第三章 液压执行元件
液压执行元件各有什么用途
液压执行元件各有什么用途液压执行元件是液压系统中的核心部件，主要用于将液压能转化为机械能，实现各种工程机械的运动。
常见的液压执行元件包括液压缸、液压马达和液压伺服阀等。
它们各有不同的用途，具体如下：1. 液压缸：液压缸是最常见和应用广泛的液压执行元件，主要用于产生线性运动。
它通常由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。
液压缸可用于各种工程机械，如挖掘机、铲车和推土机等，实现各种行程和推力的精确控制。
2. 液压马达：液压马达是将液压能转化为旋转运动的液压执行元件。
它通常由马达本体、齿轮或液压马达柱塞等组成。
液压马达广泛应用于各种需要转动运动的工程机械，如起重机、钻机和混凝土泵等。
3. 液压伺服阀：液压伺服阀是用于控制和调节液压系统中流量和压力的重要元件。
通过调节阀芯的位置和开口大小，实现对液压能的精确控制。
液压伺服阀广泛应用于液压系统中的动态控制和自动化控制系统。
4. 液压驻车制动器：液压驻车制动器主要用于工程机械和汽车等的停车制动。
它通过液压系统产生的压力来使制动器盘片紧密贴合，从而实现对车辆的牵制和停止。
5. 液力变矩器：液力变矩器是用于传递和调节动力的液压执行元件。
它通常由泵轮、涡轮和导向器等组成，可以实现变矩器的连续变比。
液力变矩器广泛应用于各种需要动力变速的工程机械和汽车等。
6. 液压传动件：液压传动件主要用于传递液压能和机械能的变换。
常见的液压传动件包括管路、接头和油管等。
液压传动件在液压系统中起到连接各个液压元件的作用，实现液压能的传递和分配。
总结来说，液压执行元件在工程机械、汽车等领域中起到至关重要的作用。
它们能够将液压能有效地转化为机械能，实现各种运动和动力传递。
液压执行元件的应用不仅提高了机械设备的工作效率和精度，还增加了操作的便利性和安全性。
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章资料
液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -⨯，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。
解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ⨯⨯ 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯由0P K V V ∆=-∆知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ︒时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ︒，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ︒=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s Eν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
第三章 液压泵和液压马达
二、轴向柱塞式液压马达
轴向柱塞式液压马达的工作原理可参照轴向柱塞泵
斜盘 2-缸体 3-柱塞 4-配流盘 5-轴 6-弹簧
2、结构特点
齿轮马达和齿轮泵在结构上的主要区别如下：
（1）齿轮泵一般只需一个方向旋转，为了减小径向不平衡液压力，
因此吸油口大，排油口小。而齿轮马达则需正、反两个方向旋转，
因此进油口大小相等。
（2）齿轮马达的内
泄漏不能像齿轮泵那样直接引到低压腔去，而必须单独的泄漏通
道引到壳体外去。因为齿轮马达低压腔有一定背压，如果泄漏油
积每转内吸油、压油两次，
称为双作用泵。双作用使
流量增加一倍，流量也相
应增加。
压油
吸油
图3-13 双作用叶片工作原理
2、结构上的若干特点
（1）保持叶片与定子内表面接触
转子旋转时保证叶片与定子内表面接触时泵正常工作的必要 条件。前文已指出叶片靠旋转时离心甩出，但在压油区叶片顶部 有压力油作用，只靠离心力不能保证叶片与定子可靠接触。为此， 将压力油也通至叶片底部。但这样做在吸油区时叶片对定子的压 力又嫌过大，使定子吸油区过渡曲线部位磨损严重。减少叶片厚 度可减少叶片底部的作用力，但受到叶片强度的限制，叶片不能 过薄。这往往成为提高叶片泵工作压力的障碍。
容积式液压泵的共同工作原理如下：
（1）容积式液压泵必定有一个或若干个周期变化的密封容积。密 封容积变小使油液被挤出，密封容积变大时形成一定真空度，油液 通过吸油管被吸入。密封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。 （2）合适的配流装置。不同形式泵的配流装置虽然结构形式不同， 但所起作用相同，并且在容积式泵中是必不可少的。
结束
§3-3 叶片泵和叶片油马达
叶片泵有两类：双作用和单作用叶片泵，双作用 叶片泵是定量泵，单作用泵往往做成变量泵。而马达只 有双作用式。
第三章 执行元件讲解
不相等，因此，活塞向右
运动。
特点：
差动连接时因回油腔的油液 利用两端面积差进行工作！
液压与气动技术
殷国栋 ygd@
6
液压缸的工作原理及设计计算
柱塞式液压缸
单活塞杆式液压缸
双活塞杆式液压缸
伸缩式液压缸
液压与气动技术
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7
液压缸的工作原理及设计计算
双活塞杆式液压缸
单活塞杆式液压缸
伸缩式液压缸
液压与气动技术
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液压缸的工作原理及设计计算
活塞式液压缸分类：
双杆
按伸出活塞杆不同 单杆
无杆
按固定方式不同
缸体固定 活塞杆固定
液压与气动技术
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液压缸的工作原理及设计计算
（1）双杆活塞缸
特点： 1） 两腔面积相等； 2） 压力相同时，推力相等，
流量相同时，速度相等。
即具有等推力等速度特性！
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液压缸的工作原理及设计计算
单杆活塞缸 由于只在活塞的一端有活塞杆，使两 腔的有效工作面积不相等，因此在两腔分别输入流 量相同的情况特下点，：活塞的往复运动速度不相等。 12） ）压两力腔相面同积时不，等推，力A1不>单等A杆2 活塞缸的安装 流量相同时，速度不也等有缸筒固定和活 即不具有等推力等速度塞特杆性固！定两种，进、
d D v 1（5） v
由此可见，速比λv 越大，活塞杆直径d越大。
液压与气动技术
殷国栋 ygd@
18
液压缸的工作原理及设计计算
差动液压缸
单杆活塞缸的左右腔同时接 通压力油，如右图所示， 称为差动连接，此缸称为 差动液压缸。
第三章 液压马达解读
配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于 a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通低压油（x≠z )；
输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
13
• 排量公式 v =（πd 2/4）sxyz
– s 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数 。
• 应用 转矩脉动小，径向力平衡，启 动转矩大，能在低速下稳定运转，普 遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、 船舶、农业等机械中。
接方式被称为差动连接。
27
两腔进油,差动联接
A1 A2
A1 A2
F3 F3
P1
v3
ΔP
等效
P1
v3
q
q
活塞的运动速度为：
(c)差动联接
？
q 4q v3 v 2 v A1 A2 d
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连 接液压缸的推力为：
2 F3 p1 ( A1 A2 ) m d p1 v 4
24
A1
A2
有杆腔进油
P1 P2
F2
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
q 4q v2 v v 2 2 A2 (D d )
2 2 F2 ( p2 A2 p1 A1 ) m [( D d ) p2 D 2 p1 ] m 4
14
液压泵及液压马达的工作特点
液压泵的工作特点
液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、
异常噪声，甚至无法工作。 液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止 压力过高，泵的出口常常要采取限压措施。 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量 泵只有用改变转速的办法来调节流量。 液压泵的流量脉动。 液压泵（齿轮泵） “困油现象”。
液压与气动技术第3章 液压执行元件
3.1
液压缸
液压缸的典型结构和组成
3.2
3.3
液压马达
3.1 液压缸
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 液压缸的作用、类型和特点 活塞式液压缸 柱塞式液压缸 增压缸 摆动式液压缸
3.1.1 液压缸的作用、类型和特点
1．液压缸的作用 2．液压缸的类型和特点
图3-12
活塞杆头部结构形式
图3-13
活塞与活塞杆的连接
1—活塞杆 2—活塞 3—密封圈 4—卡环 5—套环 6—弹簧挡圈 7—螺母
5．盖板
盖板和缸筒的连接方法有焊接、 拉杆、法兰、螺纹连接等，如图3-14 所示。
图3-14
盖板与缸筒的连接
6．放气装置
大型双作用式液压缸则必须在前、 后端盖板设放气装置，如图3-15所示。
图3-8
增压缸
3.1.5
摆动式液压缸
图3-9（a）所示为单叶片式摆动缸。 图3-9（b）为双叶片式摆动缸。
图3-9
摆动缸Βιβλιοθήκη 3.2 液压缸的典型结构和组成
3.2.1 3.2.2 液压缸的典型结构 液压缸的组成
3.2.1
液压缸的典型结构
图3-10所示为双作用单活塞杆液压缸。
图3-10
双作用单活塞杆液压缸
3.1.2 活塞式液压缸
1．双杆式活塞缸 2．单杆式活塞缸 3．差动液压缸
1．双杆式活塞缸
双杆式活塞缸的活塞两端各有一 根直径相等的活塞杆伸出，如图3-1所 示。 它根据安装方式不同又可以分为 缸体固定式和活塞杆固定式两种，如 图3-2所示。
1．双杆式活塞缸
图3-1
双杆式活塞缸
1．双杆式活塞缸
3第三章液压泵及液压马达(1)
2. 工作原理
3. 流量
q 2 k z m2 b n V
4. 特点
流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低； 加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。
（二）摆线形内啮合齿轮泵
1 . 主要组成
摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及 前后端盖等组成。且两齿轮相差一个齿。
2. 工作原理
吸油 —— 左半部分，轮齿脱开啮合，容积↑ 压油 —— 右半部分，轮齿进入啮合，容积↓
三 液压泵（马达）的性能参数
液压泵（马达）的性能参数主要有： 压力 转速
排量和流量 功率和效率
一、 排量、流量和压力
1. 压 力
⑴ 工作压力（p） —— 液压泵（或马达）工作时输出液体的实际压力。 其值取决于负载（包括管路阻力）。
(2) 额定压力（p n）—— 油泵（或马达）铭牌上标注的压力值。指在 连续运转情况下所允许使用的工作压力。它能使泵（或马达）具有较高的 容积效率和较长的使用寿命。
轴套 采用浮动轴套的中高压齿轮泵结构图
2. 高压内啮合齿轮泵
➢ 轴向间隙补偿原理
与外啮合齿轮泵浮动侧板的补偿相似，也是利用背压使两侧的浮 动侧板紧贴在小齿轮、内齿环和填隙片端面上；磨损后，也可利用背 压自动补偿。
➢ 径向间隙补偿原理
径向半圆支承块（15）的下面也有两个背压室，各背压室均与压 油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环（6）又 推动填隙片与小齿轮齿顶相接触，形成高压区的径向密封。同时，可 自动补偿各相对运动间的磨损。
qt qm
qm q qm
1
q qm
(6) 马达总效率（ηm）
液压马达的总效率是实际输出功率与实际输入功率的比值，即：
m
第三章液压执行元件
p1
p2 )D2
p2d 2 ]
v1
q A1
4q
D 2
b）从有杆腔进油时，活塞上所产生的推力
Ｆ2和速度ｖ2
F2
A2 p1
A1 p2
4 [( p1
p2 )D2
p1d 2 ]
q
4q
v2 A2 (D 2 d 2 )
C）速度比
v
v2 v1
1 1 (d / D)2
3.差动液压缸——单杆活塞缸的左右两腔同 时通压力油，称为差动液压缸。
(二)液压缸的组成 液压缸的结构基本上可以分为缸筒和
缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装 置和排气装置五个部分。
1、缸筒与缸盖
2、活塞和活塞杆
3、密封装置 用以防止油液的泄漏(液压缸一般不允许外泄 并要求内泄漏尽可能小)。
4．缓冲装置 目的：使活塞接近终端时，增达回油阻力， 减缓运动件的运动速度，避免冲击。
3．液压马达的转速和低速稳定性
1）转速
n
q V
v
2）爬行现象——当液压马达工作转速过低 时，往往保持不了均匀的速度，进入时动 时停的不稳定状态，这就是所谓爬行现象
• 和其低速摩擦阻力特性有关。
• 另外，液压马达排量本身及泄漏量也在 随转子转动的相位角变化作周期性波动， 这也会造成马达转速的波动
4．调速范围 液压马达的调速范围以允许的最大转速和 最低稳定转速之比表示，即
当E1=E2时，工作部件的机械能全部被缓冲 腔液体所吸收，由上两式得
pc
E2 Ac l c
节流口可调式则最大的缓冲压力即冲击压
力为
pc max
pc
mv02 2 Aclc
5．液压缸稳定性校核 当 l/d ≤15时 一般不用校核 当 l/d ≥15时 必须进行校核，即F<Fk F为活塞杆承受的负载力，Fk为保持工作稳 定的临界负载力
《液压控制课件》第三章 液压动力元件频率响应分析-
五、频率响应分析阀控液压缸对指令输入和对干扰输入的动态特性由相应的传递函数及其性能参数确定。
频率响应：以没有弹性负载为例，分析伯德图；1、幅频特性；系统对正弦信号的输入，输出的幅值比；2、相频特性；系统对正弦信号的输入，输出的相位差；稳定性；稳定性的判别方法.采用频率响应分析便于对系统的特性设计和调整.(一)没有弹性负载时的频率响应分析1、对指令输入Xv的频率响应系统传函结构对指令输入Xv的动态响应特性由传递函数式(3—20)表示，由比例、积分和二阶振荡环节组成；主要的性能参数：速度放大系数K q/A p；液压固有频率ωh；液压阻尼比ζh。
2、传函各分量伯德图绘制及特性采用对数和等比坐标，将复杂的系统性能的描述，简化成简单的图形表述和分析。
典型环节的伯德图及其物理意义：系统输入信号为正弦时，系统输出信号与输入信号的幅值比与输入频率之间的关系；比例环节，相当于杠杆放大；积分环节，相当于油缸位移对阀口输入的响应；惯性环节，相当于推动质量；二阶环节，相当于弹簧质量系统对输入的响应；3、对指令输入Xv系统伯德图的绘制和分析伯德图的绘制图3—3采用代数叠加法，纵坐标采用对数坐标，横坐标采用等比坐标，将曲线改成直线，便于绘制相应系统的伯德图伯德图的分析1）稳定性采用幅值裕量和相位裕量评判方法；2）速度放大系数K q/A p速度放大系数影响曲线的上下平移；3）穿越频率ωc穿越频率可以判断系统的快速性；4）转折频率ωh转折频率影响影响系统的稳定性。
4、动力元件各参数对系统的影响1）速度放大系数K q/A p液压缸活塞的输出速度与阀的输入位移成比例，比例系数K q/A p即为速度放大系数(速度增益)。
表示阀对液压缸活塞控制的灵敏度。
速度放大系数直接影响系统的稳定性、响应速度和精度。
提高速度放大系数：提高系统的响应速度和精度，但使系统的稳定性变坏。
放大系数随阀的流量增益变化而变化。
在零位工作点，阀的流量增益Kq最大，而流量—压力系数Kc最小，所以系统的稳定性最差。
液压执行元件
图4-20 液压马达图形符号 a)单向定量马达；b) 单向变量马达； c) 双向定量马达；d) 双向变量马达
1）轴向柱塞式液压马达 如图4-21是轴向柱塞式液压马达的工作原理图。当压力油经配 油盘通入柱塞底部孔时，柱塞受压力油作用向外伸出，并紧压在斜
盘上，这时斜盘对柱塞产生一反作用力F。 由于斜盘倾斜角为γ， 所以F可分解为两个分力：一个轴向分力FX，它和作用在柱塞上的 液压作用力相平衡；另一个分力FY，它使缸体产生转矩。
机电一体化
液压式执行元件是先将电能变化成液体压力，并用电磁阀控制 压力油的流向，从而使液压执行元件驱动执行机构运动。液压式执 行元件有直线式油缸、回转式油缸、液压马达等。
液压执行元件的特点是输出功率大、速度快、动作平稳、可实 现定位伺服、响应特性好和过载能力强。缺点是体积庞大、介质要 求高、易泄露和环境污染。
图 4-15双杆活塞式液压缸 (a) 缸体固定； (b) 活塞杆固定
图4-16 (a) 无杆腔进油;；活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面 积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的 作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将 有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速 度，单杆活塞液压缸的这种连接方式被称为差动连接。如图4-16 （c）差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工 作台运动速度比无杆腔进油时的速度大，而输出力则减小。差动连 接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办 法。
l
1）活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又 有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 ∫ 双杆活塞液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活 塞杆固定两种安装形式，如图4-15所示。前者工作台移动范围约等 于活塞有效行程 的三倍， 常用于中小型设备。后者工作台的移动范围只约等于液压缸行 程 的两倍,常用于大型设备。单杆活塞液压缸的活塞仅一端带有 活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力。其简图 及油路连接方式如图4-16所示。
第三章—液压泵和液压马达
第三章 液压泵和液压马达
该泵配油盘上的吸油窗口和压油窗口对泵的中心线是对称的 。如图所示，泵工作时，油泵出口压力经泵内通道作用在小柱塞 面积上，这样柱塞上的作用力 F PA与弹簧的作用力方向相反。 当PA=KSX0时，柱塞上所受的液压力与弹簧初始力相平衡，此时的 压力P称为泵的限定压力，用PB表示则： PB=KSX0/A 系统的压力P< PB 时，则：PA<KSX0 这表明定子不动，最大偏心距保持不变，泵也保持最大流量。 当系统的压力P> PB 时，则： PA>KSX0 这表明压力油的作用力大于弹簧的作用力，使定子向右移动， 弹簧被压缩，偏心距e减小，泵的流量也随之减小。
第三章 液压泵和液压马达
3.5 柱塞式液压泵
柱塞式液压泵按柱塞在转子内排列方式不同，分为径 向柱塞泵和轴向柱塞泵，轴向柱塞泵又可分为斜盘和斜轴两 大类。柱塞泵由于间隙泄露小、构件受力合理，所以可在高、 超高压力下满意地工作，广泛用于高压、大功率的液压传动 系统中。
第三章 液压泵和液压马达
柱塞泵的优点： 1.参数高：额定压力高，转速高，泵 的驱动功率大； 2.效率高，容积效率为95％左右，总效率为90％左 右； 3.寿命长； 4.变量方便，形式多； 5.单位功率的重量轻； 6.柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得 以充分利用；
第三章 液压泵和液压马达
应用举例 限压式变量叶片泵对既要实现快速行 程，又要实现工作进给（慢速移动）的执行元件来说 是一种合适的油源；快速行程需要大的流量，负载压 力较低，正好使用其AB段曲线部分；工作进给时负载 压力升高，需要流量减小，正好使用其BC段曲线部分。 例如组合机床动力滑台的进给系统、定位和加紧系统 等。 机床加工件：未加工之前或回程要求快；加工时 流量小、速度慢。
液压执行元件
第三章液压执行元件一、填空题1．液压执行元件有和两种类型，这两者不同点在于：将液压能变成直线运动或摆动的机械能，液压马达将液压能变成连续回转的机械能。
2．液压缸按结构特点的不同可分为缸、缸和摆动缸三类。
液压缸按其作用方式不同可分为式和式两种3．缸和缸用以实现直线运动，输出推力和速度；缸用以实现小于300°的转动，输出转矩和角速度。
4．活塞式液压缸一般由、、缓冲装置、放气装置和装置等组成。
选用液压缸时，首先应考虑活塞杆的，再根据回路的最高选用适合的液压缸。
5．两腔同时输入压力油，利用进行工作的单活塞杆液压缸称为差动液压缸。
它可以实现的工作循环。
6.液压缸常用的密封方法有和两种。
7．式液压缸由两个或多个活塞式液压缸套装而成，可获得很长的工作行程。
二、单项选择题1.液压缸差动连接工作时，缸的（），缸的（）。
A.运动速度增加了B.输出力增加了C.运动速度减少了D.输出力减少了2.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用（）A.单活塞液压缸B.双活塞杆液压缸C.柱塞液压缸D.伸缩式液压缸3.在液压系统的液压缸是（）A.动力元件B.执行元件C.控制元件D.传动元件4.在液压传动中，液压缸的（）决定于流量。
A.压力B.负载C.速度D.排量5. 将压力能转换为驱动工作部件机械能的能量转换元件是（）。
A、动力元件；B、执行元件；C、控制元件。
6.要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用（）液压缸。
A、双出杆B、差动C、柱塞D、单叶片摆动7.单杆活塞液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复速度相等，其活塞直径应为活塞杆直径的（）倍。
A、0B、1 C8. 一般单杆油缸在快速缩回时，往往采用（）。
A、有杆腔回油无杆腔进油；B、差动连接；C、有杆腔进油无杆腔回油。
9．活塞直径为活塞杆直径2倍的单杆液压缸，当两腔同时与压力油相通时，则活塞（）。
A、不动；B、动，速度低于任一腔单独通压力油；C、.动，速度高于任一腔单独通压力油。
液压与气压传动第4版含1CD教学课件ppt作者左健民主编第3章液压执行元件
液压与气压传动(第4版)第三章液压执行元件⏹第一节液压马达⏹第二节液压缸第一节液压马达液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。
一液压马达的特点及分类从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。
因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。
首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。
由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。
液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。
额定转速高于500r ／min 的属于高速液压马达，额定转速低于500r ／min 的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。
通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十N ·m 到几百N ·m)所以又称为高速小转矩液压马达。
低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千N ·m 到几万N ·m)，所以又称为低速大转矩液压马达。
液压与气动控制技术辛连学3液压执行元件答案
3.在液压系统的液压缸是（ ）
A.动力元件B.执行元件C.控制元件D.传动元件
4.在液压传动中，液压缸的（ ）决定于流量。
A.压力B.负载C.速度D.排量
5. 将压力能转换为驱动工作部件机械能的能量转换元件是（ ）。
A、动力元件； B、执行元件； C、控制元件。
6.要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用（ ）液压缸。
5.根据工作压力和材料，确定液压缸的壁厚尺寸、活塞杆尺寸、螺钉尺寸及端盖结构。
6.可靠的密封是保证液压缸正常工作的重要因素，应选择适当的密封结构。
7.根据缓冲要求，选择适用的缓冲机构，对高速液压缸必须要设置缓冲装置。
8.在保证获得所需要的往复运动行程和驱动力条件下，尽可能减小液压缸的轮廓尺寸。
9.对运动平稳性要求高的液压缸应设置排气装置。
A、不动 ； B、动，速度低于任一腔单独通压力油； C、.动，速度高于任一腔单独通压力油。
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第三章 液压执行元件
思考题与习题
二、单项选择题
1.液压缸差动连接工作时，缸的（ ），缸的（ ）。
A.运动速度增加了B.输出力增加了C.运动速度减少了D.输出力减少了
2.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用（ ）
A.单活塞液压缸B.双活塞杆液压缸C.柱塞液压缸D.伸缩式液压缸
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第三章 液压执行元件
第一节 液压缸 四、其他液压缸
3．增压缸 在某些短时或局部需要高压的液压系统中，常用增压缸与低压大流量泵配合作用，单作用增压缸的 工作原理如图3-16a所示，输入低压力p1的液压油，输出高压力为p2的液压油，
单作用式增压缸不能连续向系统供油，图3-16b为双作用式增压缸，可由两个高压端连续向系统供油。
第三章液压执行元件-PPT
二、液压马达得工作原理
1、叶片式液压马达
叶片式液压马达工作原理
大家学习辛苦了，还是要坚持
❖继续保持安 静
• 原理——由于压力油作用,受力不平衡使转子 产生转矩。
• 输出转矩T——与液压马达得排量VM和液压马
达进出油口之间得压力差有关,
• 转速n——输入液压马达得流量qM大小来决定。
❖ 转动特性——能正反转(压、回油互换) ❖ 结构特点: ❖ 叶片要径向放置---适应正反转
❖ 双杆活塞缸在工作时,一个活塞杆是受拉得,而另一 个活塞杆不受力,(活塞杆始终不受压力)因此这种液 压缸得活塞杆可以做得细些。
连杆式径向 柱塞马达
❖ 曲线定子 式
定子有多段曲线,转子每转一转柱塞来回往复多次, 排量大,所以转矩大。 定子内表面采用正弦曲线,(或等加速曲线、阿基米德曲
线),保证在低转速下也能稳定工作。 为增大转矩,也有做成多排转子,各排错开可减小脉动。
❖ 多作用指定子得内曲面可以多达十几段(多次行程)。转子每转 一转,每个柱塞经过每一段时都要吸排油各一次,柱塞要进行多 次进退,对输出轴产生多次渐增转矩,并通过输出轴带动负载旋 转,因此称为多作用马达。
❖ 原因——液压n马M 达内Vq部MM 有M泄v 漏,
❖ 式中,nM —液压马达得实际转速
❖
qM —液压马达得输入流量;
❖
VM —液压马达得理论排量
❖
ηMV —液压马达得容积效率
❖ 转速过低时得爬行现象——当液压马达工作 转速过低时,往往保持不了均匀得速度,进入 时动时停得不稳定状态。
❖ 为防止“爬行” :高速液压马达工作转速不应
七、液压马达常见故障及其排除
一、转速低输出转矩小
1、由于滤油器阻塞,油液粘度过大,泵间隙过大, 泵效率低,使供油不足。清洗滤油器,更换粘度适 合得液油,保证供油量。
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第三章液压执行元件
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。
第一节液压马达
一、液压马达的特点及分类
从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。
因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。
首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。
由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。
液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。
额定转速高于500r／min的属
于高速液压马达，额定转速低于500r／min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。
通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十N·m到几百N·m)所以又称为高速小转矩液压马达。
低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千N·m到几万N·m)，所以又称为低速大转矩液压马达。
二、液压马达的工作原理
1.叶片式液压马达
由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。
叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。
由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。
为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。
叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。
因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。
2.径向柱塞式液压马达
图3-2为径向柱塞式液压马达工作原理图，当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体3内柱塞1的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子2的内壁，由
轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都可以作为液压马达用，
泵和轴向柱塞马达是可逆的。
轴向柱塞马达的工作原理如图所示，配油盘固定不动，马达轴5与缸体2相连接一起旋转。
当压力油经配油盘４的窗
液压力相平衡，而凡则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。
轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。
若改变马达压力油输入方向，则马达轴５按顺时针方向旋转。
斜盘倾角ａ的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。
斜盘倾角越大，产生转矩越大，转速越低。
4．齿轮液压马达
齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承；为了减少转矩脉动１齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。
齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。
并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。
一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。
三、液压马达的基本参数和基本性能
显然，调速范围宽的液压马达应当既有好的高速性能又有好的低速稳定性。
第二节液压缸
液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）。
一、液压缸的分类
液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。
活塞缸和柱塞缸实现往复运动，输出推力和速度，摆动缸则能实现小于360度的往复摆动，输出转矩和角速度。
液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用。
（一）活塞式液压缸
活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。
1.双杆式活塞缸
双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
如图3-4a所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。
它的进、出油口布置在缸筒两端，活塞通过活塞杆带动工作台移动，
的有效行程为ｌ时，整个工作台的运动范围为
适用于小型机床。
当工作台行程要求较长时，可采用图
的形式，这时，缸体与工作台相连，活塞杆通过支架固定的机床上，动力由缸体
()2121134d P A A p F π=-=
2
34d q v π= 由上式可知，差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，
当柱塞的直径为ｄ，输入液压油的流量为ｑ，压力为ｐ时，其柱塞上所产生的推力Ｆ和速度ｖ为24d p
pA F π== 24d q A q v π==
柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精加工，甚至可以不加工。
运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程较长的场合。
（三）摆动缸。