机械基础液压传动基础知识
（最新）液压传动基础知识
第二章液压传动基础液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。
液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。
因此，了解工作介质的种类、基本性质和主要力学特性，对于正确理解液压传动原理及其规律，从而正确使用液压系统都是非常必要的。
这些内容也是液压系统设计和计算的理论基础。
第一节液压传动的工作介质一、工作介质的物理特性（一）密度Vm （kg/m 3或kg/cm 3）（2-1）式中，m ──液体的质量（kg ）；V ──流体的容积（m 3或cm 3）。
流体的密度随温度和压力而变化，对于液压系统的矿物油，在一般使用温度与压力范围内，其密度变化很小，可近似认为不变。
其密度900kg/m 3。
空气的密度随温度和压力变化的规律符合气体状态方程。
在标准状态下空气的密度为12.93 kg/m 3。
（二）流体的粘性1.粘性的含义液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。
由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。
处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。
粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。
2.牛顿内摩擦定律粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。
图2-1 液体的粘性示意图当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图2-1所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度0u 向右运动，下平板固定不动。
机械与液压传动基础知识
（一）齿轮传动的类型、 特点及要求
1、齿轮传动的类型 （1）齿轮传动的概念 利用主从两齿轮轮齿的相互齿合来传递运动和 动力的传动机构，用以改变机构的速比 速比及运动方向 方向。 速比 方向 （2）齿轮传动的类型（分类） 根据齿轮传动轴的相对位置可分为： A、两轴平行（见15、16） B、两轴相交（见14） C、两轴交叉
3、齿轮传动的要求
（1）传动要平稳。
任何瞬间的传动比保持恒定不变，避免传动中的噪声、 冲击和震动。
（2）承载能力强。
要求强度高、耐磨性好、寿命长。
（二）齿轮失效的形式
齿轮传动失效即齿轮失效。
1、轮齿的折断。 2、齿面疲劳点蚀。 3、齿面胶合。 4、齿面磨损。 5、塑性变形。
（三）齿轮传动轮系
1、轮系的概念。
根据牙齿排列方向分为： A：直齿齿轮传动 B：斜齿齿轮传动 C：人字齿齿轮传动 根据齿轮齿合方式分为： A：外齿轮齿合传动（见15） B：内齿轮齿合传动（见16） C：齿轮齿合传动 （见17）
2 、齿轮传动的特点
（1）齿轮传动的应用特点 大部分齿轮是用来传递旋转运动的， 但也可以把旋转运动变为直线运动。 （2）齿轮传动的性能特点 a、能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高。 B、传递运动准确可靠。 C、传递的功率、速度范围较大。 d、结构紧凑、工作可靠，可实现较大的传动比。 E、传动效率高，使用寿命长。 F、齿轮制造及安装精度要求高，价格较贵，且不 宜传距较大的场合。（唯一的缺点）
四 轴 承
1、轴承的概念：支持心轴和转轴的部件。 2、轴承的作用：1）支撑轴和轴上的零件。 2）减少旋转轴和静止轴之 间的磨察和磨损。 3、轴承的分类： 1）根据轴承中摩擦性质的不同，分为滑动轴 承和滚动轴承。 2）按其所承受的载荷方向不同，可分为称受 径向载荷的向心轴承、承受轴向载荷的推力轴 承和同时承受径向和轴向载荷的向心推力轴承。
机械基础(第四版)课件第五章 液压传动
按油压作用形式分为单作用式和双作用式液压缸。
2．液压缸的类型及图形符号
3.液压缸的密封装置
液压缸的密封装置是用来防止油液的泄露，其对液压 缸的工作性能和效率有直接的影响，因而要求密封装置有 良好的密封性能，摩擦阻力小，制造简单，拆装方便，成 本低且寿命长。
外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵
叶片泵 柱塞泵
外啮合齿轮泵结构简单，成本低， 抗污及自吸性好，广泛应用于低 压系统
内啮合齿轮泵结构紧凑，工作容 积大，转速高，噪声小，但流量 脉动大，可以用于中低压场合
叶片泵流量均匀，运转平稳，结 构紧凑，噪声小，但结构复杂， 吸入性能差，对工作油液的污染 较敏感。主要用于对速度平稳性 要求较高的中低压系统
3.活塞运动速度与流量的关系
§5-2 液压元件
一、液压泵
1.液压泵的工作原理
液压泵靠密封容积的变化来实现吸油和压油，其 输出流量的多少取决于密封工作容积变化的大小。
液压泵的工作原理图
2.液压泵正常工作的条件
（1）应具备密封容积，而且密封容积能够交替变化； （2）应有配流装置，以使在任何时候其吸油腔和压 油腔都不能互通（如止回阀）； （3）在吸油过程中，油箱必须和大气相通。
根据阀芯控制的方式，换向阀分为手动、机动、 电动、液动和电液动等类型。
2.压力阀
压力阀用来控制液压系统的压力，或利用系统中压力的变化 来控制某些液压组件的动作。压力阀的种类很多，这里只介绍溢 流阀和减压阀。
（1）溢流阀
溢流阀可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀。
（2）减压阀 减压阀在液压系统中的作用主要有：降低系统某一支 路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。根据 结构和工作原理不同，减压阀可分为直动式减压阀和先导 式减压阀两种。
机械及液压传动基础知识
机械及液压传动基础知识1. 机械传动的概述机械传动是指通过机械装置将旋转运动或直线运动传递给另一个装置的一种方式。
它广泛应用于各种机械设备中，如汽车、工业机械、农业机械等。
机械传动的基本原理是利用齿轮、皮带、链条等传动元件，将动力从一个轴转移到另一个轴上。
2. 齿轮传动齿轮传动是机械传动中最常见的一种传动方式。
它利用啮合的齿轮来传递动力和转速。
齿轮传动具有传动效率高、承载能力大、传动比稳定等优点，广泛应用于各种机械设备中。
2.1 齿轮的分类根据齿轮的齿形，齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
直齿轮是最常见的一种齿轮，它的齿排列在轮轴的直径方向上。
斜齿轮的齿轮齿槽是倾斜的，它可以传递大功率和大扭矩。
锥齿轮则具有轴向变速的功能。
2.2 齿轮的设计与使用注意事项在设计齿轮传动时，需要考虑齿轮的模数、齿数、齿轮轴的装配间隙等参数。
此外，齿轮的安装要求精确，包括齿轮的轴向对正、齿轮的啮合间隙等。
在使用齿轮传动时，要注意保持齿轮的润滑状态，定期检查齿轮的磨损程度，及时更换磨损严重的齿轮。
3. 皮带传动皮带传动是利用皮带来传递动力和转速的一种机械传动方式。
它具有传动效率高、噪音低、安装维护方便等优点，广泛应用于机械设备中。
3.1 皮带的种类常见的皮带种类有V带、多楔带、齿形带等。
V带是最常见的一种皮带，它的截面呈V字形，适用于中小功率的传动。
多楔带则是在V带的基础上增加了多个楔形槽，提高了传动能力。
齿形带是一种具有齿形结构的皮带，适用于高功率、高速度的传动。
3.2 皮带传动的设计与使用注意事项在设计皮带传动时，需要考虑皮带的长度、宽度、材料的选择等参数。
此外，皮带的安装要求精确，包括张紧力的调整、驱动轮和从动轮的间隙控制等。
在使用皮带传动时，要定期检查皮带的松紧程度，及时更换磨损严重的皮带，保持皮带的润滑状态。
4. 液压传动液压传动是利用液体的压力来传递动力和控制执行机构的一种传动方式。
它具有传动平稳、传动力矩大、传动效率高等优点，广泛应用于各种机械设备中。
液压传动基本知识
第一讲液压传动基础知识一、什么是液压传动？定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。
液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。
二、液压传动系统由哪几部分组成？液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。
三、液压传动最基本的技术参数：1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。
静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。
单位：工程单位kgf/cm 2法定单位：1MPa （兆帕）=106Pa （帕）1MPa （兆帕）~10kgf/ce2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。
单位：工程单位：L/min （升/分钟）法定单位：m 3/s四、职能符号：定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。
作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。
如图：过滤器 /VNX五、常用密封件：1.O 形圈：常用标记方法：公称外径（mm ）截面直径（mm ）2•挡圈（0形圈用）：3. 常用标记方法：挡圈ADXdXa千斤顶双向锁 截止阀安全阀A 型（切口式）；D 外径（mm ）；d 内径（mm ）；a 厚度（mm ）第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁一、控制阀：1. 定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。
2. 分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类：压力控制阀：如安全阀、溢流阀流量控制阀：如节流阀方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁3. 对阀的基本要求：（1）工作压力和流量应与系统相适应；（2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象；（3）密封性能好，泄漏量小；（4）结构简单，制作方便，通用性大。
二、液控单向阀结构与原理：1. 定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。
液压传动基础知识
液体的可压缩性一般用体积弹性模量K来表示 K
温度增加时，K值减小，在正常工作范围内，有5%~25%的变化；
整理课件
压力增大时，K值增大，当p≥3MPa时，K基本上不再增大；
当工作介质中混有气泡时，K值将大大减小。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
3、粘性
粘度与温度、压力的关系：
温度升高，粘度下降。变化率的大小直接影响液压传动 工作介质的使用。粘度对温度的变化十分敏感。 压力增大，粘度增大，在整一理课般件 液压系统使用的压力范围 内，增大的数值很小，可忽略不计。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
4、其它性质 液压传动介质还有其它一些性质，如：
可认为是常值
压力提高，密度稍有增加。
我国采用20℃时的密度作为油液的标准密度，以ρ20表示。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
2、可压缩性 压力为p0、体积为V0的液体，如压力增大△p时，体积减小 △V，则体积的可压缩性可用体积压缩系数来表示
1 V
p V0
即单位压力变化下的体积相对变化量
稳定性（热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性
等）
抗泡沫性 抗乳化性 防锈性 润滑性 相容性（对所接触的金属整、理密课件封材料、涂料等的作用程度）
《液压与气压传动》
二、对液压传动工作介质的要求
不同的工作机械、不同的使用情况对工作介质的要求有很大不同。 液压传动工作介质应具备如下性能： ➢合适的粘度，ν40=（15-68）×10-6m2/s，较好的粘温特性 ➢润滑性能好 ➢质地纯净，杂质少 ➢对金属和密封件有良好的相容性 ➢对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性 ➢抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好 ➢体积膨胀系数小，比热容大 整理课件 ➢流动点和凝固点低，闪点和燃点高 ➢对人体无害，成本低
机械基础课件——液压传动
§9-1液压传动概述
②可压缩性。液体的可压缩性比钢铁大。纯油的可压缩性随压缩
过程、温度及其压力的变化而变动，但变动量不大，可不予考虑。在一 般情况下，油的可压缩性对液压系统的性能影响不大，但在高压情况下 以及在研究系统动态性能时则不能忽略。
③粘性。流体流动时，在流体内部产生内摩擦力的性质称为粘性。
粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择流体的主要指标，是影响流动
流体的重要物理性质。粘度大，液层的内摩擦力就大，油液就“稠”；
反之，油液就“稀”。油液的粘度对温度的变化很敏感。当温度升高时，
粘度显著下降。当压力升高时，油液的分子间距离缩小，粘度提高。
（2）液压油的选择。液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系 统的工作。选择液压油时，应考虑工作压力、环境温度以及工作部件的 运动速度等因素。工作压力高，应用粘度高的油，以减小泄漏，提高容 积效率。环境温度高时，应用粘度较高的油；反之，环境温度较低时， 应用粘度较低的油。当工作部件的运动速度较高时，为了减少压力损失， 应用粘度较低的油；反之，应用粘度较高的油。
v＝Q/A 式中，v为液体的平均流速，m/s；Q为流入液压缸或管道的流量，m3/s；A为
活塞的有效作用面积或管道的流通面积，m2。
1，2—活塞 3，4—油腔 5—油管
图9-4活塞运动速度与流量的关系
§9-1液压传动概述
④活塞运动速度与流量的关系。如图9-4所示，假定在时间t内，
活塞2移动的距离为H2，则：
此外，选择液压油时还应该注意油的润滑性能，良好的化学稳定性，
对金属材料具有防锈性和防腐性，比热、热传导率大，热膨胀系数小，
油液质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。
§9-1液压传动概述
液压传动基础知识
F p0dA ghdA pdA A
第一章 液压传动基础知识
三、伯努利方程
理想液体的伯努利方程
第三节
流体动力学
p v2 h 常数 g 2 g
F p0dA ghdA pdA A
第一章 液压传动基础知识
第三节 流体动力学
三、伯努利方程
2、实际液体的伯努利方程
，层流时取 当紊流时取 1
液压油
注：在静止液体中，du/dy=0，内摩擦力为零，所以液体在静 止状态下是不呈粘性的 （2）粘度
液体粘性的大小用粘度来表示
①动力粘度
F du A dy
物理意义——液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积 上的内摩擦力单位为 （帕•秒，N•s/m2）
第一节
液压油
② 运动粘度
液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并使油封加速 磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有如下三个方面。
(1)污染 液压油的污染的一般可分为外部侵入的污物和外部生成的不纯物。 ①外部侵入的污物：液压设备在加工和组装时残留的切屑、焊渣、铁锈等 杂物混入所造成的污物，只有在组装后立即清洗方可解决。 ②外部生成的不纯物：泵、阀、执行元件、“O’’形环长期使用后，因磨损 而生成的金属粉末和橡胶碎片在高温、高压下和液压油发生化学反应所生成 的胶状污物。
1L= 1×10-3 m3
1m3/s=6×104L/min
从连续性方程可以看出，表明运动速度取决于流量，与流体的压力无关。
F p0dA ghdA pdA A
第一章 液压传动基础知识
第三节 流体动力学
二、连续性方程
如图所示为相互连通的两个液压缸， 已知大缸内径D=100 mm，小缸内径d=20 mm，大活塞上放一质量为5000 kg的物 体G。问： (1)在小活塞上所加的力F有多大才 能使大活塞顶起重物? (2)若小活塞下压速度为0.2 m／s， 大活塞上升速度是多少?