液压传动的工作原理
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2. 流量决定速度
四、容积式液压传动
图1-1中主动活塞运动后使一定体积的液体挤出， 这些液体进入从动液压缸，使从动活塞产生运动， 而二者间的运动关系是依靠主动件挤出的液体体积 与从动件所得到的液体体积相等来保证的。这种传 动称为容积式液压传动。
工业上另外有一种依靠液体的动能及其转换来 实现力和运动的传递的方法，称为动力液力传动。
注：等式左边和右边分别代表输出和输入的功率
。这说明能量守恒也适用于液压传动。
通过以上分析，上述模型中两个不同面积 的活塞和液压缸相当于机械传动中的杠杆， 其面积比相当于杠杆比，即A1/A2=b/a。 因之采用液压传动可达到传递动力，增力， 改变速比等目的，并在不考虑损失的情况下 保持功率不变。
三、两个重要概念 1. 液压传动中的液体压力取决于负载
液压缸 －工作台
三、液压系统的组成
1、动力元件 即液压泵，它可将机械能转化成
液压能，是一个能量转化装置。
2、执行元件 其作用是将液压能重新转化成机
械能，克服负载，带动机器完成所需的运动。
3、控制元件 如各种阀。其中有方向阀和压力
阀两种。
4、辅助元件 如油箱、油管、滤油器等。
5、传动介质 即液体。
返回首页
k
V
V0一定，在同样Δp下， K 越大, ΔV 越小 说明K 越大，液体的抗压能力越强
矿物油 K = (1.4~2.0)×10 9 N/m 2
钢 K = 2.06 ×10 11 N/m 2
k油 = 100~150 k钢
在静态下工作时，不考虑液体的可压缩性。
4、其他性能 油的体积随温度升高而增加。 其膨胀量 vt=v0[1+αt(t+t0)] 其中vt-温度t。C时的油的体积；
缺点：
1、损失大、效率低、发热大。 2、不能得到定比传动。
3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问 题。
4、液压元件加工精度要求高，造价高。 5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的 技术水平要求高。
返回首页
结束
§1-4 液压传动采用的油液及其主要性能 一、液压油的某些物理性质 二、液压油的选用
1) 动力粘度
Ff A du
dy
2) 运动粘度
3)相对粘度(恩氏粘度)
Et
t1 t2
单位：Pa.S（帕秒） 单位：m2/s
机械油的牌号
是用40℃时运动粘度的平均值来标志的 例：20号机械油 ν=17~23 cSt（厘拖） 换算关系：
1 m2/s = 104 St = 106 cSt (=106 mm2/s) 拖(cm2/s) 厘拖(mm2/s)
第一章 绪论
➢液压传动的工作原理 Βιβλιοθήκη Baidu液压传动系统实例及液压系统的组成 ➢液压传动的优缺点 ➢液压传动采用的油液及其主要性能
§ 1-1液压传动的工作原理
一、简化模型 二、力比和速比 三、两个重要概念 四、容积式液压传动
一、简化模型
在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有 确定体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过 简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压 缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。 如图活塞5上有重物W则当 活塞1上施加的力F达到 一定大小时，就能阻止 重物W下降。
图1－2 液压千斤顶原理图
二.磨床工作台液压系统原理图（动画）
1.油箱 2.过滤器 3.回油管 4.液压泵 7.溢流阀 9.换向阀 13.节流阀 15.换向阀 17.活塞 18.液压缸 19.工作台
下图为机床工作台液压系统的图形符号图
机床工作台液压系统的图形符号图
－油箱 －滤油器 －液压泵 －溢 流阀 －开停阀 －换向阀 －活塞
v0-温度t0 。C时的油的体积； αt-油的体积膨胀系数。
二、液压油的选用 对液压油的要求：
1、良好的化学稳定性。
2、良好的润滑性能，以减小元件之间 的磨 损。
3、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、 水份和水溶性酸碱等。
4、适当的粘度和良好的粘温特性。
5、凝固点和流动温度较低，以保证油液能 在较低温度下使用。 6、自燃点和闪点要高。 7、有较快地排除油中游离空气和较好地与 油中水份分离的能力。 8、没有腐蚀性，防锈性能好，有良好的相 容性。
返回首页
结束
结束
§ 1-3 液压传动的优缺点
优点： 1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。
2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、 重量轻、运动惯量小、动态性能好。 3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。 4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。 5、由于一般采用油作为传动介质，因此 液压元 件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。 6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设 计、制造和推广应用。
液压油的密度和重度因油的牌号而异，并 且随着温度的上升而减小，随着压力的提高 而稍有增加。
2.可压缩性 液压油的体积将随压力的增高而减小。
体积压缩系数
k 1 V p V0
压力变化
体积变化 初始体积
即单位压力变化下的体积相对变化量
体积弹性模量K (体积压缩系数的倒数)
K 1 pV0
二、力比和速比
1. 等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点
的液体压力等值地传递到液体内各处”，即：输出 端的力之比等于二活塞面积之比。
P1=P2=P=F/A1=W/A2
或 ：W/F=A2/A1
2. 等体积特性：假设活塞1向下移动体积L1’则液
压缸被挤出的液体体积为A1L1。这部分液体进入 液压缸4，使活塞5上升L2，其让出的体积为A2L2 。即： A1L1=A2L2 或 L2/L1=A1/A2
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结束
§1-2 液压传动系统实例及液压系统的组成 一、液压千斤顶 二、液压图形符号
三、液压系统的组成
一、液压千斤顶（动画）
液压千斤顶原理见下图。当向下压杠杆1时， 小活塞3使缸2内的液体经管道6、阀7进入大缸9， 并使活塞8上升，顶起重物W。适当地选择大、小 活塞面积和杠杆比，就可以人力升起很重的负载 W。
A点：u = 0 B点：u = u0 内摩擦力 两板之间液流速度 逐渐减小
内摩擦力：
Ff
A du
dy
——两液层的速度差 ——两液层间的距离
式中：η—粘性系数(粘度)
A —液层接触面积 du /dy—速度梯度
切应力: Ff du
A dy
— 牛顿内摩擦定律
2.粘度
三种表示方法：
液压油的种类及代码 一、种类
{ 机械油
石油型 汽轮机油 液压油
{ {{ 难燃型
乳化液 合成型
水包油 油包水 水-乙二醇液 磷酸酯液
二、液压油的代号
最常用的液压油名称及代号是： 基础油（HH） 普通液压油（HL） 抗磨液压油（HM） 低温液压油（HV） 例如：L-HM32
一、粘性
进一步认为这些动作是在时间t内完成，活塞1的 速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，则有： V2/V1=A1/A2
这说明输出，输入的位移和速度都与二活塞面积成 反比。上式可写成： A1V1=A2V2
这在流体力学中称为液流连续性原理，它反映 了物理学中质量守恒这一现实。
3. 能量守恒特性 WV2=FV1
3. 粘度与压力的关系
p↑ η ↑
应用时忽略影响
4. 粘度与温度的关系
T ↑ η↓
影响： η 大，阻力大，能耗↑ η 小，油变稀，泄漏↑
限制油温：T↑↑，加冷却器 T↓↓，加热器
粘温图
二、液压油的某些物理性质
1、密度ρ和重度γ
ρ=M/V (M-液体的质量,V-液体的体积） γ=G/V (G-液体的重量)
附着力 液体与固体表面
内聚力 液体分子与分子之间
1.粘性
液体在外力作用下流动（或有流动趋 势）时，分子间的内聚力要阻止分子 相对运动而产生的一种内摩檫力， 它使液体各层间的运动速度不等，这 种现象叫做液体的粘性。 静止液体不呈现粘性。
粘性示意图
B A
下板固定
上板以u0运动 附着力
四、容积式液压传动
图1-1中主动活塞运动后使一定体积的液体挤出， 这些液体进入从动液压缸，使从动活塞产生运动， 而二者间的运动关系是依靠主动件挤出的液体体积 与从动件所得到的液体体积相等来保证的。这种传 动称为容积式液压传动。
工业上另外有一种依靠液体的动能及其转换来 实现力和运动的传递的方法，称为动力液力传动。
注：等式左边和右边分别代表输出和输入的功率
。这说明能量守恒也适用于液压传动。
通过以上分析，上述模型中两个不同面积 的活塞和液压缸相当于机械传动中的杠杆， 其面积比相当于杠杆比，即A1/A2=b/a。 因之采用液压传动可达到传递动力，增力， 改变速比等目的，并在不考虑损失的情况下 保持功率不变。
三、两个重要概念 1. 液压传动中的液体压力取决于负载
液压缸 －工作台
三、液压系统的组成
1、动力元件 即液压泵，它可将机械能转化成
液压能，是一个能量转化装置。
2、执行元件 其作用是将液压能重新转化成机
械能，克服负载，带动机器完成所需的运动。
3、控制元件 如各种阀。其中有方向阀和压力
阀两种。
4、辅助元件 如油箱、油管、滤油器等。
5、传动介质 即液体。
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k
V
V0一定，在同样Δp下， K 越大, ΔV 越小 说明K 越大，液体的抗压能力越强
矿物油 K = (1.4~2.0)×10 9 N/m 2
钢 K = 2.06 ×10 11 N/m 2
k油 = 100~150 k钢
在静态下工作时，不考虑液体的可压缩性。
4、其他性能 油的体积随温度升高而增加。 其膨胀量 vt=v0[1+αt(t+t0)] 其中vt-温度t。C时的油的体积；
缺点：
1、损失大、效率低、发热大。 2、不能得到定比传动。
3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问 题。
4、液压元件加工精度要求高，造价高。 5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的 技术水平要求高。
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§1-4 液压传动采用的油液及其主要性能 一、液压油的某些物理性质 二、液压油的选用
1) 动力粘度
Ff A du
dy
2) 运动粘度
3)相对粘度(恩氏粘度)
Et
t1 t2
单位：Pa.S（帕秒） 单位：m2/s
机械油的牌号
是用40℃时运动粘度的平均值来标志的 例：20号机械油 ν=17~23 cSt（厘拖） 换算关系：
1 m2/s = 104 St = 106 cSt (=106 mm2/s) 拖(cm2/s) 厘拖(mm2/s)
第一章 绪论
➢液压传动的工作原理 Βιβλιοθήκη Baidu液压传动系统实例及液压系统的组成 ➢液压传动的优缺点 ➢液压传动采用的油液及其主要性能
§ 1-1液压传动的工作原理
一、简化模型 二、力比和速比 三、两个重要概念 四、容积式液压传动
一、简化模型
在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有 确定体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过 简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压 缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。 如图活塞5上有重物W则当 活塞1上施加的力F达到 一定大小时，就能阻止 重物W下降。
图1－2 液压千斤顶原理图
二.磨床工作台液压系统原理图（动画）
1.油箱 2.过滤器 3.回油管 4.液压泵 7.溢流阀 9.换向阀 13.节流阀 15.换向阀 17.活塞 18.液压缸 19.工作台
下图为机床工作台液压系统的图形符号图
机床工作台液压系统的图形符号图
－油箱 －滤油器 －液压泵 －溢 流阀 －开停阀 －换向阀 －活塞
v0-温度t0 。C时的油的体积； αt-油的体积膨胀系数。
二、液压油的选用 对液压油的要求：
1、良好的化学稳定性。
2、良好的润滑性能，以减小元件之间 的磨 损。
3、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、 水份和水溶性酸碱等。
4、适当的粘度和良好的粘温特性。
5、凝固点和流动温度较低，以保证油液能 在较低温度下使用。 6、自燃点和闪点要高。 7、有较快地排除油中游离空气和较好地与 油中水份分离的能力。 8、没有腐蚀性，防锈性能好，有良好的相 容性。
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§ 1-3 液压传动的优缺点
优点： 1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。
2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、 重量轻、运动惯量小、动态性能好。 3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。 4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。 5、由于一般采用油作为传动介质，因此 液压元 件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。 6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设 计、制造和推广应用。
液压油的密度和重度因油的牌号而异，并 且随着温度的上升而减小，随着压力的提高 而稍有增加。
2.可压缩性 液压油的体积将随压力的增高而减小。
体积压缩系数
k 1 V p V0
压力变化
体积变化 初始体积
即单位压力变化下的体积相对变化量
体积弹性模量K (体积压缩系数的倒数)
K 1 pV0
二、力比和速比
1. 等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点
的液体压力等值地传递到液体内各处”，即：输出 端的力之比等于二活塞面积之比。
P1=P2=P=F/A1=W/A2
或 ：W/F=A2/A1
2. 等体积特性：假设活塞1向下移动体积L1’则液
压缸被挤出的液体体积为A1L1。这部分液体进入 液压缸4，使活塞5上升L2，其让出的体积为A2L2 。即： A1L1=A2L2 或 L2/L1=A1/A2
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§1-2 液压传动系统实例及液压系统的组成 一、液压千斤顶 二、液压图形符号
三、液压系统的组成
一、液压千斤顶（动画）
液压千斤顶原理见下图。当向下压杠杆1时， 小活塞3使缸2内的液体经管道6、阀7进入大缸9， 并使活塞8上升，顶起重物W。适当地选择大、小 活塞面积和杠杆比，就可以人力升起很重的负载 W。
A点：u = 0 B点：u = u0 内摩擦力 两板之间液流速度 逐渐减小
内摩擦力：
Ff
A du
dy
——两液层的速度差 ——两液层间的距离
式中：η—粘性系数(粘度)
A —液层接触面积 du /dy—速度梯度
切应力: Ff du
A dy
— 牛顿内摩擦定律
2.粘度
三种表示方法：
液压油的种类及代码 一、种类
{ 机械油
石油型 汽轮机油 液压油
{ {{ 难燃型
乳化液 合成型
水包油 油包水 水-乙二醇液 磷酸酯液
二、液压油的代号
最常用的液压油名称及代号是： 基础油（HH） 普通液压油（HL） 抗磨液压油（HM） 低温液压油（HV） 例如：L-HM32
一、粘性
进一步认为这些动作是在时间t内完成，活塞1的 速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，则有： V2/V1=A1/A2
这说明输出，输入的位移和速度都与二活塞面积成 反比。上式可写成： A1V1=A2V2
这在流体力学中称为液流连续性原理，它反映 了物理学中质量守恒这一现实。
3. 能量守恒特性 WV2=FV1
3. 粘度与压力的关系
p↑ η ↑
应用时忽略影响
4. 粘度与温度的关系
T ↑ η↓
影响： η 大，阻力大，能耗↑ η 小，油变稀，泄漏↑
限制油温：T↑↑，加冷却器 T↓↓，加热器
粘温图
二、液压油的某些物理性质
1、密度ρ和重度γ
ρ=M/V (M-液体的质量,V-液体的体积） γ=G/V (G-液体的重量)
附着力 液体与固体表面
内聚力 液体分子与分子之间
1.粘性
液体在外力作用下流动（或有流动趋 势）时，分子间的内聚力要阻止分子 相对运动而产生的一种内摩檫力， 它使液体各层间的运动速度不等，这 种现象叫做液体的粘性。 静止液体不呈现粘性。
粘性示意图
B A
下板固定
上板以u0运动 附着力