《气压传动系统动力学》

第一章气动流体力学1

1-1基本概念1

一、气体的热力学状态和状态参数1

二、基准状态和标准状态1

三、理想气体和理想气体的状态方程1

四、实际气体与理想气体的差别2

五、空气的比热2

1-2空气的热力过程2

一、热力过程和准平衡过程2

二、闭口系统热力学第一定律能量方程3

三、焓、熵和热力学第二定律5

四、空气的热力过程7

五、开口系统的能量平衡方程13

六、空气压缩机的理论功耗14

1-3气动系统中的气体流动15

一、可压缩气体的定常管内流动15

二、气体通过收缩喷嘴或节流小孔的流动21

1-4变质量系统热力过程23

一、气容的放气过程24

二、气容的充气过程28

第二章管道系统的计算32

2-1气动流通元件的流量特性32

一、单个喷嘴的流量特性32

二、实际气动元件的流量特性33

三、管道的流量特性34

2-2管道系统流量特性分析计算37

一、串联元件系统的流量特性计算38

二、并联管道系统的流量特性计算40

2-3管道系统中元件参数的选择40

一、全部由相同几何面积的元件组成的管道系统的计算41

二、由不同通径的元件组成的管道系统的计算44

2-4 管道容积对管道系统流量特性的影响46

2-5气动元件和管道系统流量特性测试方法48

一、国际标准草案ISO/DIS6358方法48

二、定积气容充、放气法测定有效面积51

第三章气压传动系统的动力学分析计算(一)53

3-1气压传动系统的动态特性描述53

一、典型的气压传动系统53

二、气压传动系统的主要动态参数54

三、气缸活塞的运动规律58

3-2气压传动系统动特性的数学模型及计算机仿真60

一、气压传动系统动特性数学模型I60

二、气压传动系统动特性数学模型Ⅱ63

三、气压传动系统动特性的数字仿真64

3-3气压传动系统动特性实验研究65

一、恒定负载双作用气压传动系统动特性实验装置65

二、实验动特性与数字仿真动特性的对比67

3-4初始有压差恒定负载双作用传动系统动力学分析68

一、初始有压差双作用传动系统动力学分析计算68

二、主要参数对气缸活塞动作时间和运动规律的影响74

三、恒定负载双作用气压传动系统动作时间的简化计算77

3-5 差动式气压传动系统的动力学分析计算79

第四章气压传动系统的动力学分析计算(二)85

4-1 变负载双作用传动系统的分析计算85

4-2 变负载单作用传动系统的分析计算86

4-3 重力复位单作用传动系统的分析计算89

4-4膜片式传动系统的计算90

一、膜片式传动系统的静力学计算91

二、膜片式传动系统的动力学计算93

第五章气压传动系统的动力学综合计算97

5-1 活塞作稳定运动的条件98

5-2按给定运动速度，选择活塞作稳定运动的传动系统的参数99

一、双作用传动系统的正反行程和无复位弹簧的单作用传动系统的正行程99

二、无复位弹簧的单作用传动系统的反行程104

5-3考虑准备时间，选择活塞作稳定运动的传动系统的参数106

一、只给出动作时间t?,考虑准备时间选择气压传动系统的参数106

二、同时给出平均速度？和动作时间t？,考虑准备时间选择传动系统的参数108

三、按回程条件，考虑准备时间选择无复位弹簧单作用传动系统的参数108

5-4活塞作稳定运动的弹簧复位单作用传动系统的计算109

一、正行程109

二、返回行程111

三、按给定的正、反行程活塞运动速度，选择弹簧复位单作用传动系统的参数112

四、根据最短周期时间，选择弹簧复位单作用传动系统的参数114

5-5活塞平均速度不变的任意运动规律的传动系统综合计算116

一、按给定的活塞运动时间，选择传动系统参数117

二、按获得最大的活塞平均速度为条件，选择传动系统参数121

5-6活塞平均速度可调的任意运动规律的传动系统综合计算122

一、几种调速方式和排、进气有效面积比α？=A？/A?的变化范围123

二、计算用曲线图123

三、调速过程分析123

四、平均速度可调的传动系统的参数选择126

第六章气压传动系统的缓冲129

6-1 使活塞在行程终点平稳停止的方法129

6-2 活塞作稳定运动的传动系统的缓冲计算132

6-3实现自动缓冲的气压传动系统136

一、实现自动缓冲的初始无压差双作用气压传动系统动特性136

二、实现自动缓冲的初始无压差双作用气压传动系统的综合计算143

三、实现自动缓冲的气压传动系统的调整146

6-4 使用外缓冲装置的气压传动系统的设计计算146

第七章节能气动系统动力学150

7-1 气动系统节能的主要途径150

7-2单缸节能气动系统及其特性分析153

一、单缸节能气动系统(ESPS)的工作原理153

二、符号说明154

三、选择气罐容积的静态分析154

四、ESPS 动特性数学模型155

五、ESPS 动特性的仿真与实验结果比较160

六、ESPS 动特性分析161

7-3单缸节能气动系统的动力学综合计算163

一、ESPS设计计算用数学模型163

二、三个阶段的设计计算用曲线图165

三、按正行程要求，ESPS的设计计算方法167

四、按工作循环时间要求，ESPS的设计计算方法171

7-4多缸节能气动系统概述174

一、多缸节能气动系统的工作原理175

二、两类系统的使用条件176

三、控制线路的逻辑设计简述176

7-5间接能量转换多缸节能气动系统(IETS)特性分析179

一、IETS动特性数学模型179

二、IETS动特性的计算机仿真与实验结果对比182

三、IETS动态特性分析183

7-6直接能量转换多缸节能气动系统(DETS)特性分析186

一、DETS的静态分析186

二、DETS动特性数学模型186

三、DETS动特性计算机仿真与实验结果对比188

四、DETS动态特性分析189

7-7节能气动系统的经济效益分析191

一、单缸节能气动系统的经济效益分析191

二、多缸节能气动系统的经济效益分析192

附录195

参考文献200