机械设计基础 图文课件第12章
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第12章 气动执行元件
1
12.1 气缸 12.2 气动马达
12.1 气 缸
12.1.1 气缸的分类
（1）按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同分为单 作用气缸和双作用气缸。
（2）按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式、 摆动式气缸等。
（3）按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸 缘式、嵌入式、回转式气缸等。
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
2.气动马达的应用
图12-7 气动马达的应用实例
Thank You!
19
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
3.无杆气缸
图12-4 机械接触式无杆气缸的结构 1—缸盖； 2—缓冲阀； 3—卡环； 4—缓冲密封圈； 5—除尘器； 6—外密 封带； 7—内密封带； 8—活塞； 9—耐磨环； 10—活塞密封圈； 11—缸筒
； 12—滑动支撑片； 13—活塞架； 14—连接架
12.1 气 缸
12.1.3 标准化气缸
1.标准化气缸的系列和标记
五种标准化气缸的系列为： QGA——无缓冲普通气缸 QGB——细杆（标准杆）缓冲气缸 QGC——粗杆缓冲气缸 QGD——气-液阻尼缸 QGH——回转气缸
12.1 气 缸
12.1.3 标准化气缸
2.标准化气缸的主要参数
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
4.冲击气缸
图12-5 冲击气缸的工作原理
1—缸体； 2—中盖； 3—缸体 ； 4—端盖；5—活塞； 6—排
气塞； 7—端盖
12.1 气 缸
12.1.3 标准化气缸
1.标准化气缸的系列和标记
标准化气缸的标记是用符号“QG”表示气缸，用符号Байду номын сангаас“A、B、C、D、H”表示五种系列。具体的标记方法如下 ：
标准化气缸的主要参数是缸径D和行程L。缸径标志了气缸活塞 杆的输出力，行程标志了气缸的作用范围。
标准化气缸的缸径有下列11种规格： 缸径D（mm）：40，50，63，80，100，125，160，200， 250，320，400。 标准化气缸的行程L（mm）为：无缓冲气缸和气-液阻尼缸， 选取L＝（0.5～2）D；有缓冲气缸，选取L＝（1～10）D。
图12-6 双向旋转的叶片式气动马达 1—叶片； 2—转子； 3—定子
12.2 气动马达
12.2.1 气动马达的工作原理
当压缩空气从进气口进入气室后立即喷向叶片，作用在叶片的 外伸部分，产生转矩带动转子做逆时针转动，输出机械能，废气从 排气口C排出，残余气体则经B排出（二次排气）。若进、排气口 互换，则转子反转，输出相反方向的机械能。转子转动的离心力和 叶片底部的气压力、弹簧力（图中未画出）使得叶片紧密地抵在定 子的内壁上，以保证密封，提高容积效率。
（8）结构简单，操纵方便，可正、反转，维修容易，成本低 。
（9）速度稳定性差，输出功率小，效率低，耗气量大，噪声 大，容易产生振动。
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
2.气动马达的应用
气动马达的工作适应性较强，可用于无级调速、起动频繁 、经常换向、高温潮湿、易燃易爆、负载起动、不便人工操纵 及有过载可能的场合。目前，气动马达主要应用于矿山机械、 专业性的机械制造业、油田、化工、造纸、炼钢、船舶、航空 、工程机械等行业，许多气动工具如风钻、风扳手、风砂轮等 均装有气动马达。随着气压传动的发展，气动马达的应用将更 趋广泛。图12-7所示为气动马达的应用实例。
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
3.无杆气缸
图12-3 磁性耦合式无杆气缸的结构 1—头盖； 2—活塞锁母； 3—缓冲垫； 4—弹性挡圈； 5—活塞密封件； 6—压盖； 7、12—耐磨环； 8—外导磁板； 9—外磁铁； 10—内导磁板； 11—内磁铁；13—移动体； 14—防尘圈； 15—活塞； 16—轴； 17—缸筒
12.2 气动马达
气动马达是将压缩空气的压力能转换成力矩和转 速输出来驱动回转运动的执行元件。它的作用相当于 电动机或液压马达，即输出力矩来驱动机构做旋转运 动。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等多种类型 ，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式。
12.2 气动马达
12.2.1 气动马达的工作原理
（4）按功能分为普通式、缓冲式、气-液阻尼式、冲击 、步进气缸等。
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
1.气-液阻尼缸
图12-1 气-液阻尼缸 1—气缸； 2—液压缸； 3—高位油箱
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
2.薄膜式气缸
图12-2 薄膜式气缸 1—缸体； 2—膜片； 3—膜盘； 4—活塞杆
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
1.气动马达的特点
（1）工作安全，具有防爆性能，适用于恶劣的环境，在易燃 、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等条件下均能正常工作。
（2）有过载保护作用。过载时，马达只是降低或停止转速； 当过载解除时，马达继续运转，并不产生故障。
（3）可以无级调速。只要控制进气流量，就能调节马达的功 率和转速。
（4）比同功率的电动机轻1/10～1/3，输出功率惯性比较小。 （5）可长期满载工作，而温升较小。
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
1.气动马达的特点
（6）功率范围及转速范围均较宽，功率小至几百瓦，大至几 万瓦，转速可从每分钟几转到上万转。
（7）具有较高的起动转矩，可以直接带负载起动，起动、停 止迅速。
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12.1 气缸 12.2 气动马达
12.1 气 缸
12.1.1 气缸的分类
（1）按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同分为单 作用气缸和双作用气缸。
（2）按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式、 摆动式气缸等。
（3）按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸 缘式、嵌入式、回转式气缸等。
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
2.气动马达的应用
图12-7 气动马达的应用实例
Thank You!
19
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
3.无杆气缸
图12-4 机械接触式无杆气缸的结构 1—缸盖； 2—缓冲阀； 3—卡环； 4—缓冲密封圈； 5—除尘器； 6—外密 封带； 7—内密封带； 8—活塞； 9—耐磨环； 10—活塞密封圈； 11—缸筒
； 12—滑动支撑片； 13—活塞架； 14—连接架
12.1 气 缸
12.1.3 标准化气缸
1.标准化气缸的系列和标记
五种标准化气缸的系列为： QGA——无缓冲普通气缸 QGB——细杆（标准杆）缓冲气缸 QGC——粗杆缓冲气缸 QGD——气-液阻尼缸 QGH——回转气缸
12.1 气 缸
12.1.3 标准化气缸
2.标准化气缸的主要参数
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
4.冲击气缸
图12-5 冲击气缸的工作原理
1—缸体； 2—中盖； 3—缸体 ； 4—端盖；5—活塞； 6—排
气塞； 7—端盖
12.1 气 缸
12.1.3 标准化气缸
1.标准化气缸的系列和标记
标准化气缸的标记是用符号“QG”表示气缸，用符号Байду номын сангаас“A、B、C、D、H”表示五种系列。具体的标记方法如下 ：
标准化气缸的主要参数是缸径D和行程L。缸径标志了气缸活塞 杆的输出力，行程标志了气缸的作用范围。
标准化气缸的缸径有下列11种规格： 缸径D（mm）：40，50，63，80，100，125，160，200， 250，320，400。 标准化气缸的行程L（mm）为：无缓冲气缸和气-液阻尼缸， 选取L＝（0.5～2）D；有缓冲气缸，选取L＝（1～10）D。
图12-6 双向旋转的叶片式气动马达 1—叶片； 2—转子； 3—定子
12.2 气动马达
12.2.1 气动马达的工作原理
当压缩空气从进气口进入气室后立即喷向叶片，作用在叶片的 外伸部分，产生转矩带动转子做逆时针转动，输出机械能，废气从 排气口C排出，残余气体则经B排出（二次排气）。若进、排气口 互换，则转子反转，输出相反方向的机械能。转子转动的离心力和 叶片底部的气压力、弹簧力（图中未画出）使得叶片紧密地抵在定 子的内壁上，以保证密封，提高容积效率。
（8）结构简单，操纵方便，可正、反转，维修容易，成本低 。
（9）速度稳定性差，输出功率小，效率低，耗气量大，噪声 大，容易产生振动。
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
2.气动马达的应用
气动马达的工作适应性较强，可用于无级调速、起动频繁 、经常换向、高温潮湿、易燃易爆、负载起动、不便人工操纵 及有过载可能的场合。目前，气动马达主要应用于矿山机械、 专业性的机械制造业、油田、化工、造纸、炼钢、船舶、航空 、工程机械等行业，许多气动工具如风钻、风扳手、风砂轮等 均装有气动马达。随着气压传动的发展，气动马达的应用将更 趋广泛。图12-7所示为气动马达的应用实例。
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
3.无杆气缸
图12-3 磁性耦合式无杆气缸的结构 1—头盖； 2—活塞锁母； 3—缓冲垫； 4—弹性挡圈； 5—活塞密封件； 6—压盖； 7、12—耐磨环； 8—外导磁板； 9—外磁铁； 10—内导磁板； 11—内磁铁；13—移动体； 14—防尘圈； 15—活塞； 16—轴； 17—缸筒
12.2 气动马达
气动马达是将压缩空气的压力能转换成力矩和转 速输出来驱动回转运动的执行元件。它的作用相当于 电动机或液压马达，即输出力矩来驱动机构做旋转运 动。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等多种类型 ，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式。
12.2 气动马达
12.2.1 气动马达的工作原理
（4）按功能分为普通式、缓冲式、气-液阻尼式、冲击 、步进气缸等。
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
1.气-液阻尼缸
图12-1 气-液阻尼缸 1—气缸； 2—液压缸； 3—高位油箱
12.1 气 缸
12.1.2 气缸的工作原理
2.薄膜式气缸
图12-2 薄膜式气缸 1—缸体； 2—膜片； 3—膜盘； 4—活塞杆
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
1.气动马达的特点
（1）工作安全，具有防爆性能，适用于恶劣的环境，在易燃 、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等条件下均能正常工作。
（2）有过载保护作用。过载时，马达只是降低或停止转速； 当过载解除时，马达继续运转，并不产生故障。
（3）可以无级调速。只要控制进气流量，就能调节马达的功 率和转速。
（4）比同功率的电动机轻1/10～1/3，输出功率惯性比较小。 （5）可长期满载工作，而温升较小。
12.2 气动马达
12.2.2 气动马达的特点及应用
1.气动马达的特点
（6）功率范围及转速范围均较宽，功率小至几百瓦，大至几 万瓦，转速可从每分钟几转到上万转。
（7）具有较高的起动转矩，可以直接带负载起动，起动、停 止迅速。