机械设计第三章

1、液压与气压传动液压与气压传动191817161415139112143657810121615911磨床工作台液压传动系统磨床工作台液压传动系统 液压泵油箱油箱液压缸液压马达液压马达3.1液压缸液压缸3.2 液压与气压传动中的执行元件是将流体的压力能转化为机械能的元件。它驱动机构作直线往复或旋转（或摆动）运动，其输出为力与速度，或转矩与转速。例如机械运动与液压缸与液压缸液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置, 是液压系统的执行元件。它驱动机构作旋转（或摆动）运动，其输出转矩与转速。一、工作原理KCJJ 原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。但事实上同类型的液压泵和液压马达

2、虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。1.1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。3.3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。2.2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油

3、为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。大气压力，所以没有上述要求。4.4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。容积。5.5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。马达就没有这一要求。6.6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动液压马达必须具有较

4、大的起动扭矩。所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。的脉动小，内部摩擦小。 由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。二、分类按额定转速按排量能否

5、改变高速 500r/min齿轮式螺杆式叶片式轴向柱塞式特点是转速较高、转动特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏动，调速和换向的灵敏度高。通常高速液压马度高。通常高速液压马达的输出转矩不大达的输出转矩不大( (仅仅几十牛几十牛米到几百米到几百牛牛米米) )，所以又称为，所以又称为高速小转矩高速小转矩液压马达。液压马达。低速 500r/min轴向柱塞式齿轮式叶片式径向柱塞式特点是排量大、体积大、特点是排量大、体积大、转速低转速低( (有时可达每分种有时可达每分种几转甚至零点几转几转甚至零点几转) )，因，因此可直接与工作机构连接，此可直接与工作机构连接，

6、不需要减速装置，使传动不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大液压马达输出转矩较大( (可达几千到几万牛可达几千到几万牛顿顿米米) )，所以又称为低，所以又称为低速大转矩液压马达。速大转矩液压马达。变量液压马达定量液压马达三、液压马达图形符号四、液压马达的主要性能参数1、工作压力和额定压力工作压力和额定压力 工作压力工作压力 p 大小取决于马达负载。大小取决于马达负载。 额定压力额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。能使马达连续正常运转的最高压力。1MtMVMMMMqqqqqqq 2、流量与容积效率流量与容积效率 实际流量实际流量 qMq

7、Mtq qMt为理论流量，为理论流量， q 为泄漏。为泄漏。 容积效率容积效率3 3、排量与转速、排量与转速 排量排量V V是是MVMV等于等于1 1 时输出轴旋转一周所需油液体积。时输出轴旋转一周所需油液体积。4 4、转矩与机械效率、转矩与机械效率 实际输出转矩实际输出转矩 T TM MT TMtMt-T-T 理论输出转矩理论输出转矩 T TMtMtp V / 2p V / 2机械效率机械效率MmMmT TM M/T/TMtMt5 5、功率与总效率、功率与总效率M M P PMoMo/ P/ Pmimi PMo PMo为马达输出功率，为马达输出功率，PmiPmi为马达输入功率。为马达输入功率

8、。6 6、制动性能、制动性能当液压马达用于提升重物或驱动车轮时，为了防止当液压马达用于提升重物或驱动车轮时，为了防止停止时重物下落或车轮下滑，对制动性能有一定的停止时重物下落或车轮下滑，对制动性能有一定的要求。常用液压马达额定转矩下马达的进出油口被要求。常用液压马达额定转矩下马达的进出油口被切断时的马达轴的滑动值来评价马达的制动性能。切断时的马达轴的滑动值来评价马达的制动性能。显然，滑动值小，制动性能好。显然，滑动值小，制动性能好。五、几种液压马达-齿轮马达当高压油当高压油p进入马进入马达的高压腔时，处达的高压腔时，处于高压腔的轮齿受于高压腔的轮齿受到压力油的作用，到压力油的作用，根据它们的受

9、力情根据它们的受力情况，齿轮按图示方况，齿轮按图示方向旋转。油液被带向旋转。油液被带到低压腔到低压腔。叶片马达高压油进入由叶片高压油进入由叶片 定子定子 转子组成的转子组成的密闭空间，根据它密闭空间，根据它们的受力情况，推们的受力情况，推动转子旋转。动转子旋转。转动惯量小，反应转动惯量小，反应灵敏，但泄露大。灵敏，但泄露大。轴向柱塞马达轴向柱塞马达和轴向柱塞泵是互逆的。轴向柱塞马达和轴向柱塞泵是互逆的。改变斜盘倾角的方向，可改变马达的旋转方向。改变斜盘倾角的方向，可改变马达的旋转方向。摆动液压马达液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。液压

10、缸应用液压缸应用三梁四柱式压力机三梁四柱式压力机液压缸应用塑料注射成型机塑料注射成型机一、液压缸的类型和特点液压缸液压缸按其结构形式按其结构形式可以分为活塞缸、柱塞缸和可以分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸等很多类型。活塞式液压缸又可分为双活伸缩缸等很多类型。活塞式液压缸又可分为双活塞杆液压缸和单活塞杆液压缸。塞杆液压缸和单活塞杆液压缸。按作用方式按作用方式分为单作用式和双作用式，前者只有分为单作用式和双作用式，前者只有一个方向是液压驱动，另一个方向则由弹簧或重一个方向是液压驱动，另一个方向则由弹簧或重量来完成，后者是两个方向都由液压驱动。量来完成，后者是两个方向都由液压驱动。特点：它们输入压力和流量

11、，输出力和速度。特点：它们输入压力和流量，输出力和速度。二、双活塞杆式液压缸活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。根据安装方式不同可分为根据安装方式不同可分为缸筒固定式缸筒固定式和和活塞杆固定式活塞杆固定式两种。两种。有有效效行行程程l整个工作台的运动范围为整个工作台的运动范围为3l工作台的移动范围工作台的移动范围2l二、双活塞杆式液压缸1.p q2.p qDd1F1v12124/()qAvqDd22111

12、212()()()4FA ppDdpp三、单活塞杆式液压缸活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。行程的两倍。三、单活塞杆式液压缸1124/qvq AD2211122122().44Fp Ap AppDpd22224/()qvq ADd2221221121().44Fp Ap AppDpd三、单活塞杆式液压缸如果单杆活塞缸在其左右两腔都如果单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为：接通高压油时称为：差动连接差动连接，此缸称为

13、差动油缸。此缸称为差动油缸。231121().4Fp AApd311qqqvAA总32qv A32124()qqvAAd如果要求往返速度如果要求往返速度v3=v222244()qqDdd2Dd四、柱塞缸它只能实现它只能实现一个方向一个方向的液压传动，反向运动要靠外的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现力。若需要实现双向运动双向运动，则必须成对使用。这种，则必须成对使用。这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特别适用于行程较长的场合。别适用于行程较长的场合

14、。24FpApd24qqvAd五、伸缩缸伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成（多套伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成（多套缸），前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级缸），前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒，伸出时可获得很长的工作行活塞缸的缸筒，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸，伸缩缸程，缩回时可保持很小的结构尺寸，伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。被广泛用于起重运输车辆上。五、伸缩缸伸缩缸可以单作用式，也可为双作用式，前者靠外伸缩缸可以单作用式，也可为双作用式，前者靠外力回程，后者靠液压回程。伸缩缸的外伸动作是逐力回程，后者靠液压回程。伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。首先是最

15、大直径的缸筒以最低的油液压级进行的。首先是最大直径的缸筒以最低的油液压力开始外伸，当到达行程终点后，稍小直径的缸筒力开始外伸，当到达行程终点后，稍小直径的缸筒开始外伸，直径最小的末级最后伸出。随着工作级开始外伸，直径最小的末级最后伸出。随着工作级数变大，外伸缸筒直径越来越小，工作油液压力随数变大，外伸缸筒直径越来越小，工作油液压力随之升高，工作速度变快。之升高，工作速度变快。六、其他缸增压缸（增压器）增压比为大活增压比为大活塞与小柱塞的塞与小柱塞的面积比面积比22baDppd增压能力增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。增是在降低有效流量的基础上得到的。增压缸作为油路中的一个中间环节，用于使

16、低压系压缸作为油路中的一个中间环节，用于使低压系统能满足局部高压油路的要求。统能满足局部高压油路的要求。六、其他缸增速缸增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒活塞内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动；当液上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动；当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。七、摇摆式液压缸当通入液压油，它当通入液压油，它的主轴能输出小于的主轴能输出小于360360的摆动运动的摆动运动的缸

17、称为摆动式液的缸称为摆动式液压缸。压缸。单叶片式单叶片式 摆动角度较大，可达摆动角度较大，可达300300双叶片式双叶片式 摆动角度一般小于摆动角度一般小于150150。辅助运动：送料和转位装置、辅助运动：送料和转位装置、液压机械手以及间歇进给机构。液压机械手以及间歇进给机构。八、液压缸的技术特点1 1、缓冲装置、缓冲装置当活塞快速运动到接近缸盖时，增大排油阻当活塞快速运动到接近缸盖时，增大排油阻 力，液压缸的排油腔产生足够的缓冲压力，力，液压缸的排油腔产生足够的缓冲压力，使活塞减速，从而避免与缸盖快速相撞。使活塞减速，从而避免与缸盖快速相撞。八、液压缸的技术特点2 2、密封、密封八、液压缸的

18、技术特点3 3、排气装置、排气装置本本 章章 小小 结结1 1、液压马达（液压缸）的工作原理；、液压马达（液压缸）的工作原理；2 2、液压马达的主要性能参数：工作压力、额定压力、液压马达的主要性能参数：工作压力、额定压力、排量、理论流量、实际流量、容积效率、转速、排量、理论流量、实际流量、容积效率、转速、转矩、机械效率、功率、总效率转矩、机械效率、功率、总效率3 3、常用液压缸双活塞杆液压缸、单活塞杆液压、常用液压缸双活塞杆液压缸、单活塞杆液压 缸工作特点缸工作特点4 4、差动连接的工作特点；、差动连接的工作特点；5 5、液压马达的职能符号。、液压马达的职能符号。人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨