液压执行元件.
第五章 液压系统的执行元件
液压缸的设计内容和步骤 (1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。 (2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。 (3)结构强度、刚度的计算和校核。 (4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 (5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。
液压缸的典型结构——拉杆液压缸结构
缸体组件
活塞组件
密封装置
要求液压缸所选用的密封元件，在工作压力下具有良好 的密封性能。并且，密封性能应随着压力升高而自动提高， 使泄漏不致因压力升高而显著增加。
液压缸常用的密封方法：
间隙密封 密封元件的密封 间隙密封
缓冲结构示例
排气装置
5.3 液压缸的设计与计算
2.齿条活塞缸
由两个活塞缸和一套齿条传动 装置组成的复合式缸。
齿轮齿条传动装置将活塞的移 动变成齿轮的传动，用于实现工 作部件的往复摆动或间歇进给运 动。
用在机床的进刀机构、回转工 作台转位、分度装置、液压机械 手等。
3.增压缸
增压缸能将输入的低压油转变为 高压油供液压系统中的高压支路 使用。但它不是能量转换装置， 只是一个增压器件。 不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式：
液压缸主要尺寸的确定
1、工作压力的选取
根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小， 然后参考下表选取适当的工作力。
液压缸工作压力的确定
负载
缸工作压力
0～0.7
70～140
140 ～250
>250
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。
学习任务2 液压传动系统动力和执行元件的学习
二、液压执行元件 (液压缸、液压马达)
1.液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式活塞缸
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塞缸。
根据安装方式可分为缸筒固定式和活塞杆 固定式两种。
固定缸体时，工作台的往复 运动范围约为有效行程L的3 倍。
二、液压传动系统的组成
1)叶片泵具有结构紧凑、输出流量均匀、运转平稳、噪声小等优点。 2)自吸性和抗污染能力较差,结构复杂,造价高。 3)叶片泵多用于中高压液压系统中。
6.柱塞泵
柱塞泵是靠柱塞在缸体中做 往复运动造成密封容积的变 化来实现吸油与压油的。
柱塞泵的优点：
第一,构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔,加工方便,可 得到较高的配合精度,密封性能好,在高压下工作仍有较高的容积 效率。
当转子每转一周,每个工作空间要完成 两次吸油和压油, 称为双作用叶片泵。
这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压 油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所 以作用在转子上的油液压力相互平衡, 因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵。
为了要使径向力完全平衡,密封空间数 (即叶片数)应当是双数。
（3）叶片泵的特点
视频
2.液压泵的主要性能参数 （1）压力 油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用而产生的。
由于油液自重而产生的压力一般很小,可忽略不计。 所以油液的压力为:
p--油液压强N/m2,也称帕(Pa) ; F一作用的外力，N; A-油液表面的承压面积,即活塞的有效作用面积, m2。
1)工作压力 实际工作时输出的压力。 压力取决于负载和管路上的压力损失，与液压泵的流量无关。
4《液压传动》执行元件
的供液次数，可分为：
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入 流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
20
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
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第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压 力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
15
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
27
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置 液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和 端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
28
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
29
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置， 以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现 液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。 环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间 隙S处挤出，形成缓冲压力。 节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口 排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳 启动
6第三章液压执行元件
4．调速范围 液压马达的调速范围——允许的最大转速
和最低稳定转速之比
i
nmax nmin
宽调速液压马达——既有好的高速性能又有好
的低速性能。
当负载从低速到高速在很宽的范围内工作时，
选用： 宽调速液压马达
窄调速液压马达＋机械变速
——传动机构复杂化。
液压马达的选用：
根据负载需要的转速、转矩、调速范围、启 动性能，选择液压马达的：
12密封 圈
11拉杆头 10防尘
螺栓
压盖
活塞式液压缸
柱塞式液压缸
摆动式液压缸
其他类型液压缸
双活塞杆式液压缸
单活塞杆式液压缸 伸缩式液压缸
弹簧复位式液压缸
增压缸
齿轮齿条式液压缸
串联式液压缸
（一）活塞式液压缸（液压符号——附录p291）
活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。
1.双杆式活塞缸
3、轴向柱塞马达
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，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马 达是可逆的。
直轴或斜轴式液压泵都可以作液压马达用。 原理：
在配流盘的一侧槽中通入压力油，另一侧回油，将使柱 塞球头压在斜盘上，其反作用力的分力将使缸体带动轴 转动从而输出力矩和转速。
几转甚至零点几转）
输出转矩大（可达几千牛米到几万牛米）
——排量大，
体积大，
属于低速大扭矩液压马达。 径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。
连杆——偏心定子式 该马达有五个柱塞，壳体上有五个缸，。连杆通过球铰与活塞联接，另
一端为圆弧表面，圆弧半径与偏心轮半径一致，两个圆环套在连杆的圆 弧外表面，而连杆既能沿着偏心轮的圆弧表面滑动而又不能脱开，输出 轴左端通过联轴器使配流轴同步旋转。
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
液压执行元件
第五专题液压执行元件第一讲定义与基本概念第一讲定义与基本概念一、液压执行元件的定义二、液压执行元件的图形符号三、液压缸的基本概念四、液压缸的分类一、液压执行元件的定义压力能机械能压力能机械能动力元件控制元件执行元件原动机辅助元件与工作介质液压执行元件是将液压泵提供的压力能转变为机械能的能量转换装置。
依据输出方式的不同可分为液压缸和液压马达两类。
液压缸是指输出直线运动（包括摆动）的液压执行元件；液压马达是指输出旋转运动的液压执行元件。
二、液压执行元件的图形符号液压泵液压马达液压缸缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点1】进出油口放置在靠近两端的侧面位置。
缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点2】无杆腔与有杆腔的截面面积是不同的。
无杆腔有杆腔缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点3】单杆和双杆的工作腔是不同的。
左腔右腔四、液压缸的分类（1）按结构形式分类活塞缸、柱塞缸、伸缩缸等活塞缸又分为单杆式和双杆式两种。
（2）按受液压力作用分类单作用缸、双作用缸第五专题液压执行元件第二讲单杆式双作用缸的工作原理第二讲单杆式双作用缸的工作原理一、单杆式双作用缸的工作原理二、单杆式双作用缸的固定方式三、单杆式双作用缸的运动范围一、单杆式双作用缸的工作原理1）通压力油的油口进油；未通压力油的油口出油。
2）活塞会受到与压力油相连工作腔的作用力，向未通压力油的工作腔方向移动。
二、单杆式双作用缸的固定方式1、缸筒固定2、活塞杆固定缸筒固定方式实现较为简单，是常用的固定方式。
因此，在未说明固定方式的情况下，都默认为缸筒固定方式。
活塞能够运动的最大长度称为该液压缸的活塞行程(L)。
活塞能够伸出的最大长度近似等于活塞行程。
为简化计算，一般也认为活塞伸出的最大长度也为L。
L L运动范围：活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
已知活塞行程为L，在缸筒固定情况下，单杆式双作用缸的运动范围是2L。
L LL【思考】已知活塞行程为L，在活塞杆固定情况下，单杆式双作用缸的运动范围是多少呢？A.0B.LC.2LD.3LL运动范围：活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
第四章 液压执行元件
3、缸盖螺栓的直径ds ：
式中：F — 液压缸负载；
Z — 固定螺栓的个数；
k — 螺纹拧紧系数 k = 1.12～1.5；
[σ] —螺栓材料的许用应力。
46
四、稳定性校核
活塞杆受轴向压缩时，它所承受的力F：
式中：Fk — 临界负载；
nk — 安全系数，一般取 2～4 。
1、当活塞杆的细长比 ι / rk > ψ1√ ψ2 时：
23
4.1.5
液压缸的组件结构
24
25
（一）缸体组件
26
（二）活塞组件
27
（三）密封装置
28
（四）缓冲装置
29
（五）排气装置
30
§4 －2
液压马达
机械能。
功 能：把液压能 分 类：按结构可以分为
齿轮式；
叶片式； 柱塞式。
31
液压马达图形符号
32
齿轮马达
工作原理
结构特点 进出油口相等，有
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，通回油 （x≠z )；
输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
39
摆动马达——实现往复摆动的执行元件，输入为压力
和流量，输出为转矩和角速度。
40
§4－3 液压缸的设计与计算
一、设计时应注意的问题
1、尽量使活塞杆处于受拉状态。 2、注意缓冲和排气。 3、正确确定油缸的安装、固定方式。注意油缸 的热胀冷缩。 4、根据推荐的结构形式和标准设计。 5、注意壁厚强度，必要时进行压杆稳定计算。
1）、进、出油口可布置在活塞杆两端，也可布 置在缸筒两端；
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。
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变成机械能并拖动外界负载作功的能量转换装置
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变成机械能并拖动外界负载作功的能量转换装置。
它包括液压缸和液压马达。
§5－1 液压马达一·液压马达分类和特点✓按结构类型可分为齿轮式，叶片式，柱塞式。
✓液压马达按转速分为高速小扭矩和低速大扭矩两大类。
高速小转矩马达基本类型：齿轮式、叶片式、柱塞式等。
主要特点：转速较高，转动惯量小，便于启动和制动，调节灵敏度高，输出转矩不大（仅几十Nm到几百Nm。
主要缺点：起动扭矩较低，低速稳定性差，最低转速偏高。
低速大转矩马达基本型式：径向柱塞式、多作用叶片马达等。
如: 静平衡马达、曲轴连杆式马达、多作用曲线马达等。
主要特点：排量大，体积大，转速低，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Nm到几万Nm。
缺点：转动惯量大，制动较为困难。
液压马达与液压泵比较，液压马达具有以下特点液压马达应该能够正、反转，因而要求其内部结构对称，进油口和出油口一样大，叶片马达的叶片径向布置；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，它通常采用滚动轴承或滑动轴承；液压马达由于在输入压力油条件下工作，因此不必具备自吸能力，但液压马达应有较大的起动扭矩。
二·高速液压马达的工作原理◆与液压泵具有同样的基本结构要素。
常用的高速液压马达的结构与同类型的液压泵很相似。
◆齿轮式、叶片式、柱塞式液压马达的工作原理。
定量泵变量泵1．齿轮式液压马达的工作原理2．叶片式液压马达的工作原理3．轴向柱塞式液压马达的工作原理三 液压马达的基本参数和基本性能1.压力（MPa ）⑴工作压力：液压马达实际工作时输入口的压力。
⑵额定压力： 液压马达长期连续运转能正常工作所允许使用的最高工作压力。
⑶极限压力：液压马达在短时间内超载所允许使用的最高压力。
2. 排量和流量⑴排量V （m3/r ）（mL/r ）在不考虑泄漏的情况下，液压马达每转一转所输入的液体体积。
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。
液压元件名称及作用
液压元件名称及作用
液压传动在现代机械中具有重要的地位，而液压元件是构成液压系统的重要部分。
以下是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用：
1. 液压泵：液压泵是液压系统的动力源，它能够将机械能转化为液压能，为液压系统提供压力油。
2. 液压马达：液压马达是液压系统的执行元件，它能够将液压能转化为机械能，驱动负载进行旋转或直线运动。
3. 液压缸：液压缸是液压系统的另一种执行元件，它能够将液压能转化为直线运动动能，驱动负载进行运动。
4. 液压阀：液压阀是液压系统中的控制元件，它能够控制液体的流动方向、流量和压力等参数，从而实现不同的动作控制。
5. 液压油箱：液压油箱是液压系统中的油液储存元件，它能够储存和供应足够的油液，为液压泵和液压马达提供必要的润滑和冷却。
6. 液压油管：液压油管是液压系统中的流体通道，它能够连接各个液压元件，使油液能够在系统中流动。
7. 密封件：密封件是液压系统中的重要元件，它能够防止油液泄漏和空气进入系统，保证系统的正常工作和稳定性。
8. 液压附件：液压附件包括各种接头、管夹、滤清器等，它们是辅助元件，用于安装、固定和保护液压元件，保证系统的正常运行。
以上是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用，了解这些元件的作用和特点，对于正确设计和维护液压系统具有重要意义。
液压执行元件
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。
液压执行元件
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第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
2、双活塞杆式液压缸
F 1 F 2 ( p1 p2 ) Am
v1 v2 q V A
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第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
3、伸缩式液压缸
Fi p1 Aimi
q vi Vi Ai
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第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
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第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达
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第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
多作用内曲线径向柱塞液压马达
因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农
业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。
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第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达§1.4 摆动式液压马达 Nhomakorabea10
第四章、 液压执行元件
§1.5 液压泵与液压马达的比较 （1）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； （2）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。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大气压力，所以没有上述要
身不能直接作为执行元件 。
D 2 p2 p1 ( ) d
增压缸只能将高压油输入其它液压缸以获得大的推力，其本
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第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
液压缸是液压系统中的执行元件
液压缸是液压系统中的执行元件，它能将液压能转换为运动形式的机械能，输出运动速度和力。
单作用液压缸柱塞式液压缸柱塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将柱塞推回。
单活塞杆液压缸活塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将活塞推动。
双活塞杆液压缸活塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油，返回行程通常是利用弹簧力、重力或外力推回。
伸缩液压缸以短缸获得长行程，用液压油由大到小逐节推出，靠外力由小到大逐节缩回。
双作用液压缸单活塞杆液压缸单边有杆，双向液压驱动，双向推力和速度不等。
双活塞杆液压缸双边有杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动。
伸缩液压缸双向液压驱动，伸出由大到小逐节推出，由小到大逐节缩回。
组合液压缸经装在一起的齿条驱动齿轮使活塞作往复回转运动。
1、双作用双活塞杆式液压缸两腔的活塞直径d和活塞有效作用面积A通常是相等的。
左右两腔相继进入压力油时，若流量和压力相等，活塞往复运动的速度及两个方向的液压推力相等V1=V2，F1=F2。
2、采用缸体固定的双作用双活塞杆式液压缸，工作台往复运动的范围是活塞有效行程的3倍，占地面积较大，常用于小型设备。
3、采用活塞固定的双作用双活塞杆式液压缸，工作台往复运动的范围是活塞有效行程的2倍，占地面积较小，常用于大中型设备。
双作用单活塞式液压缸，活塞一边有杆，另一端无杆，活塞的有效作用面积不相等。
常用于实现机床的较大负载、慢速工作进给和空回行程时的快速退回。
双作用单活塞杆式液压缸，工作台的往复运动速度不同。
压力油进入无杆腔，v1=4Qv/π（D二次方）压力油进入有杆腔v2=4Qv/π（D方-d方）A1>A2，v2>v1活塞两方向作用力不相等，压力油进入无杆腔，F1=p*（πD方）/4压力油进入有杆腔F2=p*π（D方-d方）/4 ，F1>F2工作台慢速运动活塞获得的推力大，反之获得的推力小。
差动连接，当压力油同时进入液压缸的左、右两腔，由于活塞的两端有效作用面积不同，推力作用与活塞的两端压力也不同。
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第三章液压执行元件一、填空题1．液压缸按结构特点不同，可分为、和三大类。
2．双杆活塞缸常用于的场合。
3．缸固定式双杆液压缸一般用于，活塞杆固定式双杆液压缸常用于。
4．单杆活塞缸常用于一个方向，另一个方向设备的液压系统。
例如，各种机床、、、的液压系统。
5．单杆活塞缸差动连接时比其非差动连接同向运动获得的、。
因此，在机床的液压系统中常用其实现运动部件的空行程快进。
6．柱塞式液压缸只能实现单向运动，其反向行程需借或完成。
在龙门刨床、导轨磨床、大型压力机等行程长的设备中为了得到双向运动，可采用。
7．摆动液压缸常用于、、、及工程机械回转机构的液压系统。
8．增压缸能将转变为供液压系统中某一支油路使用。
9．伸缩式液压缸其活塞伸出的顺序是，伸出的速度是；活塞缩回的顺序一般是，缩回的速度是。
这种液压缸适用于。
10．齿条活塞缸常用于的驱动；多位液压缸多用于位置精度要求不很高的、的送料装置；数字液压缸多用于工业机器人等具有的设备中。
11．动力较小设备的液压缸尺寸，多按确定。
一般是先按选定活塞杆直径d，再按计算液压缸的内径D。
12．动力大的设备，其液压缸尺寸的确定，通常是先按和确定工作压力p，再根据选定的比值λ和按公式计算出缸内径D，最后计算出活塞杆直径d。
13．铸铁、铸钢和锻钢制造的缸体与端盖多采用连接；无缝钢管制作的缸筒端部常采用连接或；较短的液压缸常采用连接。
14．液压缸中常用的缓冲装置有、和。
15．液压系统中混入空气后会使其工作不稳定，产生、及等现象，因此，液压系统中必须设置排气装置。
常用的排气装置有和。
二、选择题1．双活塞杆液压缸，当活塞杆固定，缸与运动部件连接时，运动件的运动范围略大于液压缸有效行程的倍。
A．1倍B．2倍C．3倍2．单活塞杆液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复运动速度相等，其活塞面积应为活塞杆面积的倍。
A．1倍B．2倍C．2倍3．双叶片式摆动液压缸，其摆动角一般不超过。
A．100°B．150°C. 280°4. 数字液压缸每级活塞的行程长度为前一级行程长度的。
A．1倍B．2倍C．3倍5．外圆磨床空心双杆活塞缸的活塞杆在工作时A．受压力B．受拉力C．不受力6．在高压大流量的液压缸中，活塞与活塞杆的连接须采用。
A．锥销连接B．螺纹连接C．半环式连接三、简答题1、什么叫做液压执行元件?有哪些类型?用途如何?答：在液压系统中，将液体的液压能转换为机械能的能量转换装置叫做液压执行元件。
液压执行元件包括液压缸和液压马达两大类型。
(1) 液压缸的用途液压缸分为直线运动的液压缸和摆动运动的液压缸。
直线运动的液压缸可实现直线往复运动，输出推力（或拉力)和直线运动速度；摆动运动的液压缸可实现往复摆动，输出角速度(转速)和转矩。
液压缸与其它机构相配合时，可完成各种运动。
(2)液压马达的用途液压马达可实现连续的回转运动，输出转矩和转速。
2、液压缸有哪些类型?答：为了满足不同型式机械的需要．液压缸相应地具有多种结构和不同性能的类型，按运动方式的不同，分为两大类：（1）推力液压缸—用以实现直线运动。
（2）摆动液压缸—用以实现摆动运动。
3、何谓差动液压缸?应用在什么场合?怎样计算差动液压缸的运动速度和牵引力?答：(1)差动液压缸的定义及其应用场合如图3—1所示，液压缸的两腔用油管连通，并向两腔同时通入高压油，但由于两腔的有效面积不等，因此产生的作用力不等，无杆腔的牵引力大于有杆腔的牵引力，推动活塞向右运动，从右腔排出的油液又进入了液压缸的左腔，于是左腔的流量增加，加快了向右运动的速度。
这种联结方式称为差动联结，用差动联结的单出杆活塞缸叫做差动液压缸。
差动液压缸可以获得较小的牵引力和相等的往返速度，而且可以使用小流量泵得到较快的运动速度，所以在机床上应用较多，图3-1差动联结液压缸示意图如在组合机床上用于要求推力不大、速度相同的快进和快退工作循环中。
(2)差动液压缸的运动速度和牵引力的计算 牵引力计算公式为()[]p d p d D D A A p F 222221344)(ππ=--=-=式中p —液压缸的工作压力，由于是差动联结，两腔的压力相等；A 1，、A 2。
—分别为无杆腔和有杆腔的面积；D 、d —分别为活塞和活塞杆的直径。
由上式可以看出，因为活塞杆的面积24d π小于活塞的面积24D π，所以差动联结时所产生的牵引力比非差动联结时小。
由于21PA PA >，因此活塞向右运动。
运动速度计算公式为 234d qv π= 式中 v 3—差动联结时活塞(或液压缸)的运动速度；q —泵的输出流量；d —活塞杆直径。
在有快进和快退的机床上(如组合机床)，常常采用单出杆液压缸差动联结形式。
为保证快进和快退的速度相同，可使活塞杆的面积等于活塞面积的一半，即D D d 71.02/==(D 为活塞直径)。
4、简述柱塞缸的工作原理。
答：(1)柱塞缸的工作原理 如图3—2所示，从进油口向缸筒1输入压力为p 的压力油时，柱塞2在油压作用下向外推出；柱塞2返回时，依靠外力回程，如柱塞缸垂直放置时，可依靠柱塞本身的自重回程，有时候也依靠弹簧力等其它外力实现回程。
柱塞的推力p d pA F 24π==柱塞的运动速度24dq A q v π== p —液压缸的工作压力 q —输入到液压缸中的流量A —柱塞截面积d —柱塞直径5、如果要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用什么类型液压缸?答：(1) 在工作循环中只有往复运动时, 如外圆磨床磨削工件，工作台做频繁的往复运动，并要求速度相等，这时可采用双出杆液压缸，如图3－3所示。
根据实际需要，可采用图3—3a 所示的实心双出杆 图3—3双出杆液压缸a) 实心双出杆液压缸b) 空心双出杆液压缸 图3－2 柱塞缸示意图 1－缸筒 2－柱塞 3－套液压缸。
缸体固定，活塞杆与工作台相联结，压力油直接进入液压缸两腔，这种情况下，运动范围等于有效行程l 的3倍。
根据具体条件，也可以采用如图3—3b 所示的空心双出杆液压缸。
活塞杆固定，缸体与工作台相联结，压力油经活塞杆进入液压缸两腔，这种情况下，运动范围等于有效行程l 的2倍。
往复运动的速度：)(42221d D q A q v v -===π 式中 v 1、v 2—工作台的往复运动速度q —液压泵向液压缸两腔的供油量；D —活塞直径d —活塞杆直径液压泵向液压缸两腔供油量相同，若流量大，工作台的往复运动速度快，反之则小。
式中v 1、v 2——工作台的往复运动速度；q —液压泵向液压缸两腔的供油量；D —活塞直径；d —活塞杆直径。
液压泵向液压缸两腔供油量相同，若流量大，工作台的往复运动速度快，反之则小。
(2)在快进一工进一快退工作循环中 要求快进速度与快退速度相等时，可采用差动液压缸，同时将活塞杆直径制成活塞直径的0.71倍，因此无杆腔的有效作用面积等于有杆腔的有效作用面积的2倍，即A 1=2A 2。
当活塞快速向右运动时，液压缸两腔互通(差动连接)，如3-4所示，其运动速度：214d q v π= 当活塞快速向左运动时，三位四通阀处于右端位置，液压缸 的右腔进油，左腔排油，向左运动速度)(4222d D q v -=π 因为d=0.71D ，所以)(222d D d -≈ππ 即21v v =。
6、简述柱塞缸的工作原理，并指出有何特点?图3－4 液压缸两腔互通答：(1)柱塞缸的工作原理如图3- 5所示，从进油口向缸筒]输入压力为p 的压力油时，柱塞2在油压作用下向外推出；柱塞2返回时，依靠外力回程，如柱塞缸垂直放置时，可依靠柱塞本身的自重回程，有时候也依靠弹簧力等其它外力实现回程。
柱塞的推力p d pA F 24π== 柱塞的运动速度24dq A q v π== 式中 p —液压缸的工作压力；q —输入到液压缸中的流量；A —柱塞截面积；d —柱塞直径。
(2)柱塞缸的特点1）柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。
2）柱塞缸只能在压力油作用下做单方向的运动，为了得到双向运动，柱塞缸必须成对使用，也可依靠自重(垂直放置)或其它外力来实现返回运动。
3）由于缸筒内壁和柱塞不直接接触，而有一定的间隙，因此缸筒内壁不用加工或只做粗加工，但必须保证导向套和密封装置部分内壁的精度，从而给制造带来了方便。
4）柱塞可以制成空心的，使质量减轻，可防止柱塞水平放置时因自重而下垂。
7、当机床工作台的行程较长时采用什么类型液压缸合适?如何实现工作台的往复运动?答：根据加工需要，有的机床工作台要求行程较长，如液压龙门刨床，导轨磨床等的工作台行程长达(6～8)m 。
根据加工需要，有的机床工作台要求行程较长，如液压龙门刨床，导轨磨床等的工作台行程长达(6～8)m 。
对于驱动这样长的工作台，如果采用活塞缸，由于缸体加工精度高，缸体长了，势必造成加工十分困难；如果采用柱塞缸，因为柱塞缸的特点之一是柱塞与缸筒内壁不接触，而是有一定的间隙，缸筒内壁只做粗加工或者不加工，于是缸体就可根据行程的要求长度来制造了，以满足工作台行程较长的要求。
由此可见，当机床工作台行程较长时，采用柱塞缸是适宜的。
为实现工作台的往复运动，可成对使用柱塞缸，如图3—6所示。
柱塞缸4进油时，压力油推动柱塞3向右伸出，于是工作 台向右运动。
当柱塞缸2进油时，压力油推动柱塞1向左伸出，工作台便向左运动，这时柱塞缸4排油。
如此下去，即实现了工作台的往复运动。
8、说明增速缸的工作原理，并计算它的各级运动速度。
答：图3—7为增速缸的结构示意图。
它由活塞缸和柱塞缸组合而成。
活塞2一方面和图3—5柱塞缸示意图 l 一缸筒 2一柱塞3一套 图3—6成对使用的柱塞缸 1、3一柱塞2、4一柱塞缸缸体1组成活塞式液压缸，另一方面又和柱塞3组成柱塞式液压缸，并且柱塞固定在缸体1的底部。
当压力油从a 口输入到A 腔时，由于柱塞3的直径小，将活塞2快速推出，C 腔的油液通过c 口排除，此时B 腔产生局部真空，由b 口立即进入低压油补充。
这时活塞2的最大移动速度为214d q v π= 当活塞2进入工作状态, 油压升高, 此时压力油从a 、b 两口进入油腔A 、B, 活塞转为大推力、低速运动, 活塞2的运动速度224Dq v π= , 当工作完毕后，活塞2需要退回原位，压力油由C 口进入C 腔，A 和B 腔中的油液分别由a 和b 口排出，活塞2快退的速度)(42123d D q v ππ-= 式中 q —供油量D —缸体1的内径d —柱塞3的直径d 1—活塞杆直径9、什么情况下要使用增压缸？答：在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为节省一个高压泵，则可使用增压缸。
将低压泵输出油压变为高压，这样只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，因此减少了功率损耗。