液压与气动技术第三章
液压与气动技术完整版全套教学课件
液压与气动技术完整版全套教学课件一、教学内容本课程依据《液压与气动技术》教材的第3章和第4章内容进行教学。
第3章详细讲解液压系统的基本原理、液压油的选择与维护、液压元件的功能及分类；第4章则侧重于气动系统的原理、气动元件、气动回路的设计与应用。
二、教学目标1. 掌握液压与气动技术的基本原理及系统构成。
2. 能够识别并正确使用液压与气动元件。
3. 培养学生设计简单液压与气动回路的能力。
三、教学难点与重点教学难点：液压与气动元件的结构与工作原理、液压与气动回路的设计。
教学重点：液压与气动系统的基本原理、液压与气动元件的分类与功能、回路的设计与应用。
四、教具与学具准备1. 液压与气动实验装置。
2. 液压与气动元件模型。
3. PPT课件。
4. 练习题及答案。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示液压与气动设备在工业生产中的应用案例，激发学生学习兴趣。
2. 理论讲解：（1）液压系统的基本原理。
（2）液压油的选择与维护。
（3）液压元件的功能及分类。
（4）气动系统的原理。
（5）气动元件及气动回路的设计。
3. 例题讲解：（1）计算液压缸的输出力。
（2）设计一个简单的气动控制回路。
5. 实践操作：（1）观察液压与气动元件的结构。
（2）动手搭建一个简单的液压与气动回路。
六、板书设计1. 液压系统基本原理。
2. 液压元件分类及功能。
3. 气动系统原理。
4. 气动元件及回路设计。
七、作业设计1. 作业题目：（1）简述液压系统的基本原理。
（2）列举三种常见的液压元件，并说明其功能。
（3）简述气动系统的原理。
（4）设计一个简单的气动控制回路。
2. 答案：（1）液压系统基本原理：利用液体传递压力，实现力的放大、传递和方向改变。
（2）液压元件：如液压泵、液压缸、液压阀等。
功能：分别为提供压力油、实现直线往复运动、控制液流方向和压力等。
（3）气动系统原理：利用压缩空气传递压力，实现元件的运动。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学过程中，注意观察学生的学习情况，针对难点问题进行重点讲解。
液压与气动技术 教案
液压与气动技术教案第一章：液压与气动技术概述1.1 液压与气动技术的定义1.2 液压与气动技术的发展历程1.3 液压与气动技术的应用领域1.4 液压与气动技术的优缺点分析第二章：液压系统的基本组成2.1 液压泵2.2 液压缸2.3 液压控制阀2.4 液压油2.5 液压系统的辅助元件第三章：液压系统的原理与操作3.1 液压系统的原理介绍3.2 液压泵的工作原理与类型3.3 液压缸的工作原理与类型3.4 液压控制阀的工作原理与类型3.5 液压系统的操作步骤与注意事项第四章：气动系统的基本组成4.1 气源设备4.2 气动控制阀4.3 气动执行器4.4 气动辅助元件4.5 气动系统的连接与控制线路第五章：气动系统的原理与操作5.1 气动系统的原理介绍5.2 气动执行器的工作原理与类型5.3 气动控制阀的工作原理与类型5.4 气动系统的操作步骤与注意事项5.5 气动系统的应用案例分析第六章：液压与气动系统的维护与管理6.1 液压与气动系统的日常维护内容6.2 液压与气动系统的定期检查与保养6.3 液压与气动系统的故障诊断与排除6.4 液压与气动系统的安全操作规范6.5 液压与气动系统的节能与环保措施第七章：液压与气动系统的设计与计算7.1 液压系统设计的基本原则与步骤7.2 液压泵的选择与计算7.3 液压缸的设计与计算7.4 液压控制阀的选型与计算7.5 液压油的选择与系统油液循环第八章：气动系统的设计与计算8.1 气动系统设计的基本原则与步骤8.2 气源设备的选择与计算8.3 气动控制阀的选型与计算8.4 气动执行器的选择与计算8.5 气动系统的气动元件布局与线路设计第九章：液压与气动技术的应用案例分析9.1 液压系统在机械加工领域的应用案例9.2 液压系统在自动化生产线中的应用案例9.3 气动系统在工业自动化中的应用案例9.4 液压与气动系统在汽车行业中的应用案例9.5 液压与气动系统在其他领域的应用案例第十章：液压与气动技术的创新发展趋势10.1 液压与气动技术的发展前景10.2 液压与气动技术的创新技术10.3 液压与气动技术的行业标准与规范10.4 液压与气动技术的培训与教育10.5 液压与气动技术的国际合作与交流重点和难点解析重点环节1：液压与气动技术的定义和发展历程解析：理解和掌握液压与气动技术的概念是学习本课程的基础。
液压与气动技术(
《液压与气动技术》课程学习指导编者的话：《液压与气动技术》课程是机械类同学们一门重要的基础课程。
本学习指导根据教学大纲和专业培养目标要求，编写了（1）基本知识、基本理论、基本技能；（2）综合思考及应用；（3）分析与计算（类型举例）三部分，内容覆盖教学大纲规定的教学内容。
编写学习指导的目的是：使同学们全面、系统、深入地理解液（气）压传动知识，增强分析问题和解决问题的能力及动手、动脑能力。
希望同学们能注意对学习内容前后的联系，重在理解，多动脑思考，切忌孤立地死记硬背。
第一部分第一章液压传动基础一.基本知识、基本概念、基本技能1.液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。
2.液压传动装置本质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的压力能，后又将压力能转换为机械能做功。
3.单位体积液体的质量称为该液体的密度。
4.表示液体黏性大小的物理量称为黏度。
常用的黏度有三种，即动力黏度、运动黏度和相对黏度。
5.油液的黏度对温度极为敏感，温度升高，油的黏度下降。
6.液体单位面积上所受的法向作用力称为压力。
7.在密闭容器内，由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。
8.液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。
9.静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。
10.液体内的压力是由外界负载作用所形成的，即液压系统中的工作压力决定于负载。
11.液压系统中的压力，绝大多数采用压力计测量。
在实际的压力测量中，有两种基准，一是以绝对真空为基准，另一是以大气压力为基准。
12.当固体壁面为一平面时，液体压力在该平面上的总作用力F等于液体压力P与该平面面积的乘积，其作用方向与平面垂直。
13.当固体壁面为一曲面时，液体压力在该曲面某X方向上的总作用力F X等于液体压力P与曲面在该方向投影面积A X的乘积。
14.我国生产的液压油采用40℃时的运动黏度值（mm2/s）为其黏度等级标号，即油的牌号。
15.液体流动时，若液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，则这种流动称为恒定流动。
液压与气动技术 教案
液压与气动技术教案第一章：液压与气动技术概述教学目标：1. 了解液压与气动技术的定义、原理和应用领域。
2. 掌握液压与气动系统的基本组成部分及其功能。
3. 理解液压与气动技术的优缺点及其比较。
教学内容：1. 液压与气动技术的定义与原理。
2. 液压与气动系统的组成：液压泵、液压缸、控制阀、油管和附件等。
3. 液压与气动技术的应用领域：工业、农业、交通运输、军事等。
4. 液压与气动技术的优缺点及其比较。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解液压与气动技术的定义、原理和应用领域。
2. 采用示教法，展示液压与气动系统的组成及其工作原理。
3. 采用案例分析法，分析液压与气动技术在实际应用中的例子。
教学评估：1. 进行课堂问答，检查学生对液压与气动技术定义、原理和应用领域的理解。
2. 布置课后作业，要求学生绘制液压与气动系统的基本组成部分。
第二章：液压泵教学目标：1. 了解液压泵的类型、结构和工作原理。
2. 掌握液压泵的性能参数及其计算方法。
教学内容：1. 液压泵的类型：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等。
2. 液压泵的结构与工作原理。
3. 液压泵的性能参数：流量、压力、功率等。
4. 液压泵的选用原则及其维护保养。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解液压泵的类型、结构和工作原理。
2. 采用示教法，展示不同类型液压泵的工作原理。
3. 采用案例分析法，分析液压泵在实际应用中的选用和维护保养。
教学评估：1. 进行课堂问答，检查学生对液压泵类型、结构和工作原理的理解。
2. 布置课后作业，要求学生计算液压泵的性能参数。
第三章：液压缸教学目标：1. 了解液压缸的类型、结构和工作原理。
2. 掌握液压缸的性能参数及其计算方法。
3. 理解液压缸的选用原则及其安装与维护。
教学内容：1. 液压缸的类型：单作用液压缸、双作用液压缸等。
2. 液压缸的结构与工作原理。
3. 液压缸的性能参数：有效行程、负载能力等。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解液压缸的类型、结构和工作原理。
《液压与气动》电子课件
第1章 绪论
❖1.2.3 液压与气压传动的弱点
传动介质易泄漏和可压缩性会使传动比不能严格保证； 由于能量传递过程中压力损失和泄漏的存在使传动效率 低，特别是气压传动系统输出力较小，且传动效率低。 液压传动系统的工作压力较高，控制元件制造精度高， 系统成本较高，系统工作过程中发生故障不易诊断，特 别是泄漏故障较多。 空气的压缩性远大于液压油的压缩性，因此在动作的响 应能力、工作速度的平稳性方面气压传动不如液压传动。
第1章 绪论
❖1.1 液压与气压传动的工作原理与系统组成
1.1.1 液压传动的工作原理 在我们对液压传动系统还缺 乏认识的情况下，先从液压 千斤顶的工作原理的了解着 手。液压千斤顶是一个常用 的维修工具，它是一个较为 完整的液压传动装置。液压 千斤顶的工作原理如图1-l所 示。
1－油箱 2－放油阀 3－大缸体 4－大活塞5－单向阀6－杠杆手柄 7－小活塞 8－小缸体 9－单向阀
第２章 液压流体力学基础
2．实际液体的伯努利方程 实际液体在流动时是具有粘性的，由此产生的内摩擦力将造成总水 头（三种水头之和）的损失，使液体的总水头沿流向逐渐减小，而 不再是一个常数；而且，在用平均流速代替实际流速进行动能计算 时，必然会产生误差，为了修正这个误差，引入动能修正系数α。 一般层流时取α≈2，紊流时取α≈1，理想时α=1。则修正后的实 际液体的伯努利方程为
简化得
p△A=p0△A＋ρgh△A
p=p0＋ρgh
(2-7)
该式称为液体静力学基本方程。
第２章 液压流体力学基础
液体静力学方程表明了静止液体中的压力分布规律，即： (1)静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力p0和液体重力 所产生的压力 之和。 (2)液体中的静压力随着深度h的增加而线性增加。 (3)在连通器里，同一种静止液体中只要深度h相同，其压力就相等， 称之为等压面。
液压气动技术课件第3章
活塞移近端盖时，回油腔 油液只能经过三角槽流出， 使活塞受到制动作用。
随着活塞的移动，三角槽通流截面逐渐变小， 阻力作用增大，因此，缓冲作用均匀，冲击压力 较小，制动位置精度高。
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二、液压缸的组成部分
排气装置
由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空 气侵入，在液压缸的最高部位常会聚积空气。
间隙密封是一种最简单 的密封形式，常用在活塞 直径较小、工作压力较低 的液压缸中。
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二、液压缸的组在活塞外表面的环 形槽中放置切了口的金属 环来实现密封。
金属环依靠弹性变形紧 贴在缸筒内表面上，在高 温、高压和高速运动场合 有很好的密封性能。
缺点是制造工艺比较复 杂。
1-缸底 2-弹簧挡圈 3-套环 4-卡环 5-活塞 6- 型密封圈 7-支承环 8-挡圈 9- 形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环 22
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第二节 液压缸的典型结构和组成
一、液压缸的典型结构 由缸筒、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封装置、 缓冲装置等主要零件组成。
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二、液压马达的工作原理
以轴向柱塞式液压马达为例：
斜盘1和配油盘4固定不 动，柱塞3可在缸体2的孔 内移动。斜盘中心线和缸 体中心线相交一个倾角γ。
二、双作用增压缸
其工作原理如图所示。
Q 2
p2
p1 (p2)
(p1) p2
可由两个高压端连(b)续向系统供油。
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摆动式液压缸
摆动式液压缸也称摆动液压马达。当它 通人压力油时，它的主轴能输出小于的摆 动运动，常用于工夹具夹紧装置、送料装 置、转位装置以及需要周期性进给的系统 中。
液压与气动技术全套课件
目录第一章液压传动基础知识绪论第二章液压动力元件第三章液压执行元件第四章液压控制元件第五章液压辅助元件第六章液压基本回路第七章典型液压传动系统第八章液压伺服和电液比例控制技术第九章液压系统的安装和使用第十章液压系统的故障诊断与排除第十一章气源装置及气动辅助元件第十二章气动执行元件第十三章气动控制元件第十四章气动基本回路第十五章气压传动系统实例一、液压与气压传动的研究对象液压与气压传动是以有压流体(压力油或压缩空气)为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。
液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜作远距离传动和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低(通常在1.0MPa以下)，所以传递动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。
二、液压与气压传动的工作原理图0-1 液压千斤顶a)液压千斤顶原理图b)液压千斤顶简化模型1－杠杆手柄2－小缸体3－小活塞4、7－单向阀5－吸油管6、10－管道8－大活塞9－大缸体11－截止阀12－通大气式油箱1.力比例关系或(0-1)式中A1、A2分别为小活塞和大活塞的作用面积；F1为杠杆手柄作用在小活塞上的力。
在液压和气压传动中工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。
2.运动关系或(0-2)式中h1、h2分别为小活塞和大活塞的位移。
●从式(O-2)可知，两活塞的位移和两活塞的面积成反比。
将A1h1=A2h2两端同除以活塞移动的时间t得：即(0-3)式中v1、v2分别为小活塞和大活塞的运动速度。
●从式(0-3)可以看出，活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比。
(0-4)如果已知进入缸体的流量q ，则活塞的运动速度为：(0-5)●从式(O-5)可得到另一个重要的基本概念，即活塞的运动速度取决于进入液压(气压)缸(马达)的流量，而与流体压力大小无关。
液压与气动技术(第二版)——习题答案
第一章巩固与练习参考答案一、填空题1.液体2.负载阻力、负载3.动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质4.零位5.可压缩性、动态性、高压6.液体内部摩擦力7.运动、动力、相对8.运动粘度、υ、m2/s、cm2/s、1m2=104cm2/s9.高、低10.静压力、p11.流量、速度、面积12.等值的传递到液体内部的所有点13.无粘性、不可压缩14.平均流速、运动粘度、直径15.2.5二、选择题。
A、C、B三、判断题√××√××√××四、简答题略五、计算题1.解：依据公式1-3代入后得p=2.86×1042.解根据帕斯卡原理p B+ρgh=p a代入数字后得p B=9.25×104（p a）3.解.（1）依据公式1-80E=t1/t2代入后得0E=3（2）依据公式1-10007.6-4/E Eν=⨯代入后得ν=21.47（3）依据公式1-7μνρ=代入后得μ=1.93×10-2 (pa.s) 4.解（1）依据公式1-21e c H dRνυ=代入得eR=1875，故为层流根据公式1-30代入得p=8.1×104 (pa) （2）计算得R=2500e故此时为紊流根据公式1-30代入得p=1.6×105(pa)5.解将数代入1-36计算得：S=0.31×10-46.解将数代入1-39计算得：（1）q= 0.8×10-7m3/sV（2）q= 0.1×10-7m3/sV一、填空1.机械能、液压油输出、液压能2.容积、吸油、压油3.壳体、端盖4.吸油、压油5.卸荷槽、吸油、压油6.单作用、双作用、定子、转子、叶片、泵体7.排量、变量叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵、变量叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵二、选择题C B、B、A、A、D、D、B三、判断题√××√√√√×√√四、简答题略一、填空题1.液压缸、液压马达2.单作用液压缸、双作用液压缸3.单活塞杆、双活塞杆、缸体、活塞杆4.大、小5.活塞、活塞杆、缸体、缸盖、密封圈6.单向、外力、成对使用7.叶片摆动式、齿轮齿条式、螺旋式二、选择题B、A、B、C、B A、B三、判断题×√××××××√×四、简答题略五、计算题略一、填空题1.方向、压力、流量、控制2.阀芯和阀体之间的相对位置、油液流动方向、油路间连接、方向3.手动、电动、机动、液动、电液动4.电液比例减压阀、液动换向阀5.系统压力、溢流阀、减压阀、顺序阀6.调压、压力、安全、过载7.进口、出口、开、油箱相连8.通流面积、流量、运动速度9.针式、偏心式、轴向三角槽式、周向缝隙式、轴向缝隙式10.分流阀、集流阀、分流集流阀二、选择题D、A、A、B、B A、D、B、C、B A三、判断题√√√×√√×√××√×四、简单题略一、填空题1.储存油液、散发油液热量、沉淀污物、溢出油液中气体2.滤油器3.网式、线隙式、纸芯式、烧结式、磁性4.蓄能器5.蓄能器6.油管、管接头二、选择题D、B、C、C、B三、判断题×××√√××四、简单题略一、填空1.液压元件2.任意位置、停止后窜动3.功率损耗、降低发热4.液压缸、工作部件5.节流、容积、容积节流6.进油节流、回油节流、旁路节流7.差动连接、双泵供油、增速缸8.采用压力继电器、顺序阀、行程阀9.泄漏、制造精度、补偿二、判断题×√×√√√三、选择题A;B、ABD;B、B;C、B;C、B、A、C、C、B四、简答题略五、计算题1.（1）运动中A、B处压力为1MPa碰上挡铁后A处为5MPa、B处为3MPa （2）A、B处压力为5MPa2.4MPa、2MPa、03.（1）A点压力5MPa，C点压力2.5MPa（2）A点压力1.5MPa，C点压力2.5MPa（3）04.（1）A、B点压力为4 MPa，C点压力为2 MPa（2）首先计算I缸的负载为3.5 MPa,当1YA得电后，活塞运动过程中，A、B点压力为3.5 MPa，C点压力为2 MPa。
《液压与气动技术》学习指南
《液压与气动技术》学习指南液压气动技术导学本复习提要在《液压与气动技术》课程教学大纲以及考核说明的基础上，对课程的教学基本要求、考核知识点作进一步的具体说明，以帮助同学在期末复习时能够把握课程的重点。
各章的主要教学内容和教学要求如下：第一章绪论1．液压传动的工作原理在液压系统中，系统的压力取决于负载，而传动中的运动速度取决于输入的流量；液压系统中的功率是压力与流量的乘积，这是应掌握的三个重要基本概念。
2．液压传动系统的组成和表示方法通常，液压系统由能源装置、执行元件、控制调节元件和辅助装置四部分组成。
熟悉常用液压元件的图形符号。
第二章液压传动的流体力学基础1．液压油的主要特性掌握液压油的粘度概念及粘度的表示方法，能正确选用液压油。
2．液体静压力基本方程掌握液体静压力基本方程及重力作用下的静止液体压力分布规律。
3．液体压力的表示法掌握绝对压力、相对压力，表压力、真空度等基本概念，结合图2~4理解液体压力与测量基准的关系。
4．液体动力学基本方程掌握伯努利方程的物理意义及实际液体伯努利方程的表达式。
要求能够熟练地应用该方程解决具体问题。
5．管路压力损失和孔口流动特性（1）掌握层流、紊流概念；雷诺数及其计算方法。
（2）掌握沿程压力损失和局部压力损失的计算、薄壁小孔的流量计算。
第三章液压泵和液压马达1．掌握容积式液压泵和液压马达的工作原理。
2．液压泵和液压马达性能参数的计算（1）掌握液压泵输出压力、排量与流量、功率与效率等参数的计算。
（2）掌握液压马达转速、转矩、排量与流量、功率与效率的计算。
3．了解齿轮泵（马达）、叶片泵（马达）和柱塞泵（马达）的结构、工作原理和特点，能合理选用。
第四章液压缸1．活塞式液压缸掌握单杆、双杆活塞式液压缸的结构特点。
活塞输出力和运动速度的计算，特别是单杆液压缸差动连接时的特点。
2.液压缸的设计计算掌握缸筒内径的计算，活塞杆直径及缸筒长度的选取方式。
第五章液压阀1．方向控制阀（1）熟悉普通单向阀和液控单向阀的工作原理与应用。
《液压与气动技术》复习指导
第四章
液压执行元件
• 单作用和双作用液压缸
• 双活塞杆液压缸又称为双作用液压 缸，单活塞杆液压缸又称为单作用 液压缸。（×）
第四章
液压执行元件
• 液压缸推力和速度计算
• 已知单活塞杠液压缸的活塞直径D为活塞直 径d的两倍，差动连接的快进速度等于非差 动连接前进速度的(C )倍。 • A 2 B 4/3 C 4 • 双出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工 作台的移动范围为缸筒有效行程的( C)。 • A 1倍 B 2倍 C 3倍 D 4倍
• 图为齿轮泵及齿轮马达的工作原理图，齿 轮按图示方向旋转，那么齿轮泵及齿轮马 达的进油口分别为（ A ）和 D （ ），出油口 C • 分别为（ ）和（ ）。 B
第三章 液压动力元件
• 叶片式液压马达的工作 原理如右图所示, 转子 按图示方向旋转, • 当其作泵用时，进、出 油口分别为（B）和 （A）； • 当其作液压马达用时,进、 出油口分别为（A）和 （B）。
第五章
液压控制元件
• 图中阀1、2、3的调整压力应满足怎样的关 系？
Py1 Py 2 ; Py1 Py3 ; Py 2 Py3
第五章
液压控制元件
• （a）、（b）图中所示两个基本回路有何 不同？
Py 2、Py 3
因为a)中换向阀、 通过的流量大于b)中换向阀、 通过的流量, 故，a)中换向阀、 的规格大于b)中换向阀、 的规格
D
第三章 液压动力元件
• 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达的工作原理图。 当缸体如图示方向旋转时，请判断各油口 D 压力高低，(1)作液压泵用时 _____(2)作 C 油马达用时 _____ • A ａ为高压油口 b为低压油口 • B b 为高压油口 a为低压油口 • C c 为高压油口 d为低压油口 • D d 为高压油口 c为低压油口
液压与气动技术教学教材
液压与气动技术教学教材
液压与气动技术是机械工程专业的核心课程之一，也是现代工业中不可或缺的技术。
本教材包括以下内容：
第一章液压系统基础
介绍液压系统的基本结构，液压元件的分类和作用，以及液压油的选择和性能要求。
第二章液压传动系统
讲解不同类型的液压泵和液压马达的原理与特点，以及液压缸和液压伺服的应用。
第三章液压控制系统
介绍液压控制系统的原理和分类，以及在机床、冶金和汽车行业中的应用实例。
第四章气压系统基础
讲解气压系统的基本结构、气动元件的功能分类，以及气动油的选择和性能要求。
第五章气压传动系统
介绍不同类型的气动元件的原理与特点，以及在自动化装备和交通运输系统中的应用实例。
第六章气动控制系统
讲解气动控制系统的原理和应用领域，包括压力控制、速度控制和位置控制等方面。
本教材内容全面，涵盖了液压与气动技术的基础知识和实际应用。
旨在帮助学生深入了解液压与气动，为未来的工作做好充分准备。
液压与气动技术第三章
3.1.1液压泵的工作原理
液压泵的工作原理如图3-1所示，电动机带动凸轮1旋转时， 柱塞2在凸轮和弹簧3的作用下，在缸体的柱塞孔内左、右往 复移动，缸体与柱塞之间构成了容积可变的密封工作腔4。 柱塞2向右移动时，工作腔容积变大，形成局部真空，油液 中的油便在大气压力作用下通过单向阀5流入泵体内，单向 阀6关闭，防止系统油液回流，这时液压泵吸油。柱塞向左 移动时，工作腔容积变小，油液受挤压，便经单向阀6压入 系统，单向阀5关闭，避免油液流回油箱，这时液压泵压油。 若凸轮不停地旋转，泵就不断地吸油和压油。
可分为单向泵和双向泵。
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3.2 齿 轮 泵
齿轮泵的种类很多，按工作压力大致可分为低压齿轮泵 (p≤2.5 MPa)、中压齿轮泵(p＞2.5～8 MPa)、中高压 齿轮泵(p＞8～16 MPa)和高压齿轮泵(p＞16～32 MPa) 四种。目前国内生产和应用较多的是中、低压和中高压齿轮 泵，高压齿轮泵正处在发展和研制阶段。
（3）额定流量qVn
液压泵的额定流量是泵在额定转数和额定压力下输出的实际 流量。
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3.1 液压动力元件概述
4.液压泵的功率
（1）输入功率Pi
输入功率是驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出， 即 Pi=Ti2πn (3-3) 式中Ti——泵轴上的实际输入转矩。 （2）输出功率P0 输出功率是液压泵输出的液压功率，即泵的实际流量qV与泵 的进、出口压差Δp的乘积： P0=ΔpqV (3-4)
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3.1 液压动力元件概述
(3)液压泵的总效率η 泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，即 η=P0/Pi=ηVηm (3-7) 液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以通过实验测得。
液压与气动技术(总)2011
μ—绝对粘度
动力粘度(Pa•S) **运动粘度： Γ
(㎡/s)
四、两个概念
1、空气分离压： 在一定温度下，液体压力低于某一值时，溶 解在液体中的过饱和空气将迅速从液体中分离出 来，产生大量的气泡，此压力便称为液体在该温 度下的空气分离压。 2、饱和蒸汽压： 在一定温度下，液体压力低于某一值时，溶 解在液体中的过饱和空气将迅速从液体中分离出 来，液体自身汽化，产生大量的气泡，此压力便 称为液体在该温度下的饱和蒸汽压。
对于恒定流动来说： ρ1Q1-ρ2 Q2=0 Q1=Q2=C 所以有：A1V1=A2V2 A V AV
1 1 2 2
四、流动液体的能量守恒定律 ——伯努力方程
取一段流动的微小流束作为研究对象(1-1,2-2)经过时间间隔t后， 流动到1‘-1’，2‘-2’。 首先来作两个假设：1）理想流体 2）恒定流动 外力对流体所作的功为： WW=F1SS1 2S2 2 S 2 F 1-F F 1 =P1 v1V 2A A2 p1 A A1t 1t-Pp22V2tv2t 1 p=P1V-Pp2V V 2V 1 =(P1-P2)m/ m ρ ( p1 p2 ) =(P1-P2)mg/ r 所以有：
W dW r lim V 0 V dV 同样对于均质流体来说：r=W/V (N/m³ )
3、重度与密度的关系为：
r=ρg
二、液体的可压缩性
液体受到压力的作用后，分子间的距离会减小，即液体的体积会 减小。为表达这样的特性，引入体积压缩系数的概念： 1、体积压缩系数β： β——液体的体积在单位压力作用下体积的相对变化量。
b)当y=d/2时： vmin=0 vmin 0 2、流量：
液压与气动技术(第四版)-张宏友-十二五部分习题参考答案
液压与气动技术（第四版）习题参考答案第2章 液压传动基础2-7已知：D =150 mm ，d =100 mm ，F =5×104 N求：（a ）、（b ）两种情况下液压缸的压力p =？解：（a ）422510π0.144F p d π⨯==⨯=6.3×106（Pa ）=6.3（MPa ） （b ）2π4Fp d ==6.3（MPa ） 2-8 已知：h = 1 m ，ρ=900 kg/m 3求：容器的真空度？解：设容器绝对压力p A ，大气压力p a 则 p A +ρgh = p ap a －p A =ρgh =105－1000×9.8×1=9800（N/m 2）=9800 Pa2-9 已知： d ，m ， F ，ρ，h 。
求：液体在测压管的上升高度？解：取等压面 M －M∵p M 左= p a ρg （h ＋x ）24M F Gp d π+=右+ p a 又∵p M 左= p M 右 即 2()π4F Gg h x d ρ++=∴24()πF G x h g dρ+=- 2-10已知：ρA =900 kg/m 3，ρB =1200 kg/m 3，z A =200mm ，z B =180mm ，h = 60mm ，ρg =13.6×103 kg/m 3求：容器A 、B 之间的压力差？解：设A 点的绝对压力为p A ，B 点的绝对压力p B ，取等压面 M －M ∵A A A M p p gz ρ=+左B B B g M p p gz gh ρρ=++右又∵p M 左= p M 右A A AB B B g p gz p gz gh ρρρ+=++∴A B B B g A A p p gz gh gz ρρρ-=+-=1200×9.8×0.18＋13.6×103×9.8×0.06－900×9.8×0.2=8350（Pa ）2-11 已知：H =10m ，A 1=0.02m 2，A 2=0.04m 2，α= 1，ρA =900 kg/m 3，不计损失求：孔口的流量与点2处的表压力？解：（1）选取截面0-0和截面1-1列伯努利方程 截面0-0：p 0=p a ，z 0=H ，v o =0 (α=1) 截面1-1：p 1=p a ，z 1=0 ，v 1=? (α=1)则 2aa 12p p v Hg p ρ+=+ ∴12214m/s v Hg ==∴31110.02140.28m /s q A v ==⨯= 即，孔口的流量为0.28m 3/s（2）选取截面1-1和截面2-2列伯努利方程 截面2 -2：p 2=p 2 ，z 2=0 1227m/s q v A == 则 22a12222p v p v ρρ+=+ 2212222a p v p v ρρ+=+∴p 2=173500Pa ≈0.17MPa∴p 2表= p 2－p a =73500 Pa =0.0735MPa2-12 已知：H =10m ，A 1=3.2×10-4m 2，A 2=4 A 1，h = 1m ，液体为理想液体，不计损失求：开始抽吸时水平管中必须通过的流量q =? 解：选取截面1-1和截面2-2列伯努利方程 截面1-1：1a p p gh ρ=- , 10z =11v v = 截面2-2：2a p p = ，20z = ，1211214A v v v A == ∵液体为理想液体，且不计损失，故221a a 11422v p gh p v ρρρ⎛⎫ ⎪-⎝⎭+=+ ∴2211232v v gh -+=22113216gh v v -+=1 4.57m/s v =4311 3.210 4.570.00146(m /s)87.6(L /min)q A v -==⨯⨯==2-13已知： q =32 L/min ，d =20 mm ， H =0.5 m ，υ=20 mm 2/s ，ρ=900 kg/m 3求：液压泵吸油口处的真空度？解：取油箱液面为截面1-1和泵进口处液面为截面2-2，列伯努利方程：2211221122W 22v v p gh p gh p ααρρρρ++=+++∆∵截面1-1为基准面：p 1=p a ，h 1=0，v 1≈0 则 222a 22W 2v p p gh p αρρ=+++∆又∵截面2-2：h 2=H =500mm ，()()42226432/6104 5.33 1.697m/s 1.70m/s π 3.142010 3.14q q v A d -⨯⨯=====≈⨯⨯而 L 61.70.02e=1700e 2010vdR R υ-⨯==<⨯ 则 油液的流态为层流，故取α=2∴26a 22 1.79009.80.59000.01102p p ⨯=+⨯⨯+⨯+⨯∴液压泵出口处的真空度为：()244a 29.80.5900 1.7900110 1.710Pa p p -=⨯⨯+⨯+⨯=⨯2-14已知： q =25 L/min ，Δp =0.3 MPa ，C q =0.62，ρ=900 kg/m 3求：节流口的通流面积A T =？解：q q C A =4522T 25 2.610(m )26(mm )A -===⨯=第3章 液压动力元件3-6 已知：p =10MPa ，n =1450r/min ，V =200mL/r ，V 0.95η=，9.0=η求：（1）?0=P （2）i ?P = 解：（1）求液压泵的输出功率 液压泵的实际流量3t V V 2001014500.95q q Vn ηη-===⨯⨯⨯=275.5（L/min ） 液压泵的输出功率63041010275.545.9210610P pq ⨯⨯===⨯⨯（w ）=45.92（kW ） （2）求电机的驱动功率9.092.450==ηP P i =51（kW ）3-7 已知：n =950r/min ，V =168 mL/r ，p =10MPa ，q =150L/min ，η=0.87求：（1）q t =？（2）η= ?，ηm =?（3）P i =？（4）T i =？ 解：（1）泵的理论流量q tq t =nV =950×168×10-3=159.6（L/min ）=2.66×10-3（m 3/s ） （2）η= ?，ηm = ?∵V q Vn η= ∴V 31500.9416810950q Vn η-===⨯⨯ 又∵m V ηηη= ∴m V 0.870.930.94ηηη=== （3）P i =？63o15029.51061084770(W)85(kW)0.87i P pqP ηη-⨯⨯⨯====≈ （4）T i =？ ∵i i 2πP T n = ∴i i 84770852.53(N m)9502π2 3.1460P T n ===⋅⨯⨯第4章液压执行元件4-3 已知：D ，d ，q ，p求：F =？，v =？与缸的运动方向？ （a ）22π()4F D d p =-， 224π()q v D d =-，向右； （b ）2π4F d =p ， 24πqv d =，向左； （c ）2π4F d =p ， 24πqv d=， 向左。
液压与气动技术教案
液压与气动技术教案第1章液压传动基础知识教学目标：了解液压传动发展历程、用途、特点。
了解液压传动原理及液压传动系统的组成。
教学重点：液压传动的原理。
教学难点：液压传动系统中压力与流量、功率的计算。
教学方法：做实验生活实例。
1.1 液压传动概述1.2 液压传动原理目的：了解液压传动优缺点。
掌握液压传动的原理。
重点：液压传动原理及传动系统组成。
难点：液压传动系统的组成。
方法：讲授内容：一，液压传动的主要优点1，操纵控制方便，可实现大范围的无极调速。
2，液压传动的各种元件可根据余姚方便、灵活地布置。
3，采用电液联合控制，可实现更高程度的自动控制过程。
二，液压传动的缺点1，液体流动的阻力损失和泄漏较大。
2，液压原籍的制造精度高，价格较贵。
3，液体的泄漏及可压缩性，较难得到严格的传动比。
三，液压传动原理液压传动是一个不同能量的转换过程，是以液体作为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过液体内部的压力来传递动力。
四，液压传动系统的组成1，动力部分：将原动机的机械能转换为油液的压力能。
（液压泵、齿轮泵、柱塞泵）2，执行部分：将压力能转换成为带动工作机构运动的机械能。
（液压缸、液压马达、）3，控制部分：用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。
（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀）4，辅助部分：保证系统正常的工作的辅助元件。
（管路、接头、油箱、过滤器）五，液压传动系统图的图形符号1，图形符号只表示元件的只能。
2，图形符号内的油液流动方向用箭头表示。
3，图形符号均与原件的静止位置或中间零位置表示。
1.3液压传功系统中的压力与流量1.4液压传动的功率计算目的：了解液压传动系统的压力、流量的概念了解液压泵的工作效率重点：静压传递原理难点：液体阻力和压力损失方法：讲授内容：一，压力的概念油液的压力是由油液的自重和油液收到的外力（一般表现为助力）作用所产生的P=F/AP——油液的压力，单位为paF——作用在油液表面上的外力，单位为NA——油液表面的承压面积，单位为㎡额定压力：连续运转（工作）的最高工作压力二，静压传递原理1，静止油液中任意一点所受到的哥哥方向的压力都相等。
齿轮泵
液压输入
液压泵
Q× p
液压输出
Q× p
ω
m
× J Tm
机械输出
ω
p
×Tp
液压马达
机械输入
容积式泵的工作原理
6
5
4
3
2
1
图 2.1 液压泵的工作原理
液压泵和液压马达的图形符号
1——偏心轮 2——柱塞 3——弹簧 4——密封工作腔 5、6——单向阀
液压泵
液压马达
容积式泵的工作原理（二）
B
C
泵排出
O
通常采用自动补偿端面间隙的装置有：浮动轴套式和 弹性侧板式两种 。 原理： 引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力 愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。 浮动轴套式 为了提高齿轮泵 的压力和容积效 率，实现齿轮泵 的高压化，需要 从结构上采取措 施，对端面间隙 进行自动补偿。
2.2.3.2 径向不平衡力 在齿轮泵中，油液作用在 轮外缘的压力是不均匀的，从 低压腔到高压腔，压力沿齿轮 旋转的方向逐齿递增，因此， 齿轮和轴受到径向不平衡力的 作用。 常采取缩小压油口的办法减 小径向不平衡力。 压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵轴弯曲， 使定子偏磨，加速轴承的磨损，降低轴承使用寿命。
附： 内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意 图见图2.6。
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
液压与气动技术（齿轮泵） 液压与气动技术（齿轮泵）
第三章 液压与气压传动基本元件
第一节 液压泵与液压马达、 空气压缩机与气压马达
一、液压泵和液压马达的工作原理 液压泵和液压马达的工作原理 液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件
《液压与气动技术》课程学习指导
《液压与气动技术》课程学习指导绪论在学习本章时，主要应理解液压与气压传动的工作原理以及液压与气压传动系统的组成，应着重注意以下几点：一、液压与气压传动的工作原理液压与气压传动是采用流体(液压油或压缩空气)作为传动介质来传递力和运动的，在传递力时，运用了流体力学中的帕斯卡原理；而在传递运动时，则运用了在密闭容积中输出与输人流体容积相等的原理(质量守恒定律)。
二、液压与气压传动的两个重要概念液压与气压传动中最基本、最重要的参数：压力和流量(掌握其定义及常用单位)。
液压传动的两个工作特性(贯穿全书，正确理解，熟练掌握)：(1) 在不考虑泄漏的条件下，液压与气压传动中的工作压力取决于外负载。
(2) 执行机构的运动速度取决于输入其流量的大小，而与外负载无关(在忽略泄漏、液体的压缩性及容器、管路变形的条件下)。
三、液压与气压系统的主要组成通常一个完整的液压系统由以下五个部分组成：(1) 动力元件：如液压泵、空气压缩机等。
将原动机的机械能(Fυ或Tω)转换成液压能(pq)。
(2) 执行元件：如液压缸、气缸等。
将液压能转换成机械能。
(3) 控制元件：如各种控制阀。
利用这些元件对系统中的液体的压力、流量及方向进行控制或调节，以满足工作装置对传动的要求。
(4) 辅助元件：起辅助作用，如油箱、滤油器、管路、管接头及各种控制、检测仪表等。
在有些系统中，为了进一步改善系统性能还采用蓄能器、加热器及散热器等。
(5) 工作介质：液压油或压缩空气，是动力传递的载体。
液压与气压传动系统作为能量转换和传递的装置把机械能(原动机)Tω转化为液压能和气压能(液压泵和空气压缩机的输出) pq，再转化为机械能(执行机构输出) )Tω或Fυ，系统本身并不能产生能量，而在每个转换和调节环节上都要消耗一定的能量，所以一般的液压与气压传动系统的效率不会很高。
在工程实际中，采用“气动与液压”图形符号(GB/T786．1-1993(2001*)) 绘制液压系统原理图。
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14
图3－4 液压缸的工作原理
15
1．速度和流量
若忽略泄漏，则液压缸的速度和流量关系如下：
Q＝Av
(3－1)
vQ A
(3－2)
式中，Q表示液压缸的输入流量(m3/s或L/min，其中1L＝1×10－3
m3)；A表示液压缸活塞上有效工作面积( mm2)；v表示活塞移动
速度(m/s)。
通常，活塞上有效工作面积是固定的，由式(3－2)可知，活
11
(6)放气装置。在安装过程中或停止工作一段时间后，空气 将侵入液压系统内。缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时 产生爬行、颤抖等现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结 构上要能及时排除缸内留存的气体。一般双作用式液压缸不设 专门的放气孔，而是将液压油出入口布置在前、后端盖的最高 处。大型双作用式液压缸则必须在前、后端盖设放气栓塞。对 于单作用式液压缸，液压油出入口一般设在缸筒底部，放气栓 塞一般设在缸筒的最高处。
T
b
R2 R1
19
图3－5 单杆活塞缸
20
图3－6 差动缸
21
图3－6所示为单杆活塞缸的另一种联结方式。它把右腔的
回油管道和左腔的进油管道接通，这种联结方式称为差动联结。
活塞前进的速度v及推力F为
则有
v3
Q
Q A1
Q
4
(D2
D2
d 2 )v3
4
4Q v3 π d 2
πd4 F3 p( A1 A2 ) p 4
塞的速度取决于输入液压缸的流量。故由上述理论可知，速度
和负载无关。
16
2．推力和压力
推力F是压力为p的液压油作用在有效工作面积为A的活塞上，
以平衡负载W。若液压缸回油接油箱，则p0＝0，故有
F＝W＝p·A (N)
(3－3)
式中，p表示液压缸的工作压力(MPa)；A表示液压缸活塞上
有效工作面积( mm2)。
17
推力F可看成是液压缸的理论推力，因为活塞的有效面积固 定，故压力取决于总负载。
如图3－5(a)所示，当油液从液压缸左腔(无杆腔)进入时，活 塞前进速度v1和产生的推力F1为
Q 4Q v1 A1 π D2
F1
p1
A1
p2
A2
4
[( p1
p2 )D2
p2d 2 ]
(3－4) (3－5)
1
液压与气动技术第三章
2
液压执行元件是把液体的压力能转换成机械能的装置，它 驱动机构作直线往复或旋转(或摆动)运动，其输出为力和速度或 转矩和转速。
液压辅助元件则是为使液压系统在各种状态下都能正常运 作所需的一些设备。它包括蓄能器、过滤器、油箱等装置。液 压辅助元件的合理设计与选用，将在很大程度上影响液压系统 的效率、噪声、温升、工作可靠性等技术性能。
(4)活塞杆。它是由钢材做成的实心杆或空心杆。其表面经 淬火再镀铬处理并抛光。
10
(5)缓冲装置。为了防止活塞在行程的终点与前后端盖发生 碰撞，引起噪音和液压冲击，影响工作精度或使液压缸损坏， 常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行 程终点时速度减慢下来直至停止。图3－3(b)所示前后端盖上的 缓冲阀是附有单向阀的结构。当活塞接近端盖时，缓冲环插入 端盖，即液压油的出入口，强迫液压油经缓冲阀的孔口流出， 促使活塞的速度缓慢下来。相反，当活塞从行程的终点将离去 时，如液压油只作用在缓冲环上，活塞要移动的那一瞬间将非 常不稳定，甚至无足够力量推动活塞，故必须使液压油经缓冲 阀内的单向阀作用在活塞上，如此才能使活塞平稳地前进。
3
3．1 液 压 缸
液压缸是使负载作直线运动的执行元件。 3．1．1 液压缸分类
液压缸可分为单作用式液压缸和双作用式液压缸两类。单 作用式液压缸又可分为无弹簧式、附弹簧式、柱塞式三种，如 图3－1所示；双作用式液压缸又可分为单杆式和双杆式两种， 如图3－2所示。
4
图3－1 单作用式液压缸 (a)无弹簧式；(b)附弹簧式；(c)柱塞式
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如图3－5(b)所示，当油液从液压缸右腔(有杆腔)进入时，活 塞后退的速度v2和产生的推力F2为
Q
4Q
v2 A2 π(D2 d 2 )
F2
p1
A2
p2
A1
4
[( p1
p2 )D2
p2d 2 ]
(3－6) (3－7)
因为活塞的有效面积A1>A2，所以v1<v2，F1>F2。
5
图3－2 双作用式液压缸 (a)单杆式；(b)双杆式
6
3．1．2 液压缸结构 图3－3所示为液压缸，它由缸筒、端盖、活塞、活塞杆、
缓冲装置、放气装置和密封装置等组成。选用液压缸时，首先 应考虑活塞杆的长度(由行程决定)，再根据回路的最高压力选用 适合的液压缸。
7
图3－3 液压缸结构 (a)外观；(b)结构；(c)职能符号
8
(1)缸筒。缸筒主要由钢材制成。缸筒内要经过精细加工， 表面粗糙度Ra<0.08 μm，以减少密封件的摩擦。
(2)端盖。通常它由钢材制成，有前端盖和后端盖之分，它 们分别安装在缸筒的前后两端。端盖和缸筒的连接方法有焊接、 拉杆、法兰、螺纹连接等。
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(3)活塞。活塞的材料通常是钢或铸铁，有时也采用铝合金。 活塞和缸筒内壁间需要密封，采用的密封件有“O”形环、“V” 形油封、“U”形油封、“X”形油封和活塞环等。而活塞应有一 定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的0.6～1.0倍。
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(7)密封装置。液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏。液 压缸的密封主要是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静 密封。常采用“O”形密封圈和“Y”形密封圈。
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3．1．3 液压缸的参数计算 液压缸的工作原理如图3－4所示。液压缸缸体是固定的，
液压油从A口进入作用在活塞上，产生一推力F，通过活塞杆以 克服负荷W，使活塞以速度v向前推进，同时活塞杆侧的液压油 通过B口流回油箱。相反，若高压油从B口进入，则活塞后退。
(3－8) (3－9)
显然，差动联结时活塞运动速度较快，产生的推力较小。 所以，差动联结常用于空载快进场合。
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3．1．4 其他液压缸
1．摆动缸
摆动式液压缸也称摆动马达。当它通入液压油时，它的主
轴输出小于360°的摆动运动。图3－7(a)所示为单叶片式摆动缸，
它的摆动角度较大，可达300°。当摆动缸进、出油口压力为p1 和p2，输入流量为Q时，它的输出转矩T和角速度ω 为