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第37篇液压传动1

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液压油的黏度41

2.2.1黏度与温度的关系41

2.2.2黏度指数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

7.1250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

5.1.2CB型齿轮泵136

5.1.3 CB-S型齿轮泵138

5.1.4 G30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

5.2.2YB1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

5.3.2CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵（马达）154

5.3.3 A7V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 1JMD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

5.4.2U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

3.3.1DG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

3.4.1SG1型农机用液压缸206

3.4.2 ZG1型农机用液压缸210

3.4.3 TG1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

1.1.4DA/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

1.2.2CDF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

1.3.6Z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

3.1.1DBD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-06/10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

3.2.1DR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

3.2.4J型减压阀及JI型单向减压阀352

3.3顺序阀353

3.3.1DZ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

3.4.1DA/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

3.7.1HED1型压力继电器378

3.7.2 HED2型压力继电器384

3.7.3 HED3型压力继电器388

3.7.4 HED4型压力继电器392

3.7.5 1PD01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

4.1.1MK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

4.2.12FRM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 Z4S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

4.3.1CDF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

4.4.1FJL、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

5.1.1S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

5.2.1S*型（力士乐）436

5.2.2榆次型439

5.2.3 4C型（威克斯）443

5.2.4广研型444

5.3电磁换向阀444

5.3.1WE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

5.3.5DG4S*U-01型（威克斯）476

5.3.6广研型477

5.4电液换向阀479

5.4.1WEH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

5.5.1WMM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

5.6.3ZS型多路换向阀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

5.8.1AF6E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叠加阀型号编制说明535

6.2叠加阀安装面的联接尺寸536

6.2.1Ⅰ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

6.6.1ZDR*D型（力士乐）553

6.6.2J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

6.10.1Z2FS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

6.13.1Z2S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 4K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623

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卡套式管接头的规格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

1.2YZ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

2.4JGZ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皮囊式蓄能器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

4.2.1KGQ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

4.4.12LQ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38篇气压传动747

第1章气压传动概论和气体力学基础749

1气动元、辅件图形符号749

2气压传动概论749

2.1气动系统的组成及分类749

2.1.1气动系统的组成749

2.1.2气动系统的分类749

2.2气压传动的特点与应用750

2.2.1气压传动的特点750

2.2.2气压传动的应用750

3空气的物理性质751

3.1空气的组成751

3.2空气的密度751

3.3空气的黏性（黏度）751

3.4空气的压缩性与膨胀性751

4理想气体状态方程751

4.1等容过程751

4.2等压过程752

4.3等温过程752

4.4绝热过程752

4.5多变过程753

5湿空气753

5.1湿度753

5.1.1绝对湿度753

5.1.2饱和绝对湿度754

5.1.3相对湿度754

5.2含湿量754

5.2.1质量含湿量754

5.2.2容积含湿量754

6自由空气流量及析水量755

6.1自由空气流量755

6.2析水量755

7气体流动的基本方程755

7.1连续性方程755

7.2能量方程756

7.2.1不可压缩流体伯努里方程756

7.2.2可压缩气体绝热流动伯努里方程756

7.2.3有机械功的压缩性气体能量方程756

8声速与气体在管道中的流动特性757

8.1声速（音速）757

8.2气体在管道中的流动特性757

9气动元件的流通能力758

9.1有效截面积S758

9.1.1定义及简化计算758

9.1.2有效截面积的测试方法758

9.1.3系统中多个元件合成的S值759

9.2不可压缩气体通过节流小孔的流量759

9.3可压缩性气体通过节流小孔的流量759

10充气、放气温度与时间的计算760

10.1充气温度与时间的计算760

10.2放气温度与时间的计算761

11气阻、气容761

11.1气阻762

11.1.1线性气阻762

11.1.2非线性气阻762

11.2气容763

第2章气缸764

1概述764

1.1气缸的分类764

1.2气缸的工作原理767

1.2.1单作用气缸767

1.2.2双作用气缸768

1.2.3组合气缸768

1.2.4特殊气缸771

2气缸的设计与计算776

2.1气缸的设计步骤776

2.2气缸的基本参数777

2.3气缸有关计算777

2.3.1活塞杆上输出力和缸径的计算777

2.3.2活塞杆的计算778

2.3.3缸筒壁厚的计算779

2.3.4缓冲计算780

2.3.5耗气量的计算781

2.3.6冲击气缸设计计算781

3气缸主要零部件的结构、材料及技术要求785

3.1气缸筒785

3.2气缸盖786

3.3缸筒与缸盖的连结786

3.4活塞788

3.5活塞杆788

3.6气缸的密封789

3.6.1活塞杆的密封789

3.6.2活塞的密封790

4气缸的选择及应用791

4.1气缸的选择要点791

4.1.1安装形式的选择791

4.1.2输出力的大小791

4.1.3气缸行程791

4.1.4活塞的运动速度791

4.2气缸使用注意事项791

4.3气缸应用举例791

5气缸的性能和试验794

5.1空载性能和试验794

5.2载荷性能和试验794

5.3耐压性及试验794

5.4泄漏及试验794

5.5缓冲性能及试验795

5.6耐久性及试验795

6气缸产品795

6.1气缸产品概览795

6.2QGA Ⅱ、QGB Ⅱ、QGN系列气缸796

6.2.1技术规格796

6.2.2外形及安装尺寸797

6.3QGP、QGPA、QGPB系列气缸804

6.3.1技术规格804

6.3.2外形及安装尺寸805

6.4QGS、IQG系列气缸806

6.4.1技术规格806

6.4.2外形及安装尺寸806

6.5QGAa系列气缸807

6.5.1技术规格807

6.5.2外形及安装尺寸808

6.6QGX系列微型气缸813

6.6.1技术规格813

6.6.2外形及安装尺寸814

6.7QGA、QGB及JB系列气缸815

6.7.1技术规格815

6.7.2外形及安装尺寸815

6.8QGZY系列气液增压缸817

6.8.1技术规格817

6.8.2外形及安装尺寸817

6.9QGA—W系列不供油润滑气缸818

6.9.1技术规格818

6.9.2外形及安装尺寸818

6.10DQG和DQGL系列不供油薄型气缸819

6.10.1技术规格819

6.10.2外形及安装尺寸819

6.11QGAI、QGBI系列轻型铝合金气缸820

6.11.1技术规格820

6.11.2外形及安装尺寸821

6.12KQG系列磁性开关气缸822

6.12.1技术规格822

6.12.2外形及安装尺寸823

6.13CQG系列磁性无活塞杆气缸824

6.13.1技术规格824

6.13.2外形及安装尺寸824

6.14 QGV系列带阀气缸825

6.15 ISO标准系列气缸826

第3章气马达827

1气马达的分类、工作原理及特点827

1.1气马达分类827

1.2气马达工作原理827

1.2.1叶片式气马达827

1.2.2活塞式气马达828

1.2.3摆动式气马达828

1.3气马达的特点830

2气马达的设计计算830

2.1叶片式气马达设计与计算830

2.1.1正转与反转性能不同的叶片气马达830

2.1.2正转与反转性能相同的叶片气马达832

2.2活塞式气马达设计与计算833

2.2.1工作过程分析833

2.2.2设计计算834

2.3摆动式气马达设计与计算834

3气马达的选择、应用及润滑834

3.1气马达的选择834

3.2气马达的应用与润滑835

4气马达的典型产品835

4.1叶片式气马达产品836

4.1.10.9马力叶片式气马达836

4.1.2 2马力叶片式气马达837

4.1.3 4马力叶片式气马达837

4.1.4 6马力叶片式气马达838

4.1.5 8马力和9马力叶片式气马达838

4.1.6 12马力叶片式气马达839

4.1.7 14马力和20马力叶片式气马达840

4.2活塞式气马达产品841

4.2.11马力活塞式气马达841

4.2.2 2.8马力活塞式气马达842

4.2.3 4.5马力和6马力活塞式气马达844

4.2.4 8.5马力活塞式气马达845

4.2.5 8马力和10马力活塞式气马达846

4.2.6 10.5马力和15马力活塞式气马达847

4.2.7 25马力活塞式气马达848

4.2.8 HS型活塞式气马达849

4.3摆动式气马达产品852

4.3.1QGB1、QGB2系列叶片摆动气马达852

4.3.2 QGK系列齿轮齿条摆动气马达853

第4章气动控制阀856

1气动控制阀型号说明856

2压力控制阀857

2.1压力控制阀的种类规格857

2.2减压阀858

2.2.1直动式减压阀858

2.2.2先导式减压阀865

2.3单向压力顺序阀868

2.4安全阀870

2.4.1Q-L6型安全阀870

2.4.2 A27W-10T型安全阀871

3方向控制阀872

3.1方向控制阀的种类和规格872

3.2气控阀877

3.2.1二位三通气控阀877

3.2.2二位五通气控阀880

3.2.3三位五通气控滑阀884

3.3电控阀884

3.3.1直动式电控换向阀884

3.3.2先导式电控换向阀890

3.4无油润滑换向阀900

3.4.1二位五通单、双气控无油润滑换向滑阀900

3.4.2二位五通单、双电控无油润滑换向滑阀902

3.4.3四位五通双电控无油润滑截止式换向阀903

3.5防爆电磁阀904

3.5.1防爆二位三通先导式电磁阀904

3.5.2防爆二位五通单、双电控先导式电磁阀905

3.5.3防爆三位五通双电控先导式电磁阀907

3.6人控换向阀907

3.6.1联合设计的人控换向阀907

3.6.2手操转阀915

3.6.3小型人控阀、机控阀916

3.6.4Q22R15、Q23R15系列二位二通、二位三通手动滑阀916

3.7机控换向阀（行程阀）918

3.7.1直动式二位三通机控阀918

3.7.2杠杆滚轮式二位三通机控阀919

3.7.3可通过式二位三通机控阀919

3.8时间控制换向阀921

3.8.1常断延时通型（及常通延时断型）二位三通换向阀921

3.8.2常通延时通型（及常断延时断型）二位三通换向阀921

3.9单向型控制阀921

3.9.1单向阀921

3.9.2梭阀926

3.9.3双压阀928

3.9.4快速排气阀929

4流量控制阀930

4.1流量控制阀的种类930

4.2流量控制阀的主要技术规格930

4.3节流阀、调速阀931

4.3.1节流阀931

4.3.2KSL双级调速阀931

4.4单向节流阀932

4.5排气节流阀935

4.6排气消声节流阀935

第5章气动逻辑元件936

1概述936

1.1气动逻辑元件的分类936

1.2气动逻辑元件的特点936

2逻辑元件基本原理及结构组成936

2.1截止式逻辑元件基本原理936

2.2膜片式逻辑元件基本原理938

2.2.1微压膜片式逻辑元件938

2.2.2低压膜片式逻辑元件939

2.2.3高压膜片式逻辑元件942

2.3滑柱式逻辑元件基本原理942

2.4球式逻辑元件基本原理944

3高压截止式逻辑元件（QLJ型）944

3.1QLJ型高压截止式逻辑元件的特点944

3.2 QLJ型逻辑元件的技术规格944

3.3QLJ型逻辑元件的动作原理及尺寸946

3.3.1 QLJ-101是门元件和QLJ-107与门元件946

3.3.2 QLJ-102非门元件和QLJ-108禁门元件947

3.3.3 QLJ-103或门元件947

3.3.4 QLJ-104或非元件948

3.3.5 QLJ-105单输出记忆元件949

3.3.6 QLJ-106双稳元件949

3.3.7 QLJ-201、QLJ-202、QLJ-203和QLJ-204延时元件950

3.3.8 QLJ-205和QLJ-206脉冲元件952

3.3.9 QLJ-341、QLJ-342、QLJ-345和QLJ-346放大器952

3.3.10 QLJ-301和QLJ-302压力开关954

3.3.11微型电磁阀954

3.3.12 QLJ-721型气电转换器955

3.3.13微型调压阀955

3.3.14 QLJ-901型安装底板955

4高压膜片式逻辑元件（QLM型）956

4.1QLM型高压膜片式逻辑元件的特点956

4.2 QLM型逻辑元件的技术规格957

4.3QLM型逻辑元件的动作原理及尺寸958

4.3.1 QLM-109三门元件958

4.3.2 QLM-110四门元件958

4.3.3 QLM-606双控单向放大器959

4.3.4 QLM-607双控双向放大器960

4.3.5 QLM-111或双稳元件和QLM-602或双稳放大器961

4.3.6 QLM-101是门元件和QLM-103或门元件964

4.3.7 QLM-102非门元件964

4.3.8 QLM-107与门元件965

4.3.9 QLM-431P喷嘴发讯器965

5程序器和读数机965

5.1概述965

5.2信号分配原理966

5.3时间程序器967

5.3.1码盘码鼓式时间程序器967

5.3.2凸轮式时间程序器967

5.4位置程序器968

5.5机械程序器971

5.6继电器程序器973

5.7读数机973

6射流元件975

6.1射流元件的特点975

6.2射流元件的技术规格975

6.3射流元件的动作原理976

6.3.1附壁式或双稳元件976

6.3.2附壁式或非元件976

6.3.3附壁式计数触发器976

6.3.4动量交换式与门977

6.3.5紊流或非元件978

第6章气源装置及气动辅助元件979

1气源装置979

1.1容积式压缩机的分类和工作原理979

1.2容积式压缩机型号说明980

1.3技术规格与生产厂980

1.4无油式压缩机986

2气动辅助装置和辅助元件986

2.1气动辅助装置986

2.1.1致冷式气源净化干燥机986

2.1.2空气过滤器（一次过滤器）987

2.2主要气动辅助元件990

2.2.1型号说明990

2.2.2分水滤气器（二次过滤器）991

2.2.3油雾器997

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）1001

2.2.5消声器1003

2.2.6气电转换器1004

2.2.7气液转换器1009

2.2.8气动计数器1010

2.3气动管接头1011

2.3.1气动管接头的类型1011

2.3.2有色金属管接头1013

2.3.3棉线编织胶管接头1019

2.3.4塑料管、尼龙管用接头1022

2.3.5快速管接头1025

2.3.6组合式管接头1027

第7章气动系统的设计计算1030

1气动回路1030

1.1气动基本回路1030

1.1.1压力与力控制回路1030

1.1.2换向回路1031

1.1.3速度控制回路1032

1.1.4位置控制回路1035

1.1.5基本逻辑回路1037

1.2常用回路1040

1.2.1安全保护回路1040

1.2.2往复动作回路1041

1.2.3程序动作控制回路1042

1.2.4同步动作控制回路1042

2气动逻辑设计方法1042

2.1X/D线图设计法1042

2.1.1绘工作行程顺序图1043

2.1.2绘制X/D线图1043

2.1.3消除障碍与失控，确定执行信号1046

2.1.4绘制气控逻辑原理图1049

2.1.5绘制气动回路原理图1050

2.2卡诺图设计法1052

2.2.1绘制动作状态时序图1052

2.2.2卡诺图的结构组成1052

2.2.3卡诺图简化及执行信号确定1054

2.2.4绘制气动控制逻辑原理图与气动回路原理图1056

3气动系统设计1064

3.1气动系统设计的基本内容与一般步骤1064

3.1.1设计依据1064

3.1.2设计气动回路1064

3.1.3选择设计气动元件及辅件1065

3.1.4确定管道直径及系统压降验算1067

3.1.5选择空压机1067

3.2气动系统设计中应注意的问题1068

3.2.1气源应适当净化1068

3.2.2元件、辅件的选用应匹配合适与质量保证1068

3.2.3用气点管路布置应合理1068

3.2.4安全性与环境保护1069

3.3设计某鼓风炉钟罩式加料装置气动系统1069

3.3.1了解工作要求及环境条件1070

3.3.2气控回路设计1070

3.3.3气动元辅件选择1072

3.3.4执行元件用气量和压缩机容量计算1075

参考文献1075

第39篇液力传动1077

第1章概述1079

1液力传动的分类1079

1.1液力传动装置的分类1079

1.2液力传动元件的分类1080

2液力传动的特点1080

3液力元件的工作原理1081

3.1液力元件的叶轮与几何参数1081

3.1.1叶轮1081

3.1.2工作腔及其结构参数1081

3.2液体在叶轮中的运动1082

3.2.1速度的分解及速度三角形1082

3.2.2速度环量1083

3.2.3液体在无叶片区的流动1083

3.3液力元件的基本方程式1084

3.3.1理论能头1084

3.3.2动量矩方程1084

3.4液力偶合器的工作原理1085

3.4.1基本工作原理1085

3.4.2力矩变化规律1085

3.5液力变矩器的工作原理1087

3.5.1基本工作原理1087

3.5.2转矩变化规律1088

4液力元件的特性1089

4.1特性参数1089

4.2特性曲线1090

4.2.1外特性曲线1091

4.2.2原始特性曲线1091

4.2.3全特性曲线1092

5液力元件的类比设计1092

5.1相似理论在液力元件中的应用1093

5.2相似准则1093

5.3类比设计的步骤1094

6液力元件的试验1094

6.1试验方法1094

6.2试验台架1095

6.2.1试验台的布置要求1095

6.2.2试验台的组成1095

6.2.3设备容量的选择1095

7液力传动的工作液体1096

7.1液力传动用油的基本要求1096

7.2液力传动常用油的种类1096

7.3水基难燃液的种类1097

第2章液力偶合器1099

1液力偶合器的分类1099

1.1按功能分类1099

1.1.1普通型液力偶合器1099

1.1.2限矩型液力偶合器1099

1.1.3调速型液力偶合器1101

1.2按叶片分类1103

1.3按工作腔的数量分类1104

2液力偶合器的典型结构及辅助装置1104

2.1普通型液力偶合器1104

2.2限矩型液力偶合器1105

2.3调速型液力偶合器1105

2.3.1进口调节式调速型液力偶合器1105

2.3.2出口调节式调速型液力偶合器1105

2.3.3进出口调节式调速型液力偶合器1108

2.4辅助装置1109

3液力偶合器的选择及选择实例1110

3.1液力偶合器与电动机共同工作的分析1110

3.1.1输入特性、共同工作范围和输出特性的绘制1110

3.1.2共同工作实例1111

3.1.3与电动机共同工作的分析1112

3.2限矩型液力偶合器的选择1112

3.2.1限矩型液力偶合器与电动机的匹配原则1113

3.2.2限矩型液力偶合器的选择计算实例1113

3.3调速型液力偶合器的选择1114

3.3.1调速型液力偶合器的使用特点1114

3.3.2调速型液力偶合器的选型原则1115

3.3.3调速型液力偶合器的选型方法1116

3.3.4冷却器的计算1116

3.3.5调速型液力偶合器的选型实例1117

4液力偶合器的产品与规格1117

4.1液力偶合器的适用范围1117

4.2限矩型液力偶合器的产品与规格1118

4.3调速型液力偶合器的产品与规格1127

4.3.1进口调节式调速型液力偶合器1127

4.3.2出口调节式调速型液力偶合器1129

4.4液力偶合器传动装置的产品与规格1133

4.5液黏调速器与液力减速器1136

4.5.1液黏调速器1136

4.5.2液力减速器1138

第3章液力变矩器1141

1液力变矩器的分类、性能和特点1141

1.1单相液力变矩器1141

1.1.1单相单级液力变矩器1141

1.1.2单相多级液力变矩器1141

1.1.3反转液力变矩器1143

1.2多相液力变矩器1144

1.2.1二相单级液力变矩器1144

1.2.2三相单级液力变矩器1145

1.2.3闭锁液力变矩器1146

1.3可调液力变矩器1146

1.3.1调节叶片转角的可调液力变矩器1146

1.3.2调节离合器滑差的可调液力变矩器1146

1.3.3调节排油阀开度的可调液力变矩器1147

1.3.4调节环形闸板开度的可调液力变矩器1147

2液力变矩器的结构和辅助系统1147

2.1液力变矩器的结构1147

2.1.1单相单级液力变矩器1147

2.1.2二相单级液力变矩器1148

2.1.3闭锁液力变矩器1148

2.1.4导轮叶片可转动的可调液力变矩器1148

2.2液力变矩器的辅助系统1149

2.2.1液力变矩器的辅助系统及其功能1149

2.2.2液力变矩器辅助系统的辅件参数1153

3液力变矩器的选型1154

3.1液力变矩器的型式和参数选择1154

3.1.1汽车及以运输为主的各类车辆1154

3.1.2工程机械及以作业为主的各类机械1154

3.1.3内燃机车类轨道车辆1155

3.1.4恒载荷调速的设备1155

3.2液力变矩器与动力机的共同工作1155

3.2.1输入功率1155

3.2.2泵轮特性曲线族和涡轮特性曲线族1155

3.2.3液力变矩器有效直径和公称力矩选择1156

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1156

3.3液力变矩器与动力机的匹配1157

3.3.1汽车液力变矩器与内燃机的匹配1157

3.3.2工程机械液力变矩器与内燃机的匹配1159

3.4液力变矩器与动力机匹配的优化1160

4液力变矩器的产品型号与规格1161

4.1单相单级液力变矩器的产品型号与规格1161

4.1.1单相单级向心涡轮液力变矩器的产品型号与规格1161

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1161

4.2多相单级和闭锁液力变矩器的产品型号与规格1161

4.3可调液力变矩器的产品型号与规格1164

4.4液力传动装置的产品型号与规格1164

第4章液力机械变矩器1198

1液力机械变矩器的分类1198

1.1内分流液力机械变矩器1198

1.1.1导轮反转内分流液力机械变矩器1198

1.1.2多涡轮内分流液力机械变矩器1199

1.2外分流液力机械变矩器1200

2液力机械变矩器的应用1203

2.1内分流液力机械变矩器的应用1203

2.1.1导轮反转内分流液力机械变矩器1203

2.1.2双涡轮内分流液力机械变矩器1205

2.2外分流液力机械变矩器的应用1205

2.2.1分流差速液力机械变矩器的应用1205

2.2.2汇流差速液力机械变矩器的应用1209

3液力机械变矩器的产品型号与规格1209

3.1双涡轮液力机械变矩器的产品型号与规格1209

3.2外分流液力机械变矩器的产品型号与规格1209

3.3液力机械传动装置的产品型号与规格1209

参考文献1222

第40篇电力传动1223

前言1225

第1章电动机的选择1226

1电力传动系统的特性1226

1.1电动机的机械特性1226

1.2电力传动系统的基本运动方程式1232

1.3生产机械负载转矩特性1232

1.4工作机构转矩和飞轮矩的折算1233

2电动机容量的选择1235

2.1决定电动机容量的主要因素1235

2.2电动机的温升与冷却1236

2.3电动机工作制1236

2.4电动机负载图1238

2.5常用机械电动机功率计算1239

2.5.1风机、泵、压缩机和起重机1239

2.5.2金属切削机床1240

2.6电动机发热校验1241

2.7电动机容量的选择方法1244

2.7.1连续工作制电动机容量的选择1244

2.7.2短时工作制电动机容量的选择1244

2.7.3周期性断续工作制电动机容量的选择1245

2.7.4带冲击负载时电动机容量的选择1245

2.7.5用统计或类比法选择电动机容量1246

3电动机电流种类的选择1246

4电动机结构型式的选择1250

5电动机电压及转速的选择1251

5.1电动机电压的选择1251

5.2电动机转速的选择1251

6电动机容量选择举例1252

第2章电动机的起动及制动1255

1电动机的起动1255

1.1笼型感应电动机的起动1255

1.1.1直接起动1255

1.1.2降压起动1255

1.2绕线转子感应电动机的起动1255

1.2.1转子串接电阻起动1255

1.2.2转子串接频敏变阻器起动1259

1.3直流电动机的起动1262

1.3.1电枢串接电阻起动1262

1.3.2降低电源电压起动1263

1.4同步电动机的起动1263

2电动机的制动1268

3减少电动机在过渡过程中能量损耗的途径1268

第3章电动机的调速方法1269

1调速的主要指标1269

1.1调速的技术指标1269

1.2调速的经济指标1269

2三相感应电动机的调速1269

2.1变极调速1269

2.2变频调速1270

2.3改变转差率调速1271

2.3.1转子电路串接电阻调速1271

2.3.2改变定子电压调速1272

2.3.3电磁转差离合器调速1272

2.3.4串级调速1273

2.4三相感应电动机调速方式的比较1274

3直流电动机的调速1274

3.1他励直流电动机的调速方法1274

3.2他励直流电动机调速系统1274

第4章电器控制线路1276

1有触点控制线路1276

1.1概述1276

1.2对有触点控制线路的基本要求1276

1.3常用控制线路1276

2常用低压电器元件的选择1284

2.1熔断器1284

2.2自动开关1286

2.3接触器1289

2.4控制继电器1289

2.4.1电磁式继电器1289

2.4.2时间继电器1292

2.4.3热继电器1292

2.5起动器1292

2.6电磁铁1300

3无触点逻辑控制系统1306

3.1逻辑门电路1306

3.2电器控制系统的逻辑电路1307

3.3应用举例1309

4顺序控制器1309

4.1特点及分类1309

4.2矩阵电路1311

4.2.1矩阵电路原理1311

4.2.2矩阵电路的组成1312

4.3顺序控制器的应用1314

第5章电力传动反馈控制系统1315

1VTH-M控制系统的主回路1315

1.1晶闸管整流电路1315

1.2整流变压器额定参数的计算1317

1.3晶闸管额定参数计算1318

1.3.1正反向峰值电压的计算1318

1.3.2额定正向平均电流的选择1319

1.4电抗器的计算1319

1.4.1电抗器的作用1319

1.4.2电抗器电感量的计算1319

2VTH-M调速系统的控制单元1320

2.1触发器1320

2.1.1晶闸管元件对触发脉冲的要求1320

2.1.2触发器的电路1320

2.2调节器1321

2.2.1调节器的种类1321

2.2.2调节器类型选择及参数确定1322

3晶闸管直流调速系统1324

3.1不可逆直流调速系统1324

3.2带励磁控制的调速系统1326

3.3可逆直流调速系统1328

4晶闸管交流调速系统1330

4.1串级调速系统1330

4.2变频调速系统1330

第6章常用机械的电气传动控制方案1333

1矿井提升机电气控制方案1333

2电梯电气控制方案1334

3钻机电气控制方案1334

4龙门铇床电气控制方案1335

5单斗电铲电气控制方案1335

6风机、水泵电气控制方案1336

附录 电动机的技术数据及安装尺寸1337

参考文献1377

第41篇机械自动化1379

第1章自动控制基础理论1381

1线性控制系统的经典理论1382

1.1自动控制系统的数学模型1382

1.1.1数学模型的建立1382

1.1.2拉氏变换与反变换1383

1.1.3传递函数1385

1.1.4方框图变换法则1388

1.2频率特性1391

1.2.1频率特性的定义1391

1.2.2频率特性的表示法1391

1.3稳定性和误差分析1402

1.3.1稳定性分析1402

1.3.2误差分析1405

1.3.3对数频率特性与系统稳态误差的关系1407

1.4时域分析法1407

1.4.1一阶系统的瞬态响应1407

1.4.2二阶系统的瞬态响应1408

1.4.3瞬态晌应指标1409

1.4.4二阶系统特征参量的实验确定法1409

1.4.5高阶系统的瞬态响应1410

1.4.6频域响应与时域响应的关系1410

1.5根轨迹法1411

2非线性控制系统理论1417

2.1概述1417

2.1.1非线性环节和非线性系统1417

2.1.2非线性系统的特性1417

2.2描述函数法1417

2.2.1描述函数1417

2.2.2典型非线性环节的描述函数1418

2.2.3非线性系统的稳定性分析1418

2.3相平面法1423

2.3.1相轨迹的特征点1424

2.3.2非线性系统相平面分析1426

3线性采样控制系统理论1428

3.1一般概念1428

3.2采样过程及采样信号1428

3.3采样定理1429

3.4采样信号的复现——保持器1430

3.4.1零阶保持器1431

3.4.2一阶保持器1431

3.5z燮换1432

3.5.1 z变换的定义1432

3.5.2 z变换方法1432

3.5.3求函数f（t）z变换举例1433

3.5.4 z变换的基本定理1434

3.6 z反变换及举例1434

3.7广义z变换及举例1435

3.8脉冲传递函数1436

3.8.1脉冲传递函数定义1436

3.8.2采样系统开环脉冲传递函数1436

3.8.3采样系统求脉冲传递函数举例1437

3.8.4采样系统闭环脉冲传递函数1437

3.9线性采样系统的稳定性1439

3.9.1线性采样系统稳定的充分必要条件1439

3.9.2采样系统稳定性的劳斯判据1440

3.9.3采样系统稳定性举例1440

3.9.4线性采样系统稳定性的频域分析法1440

3.9.5采样系统频域稳定举例1440

3.10采样系统稳态误差1441

3.10.1单位阶跃输入函数稳态误差1441

3.10.2单位斜坡输入函数稳态误差1441

3.10.3单位加速度输入函数稳态误差1441

3.11线性采样控制系统的暂态响应分析1442

3.11.1z平面上的根轨迹1442

3.11.2线性采样系统绘制根轨迹举例1442

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1444

3.12线性采样控制系统的设计1445

3.12.1采样系统数字校正装置D（z）的设计1445

3.12.2数字校正装置D（z）的设计举例1446

3.12.3数字校正装置的实现1447

4现代控制理论及其在机械自动化中的应用1447

4.1控制理论的发展1447

4.2系统、模型、分析、控制与仿真的概念1448

4.2.1系统定义和分类1448

4.2.2系统模型1448

4.2.3系统建模举例1449

4.2.4系统分析1449

4.2.5系统控制1450

4.2.6系统仿真1450

4.3线性系统状态空间分析1451

4.3.1状态空间法的基本概念1451

4.3.2应用状态空间法描述系统举例1453

4.3.3线性定常连续系统状态方程的建立1454

4.3.4线性定常连续系统状态方程求解1463

4.3.5离散系统状态方程的建立1464

4.3.6离散系统状态方程求解1467

4.3.7连续系统状态方程离散化1469

4.4系统能控性与能观测性1470

4.4.1线性定常连续系统能控性定义与判据1470

4.4.2线性定常离散系统能控性定义与判据1470

4.4.3线性定常连续系统能观测性定义与判据1471

4.4.4线性定常离散系统能观测性定义与判据1471

4.5线性系统的稳定性1472

4.5.1系统稳定性概念1472

4.5.2线性系统稳定性分析1472

4.5.3线性定常系统稳定性分析的主要结论1473

4.6线性系统的反馈控制1473

4.6.1反馈控制的概念1473

4.6.2线性定常系统全状态反馈控制1474

4.6.3全状态反馈控制举例1475

4.6.4状态观测器1475

4.6.5带观测器的状态反馈控制系统1477

4.7线性系统的最优控制1477

4.7.1最优控制问题及数学上的提法1477

4.7.2极大值原理1479

4.7.3应用极大值原理求最优控制举例1483

4.8时间最优控制1484

4.8.1线性定常系统的时间最优控制1484

4.8.2时间最优控制举例1484

4.8.3电力拖动系统时间最优控制1485

4.8.4电力传动系统平稳快速最优控制1488

4.9电力传动系统能量消耗最小最优控制1491

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1491

4.9.2电力拖动系统参数受限条件下能耗最小最优控制1493

4.10电力拖动系统最优控制工程实现1496

4.11线性系统二次型指标最优控制1496

4.11.1线性定常系统最优调节器1496

4.11.2黎卡提代数方程数值求解1497

4.11.3电力拖动系统线性二次型最优控制1497

第2章自动控制系统中常用的检测和执行元器件1501

1检测元件——传感器1501

1.1传感器的分类1501

1.2传感器的一般性能指标1501

1.3电阻应变片和电阻应变仪1502

1.3.1金属丝式应变片1502

1.3.2箔式应变片1502

1.3.3半导体应变片1503

1.3.4电阻应变仪1505

1.4直线位移传感器1505

1.4.1电感型位移传感器1505

1.4.2电位计型位移传感器1509

1.4.3电容型位移传感器1511

1.4.4霍尔效应型位移传感器1511

1.4.5直线感应同步器1512

1.4.6直线位移编码器1512

1.5角位移测量装置1513

1.5.1自整角机1513

1.5.2旋转变压器1515

1.5.3多极、双通道旋转变压器1521

1.5.4电位计型角位移传感器1521

1.5.5圆感应同步器1521

1.5.6角度数字编码器1524

1.6直线速度传感器1525

1.7转速传感器1526

1.7.1测速发电机1526

1.7.2数字式转速测量仪1533

1.8测力传感器1536

1.8.1弹性式力传感器1536

1.8.2压磁式力传感器1536

1.8.3压电式力传感器1537

1.9扭矩仪1538

1.10振动传感器1539

1.10.1惯性式加速度传感器1539

1.10.2惯性式速度传感器1541

1.10.3激振器1542

1.10.4测振仪1544

1.11压力传感器1544

1.11.1应变式压力传感器1544

1.11.2压阻式压力传感器1546

1.12流量计1547

1.12.1涡轮流量计1547

1.12.2椭圆齿轮流量计1549

1.12.3电磁流量计1549

1.13测温元件1553

1.13.1常用温度测量仪表的分类1553

1.13.2膨胀式温度计1553

1.13.3压力式温度计1553

1.13.4电阻式温度计1554

1.13.5热电偶1557

1.13.6辐射高温计1563

1.14光纤传感器1565

1.14.1调相光纤传感器1565

1.14.2强度调制光纤传感器1565

1.14.3光纤线性加速度计1566

2执行元件1566

2.1直流伺服电动机及机组1567

2.1.1SZ系列直流伺服电动机1567

2.1.2 160ZS—C01型直流伺服—测速机组1574

2.2交流伺服电动机及机组1575

2.2.1SL系列交流伺服电动机1575

2.2.2 SA型交流伺服电动机1580

2.2.3 SC系列交流伺服—测速机组1580

2.3步进电动机1581

2.4组合式执行元件1582

2.4.1电液伺服马达1582

2.4.2电液脉冲马达1582

2.4.3电液步进液压缸1582

3常用的电气图形符号1583

第3章自动控制系统设计1601

1控制系统设计的一般步骤1601

2方案制定1601

3静态计算1603

3.1减速器参数的确定1603

3.2电动机参数的确定1604

3.2.1负载力矩的折算1604

3.2.2电动机功率的计算1605

3.2.3电动机的过载验算1605

3.3液压动力元件参数的确定1606

3.3.1供油压力Ps的确定1606

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1606

3.4测量元件参数的确定1607

3.5放大元件参数的确定1607

4动态特性分析1607

5反馈控制系统校正方式的选择1607

6串联校正装置的确定1608

6.1按预定型式确定串联校正装置1608

6.1.1串联校正装置型式的选择1608

6.1.2串联校正装置参数的确定1610

6.2按希望对数幅频特性确定串联校正装置1610

6.2.1希望对数幅频特性的绘制1610

6.2.2串联校正装置的确定1613

6.3按标准传递函数确定串联校正装置1613

6.3.1标准传递函数1613

6.3.2串联校正装置的确定1615

7并联校正装置的确定1615

8用根轨迹法确定校正装置1622

8.1超前校正装置的确定1622

8.2滞后校正装置的确定1624

9复合控制系统的设计1625

9.1按扰动补偿的复合控制系统1625

9.2按输入补偿的复合控制系统1625

10设计计算举例1626

10.1仿型铣床控制系统1626

10.1.1设计任务1626

10.1.2方案制定1627

10.1.3静态计算1627

10.1.4动态分析1627

10.1.5校正装置的确定1628

10.2带钢卷取跑偏控制系统1629

10.2.1设计任务1629

10.2.2方案制定1629

10.2.3静态计算1630

10.2.4动态计算1630

10.3转台速度控制系统1631

10.3.1设计任务1631

10.3.2方案制定1631

10.3.3静态计算1631

10.3.4动态计算1632

10.3.5系统稳态误差的计算1634

第4章微型计算机在自动控制中的应用1635

1微型计算机概述1635

1.1定义和基本概念1635

1.2微型计算机的应用概况1636

1.3微型计算机应用展望1636

2八位微型计算机1637

2.1概述1637

2.28080系列微型计算机1637

2.2.1 8080A微处理器1638

2.2.2 8251A/S2657可程控通讯接口1640

2.2.3 8253/8253—5可程控间隔定时器1641

2.2.4 8255A/8255A—5可程控并行外围接口1642

2.38080系列单片微型计算机1642

2.3.1简述1642

2.3.2 8048/8048H单片微型计算机1643

2.3.3 8035/8748/8648单片微型计算机1645

2.3.4 8031/8051单片微型计算机1645

2.3.5 8022单片微型计算机1646

2.3.6 8741A通用外围接口单片微型计算机1647

2.4M6800系列八位微型计算机1648

2.4.1 MC6800微处理器1649

2.4.2 MC3870单片微型控制器1651

2.4.3 MC6821、MC68A21、MC68B21外围接口连接器1652

2.5M6800系列单片微型计算机1653

2.5.1 MC6801、MC6803、MC6803NR单片微型计算机1653

2.5.2 MC6805P2单片微型计算机1655

2.5.3 MC6805P4单片微型计算机1657

2.5.4 MC6805R2——具有模/数转换的单片微型计算机1658

2.5.5 MC68701、MC68701—1、MC68A701、MC68B701——具有EPROM的单片微型计算机1659

2.5.6 MC68705P3单片微型计算机1660

2.5.7 MC68705R3——具有模/数转换的EPROM单片微型计算机1661

2.5.8 MC146805F2单片微型计算机1662

2.6Z80系列微型计算机1663

2.6.1 Z80微处理器1664

2.6.2并行I/O控制器Z84201668

2.6.3 Z8430计数与定时电路1669

2.7八位微型计算机应用实例1670

2.7.1用于热管换热器的单板机监测系统1670

3十六位微型计算机1673

3.1十六位微型计算机的产生与应用1673

3.28086 16位微型计算机1673

3.2.1简述1673

3.2.2 8086CPU结构与功能1673

3.2.3 8086外围支持电路1681

3.3十六位机应用实例——用软件代替机械凸轮1684

4三十二位微型计算机简述1686

4.1INTEL 803861687

4.2 Motorola MC 680201687

4.3 Zilog Z800001687

4.4 INTEL iAPX4321688

第5章数控机床、加工中心及柔性制造系统1689

1数控机床1689

1.1概述1689

1.1.1数控机床的组成及特点1689

1.1.2数控机床的基本类型1689

1.1.3数控机床的功能1690

1.2数控机床的程序编制1690

1.2.1程序编制的内容和步骤1690

1.2.2数控程序纸带编码1691

1.2.3数控机床的坐标轴和运动方向1697

1.2.4程序段格式1698

1.2.5手工编程1699

1.2.6自动编程1705

1.3数控装置1709

1.3.1数控装置的构成1709

1.3.2数控装置的程序输入1711

1.3.3数控装置插补功能1713

1.3.4数控装置和机床间的接口1717

1.3.5可编程控制器（PC）1717

1.4数控机床的伺服系统1718

1.4.1伺服元件1718

1.4.2伺服系统1721

1.5数控机床上应用的测量元件1723

1.5.1旋转型测量元件1723

1.5.2直线型测量元件1724

1.6数控机床的结构特点1724

1.6.1数控机床的结构要求1724

1.6.2进给传动系统1724

2加工中心1731

2.1概述1731

2.2自动换刀装置的类型1731

2.3刀库1732

2.3.1刀库的类型1732

2.3.2刀库设计要点1736

2.4换刀机械手1737

2.4.1换刀机械手类型1737

2.4.2换刀机械手手爪类型1740

2.5刀具主轴部件结构特点1741

2.6刀具的选择1744

3柔性制造系统（FMS）1745

3.1概述1745

3.2总体设计问题1746

3.3机床1746

3.4物料自动储运系统1746

3.4.1工件储存1746

3.4.2工件输送的基本形式1746

3.4.3运输设备1747

3.5控制系统1749

3.6其他部分1750

3.6.1夹具和随行托板1750

3.6.2刀具1751

3.6.3切屑处理系统1751

3.7监视系统1751

3.8检验系统1753

3.9离线组成部分1753

3.10典型柔性制造系统1753

参考文献1753

第42篇工业机器人1755

第1章概述1757

1机器人、工业机器人、机器人系统1757

1.1机器人1757

1.2工业机器人1758

1.3机器人系统1758

2工业机器人的术语及图形符号1759

2.1工业机器人术语1759

2.1.1一般术语1759

2.1.2机械结构术语1759

2.1.3几何学与运动学术语1759

2.1.4控制与智能术语1760

2.1.5性能术语1761

2.2工业机器人图形符号1762

2.2.1各种运动功能图形符号1762

2.2.2工业机器人机构简图1762

3工业机器人的分类1764

3.1按操作机的结构型式分类1764

3.2按驱动方式分类1764

3.3按控制原理、控制方法、编程方式分类1764

3.4按用途分类1764

3.5其他分类方法1765

4工业机器人精度的计算及表示方法1765

4.1位姿精度和位姿重复精度1765

4.1.1位姿精度1765

4.1.2位姿重复精度1766

4.2轨迹精度1766

4.2.1位置轨迹精度1766

4.2.2姿态轨迹精度1767

4.3轨迹重复精度1767

4.4轨迹速度精度1767

4.5轨迹速度重复精度1769

4.6轨迹速度波动1769

5工业机器人特性数据表1769

6工业机器人工作空间作图法1769

6.1作图法的基本要求1769

6.2作图法的一般步骤1771

6.3关节坐标型工业机器人工作空间图例1771

7工业机器人的主要应用领域1771

8在生产中引入机器人系统的工程方法1771

第2章工业机器人运动学、动力学分析1775

1工业机器人操作机运动学分析与计算1775

1.1机器人机构学数学基础1775

1.1.1齐次变换矩阵1775

1.1.2表示机器人手臂位置的坐标系1775

1.1.3表示机器人手臂末端夹持器姿态的坐标系1776

1.2关节坐标系的建立1777

1.3工业机器人操作机坐标系建立实例1778

1.3.1PUMA机器人手臂坐标系的建立1778

1.3.2 stanford机器人手臂坐标系的建立1779

1.4关节间坐标系D-H变换矩阵1779

1.5操作机运动学位置分析1781

1.5.1正向运动学位置解1781

1.5.2计算实例——PUMA工业机器人正向运动学位置解1781

1.5.3反向运动学位置解1782

1.5.4计算实例——PUMA机器人反向运动学位置解1782

2工业机器人操作机最大工作空间1783

2.1机器人最大工作空间可达区域的求法1783

2.2机器人工作空间中的奇异空间求法1783

2.3工作空间示例1784

3工业机器人操作机动力学分析与计算1784

3.1拉格朗日—欧拉法1784

3.2牛顿—欧拉法1785

第3章工业机器人机构1787

1工业机器人的结构形式1787

1.1直角坐标机器人结构1787

1.2圆柱坐标机器人结构1790

1.3球坐标机器人结构1791

1.4关节型机器人结构1792

1.5其他类型型机器人结构1793

2工业机器人腰座的结构1795

2.1工业机器人腰座结构的设计要求1795

2.2腰部的支承结构1795

2.3腰部内部电缆安装方式1796

3工业机器人手臂的结构1799

3.1工业机器人手臂的设计要求1799

3.2机器人手臂的典型结构1799

3.3机器人手臂的平衡机构1805

4工业机器人腕部的结构1813

4.1工业机器人腕部结构的设计要求1813

4.2腕部的基本结构1814

5工业机器人末端执行器的结构1817

5.1工业机器人末端执行器的设计要求1817

5.2机器人夹持器结构1818

5.2.1机器人夹持器的运动和驱动方式1818

5.2.2机器人夹持器的典型结构1818

5.2.3机器人手指夹持力的计算1819

5.3吸附式末端执行器结构1823

5.3.1气吸式吸附手1823

5.3.2磁吸式吸附手1825

5.4用于不同作业的机器人末端执行器1826

5.5末端执行器的换接器1826

6工业机器人的机械传动机构1826

6.1工业机器人传动机构设计应注意的问题1826

6.2齿轮传动机构1829

6.2.1减小齿轮传动空回的方法1829

6.2.2谐波齿轮传动机构1830

6.2.3摆线针轮传动机构1831

6.2.4蜗杆传动机构1834

6.3滚珠丝杠传动机构1834

6.4其他传动机构1839

6.4.1链传动机构1839

6.4.2同步带传动机构1839

6.4.3钢带传动机构1840

6.4.4钢丝绳传动机构1840

6.4.5杆传动机构1843

第4章工业机器人的驱动系统1845

1工业机器人驱动系统的选择1845

1.1各类驱动系统的特点1845

1.2工业机器人驱动系统的选择原则1846

2液压驱动系统1846

2.1程序控制机器人的液压系统1846

2.2伺服控制机器人的液压系统1847

2.2.1阀控液压缸动力机构及符号注解1848

2.2.2四边阀控制的对称液压缸1849

2.2.3双边阀控制的差动液压缸1851

2.2.4四边阀控制的非对称液压缸1853

2.2.5三种型式的阀控液压缸特性比较1854

2.2.6阀控液压缸系统1858

2.2.7阀控液压缸驱动系统设计的一般原则1858

2.3工业机器人液压驱动系统示例1862

3气动驱动系统1862

3.1气动驱动系统的组成1862

3.2气动机器人驱动系统示例1865

4电动驱动系统1866

4.1机器人驱动系统常用电动机特点及用途1866

4.2常用伺服电机产品型号、规格1867

4.3伺服驱动器1869

4.3.1直流电机伺服驱动器1869

4.3.2步进电机驱动器1869

4.3.3同步式交流伺服电机驱动器1870

4.3.4异步式交流伺服电机驱动器1870

4.3.5伺服驱动器产品型号和规格1870

4.4伺服电机与选型有关的参数计算1870

4.4.1两种典型的运动方式的计算公式1870

4.4.2位置控制的电机选型方法（参考）1870

4.4.3伺服电机选型计算示例1873

第5章工业机器人传感器1875

1机器人感觉与机器人传感器1875

1.1机器人的感觉1875

1.2机器人传感器1875

1.2.1机器人传感器的分类1875

1.2.2机器人传感器实用化应具备的基本条件和特征1875

2内部传感器1877

2.1位移（位置）传感器1877

2.1.1直线位移传感器1877

2.1.2角位移传感器1877

2.2速度和加速度传感器1878

2.2.1速度传感器——测速发电机1878

2.2.2加速度传感器1879

3外部传感器1879

3.1接触觉传感器1879

3.1.1微动开关1879

3.1.2其他形式的接触觉传感器1880

3.2压觉传感器1881

3.2.1以碳素纤维构成的压觉传感器1881

3.2.2以导电橡胶构成的压觉传感器1881

3.3力觉传感器1881

3.3.1筒式腕力传感器1882

3.3.2十字形腕力传感器1883

3.3.3腕力传感器工作特点1884

3.3.4腕力传感器设计要点1885

3.4滑觉传感器1885

3.4.1无方向性滑觉传感器1885

3.4.2单方向性滑觉传感器1885

3.4.3全方向性滑觉传感器1886

3.5接近觉传感器1886

3.5.1红外接近觉传感器1886

3.5.2超声接近觉传感器1888

3.6视觉传感器1889

3.6.1ITV摄像机1889

3.6.2固体摄像机1890

3.6.3视觉系统的硬件组成1891

第6章工业机器人控制系统1893

1工业机器人的控制功能1893

1.1运动控制功能1893

1.2记忆功能1893

1.3示教功能1893

1.4与外部设备联系功能1894

1.5坐标设置功能1894

2工业机器人控制器1895

2.1限位器式点位控制器1895

2.2点位控制器1896

2.3工业机器人轨迹控制器1897

2.4工业机器人计算机控制系统1897

2.4.1工业机器入计算机控制系统的构成1897

2.4.2工业机器入轨迹计算1899

2.4.3工业机器人伺服系统1904

2.5工业机器人语言1905

2.5.1机器人语言的分类及研究方向1905

2.5.2VAL语言1906

参考文献1906