度与时间的计算14

10·2 放气温度与时间的计算15

11 气阻、气容15

11·1 气阻16

11·1·1 线性气阻16

11·1·2 非线性气阻16

11·2 气容17

第2章 气缸18

1 概述18

1·1 气缸的分类18

1·2 气缸的工作原理21

1·2·1 单作用气缸21

1·2·2 双作用气缸22

1·2·3 组合气缸22

1·2·4 特殊气缸25

2 气缸的设计与计算30

2·1 气缸的设计步骤30

2·2 气缸的基本参数31

2·3 气缸有关计算31

2·3·1 活塞杆上输出力和缸径的计算31

2·3·2 活塞杆的计算32

2·3·3 缸筒壁厚的计算33

2·3·4 缓冲计算34

2·3·5 耗气量的计算35

2·3·6 冲击气缸设计计算35

3 气缸主要零部件的结构、材料及技术要求39

3·1 气缸筒39

3·2 气缸盖40

3·3 缸筒与缸盖的连结40

3·4 活塞42

3·5 活塞杆42

3·6 气缸的密封43

3·6·1 活塞杆的密封43

3·6·2 活塞的密封44

4 气缸的选择及应用45

4·1 气缸的选择要点45

4·1·1 安装形式的选择45

4·1·2 输出力的大小45

4·1·3 气缸行程45

4·1·4 活塞的运动速度45

4·2 气缸使用注意事项45

4·3 气缸应用举例45

5 气缸的性能和试验48

5·1 空载性能和试验48

5·2 载荷性能和试验48

5·3 耐压性及试验48

5·4 泄漏及试验48

5·5 缓冲性能及试验49

5·6 耐久性及试验49

6 气缸产品49

6·1 气缸产品概览49

6·2 QGAⅡ、QGBⅡ、QGN系列气缸50

6·2·1 技术规格50

6·2·2 外形及安装尺寸51

6·3 QGP、QGPA、QGPB系列气缸58

6·3·1 技术规格58

6·3·2 外形及安装尺寸59

6·4 QGS、IQG系列气缸60

6·4·1 技术规格60

6·4·2 外形及安装尺寸60

6·5 QGAa系列气缸61

6·5·1 技术规格61

6·5·2 外形及安装尺寸62

6·6 QGX系列微型气缸67

6·6·1 技术规格67

6·6·2 外形及安装尺寸68

6·7 QGA、QGB及JB系列气缸69

6·7·1 技术规格69

6·7·2 外形及安装尺寸69

6·8 QGZY系列气液增压缸71

6·8·1 技术规格71

6·8·2 外形及安装尺寸71

6·9 QGA—W系列不供油润滑气缸72

6·9·1 技术规格72

6·9·2 外形及安装尺寸72

6·10 DQG和DQGL系列不供油薄型气缸73

6·10·1 技术规格73

6·10·2 外形及安装尺寸73

6·11 QGAI、QGBI系列轻型铝合金气缸74

6·11·1 技术规格74

6·11·2 外形及安装尺寸75

6·12 KQG系列磁性开关气缸76

6·12·1 技术规格76

6·12·2 外形及安装尺寸77

6·13 CQG系列磁性无活塞杆气缸78

6·13·1 技术规格78

6·13·2 外形及安装尺寸78

6·14 QGV系列带阀气缸79

6·15 ISO标准系列气缸80

第8章 气马达81

1 气马达的分类、工作原理及特点81

1·1 气马达分类81

1·2 气马达工作原理81

1·2·1 叶片式气马达81

1·2·2 活塞式气马达82

1·2·3 摆动式气马达82

1·3 气马达的特点84

2 气马达的设计计算84

2·1 叶片式气马达设计与计算84

2·1·1 正转与反转性能不同的叶片气马达84

2·1·2 正转与反转性能相同的叶片气马达86

2·2 活塞式气马达设计与计算87

2·2·1 工作过程分析87

2·2·2 设计计算88

2·3 摆动式气马达设计与计算88

3 气马达的选择、应用及润滑88

3·1 气马达的选择88

3·2 气马达的应用与润滑89

4 气马达的典型产品89

4·1 叶片式气马达产品90

4·1·1 9马力叶片式气马达90

4·1·2 2马力叶片式气马达91

4·1·3 4马力叶片式气马达91

4·1·4 6马力叶片式气马达92

4·1·5 8马力和9马力叶片式气马达92

4·1·6 12马力叶片式气马达93

4·1·7 14马力和20马力叶片式气马达94

4·2 活塞式气马达产品95

4·2·1 1马力活塞式气马达95

4·2·2 2．8马力活塞式气马达96

4·2·3 4．5马力和6马力活塞式气马达98

4·2·4 8．5马力活塞式气马达99

4·2·5 8马力和10马力活塞式气马达100

4·2·6 10．5马力和15马力活塞式气马达101

4·2·7 25马力活塞式气马达102

4·2·8 HS型活塞式气马达103

4·3 摆动式气马达产品106

4·3·1 QGB1、QGB2系列叶片摆动气马达106

4·3·2 QGK系列齿轮齿条摆动气马达107

第4章 气动控制阀110

1 气动控制阀型号说明110

2 压力控制阀111

2·1 压力控制阀的种类规格111

2·2 减压阀112

2·2·1 直动式减压阀112

2·2·2 先导式减压阀119

2·3 单向压力顺序阀122

2·4 安全阀124

2·4·1 Q-L6型安全阀124

2·4·2 A27W-10T型安全阀125

3 方向控制阀126

3·1 方向控制阀的种类和规格126

3·2 气控阀131

3·2·1 二位三通气控阀131

3·2·2 二位五通气控阀134

3·2·3 三位五通气控滑阀138

3·3 电控阀138

3·3·1 直动式电控换向阀138

3·3·2 先导式电控换向阀144

3·4 无油润滑换向阀154

3·4·1 二位五通单、双气控无油润滑换向滑阀154

3·4·2 二位五通单、双电控无油润滑换向滑阀156

3·4·3 四位五通双电控无油润滑截止式换向阀157

3·5 防爆电磁阀158

3·5·1 防爆二位三通先导式电磁阀158

3·5·2 防爆二位五通单、双电控先导式电磁阀159

3·5·3 防爆三位五通双电控先导式电磁阀161

3·6 人控换向阀161

3·6·1 联合设计的人控换向阀161

3·6·2 手操转阀169

3·6·3 小型人控阀、机控阀170

3·6·4 Q22R15、Q23R15系列二位二通、二位三通手动滑阀170

3·7 机控换向阀（行程阀）172

3·7·1 直动式二位三通机控阀172

3·7·2 杠杆滚轮式二位三通机控阀173

3·7·3 可通过式二位三通机控阀173

3·8 时间控制换向阀175

3·8·1 常断延时通型（及常通延时断型）二位三通换向阀175

3·8·2 常通延时通型（及常断延时断型）二位三通换向阀175

3·9 单向型控制阀175

3·9·1 单向阀175

3·9·2 梭阀180

3·9·3 双压阀182

3·9·4 快速排气阀183

4 流量控制阀184

4·1 流量控制阀的种类184

4·2 流量控制阀的主要技术规格184

4·3 节流阀、调速阀185

4·3·1 节流阀185

4·3·2 KSL双级调速阀185

4·4 单向节流阀186

4·5 排气节流阀189

4·6 排气消声节流阀189

第5章 气动逻辑元件190

1 概述190

1·1 气动逻辑元件的分类190

1·2 气动逻辑元件的特点190

2 逻辑元件基本原理及结构组成190

2·1 截止式逻辑元件基本原理190

2·2 膜片式逻辑元件基本原理192

2·2·1 微压膜片式逻辑元件192

2·2·2 低压膜片式逻辑元件193

2·2·3 高压膜片式逻辑元件196

2·3 滑柱式逻辑元件基本原理196

2·4 球式逻辑元件基本原理198

3 高压截止式逻辑元件（QLJ型）198

3·1 QLJ型高压截止式逻辑元件的特点198

3·2 QLJ型逻辑元件的技术规格198

3·3 QLJ型逻辑元件的动作原理及尺寸200

3·3·1 QLJ-101是门元件和QLJ-107与门元件200

3·3·2 QLJ-102非门元件和QLJ-108禁门元件201

3·3·3 QLJ-103或门元件201

3·3·4 QLJ-104或非元件202

3·3·5 QLJ-105单输出记忆元件203

3·3·6 QLJ-106双稳元件203

3·3·7 QLJ-201、QLJ-202、QLJ-203和QLJ-204延时元件204

3·3·8 QLJ-205和QLJ-206脉冲元件206

3·3·9 QLJ-341、QLJ-342、QLJ-345和QLJ-346放大器206

3·3·10 QLJ-301和QLJ-302压力开关208

3·3·11 微型电磁阀208

3·3·12 QLJ-721型气电转换器209

3·3·13 微型调压阀209

3·3·14 QLJ-901型安装底板209

4 高压膜片式逻辑元件（QLM型）210

4·1 QLM型高压膜片式逻辑元件的特点210

4·2 QLM型逻辑元件的技术规格211

4·3 QLM型逻辑元件的动作原强及尺寸212

4·3·1 QLM-109三门元件212

4·3·2 QLM-110四门元件212

4·3·3 QLM-606双控单向放大器213

4·3·4 QLM-607双控双向放大器214

4·3·5 QLM-111或双稳元件和QLM-602或双稳放大器215

4·3·6 QLM-101是门元件和QLM-103或门元件218

4·3·7 QLM-102非门元件218

4·3·8 QLM-107与门元件219

4·3·9 QLM-431 P喷嘴发讯器219

5 程序器和读数机219

5·1 概述219

5·2 信号分配原理220

5·3 时间程序器221

5·3·1 码盘码鼓式时间程序器221

5·3·2 凸轮式时间程序器221

5·4 位置程序器222

5·5 机械程序器225

5·6 继电器程序器227

5·7 读数机227

6 射流元件229

6·1 射流元件的特点229

6·2 射流元件的技术规格229

6·3 射流元件的动作原理230

6·3·1 附璧式或双稳元件230

6·3·2 附壁式或非元件230

6·3·3 附壁式计数触发器230

6·3·4 动量交换式与门231

6·3·5 紊流或非元件232

第6章 气源装置及气动辅助元件233

1 气源装置233

1·1 容积式压缩机的分类和工作原理233

1·2 容积式压缩机型号说明234

1·3 技术规格与生产厂234

1·4 无油式压缩机240

2 气动辅助装置和辅助元件240

2·1 气动辅助装置240

2·1·1 致冷式气源净化干燥机240

2·1·2 空气过滤器（一次过滤器）241

2·2 主要气动辅助元件244

2·2·1 型号说明244

2·2·2 分水滤气器（二次过滤器）245

2·2·3 油雾器251

2·2·4 气源处理三联件（分水滤气器、减压阀、油雾器的组合件）255

2·2·5 消声器257

2·2·6 气电转换器258

2·2·7 气液转换器263

2·2·8 气动计数器264

2·3 气动管接头265

2·3·1 气动管接头的类型265

2·3·2 有色金属管接头267

2·3·3 棉线编织胶管接头273

2·3·4 塑料管、尼龙管用接头276

2·3·5 快速管接头279

2·3·6 组合式管接头281

第7章 气动系统的设计计算284

1 气动回路284

1·1 气动基本回路284

1·1·1 压力与力控制回路284

1·1·2 换向回路285

1·1·3 速度控制回路286

1·1·4 位置控制回路289

1·1·5 基本逻辑回路291

1·2 常用回路294

1·2·1 安全保护回路294

1·2·2 往复动作回路295

1·2·3 程序动作控制回路296

1·2·4 同步动作控制回路296

2 气动逻辑设计方法296

2·1 X／D线图设计法296

2·1·1 绘工作行程顺序图297

2·1·2 绘制X／D线图297

2·1·3 消除障碍与失控，确定执行信号300

2·1·4 绘制气控逻辑原理图303

2·1·5 绘制气动回路原理图304

2·2 卡诺图设计法306

2·2·1 绘制动作状态时序图306

2·2·2 卡诺图的结构组成306

2·2·3 卡诺图简化及执行信号确定308

2·2·4 绘制气动控制逻辑原理图与气动回路原理图310

3 气动系统设计318

3·1 气动系统设计的基本内容与一般步骤318

3·1·1 设计依据318

3·1·2 设计气动回路318

3·1·3 选择设计气动元件及辅件319

3·1·4 确定管道直径及系统压降验算321

3·1·5 选择空压机321

3·2 气动系统设计中应注意的问题322

3·2·1 气源应适当净化322

3·2·2 元件、辅件的选用应匹配合适与质量保证322

3·2·3 用气点管路布置应合理322

3·2·4 安全性与环境保护323

3·3 设计某鼓风炉钟罩式加料装置气动系统323

3·3·1 了解工作要求及环境条件324

3·3·2 气控回路设计324

3·3·3 气动元辅件选择326

3·3·4 执行元件用气量和压缩机容量计算329

参考文献3629

第39篇 液力传动3

第1章 概述3

1 液力传动的分类3

1·1 液力传动装置的分类3

1·2 液力传动元件的分类4

2 液力传动的特点4

3 液力元件的工作原理5

3·1 液力元件的叶轮与几何参数5

3·1·1 叶轮5

3·1·2 工作腔及其结构参数5

3·2 液体在叶轮中的运动6

3·2·1 速度的分解及速度三角形6

3·2·2 速度环量7

3·2·3 液体在无叶片区的流动7

3·3 液力元件的基本方程式8

3·3·1 理论能头8

3·3·2 动量矩方程8

3·4 液力偶合器的工作原理9

3·4·1 基本工作原理9

3·4·2 力矩变化规律9

3·5 液力变矩器的工作原理11

3·5·1 基本工作原理11

3·5·2 转矩变化规律12

4 液力元件的特性13

4·1 特性参数13

4·2 特性曲线14

4·2·1 外特性曲线15

4·2·2 原始特性曲线15

4·2·3 全特性曲线16

5 液力元件的类比设计16

5·1 相似理论在液力元件中的应用17

5·2 相似准则17

5·3 类比设计的步骤18

6 液力元件的试验18

6·1 试验方法18

6·2 试验台架19

6·2·1 试验台的布置要求19

6·2·2 试验台的组成19

6·2·3 设备容量的选择19

7 液力传动的工作液体20

7·1 液力传动用油的基本要求20

7·2 液力传动常用油的种类20

7·3 水基难燃液的种类21

第2章 液力偶合器23

1 液力偶合器的分类23

1·1 按功能分类23

1·1·1 普通型液力偶合器23

1·1·2 限矩型液力偶合器23

1·1·3 调速型液力偶合器25

1·2 按叶片分类27

1·3 按工作腔的数量分类28

2 液力偶合器的典型结构及辅助装置28

2·1 普通型液力偶合器28

2·2 限矩型液力偶合器29

2·3 调速型液力偶合器29

2·3·1 进口调节式调速型液力偶合器29

2·3·2 出口调节式调速型液力偶合器29

2·3·3 进出口调节式调速型液力偶合器32

2·4 辅助装置33

3 液力偶合器的选择及选择实例34

3·1 液力偶合器与电动机共同工作的分析34

3·1·1 输入特性、共同工作范围和输出特性的绘制34

3·1·2 共同工作实例35

3·1·3 与电动机共同工作的分析36

3·2 限矩型液力偶合器的选择36

3·2·1 限矩型液力偶合器与电动机的匹配原则37

3·2·2 限矩型液力偶合器的选择计算实例37

3·3 调速型液力偶合器的选择38

3·3·1 调速型液力偶合器的使用特点38

3·3·2 调速型液力偶合器的选型原则39

3·3·3 调速型液力偶合器的选型方法40

3·3·4 冷却器的计算40

3·3·5 调速型液力偶合器的选型实例41

4 液力偶台器的产品与规格41

4·1 液力偶合器的适用范围41

4·2 限矩型液力偶合器的产品与规格42

4·3 调速型液力偶合器的产品与规格51

4·3·1 进口调节式调速型液力偶合器51

4·3·2 出口调节式调速型液力偶合器53

4·4 液力偶合器传动装置的产品与规格57

4·5 液粘调速器与液力减速器60

4·5·1 液粘调速器60

4·5·2 液力减速器62

第3章 液力变矩器65

1 液力变矩器的分类、性能和特点65

1·1 单相液力变矩器65

1·1·1 单相单级液力变矩器65

1·1·2 单相多级液力变矩器65

1·1·3 反转液力变矩器67

1·2 多相液力变矩器68

1·2·1 二相单级液力变矩器68

1·2·2 三相单级液力变矩器69

1·2·3 闭锁液力变矩器70

1·3 可调液力变矩器70

1·3·1 调节叶片转角的可调液力变矩器70

1·3·2 调节离合器滑差的可调液力变矩器70

1·3·3 调节排油阀开度的可调液力变矩器71

1·3·4 调节环形闸板开度的可调液力变矩器71

2 液力变矩器的结构和辅助系统71

2·1 液力变矩器的结构71

2·1·1 单相单级液力变矩器71

2·1·2 二相单级液力变矩器72

2·1·3 闭锁液力变矩器72

2·1·4 导轮叶片可转动的可调液力变矩器72

2·2 液力变矩器的辅助系统73

2·2·1 液力变矩器的辅助系统及其功能73

2·2·2 液力变矩器辅助系统的辅件参数77

3 液力变矩器的选型78

3·1 液力变矩器的型式和参数选择78

3·1·1 汽车及以运输为主的各类车辆78

3·1·2 工程机械及以作业为主的各类机械78

3·1·3 内燃机车类轨道车辆79

3·1·4 恒载荷调速的设备79

3·2 液力变矩器与动力机的共同工作79

3·2·1 输入功率79

3·2·2 泵轮特性曲线族和涡轮特性曲线族79

3·2·3 液力变矩器有效直径和公称力矩选择80

3·2·4 液力变矩器和动力机共同工作的输入特性曲线和输出特性曲线80

3·3 液力变矩器与动力机的匹配81

3·3·1 汽车液力变矩器与内燃机的匹配81

3·3·2 工程机械液力变矩器与内燃机的匹配83

3·4 液力变矩器与动力机匹配的优化84

4 液力变矩器的产品型号与规格85

4·1 单相单级液力变矩器的产品型号与规格85

4·1·1 单相单级向心涡轮液力变矩器的产品型号与规格85

4·1·2 单相单级轴流涡轮和离心涡轮液力变矩器的产品型号与规格85

4·2 多相单级和闭锁液力变矩器的产品型号与规格85

4·3 可调液力变矩器的产品型号与规格88

4·4 液力传动装置的产品型号与规格88

第4章 液力机械变矩器122

1 液力机械变矩器的分类122

1·1 内分流液力机械变矩器122

1·1·1 导轮反转内分流液力机械变矩器122

1·1·2 多涡轮内分流液力机械变矩器123

1·2 外分流液力机械变矩器124

2 液力机械交矩器的应用127

2·1 内分流液力机械变矩器的应用127

2·1·1 导轮反转内分流液力机械变矩器127

2·1·2 双涡轮内分流液力机械变矩器129

2·2 外分流液力机械变矩器的应用129

2·2·1 分流差速液力机械变矩器的应用129

2·2·2 汇流差速液力机械变矩器的应用133

3 液力机械变矩器的产品型号与规格133

3·1 双涡轮液力机械变矩器的产品型号与规格133

3·2 外分流液力机械变矩器的产品型号与规格133

3·3 液力机械传动装置的产品型号与规格133

参考文献146

第40篇 电力传动3

前言3

第1章 电动机的选择4

1 电力传动系统的特性4

1·1 电动机的机械特性4

1·2 电力传动系统的基本运动方程式10

1·3 生产机械负载转矩特性10

1·4 工作机构转矩和飞轮矩的折算11

2 电动机容量的选择13

2·1 决定电动机容量的主要因素13

2·2 电动机的温升与冷却14

2·3 电动机工作制14

2·4 电动机负载图16

2·5 常用机械电动机功率计算17

2·5·1 风机、泵、压缩机和起重机17

2·5·2 金属切削机床18

2·6 电动机发热校验19

2·7 电动机容量的选择方法22

2·7·1 连续工作制电动机容量的选择22

2·7·2 短时工作制电动机容量的选择22

2·7·3 周期性断续工作制电动机容量的选择23

2·7·4 带冲击负载时电动机容量的选择23

2·7·5 用统计或类比法选择电动机容量24

3 电动机电流种类的选择24

4 电动机结构型武的选择28

5 电动机电压及转速的选择29

5·1 电动机电压的选择29

5·2 电动机转速的选择29

6 电动机容量选择举例30

第2章 电动机的起动及制动33

1 电动机的起动33

1·1 笼型感应电动机的起动33

1·1·1 直接起动33

1·1·2 降压起动33

1·2 绕线转子感应电动机的起动33

1·2·1 转子串接电阻起动33

1·2·2 转子串接频敏变阻器起动37

1·3 直流电动机的起动40

1·3·1 电枢串接电阻起动40

1·3·2 降低电源电压起动41

1·4 同步电动机的起动41

2 电动机的制动46

3 减少电动机在过渡过程中能量损耗的途径46

第3章 电动机的调速方法47

1 调速的主要指标47

1·1 调速的技术指标47

1·2 调速的经济指标47

2 三相感应电动机的调速47

2·1 变极调速47

2·2 变频调速48

2·3 改变转差率调速49

2·3·1 转子电路串接电阻调速49

2·3·2 改变定子电压调速50

2·3·3 电磁转差离合器调速50

2·3·4 串级调速51

2·4 三相感应电动机调速方式的比较52

3 直流电动机的调速52

3·1 他励直流电动机的调速方法52

3·2 他励直流电动机调速系统52

第4章 电器控制线路54

1 有触点控制线路54

1·1 概述54

1·2 对有触点控制线路的基本要求54

1·3 常用控制线路54

2 常用低压电器元件的选择62

2·1 熔断器62

2·2 自动开关64

2·3 接触器67

2·4 控制继电器67

2·4·1 电磁式继电器67

2·4·2 时间继电器70

2·4·3 热继电器70

2·5 起动器70

2·6 电磁铁78

3 无触点逻辑控制系统84

3·1 逻辑门电路84

3·2 电器控制系统的逻辑电路85

3·3 应用举例87

4 顺序控制器87

4·1 特点及分类87

4·2 矩阵电路89

4·2·1 矩阵电路原理89

4·2·2 矩阵电路的组成90

4·3 顺序控制器的应用92

第5章 电力传动反馈控制系统93

1 VTH-M控制系统的主回路93

1·1 晶闸管整流电路93

1·2 整流变压器额定参数的计算95

1·3 晶闸管额定参数计算96

1·3·1 正反向峰值电压的计算96

1·3·2 额定正向平均电流的选择97

1·4 电抗器的计算97

1·4·1 电抗器的作用97

1·4·2 电抗器电感置的计算97

2 VTH-M调速系统的控制单元98

2·1 触发器98

2·1·1 晶闸管元件对触发脉冲的要求98

2·1·2 触发器的电路98

2·2 调节器99

2·2·1 调节器的种类99

2·2·2 调节器类型选择及参数确定100

3 晶闸管直流调速系统102

3·1 不可逆直流调速系统102

3·2 带励磁控制的调速系统104

3·3 可逆直流调速系统106

4 晶闸管交流调速系统108

4·1 串级调速系统108

4·2 变频调速系统108

第6章 常用机械的电气传动控制方案111

1 矿井提升机电气控制方案111

2 电梯电气控制方案112

3 钻机电气控制方案112

4 龙门刨床电气控制方案113

5 单斗电铲电气控制方案113

6 风机、水泵电气控制方案114

附录 电动机的技术数据及安装尺寸115

参考文献155

第41篇 机械自动化4

第1章 自动控制基础理论4

1 线性控制系统的经典理论4

1·1 自动控制系统的数学模型4

1·1·1 数学模型的建立4

1·1·2 拉氏变换与反变换5

1·1·3 传递函数7

1·1·4 方框图变换法则10

1·2 频率特性13

1·2·1 频率特性的定义13

1·2·2 频率特性的表示法13

1·3 稳定性和误差分析24

1·3·1 稳定性分析24

1·3·2 误差分析27

1·3·3 对数频率特性与系统稳态误差的关系29

1·4 时域分析法29

1·4·1 一阶系统的瞬态响应29

1·4·2 二阶系统的瞬态响应30

1·4·3 瞬态响应指标31

1·4·4 二阶系统特征参量的实验确定法31

1·4·5 高阶系统的瞬态响应32

1·4·6 频域响应与时域响应的关系32

1·5 根轨迹法33

2 非线性控制系统理论39

2·1 概述39

2·1·1 非线性环节和非线性系统39

2·1·2 非线性系统的特性39

2·2 描述函数法39

2·2·1 描述函数39

2·2·2 典型非线性环节的描述函数40

2·2·3 非线性系统的稳定性分析40

2·3 相平面法45

2·3·1 相轨迹的特征点46

2·3·2 非线性系统相平面分析48

3 线性采样控制系统理论50

3·1 一般概念50

3·2 采样过程及采样信号50

3·3 采样定理51

3·4 采样信号的复现——保持器52

3·4·1 零阶保持器53

3·4·2 一阶保持器53

3·5 z变换54

3·5·1 z变换的定义54

3·5·2 z变换方法54

3·5·3 求函数f（t）z变换举例55

3·5·4 z变换的基本定理56

3·6 z反变换及举例56

3·7 广义z变换及举例57

3·8 脉冲传递函数58

3·8·1 脉冲传递函数定义58

3·8·2 采样系统开环脉冲传递函数58

3·8·3 采样系统求脉冲传递函数举例59

3·8·4 采样系统闭环脉冲传递函数59

3·9 线性采样系统的稳定性61

3·9·1 线性采样系统稳定的充分必要条件61

3·9·2 采样系统稳定性的劳斯判据62

3·9·3 采样系统稳定性举例62

3·9·4 线性采样系统稳定性的频域分析法62

3·9·5 采样系统频域稳定举例62

3·10 采样系统稳态误差63

3·10·1 单位阶跃输入函数稳态误差63

3·10·2 单位斜坡输入函数稳态误差63

3·10·3 单位加速度输入函数稳态误差63

3·11 线性采样控制系统的暂态响应分析64

3·11·1 z平面上的根轨迹64

3·11·2 线性采样系统绘制根轨迹举例64

3·11·3 线性采样系统的暂态响应与脉冲传递函数零、极点关系66

3·12 线性采样控制系统的设计67

3·12·1 采样系统数字校正装置D（z）的设计67

3·12·2 数字校正装置D（z）的设计举例68

3·12·3 数字校正装置的实现69

4 现代控制理论及其在机械自动化中的应用69

4·1 控制理论的发展69

4·2 系统、模型、分析、控制与仿真的概念70

4·2·1 系统定义和分类70

4·2·2 系统模型70

4·2·3 系统建模举例71

4·2·4 系统分析71

4·2·5 系统控制72

4·2·6 系统仿真72

4·3 线性系统状态空间分析73

4·3·1 状态空间法的基本概念73

4·3·2 应用状态空间法描述系统举例75

4·3·3 线性定常连续系统状态方程的建立76

4·3·4 线性定常连续系统状态方程求解85

4·3·5 离散系统状态方程的建立86

4·3·6 离散系统状态方程求解89

4·3·7 连续系统状态方程离散化91

4·4 系统能控性与能观测性92

4·4·1 线性定常连续系统能控性定义与判据92

4·4·2 线性定常离散系统能控性定义与判据92

4·4·3 线性定常连续系统能观测性定义与判据93

4·4·4 线性定常离散系统能观测性定义与判据93

4·5 线性系统的稳定性94

4·5·1 系统稳定性概念94

4·5·2 线性系统稳定性分析94

4·5·3 线性定常系统稳定性分析的主要结论95

4·6 线性系统的反馈控制95

4·6·1 反馈控制的概念95

4·6·2 线性定常系统全状态反馈控制96

4·6·3 全状态反馈控制举例97

4·6·4 状态观测器97

4·6·5 带观测器的状态反馈控制系统99

4·7 线性系统的最优控制99

4·7·1 最优控制问题及数学上的提法99

4·7·2 极大值原理101

4·7·3 应用极大值原理求最优控制举例105

4·8 时间最优控制106

4·8·1 线性定常系统的时间最优控制106

4·8·2 时间最优控制举例106

4·8·3 电力拖动系统时间最优控制107

4·8·4 电力传动系统平稳快速最优控制110

4·9 电力传动系统能量消耗最小最优控制113

4·9·1 电力拖动系统参数不受限条件下能耗最小最优控制113

4·9·2 电力拖动系统参数受限条件下能耗最小最优控制115

4·10 电力拖动系统最优控制工程实现118

4·11 线性系统二次型指标最优控制118

4·11·1 线性定常系统最优调节器118

4·11·2 黎卡提代数方程数值求解119

4·11·3 电力拖动系统线性二次型最优控制119

第2章 自动控制系统中常用的检测和执行元器件125

1 检测元件——传感器125

1·1 传感器的分类123

1·2 传感器的一般性能指标123

1·3 电阻应变片和电阻应变仪124

1·3·1 金属丝式应变片124

1·3·2 箔式应变片124

1·3·3 半导体应变片125

1·3·4 电阻应变仪127

1·4 直线位移传感器127

1·4·1 电感型位移传感器127

1·4·2 电位计型位移传感器131

1·4·3 电容型位移传感器133

1·4·4 霍尔效应型位移传感器133

1·4·5 直线感应同步器134

1·4·6 直线位移编码器134

1·5 角位移测量装置135

1·5·1 自整角机135

1·5·2 旋转变压器137

1·5·3 多极、双通道旋转变压器143

1·5·4 电位计型角位移传感器143

1·5·5 圆感应同步器143

1·5·6 角度数字编码器146

1·6 直线速度传感器147

1·7 转速传感器148

1·7·1 测速发电机148

1·7·2 数字式转速测量仪155

1·8 测力传感器158

1·8·1 弹性式力传感器158

1·8·2 压磁式力传感器158

1·8·3 压电式力传感器159

1·9 扭矩仪160

1·10 振动传感器161

1·10·1 惯性式加速度传感器161

1·10·2 惯性式速度传感器163

1·10·3 激振器164

1·10·4 测振仪166

1·11 压力传感器166

1·11·1 应变式压力传感器166

1·11·2 压阻式压力传感器168

1·12 流量计169

1·12·1 涡轮流量计169

1·12·2 椭圆齿轮流量计171

1·12·3 电磁流量计171

1·13 测温元件175

1·13·1 常用温度测量仪表的分类175

1·13·2 膨胀式温度计175

1·13·3 压力式温度计175

1·13·4 电阻式温度计176

1·13·5 热电偶179

1·13·6 辐射高温计185

1·14 光纤传感器187

1·14·1 调相光纤传感器187

1·14·2 强度调制光纤传感器187

1·14·3 光纤线性加速度计188

2 执行元件188

2·1 直流伺服电动机及机组189

2·1·1 SZ系列直流伺服电动机189

2·1·2 160ZS-C01型直流伺服—测速机组196

2·2 交流伺服电动机及机组197

2·2·1 SL系列交流伺服电动机197

2·2·2 SA型交流伺服电动机202

2·2·3 SC系列交流伺服—测速机组202

2·3 步进电动机203

2·4 组合式执行元件204

2·4·1 电液伺服马达204

2·4·2 电液脉冲马达204

2·4·3 电液步进液压缸204

3 常用的电气图形符号205

第3章 自动控制系统设计223

1 控制系统设计的一般步骤223

2 方案制定223

3 静态计算225

3·1 减速器参数的确定225

3·2 电动机参数的确定226

3·2·1 负载力矩的折算226

3·2·2 电动机功率的计算227

3·2·3 电动机的过载验算227

3·3 液压动力元件参数的确定228

3·3·1 供油压力Ps的确定228

3·3·2 液压缸面积Ap（或液压马达排量Dm）和伺服阀空载流量Qom的确定228

3·4 测量元件参数的确定229

3·5 放大元件参数的确定229

4 动态特性分析229

5 反馈控制系统校正方式的选择229

6 串联校正装置的确定230

6·1 按预定型式确定串联校正装置230

6·1·1 串联校正装置型式的选择230

6·1·2 串联校正装置参数的确定232

6·2 按希望对数幅频特性确定串联校正装置232

6·2·1 希望对数幅频特性的绘制232

6·2·2 串联校正装置的确定235

6·3 按标准传递函数确定串联校正装置235

6·3·1 标准传递函数235

6·3·2 串联校正装置的确定237

7 并联校正装置的确定237

8 用根轨迹法确定校正装置244

8·1 超前校正装置的确定244

8·2 滞后校正装置的确定246

9 复合控制系统的设计247

9·1 按扰动补偿的复合控制系统247

9·2 按输入补偿的复合控制系统247

10 设计计算举例248

10·1 仿型铣床控制系统248

10·1·1 设计任务248

10·1·2 方案制定249

10·1·3 静态计算249

10·1·4 动态分析249

10·1·5 校正装置的确定250

10·2 带钢卷取跑偏控制系统251

10·2·1 设计任务251

10·2·2 方案制定251

10·2·3 静态计算252

10·2·4 动态计算252

10·3 转台速度控制系统253

10·3·1 设计任务253

10·3·2 方案制定253

10·3·3 静态计算253

10·3·4 动态计算254

10·3·5 系统稳态误差的计算256

第4章 微型计算机在自动控制中的应用257

1 微型计算机概述257

1·1 定义和基本概念257

1·2 微型计算机的应用概况258

1·3 微型计算机应用展望258

2 八位微型计算机259

2·1 概述259

2·2 8080系列微型计算机259

2·2·1 8080A微处理器260

2·2·2 8251A／S 2657可程控通讯接口262

2·2·3 8253／8253—5可程控间隔定时器263

2·2·4 8255A／8255A—5可程控并行外围接口264

2·3 8080系列单片微型计算机264

2·3·1 简述264

2·3·2 8048／8048H单片微型计算机265

2·3·3 8035／8748／8648单片微型计算机267

2·3·4 8031／8051单片微型计算机267

2·3·5 8022单片微型计算机269

2·3·6 8741A通用外围接口单片微型计算机269

2·4 M6800系列八位微型计算机270

2·4·1 MC6800微处理器271

2·4·2 MC3870单片微型控制器273

2·4·3 MC6821、MC68A21、MC68B21外围接口连接器274

2·5 M6800系列单片微型计算机275

2·5·1 MC6801、MC6803、MC6803NR单片微型计算机275

2·5·2 MC6805P 2单片微型计算机277

2·5·3 MC6805P 4单片微型计算机279

2·5·4 MC6805R2——具有模／数转换的单片微型计算机280

2·5·5 MC68701、MC68701—1，MC68A701、MC68B701——具有EPROM的单片微型计算机281

2·5·6 MC68705P3单片微型计算机282

2·5·7 MC68705R3——具有模／数转换的EPROM单片微型计算机283

2·5·8 MC146805F2单片微型计算机284

2·6 Z80系列微型计算机285

2·6·1 Z80微处理器286

2·6·2 并行I／O控制器Z8420290

2·6·3 Z8430计数与定时电路291

2·7 八位微型计算机应用实例292

2·7·1 用于热管换热器的单板机监测系统292

3 十六位微型计算机293

3·1 十六位微型计算机的产生与应用293

3·2 8086 16位微型计算机293

3·2·1 简述295

3·2·2 8086CPU结构与功能295

3·2·3 8086外围支持电路303

3·3 十六位机应用实例——用软件代替机械凸轮306

4 三十二位微型计算机简述308

4·1 INTEL 80386309

4·2 Motorola MC 68020309

4·3 Zilog Z80000309

4·4 INTEL iAPX 432310

第5章 数控机床、加工中心及柔性制造系统311

1 数控机床311

1·1 概述311

1·1·1 数控机床的组成及特点311

1·1·2 数控机床的基本类型311

1·1·3 数控机床的功能312

1·2 数控机床的程序编制312

1·2·1 程序编制的内容和步骤312

1·2·2 数控程序纸带编码313

1·2·3 数控机床的坐标轴和运动方向319

1·2·4 程序段格式320

1·2·5 手工编程321

1·2·6 自动编程327

1·3 数控装置331

1·3·1 数控装置的构成331

1·3·2 数控装置的程序输入333

1·3·3 数控装置插补功能335

1·3·4 数控装置和机床间的接口339

1·3·5 可编程控制器（Pc）339

1·4 数控机床的伺服系统340

1·4·1 伺服元件340

1·4·2 伺服系统343

1·5 数控机床上应用的测量元件345

1·5·1 旋转型测量元件345

1·5·2 直线型测量元件346

1·6 数控机床的结构特点346

1·6·1 数控机床的结构要求346

1·6·2 进给传动系统346

2 加工中心353

2·1 概述353

2·2 自动换刀装置的类型353

2·3 刀库354

2·3·1 刀库的类型354

2·3·2 刀库设计要点358

2·4 换刀机械手359

2·4·1 换刀机械手类型359

2·4·2 换刀机械手手爪类型362

2·5 刀具主轴部件结构特点363

2·6 刀具的选择366

3 柔性制造系统（FMS）367

3·1 概述367

3·2 总体设计问题368

3·3 机床368

3·4 物料自动储运系统368

3·4·1 工件储存368

3·4·2 工件输送的基本形式368

3·4·3 运输设备369

3·5 控制系统371

3·6 其他部分372

3·6·1 夹具和随行托板372

3·6·2 刀具375

3·6·3 切屑处理系统375

3·7 监视系统373

3·8 检验系统375

3·9 离线组成部分375

3·10 典型柔性制造系统375

参考文献375

第42篇 工业机器人3

第1章 概述3

1 机器人、工业机器人、机器人系统3

1·1 机器人3

1·2 工业机器人4

1·3 机器人系统4

2 工业机器人的术语及图形符号5

2·1 工业机器人术语5

2·1·1 一般术语5

2·1·2 机械结构术语5

2·1·3 几何学与运动学术语5

2·1·4 控制与智能术语6

2·1·5 性能术语7

2·2 工业机器人图形符号8

2·2·1 各种运动功能图形符号8

2·2·2 工业机器人机构简图8

3 工业机器人的分类10

3·1 按操作机的结构型式分类10

3·2 按驱动方式分类10

3·3 按控制原理、控制方法、编程方式分类10

3·4 按用途分类10

3·5 其他分类方法11

4 工业机器人精度的计算及表示方法11

4·1 位姿精度和位姿重复精度11

4·1·1 位姿精度11

4·1·2 位姿重复精度12

4·2 轨迹精度12

4·2·1 位置轨迹精度12

4·2·2 姿态轨迹精度13

4·3 轨迹重复精度13

4·4 轨迹速度精度13

4·5 轨迹速度重复精度15

4·6 轨迹速度波动15

5 工业机器人特性数据表15

6 工业机器人工作空间作图法15

6·1 作图法的基本要求15

6·2 作图法的一般步骤17

6·3 关节坐标型工业机器人工作空间图例17

7 工业机器人的主要应用领域17

8 在生产中引入机器人系统的工程方法17

第2章 工业机器人运动学、动力学分析21

1 工业机器人操作机运动学分析与计算21

1·1 机器人机构学数学基础21

1·1·1 齐次变换矩阵21

1·1·2 表示机器人手臂位置的坐标系21

1·1·3 表示机器人手臂末端夹持器姿态的坐标系22

1·2 关节坐标系的建立23

1·3 工业机器人操作机坐标系建立实例24

1·3·1 PUMA机器人手臂坐标系的建立24

1·3·2 stanford机器人手臂坐标系的建立25

1·4 关节间坐标系D-H变换矩阵25

1·5 操作机运动学位置分析27

1·5·1 正向运动学位置解27

1·5·2 计算实例——PUMA工业机器人正向运动学位置解27

1·5·3 反向运动学位置解28

1·5·4 计算实例——PUMA机器人反向运动学位置解28

2 工业机器人操作机最大工作空间29

2·1 机器人最大工作空间可达区域的求法29

2·2 机器人工作空间中的奇异空间求法29

2·3 工作空间示例30

3 工业机器人操作机动力学分析与计算30

3·1 拉格朗日—欧拉法30

3·2 牛顿——欧拉法31

第3章 工业机器人机构33

1 工业机器人的结构形式33

1·1 直角坐标机器人结构33

1·2 圆柱坐标机器人结构36

1·3 球坐标机器人结构37

1·4 关节型机器人结构38

1·5 其他类型机器人结构39

2 工业机器人腰座的结构41

2·1 工业机器人腰座结构的设计要求41

2·2 腰部的支承结构41

2·3 腰部内部电缆安装方式42

3 工业机器人手臂的结构45

3·1 工业机器人手臂的设计要求45

3·2 机器人手臂的典型结构45

3·3 机器人手臂的平衡机构51

4 工业机器人腕部的结构59

4·1 工业机器人腕部结构的设计要求59

4·2 腕部的基本结构60

5 工业机器人末端执行器的结构63

5·1 工业机器人末端执行器的设计要求63

5·2 机器人夹持器结构64

5·2·1 机器人夹持器的运动和驱动方式64

5·2·2 机器人夹持器的典型结构64

5·2·3 机器人手指夹持力的计算65

5·3 吸附式末端执行器结构69

5·3·1 气吸式吸附手69

5·3·2 磁吸式吸附手71

5·4 用于不同作业的机器人末端执行器74

5·5 末端执行器的换接器74

6 工业机器人的机械传动机构74

6·1 工业机器人传动机构设计应注意的问题74

6·2 齿轮传动机构75

6·2·1 减小齿轮传动空回的方法75

6·2·2 谐波齿轮传动机构76

6·2·3 摆线针轮传动机构77

6·2·4 蜗杆传动机构80

6·3 滚珠丝杠传动机构80

6·4 其他传动机构85

6·4·1 链传动机构85

6·4·2 同步带传动机构85

6·4·3 钢带传动机构86

6·4·4 钢丝绳传动机构86

6·4·5 杆传动机构89

第4章 工业机器人的驱动系统91

1 工业机器人驱动系统的选择91

1·1 各类驱动系统的特点91

1·2 工业机器人驱动系统的选择原则92

2 液压驱动系统92

2·1 程序控制机器人的液压系统92

2·2 伺服控制机器人的液压系统93

2·2·1 阀控液压缸动力机构及符号注解94

2·2·2 四边阀控制的对称液压缸95

2·2·3 双边阀控制的差动液压缸97

2·2·4 四边阀控制的非对称液压缸99

2·2·5 三种型式的阀控液压缸特性比较100

2·2·6 阀控液压缸系统104

2·2·7 阀控液压缸驱动系统设计的一般原则104

2·3 工业机器人液压驱动系统示例108

3 气动驱动系统108

3·1 气动驱动系统的组成108

3·2 气动机器人驱动系统示例111

4 电机驱动系统112

4·1 机器人驱动系统常用电动机特点及用途112

4·2 常用伺服电机产品型号、规格113

4·3 伺服驱动器115

4·3·1 直流电机伺服驱动器115

4·3·2 步进电机驱动器115

4·3·3 同步式交流伺服电机驱动器116

4·3·4 异步式交流伺服电机驱动器116

4·3·5 伺服驱动器产品型号和规格116

4·4 伺服电机与选型有关的参数计算116

4·4·1 两种典型的运动方式的计算公式116

4·4·2 位置控制的电机选型方法（参考）116

4·4·3 伺服电机选型计算示例119

第5章 工业机器人传感器121

1 机器人感觉与机器人传感器121

1·1 机器人的感觉121

1·2 机器人传感器121

1·2·1 机器人传感器的分类121

1·2·2 机器人传感器实用化应具备的基本条件和特征121

2 内部传感器123

2·1 位移（位置）传感器123

2·1·1 直线位移传感器123

2·1·2 角位移传感器123

2·2 速度和加速度传感器124

2·2·1 速度传感器——测速发电机124

2·2·2 加速度传感器125

3 外部传感器125

3·1 接触觉传感器125

3·1·1 微动开关125

3·1·2 其他形式的接触觉传感器126

3·2 压觉传感器127

3·2·1 以碳素纤维构成的压觉传感器127

3·2·2 以导电橡胶构成的压觉传感器127

3·3 力觉传感器127

3·3·1 筒式腕力传感器128

3·3·2 十字形腕力传感器129

3·3·3 腕力传感器工作特点130

3·3·4 腕力传感器设计要点131

3·4 滑觉传感器131

3·4·1 无方向性滑觉传感器131

3·4·2 单方向性滑觉传感器131

3·4·3 全方向性滑觉传感器132

3·5 接近觉传感器132

3·5·1 红外接近觉传感器132

3·5·2 超声接近觉传感器134

3·6 视觉传感器135

3·6·1 ITV摄像机135

3·6·2 固体摄像机136

3·6·3 视觉系统的硬件组成137

第6章 工业机器人控制系统139

1 工业机器人的控制功能139

1·1 运动控制功能139

1·2 记忆功能139

1·3 示教功能139

1·4 与外部设备联系功能140

1·5 坐标设置功能140

2 工业机器人控制器141

2·1 限位器式点位控制器141

2·2 点位控制器142

2·3 工业机器人轨迹控制器143

2·4 工业机器人计算机控制系统143

2·4·1 工业机器人计算机控制系统的构成143

2·4·2 工业机器人轨迹计算145

2·4·3 工业机器人伺服系统150

2·5 工业机器人语言151

2·5·1 机器人语言的分类及研究方向151

2·5·2 VAL语言152

参考文献152