《机械基础》液压传动系统的工作原理及组成
第三章-补充知识-液压传动基础知识-精简版2020
二、液压传动的主要缺点
与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下缺点
1、由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄 漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。
2、工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。由于液体介质的泄漏及可
液压传动
第一章 液压传动概述
第一节 液压传动的定义、工作原理及组成
一、基本概念 1、液压传动的定义
用液体作为工作介质，在密封的回路里，以液体的压力能进行能 量传递的传动方式，称之为液压传动。
2、液压控制的定义
液压控制与液压传动的不同之点在于液压控制是一个自动控制系 统，具有反馈装置，系统具有较强的抗干扰能力,所以系统输出量 的精度高。
与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点
1、液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置； 2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； 3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1)； 4、可自动实现过载保护； 5、一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动； 7、容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程
低速液压马达的基本形式是 径向柱塞式，例如多作用内曲线式、单作 用曲轴连杆式和静压 平衡式等。
低速液压马达的主要特点是：排量大，体积大，转速低，有的可低到每 分钟几转甚至不到一转。通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达 几千 到几万 ，所以又称为低速大扭矩液压马达。
第三节 液压缸
一、 液压缸的类型和特点
3、 活塞式液压缸典型结构
液压传动的基本原理及组成教学设计
教学设计基本信息作者姓名 000 性别0 书名机械基础所教年级000 所教册次、单元第14章第1单元液压传动的基本原理及组成设计主题1.整体设计思路、指导依据说明整个教学过程让学生先观察事物，再通过理论与实际的讲解来理解知识，最后通过练习加以巩固。
整个教学过程遵循以下3个原则直观性：通过学生观察所学事物和教师语言的形象描述，引导学生形成所学事物的清晰表象，使他们能正确理解书本知识；理论联系实际：教学要以学习基础知识为主导，从理论与实际的联系上去理解知识，学会分析问题和解决问题。
巩固性：教学要引导学生在理解的基础上牢固地掌握知识和技能，长久地保持在记忆中，能根据需要迅速再现，以利于知识的应用。
2.教学背景分析教学内容分析：液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。
如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
学生情况分析：大多数学生对中专阶段的学习目的比较明确，知道学习是为了自己的前途，但学习效果却比较糟糕。
常规方式的理论学习对他们来说相当枯燥，一些非常规的教学方法，能够激起他们对学习的兴趣。
3.教学目标分析知识目标：1.了解液压千斤顶的工作原理2.了解液压传动系统的组成及特点能力目标：掌握液压系统各元件的作用学会分析液压千斤顶的工作原理情感目标：激发学生学习液压传动的兴趣4.教学重点、难点分析教学重点：液压传动的基本原理分析：液压千斤顶作为液压传动的典型例子，通过分析液压千斤顶的工作过程及各元件的作用，掌握液压传动的工作原理。
教学难点：液压传动的工作过程分析：由于观看实物只能看到最终的工作状态，学生要观看多媒体来了解内部的原理，整个内容学生必须掌握液压油的流向及原因，才能理解工作过程。
5.教学过程设计步骤1：创设问题情境，假如汽车在路上轮胎瘪了怎么办？设计意图：通过创设实际情境引导学生积极思考，活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣，通过回答用千斤顶换轮胎这个答案，引入千斤顶这个实例。
液压传动原理
液压传动原理
液压传动是利用液体作为传动介质的一种传动方式。
其基本原理是利用液体在封闭的管路中传递和传递压力，实现动力的传输和控制。
液压传动的基本组成包括液压泵、液压马达（或液压缸）、液压控制阀、油箱和管路等。
液压泵通过正反转运动，将液体从油箱抽入和压入液压系统，形成压力。
液压控制阀负责控制液体的流动和压力，从而实现各种运动要求。
液压马达或液压缸作为执行元件，将液压能转化为机械能，实现物体的运动或执行各种工作。
液压传动的工作原理是基于压力传递和力平衡原理的。
当液压泵施加压力并推动液体进入管路时，液体通过管路传递压力，到达液压马达（或液压缸）。
根据巴斯卡定律，液体传递的压力在密闭的液压系统中是均匀分布的。
液压马达（或液压缸）接收到液体的压力后，将其转化为相应的机械能，实现物体的运动或执行工作任务。
液压传动的优点有很多。
首先，液压传动可以传递很大的力和扭矩，适用于大功率传动和高负载工作。
其次，液压传动具有较高的传动效率和精确的控制性能，可以实现平稳、连续和精确的运动控制。
此外，液压传动还具有较大的自动化程度和灵活性，可以通过电气或电子装置进行远程控制和集中控制。
总的来说，液压传动是一种高效、可靠且灵活的传动方式，广
泛应用于工程机械、冶金、船舶、航空航天等领域，成为现代工业中不可或缺的重要技术。
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
电子课件-《机械基础(教师用书)》-A02-9162 15-6
第十五章 液压传动
四、油箱
作用：除了用于储油外，还起散热及分离油中 杂质和空气的作用。
在机床液压系统中，可以利用床身或底座内的 空间作油箱。
精密机床多采用单独油箱。
第十五章 液压传动
液压泵卧式安置的油箱
第十五章 液压传动
§15—6 液压辅助元件
了解液压辅助元件的种类及其工作原理、特点。
第十五章 液压传动
液压站由泵装置和油箱、油路集成系统附件等组成。
液压站
第十五章 液压传动
一、过滤器
作用：保持油的清洁。 安装在液压泵的吸油管路上或液压泵的输出管路 上以及重要元件的前面。通常，泵的吸油口装粗过滤 器，泵的输出管路上与重要元件之前装精过滤器。
三、油管和管接头
1．油管
常用的油管有钢管、铜管、橡胶软管、尼龙管和 塑料管等。
固定元件间的油管常用钢管和铜管，有相对运动 的元件之间一般采用软管连接。
第十五章 液压传动
2．管接头
用于油管与油管、油管与液压元件间的连。
管接头
第十五章 液压传动
常用管接头的类型
扩口薄管接头
焊接钢管接头
卡套式管接头
高压软管接头
第十五章 液压传动
实物图
过滤器
网式过滤器
第十五章 液压传动
纸芯式过滤器
过滤器
图形符号
第十五章 液压传动
二、蓄能器
储存压力油的一种容器，可以在短时间内供应大 量压力油，补偿泄漏以保持系统压力，消除压力脉动 与缓和液压冲击等。
实物图
气囊式蓄能器 蓄能器
图形符号
第十五章 液压传动
蓄能器应用实例
第十五章 液压传动
《汽车机械基础》模块六 汽车液压传动图文模板
液压系统的表示方法与组成
如图6-2（a）所示为某机床工作台的液压系统半结构式原 理图。
为了便于阅读、分析、设计和绘制，液压系统多采用图形 符号进行表示，如图6-2（b）所示。 从上述实例可以看出，整个液压系统由以下几个部分组成： ①动力元件———液压泵
这种泵的转子每转一圈完成一次吸油和压油，因此称为单作 用式叶片泵。当转子不停地转动时，泵就不停地吸油和压油。
单作用式叶片泵可改变偏心距的大小和方向，使之成为单向 变量泵和双向变量泵。双向变量泵能在工作中变换进、出油口， 使液压执行元件的运动反向。叶片泵的流量可以手动调节和自动 调节，自动调节式变量泵有限压式变量泵、稳流量式变量泵等多 种形式，其中限压式变量泵有反馈式和内反馈式两种。
在转子转动一圈的过程中每 个密封容积各完成两次吸、压油， 因此称为双作用叶片泵。
由于该泵的吸、压油腔的布 局径向对称，其径向液压力互相 平衡，故这种泵又称为平衡式叶 片泵，但此泵排量不可调，是定 量泵。
3． 柱塞泵
（1）轴向柱塞泵工作原理 如图6-7所示，斜盘和配流盘固定不动，传动轴带动缸体和柱
塞一起转动，柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上。
2．液压传动的缺点
① 油液的泄漏、油液的可压缩性、油管的弹性变形都会影响运动 传递的正确性，故液压传动不适用于对传动比要求精确的场合。
② 由于油液的黏度会随温度而变化，因此不宜在温度变化范围较 大的场合下使用液压传动，否则会影响运动的稳定性。液压传动 的工作温度在-15 ～ 60℃的范围内较适宜。此外，液压传动工作 油必须始终保持清洁。
（2）双杆活塞缸
如图6-11所示，活塞的两侧都有伸出杆的为双杆活塞缸，当 两活塞杆直径相同，缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞 （或缸体）两个方向的运动速度和推力也都相等。
机械基础教案三(上课用)
江西电力技师学院（江西机电学校）教案纸课程：机械基础第63 页授课日期: 班级:课题: §14－1 液压传动的基本原理及组成目的要求: 掌握液压传动的基本原理及组成重点难点: 液压传动的基本原理及组成教学方法、教具: 讲授作业布置: 教案审批:§14－1 液压传动的基本原理及组成一、液压传动的基本原理液压千斤顶的工作原理1一杠杆手柄2一泵体（油腔）7—排油单向阀4一吸油单向阀12一油箱6、5、10一油管11—放油阀9一液压缸（油腔）1．泵吸油过程2．泵压油和重物举升过程3．重物落下过程二、液压传动系统的组成动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分三、液压元件的图形符号GB/T786.1—1993《液压气动图形符号》液压千斤顶工作原理简化结构示意图四、液压传动的应用特点易于获得很大的力和力矩调速范围大，易实现无级调速质量轻，体积小，动作灵敏传动平稳，易于频繁换向易于实现过载保护便于采用电液联合控制以实现自动化液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长液压元件易于实现系列化、标准化、通用化传动效率较低液压系统产生故障时，不易找到原因，维修困难为减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高江西电力技师学院（江西机电学校）教案纸课程：机械基础 第 65 页 授课日期: 班级:课 题: §14－2 液压传动系统的压力与流量目的要求: 理解液压传动系统的压力与流量概念重点难点: 液压传动系统的压力与流量概念教学方法、教具: 讲授作业布置: 教案审批:§14－2 液压传动系统的压力与流量一、压力的形成及传递1．压力的概念油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用所产生的。
压强——油液单位面积上承受的作用力，在工程中习惯称为压力。
2．液压系统压力的建立活塞被压力油推动的条件：3．液压系统及元件的公称压力额定压力——液压系统及元件在正常工作条件下，按试验标准连续运转的最高工作压力。
过载——工作压力超过额定压力。
汽车机械基础----液压传动应用与原理
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控制元件的外形 图
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（4）辅助元件:过滤器、管路、密封件等－各种液压辅件
图1-2自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀
6—液压缸 7—单向阀 8—液压泵 a，b—油道
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辅助元件的外形结构图
我国液压与气动技术从上世纪60年代开始发展较快， 新产品研制开发和先进国家不差上下，但其发展速度远 远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不 上去，制造比较困难，材料性能不能满足设计需要，影 响了我国流体传动技术的发展。希望在坐各位能用自己 所学为我国的流体传动技术作出应有的贡献。
2021/7/17
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（5）工作介质：能量或信号的载体－液压油、液压液
图1-2自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀
6—液压缸 7—单向阀 8—液压泵 a，b—油道
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三、液压系统图形符号
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三、液压系统图形符号
1-油箱；2-液压泵；3-单向阀；4-换向 阀；5-限压阀；6-液压缸；7-过滤器
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任务1.2 分析汽车减振器减振原理
【任务描述】
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任务1.2 分析汽车减振器减振原理
【任务分析】 结合汽车减振器减振原理，掌握汽车液压传动的静力学和动
力学基础知识。 【知识准备】
1、液体静力学基础理论 2、液体动力学基础 3、液体流经小孔及缝隙的流量—压力特性
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1、液体静力学基础理论
图1-2自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀 49-33
机电《机械基础》单元测验答案
机械基础单元测验三班级：姓名：学号：分数：一、填空：1．液压传动的工作原理是以油液作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过油液内部的压力来传递动力;2．液压传动系统除工作介质外,由动力、执行、控制和辅助四大部分组成,各部分的作用如下：1动力部分：将原动机的机械能转换为油液的液压能;2执行部分：将液压能转换为驱动工作机构的机械能3控制部分:用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向 ;4辅助部分：起连接、储油、过滤、测量和密封等作用,保证系统正常工作;3．单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积称为流量,用符号qv 表示,单位是 m3/s ;4．液压传动中,活塞或液压缸的运动速度仅与活塞或液压缸的有效作用面积和流人液压缸油液的流量有关,而与油液的压力无关;5．压力和流量是液压传动中两个极为重要的参数;压力的大小决定于负载的大小,而流量的大小决定了执行元件的运动速度;6、液压传动的两个基本原理是液流连续性原理和静压传递原理 ; 7．流动油液的分子之间、油液与管壁之间的摩擦和碰撞会产生阻碍油液流动的阻力,这个阻力称为液阻 ;由于液阻的存在,油液流动时有能量损失,主要表现为压力损失,包括沿程损失和局部损失;8．减小液压传动系统压力损失的方法主要有：选用工作介质油液的粘度适当,管路的内壁光滑,尽量缩短管路长度,减少管路的截面变化和弯曲; 9．液压系统的泄漏包括内泄漏和外泄漏;泄漏会引起能量损失;10、液压泵是将电动机或其他原动机输出的机械能转换为压力能的装置;11、通过密封容积的变化来实现吸油和压油的液压泵称为容积式泵; 12、外啮合齿轮泵由泵体、两端盖和齿轮的各个齿间组成密封容积,齿轮副的啮合线把密封容积分成吸油腔和压油腔两部分;13、液压泵正常工作的必备条件是：应具备能交替变化的密封容积,应有配流装置,吸油过程中,油箱必须和大气相通;14、输出流量不能调节的液压泵称为定量泵,可调节的液压泵称为变量泵;外啮合齿轮泵是定量泵;15、按工作方式不同,叶片泵分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两种;16、柱塞泵具有密封性能好, 泄漏少,高压下有较高的容积效率和流量容易调节等优点,一般用于高压、大流量及流量需要调节的液压系统中;17、液压缸是将液压能转换为机械能的能量转换装置,一般用来实现往复直线运动 ;18、双活塞杆液压缸,当缸体固定时,活塞杆为实心,其工作台往复运动范围约为有效行程的3倍；当活塞杆固定时,活塞杆为空心,；其工作台往复运动范围约为有效行程的 2 倍;19、两腔同时输入压力油,利用活塞两侧有效作用面积差进行工作的双作用式单活塞杆液压缸称为差动液压缸;它可以实现快进－工进－快退的工作循环;20、液压缸常用的密封方法有间隙密封和密封圈密封两种;21、在液压系统中,用来对液流的方向、压力和流量进行控制和调节的液压元件称为控制阀;22、换向阀是通过改变阀芯和阀体间的相对位置来控制油液流动方向,接通或关闭油路 ,从而改变液压系统的工作状态的方向控制阀;23、溢流阀的作用主要有两个方面：一是起稳压溢流 ,二是起安全保护 ; 24、三位阀在中位时的油口的连接关系称为中位机能;常用的中位机能形式有O型、 H型、 P型和 Y型、 M型;25、一个换向阀的完整图形符号,应具有表明工作位置数, 油口数和在各工作位置上油口的连通关系操纵方式,复位方式和定位方式等符号;26、指出下列各图形符合所表示的控制阀名称：a 溢流阀b 减压阀c顺序阀d三位四通电磁换向阀 e 单向阀 f调速阀27、流量控制阀是靠节流口的开口大小来调节通过阀口的流量以改变执行元件的运动速度的液压元件,简称流量阀 ;28、油箱的作用是用来储油、散热、和分离油液中的空气和杂质 ;二、判断：1．液压传动装置本质上是一种能量转换装置;2．液压传动具有承载能力大、可实现大范围内无级变速和获得恒定的传动比;3．液压传动中,作用在活塞上的推力越大,活塞运动的速度越快;4．油液在无分支管路中稳定流动时,管路截面积大的地方流量大,截面积小的地方流量小;5．液压系统中某处有几个负载并联时,压力的大小取决于克服负载的各个压力值中的最小值;6．实际的液压传动系统中的压力损失以局部损失为主;7．驱动液压泵的电动机所需功率应比液压泵的输出功率大;8．液压传动系统的泄漏必然引起压力损失;9．油液的黏度随温度而变化;低温时油液黏度增大,液阻增大,压力损失增大；高温时黏度减小,油液变稀,泄漏增加,流量损失增大; 10、单向阀的作用是控制油液的流动放向,接通或关闭油路;11、溢流阀通常接在液压泵出口处的油路上,它的进口压力即系统压力;12、容积式液压泵输油量的大小取决于密封容积的大小;13、外啮合齿轮泵中,轮齿不断进入啮合的一侧的油腔是吸油腔;14、单作用式叶片泵只要改变转子中心与定子中心间的偏心距和偏心方向,就能改变输出流量的大小和输油方向,成为双向变量叶片泵;15、双作用式叶片泵的转子每回转1周,每个密封容积完成两次吸油和压油;16、改变轴向柱塞泵斜盘的倾斜角度大小和倾斜方向,则其成为双向变量液压泵; 17、双作用式单活塞杆液压缸的活塞,两个方向所获得的推力不相等；工作台作慢速运动时,活塞获得的推力小；工作台作快速运动时,活塞获得的推力大; 18、在尺寸较小、压力较低、运动速度较高的场合,液压缸的密封可采用间隙密封 方法; 19、使用可调节流阀进行调速时,执行元件的运动速度不受负载变化的影响; 20、通常减压阀的出口压力近于恒定; 三、 选择： 1．液压系统的执行元件是 A ．电动机 B ．液压泵 C ．液压缸或液压马达 D ．液压阀 2．液压系统中液压泵属 A 、动力部分 B 、执行部分 C 、控制部分 D 、辅助部分 3．液压传动的特点有 A 、可与其他传动方式联用,但不易实现远距离操纵和自动控制 B 、可以在较大的速度范围内实现无级变速 C 、能迅速转向、变速,传动准确 D 、体积小,质量小,零部件能自润滑,且维护、保养和排故方便 4．活塞或液压缸的有效作用面积一定时,活塞或液压缸的运动速度取 决于 A ．液压缸中油液的压力 B 、负载阻力的大小 C 、进入液压缸的油液流量 D 、液压泵的输出流量 5．在静止油液中 A ．任意一点所受到的各个方向的压力不相等 B 、油液的压力方向不一定垂直指向承压表面 C ．油液的内部压力不能传递动力 D ．当一处受到压力作用时,将通过油液将此压力传递到各点,且其值不变 6．油液在截面积相同的直管路中流动时,油液分子之间、油液与管壁之间摩擦所引起的损失是 A ．沿程损失 B ．局部损失 C ．容积损失 D ．流量损失7．图示液压缸中,活塞截面积A 1、活塞杆截面积A 2、活塞运动速度V 为已知; 下列判断中正确的是 A 、进入液压缸的流量q v1与从液压缸 排出的流量q v2相等,即q v1＝ q v2 B 、右两油腔油液的平均流速V 1和V 2与活塞运动速度V 的关系为V 1＝V 2＝V C 、若进油管与回油管的有效直径相同,则进 油管路与回油管路中平均流速V 1’和 V 2’相等 D 、左、右两油腔油液的压力相等,即P 1=P 2 8、下图所示的图形符号表示 A 、三位四通电磁换向阀 B 、四位三通电磁换向阀C 、三位二通电磁换向阀D 、O 型电磁换向阀 9、外啮合齿轮泵的特点有 A 、结构紧凑,流量调节方便 B 、价格低廉,工作可靠,自吸性好 C 、噪音小,输油量均匀D 、对油液污染不敏感,泄漏少,主要用于高压系统 10、不能成为双向变量液压泵的是 A 、双作用叶片泵 B 、单作用叶片泵 C 、轴向柱塞泵 D 、径向柱塞泵 11、作差动连接的单活塞杆液压缸,欲使活塞往复运动速度相同,必须满足 A 、活塞直径为活塞杆直径的2倍 B 、活塞直径为活塞杆直径的2倍C 、活塞有效作用面积为活塞杆面积的2倍 D 、活塞有效作用面积比活塞杆面积大2倍 12、减压阀A 、 常态下的阀口是常闭的B 、出口压力低于进口压力并保持近于恒定C 、阀芯为二节杆D 、不能看作稳压阀13、溢流阀A 、 常态下阀口是常开的B 、阀芯随着系统压力的变动而移动C 、进出油口均有压力D 、一般连接在液压缸的回油油路上14、在液压系统中可用于安全保护的控制阀有 A 、单向阀 B 、顺序阀 C 、节流阀 D 、溢流阀 四、计算题：1、如图所示液压传动系统中,已知：使溢流阀阀芯打开的压力为×106Pa,液压泵的输出流量为×10-4 m 3/s ,活塞有效作用面积为5 ×10-3m 2;若不计损失,试求下列四种情形时系统的压力及活塞的运动速度;假定经溢流阀流回油箱的流量为×10-4m 3/s （1） 负载F ＝9800N ； （2） 负载F ＝14700N ； （3） 负载F ＝0；（4） 负载F ＝11760N ;2、某一液压系统的执行元件为单活塞杆液压缸,工作压力P=35×105Pa,活塞直径D=90mm,活塞杆直径d=40mm,试求所能克服的阻力 3、试验证在差动液压缸中,当活塞直径D 与活塞杆直径d 的关系为D=2d 时,活塞往复运动的速度大小相等; 4、如图液压千斤顶中,已知：压动手柄的力T ＝294N,作用点到支点的距离为540mm,活塞杆铰链到支点的距离为27mm,柱塞泵活塞1有效作用面积A 1=1×10-3 m 2 ,液压缸活塞2有效作用面积A 2=5×10-3 m 2 ;试求： 1作用在柱塞泵活塞上的力为多少2系统中的压力为多少3液压缸活塞能顶起多重的重物4两活塞的运动速度哪一个快速比为多少5当重物G ＝19600N 时,系统中压力为多少要能顶起此重物,作用在柱塞泵活塞上的力为多少。
液压传动系统的工作原理
k油 = 100~150 k钢
在静态下工作时，不考虑液体的可压缩性。
3.黏性
• 附着力 液体与固体表面 • 内聚力 液体分子与分子之间
（1）.黏性
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。
黏性示意图
• 下板固定 • 上板以u0运动 • 附着力 A点：u = 0 B点：u = u0 • 内摩擦力 两板之间液流速 度逐渐减小
B
A
内摩擦力：
Ff du ——两液层的速度差 A dy ——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:
p V0
压力变化
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 k pV 0 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
• 当前液压技术正向着高压、高速、大功率、高 效率、低噪声、长寿命、高度集成化、复合化、 小型化以及轻量化等方向发展；同时，新型液 压元件和液压系统的计算机辅助测试（CAT）、 计算机直接控制（CDC）、机电一体化技术、 计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术以及 污染控制方面，也是当前液压技术发展和研究 的方向。 • 我国的液压技术开始于20世纪50年代，液压元 件最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖 拉机和工程机械。
• 思考题 • 1、何谓液压传动？ • 2、液压传动系统由哪几部分组成？
机械基础液压传动基本概念
外力作用的压力p0，另一部分是液体的 密度ρ与重力加速度g及该点液面深度h
的乘积。若将该圆形容器密封起来，对其
表面施加压力p0，则液体内任一点A的静 压力PA为：
PA =p0+ρgh
此为液体的静压力基本方程。
（二）压力的传递
在密闭容器里的静止液体中，任意点处的压力如有变化，这个压力
从以上液压千斤顶的工作过程可以看出：液压传动是以 液体为工作介质，利用液体的压力，通过密封积的变化实现 动力传递的。它先利用液压泵将机械能转换为液体的压力能， 再通过液压缸（或液压马达）将液体的压力能转换为机械能 以推动负载运动。液压传动的过程就是机械能—液压能—机 械能的能量转换过程。
（二）液压传动系统的组成
的变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。这即为静压传递原
理，又称帕斯卡原理。图8-2所示的油压千斤顶，是静压力传递原理的 具体应用。
设A1、A2分别表示小活塞与大活塞的作用面积，如在小活塞上加一
个力F1，则小液压缸中油液的压力 P为：
p F1
A1
根据静压传递原理，这个压力将以等值传递到液体中的各点，也传 递到大液压缸中。大活塞受油液压力作用而产生一个向上的作用力F2：
本章主要介绍液压传动的工作原理，液压传动系统的组 成以理及组成 （一）液压传动工作原理 油压千斤顶就是一个简单液压传动装置，图8-1是油压 千斤顶的结构图；图8-2是油压千斤顶的工作原理图。大缸 体３和大活塞４组成举升缸。杠杆手柄６、小缸体８、活塞 ７、单向阀５和９组成手动液压泵。以及它们之间的连接通 道构成一个密闭的容器，里面充满液压油。在阀门２关闭的 情况下，提起杠杆６，小活塞７上行，活塞下腔的密封容积 增大，压力减小并形成真空，在大气压的作用下油箱１内的 液体通过单向阀９被吸入；当小活塞下行时，其密闭工作腔 内容积缩小，油液压力升高，经单向阀５输出，压力油进入 大活塞４的工作腔，驱动大活塞４使重物Ｇ上升一段距离。 反复驱动手柄，油泵就会不断供油，大活塞就会不断地将重 物提升。当需要放下重物时，将阀门２旋转９０˚，在重物的 重力及大活塞自重的作用下，大油缸的油液排回油箱，重物 和大活塞跟着下降。这就是液压千斤顶的工作过程。
机械基础 第三版 教案 模块八 液压传动
流量：单位时间内流过通流截面的液体的体积。
平均流速：单位时间内单位面积上流过通流截面的液体体积。
3.液体流动连续性原理液体在密封管道内作恒定流动时，设液体不可压缩，则单位时间内流过任意截面的质量相等。
液压传动的原理、特点，联想到四两拨千斤；通过管路将液压元件组成一个系统，让学生考虑到不同的元件有不同的分工,教学过程教学方法与手段教学过程教学方法与手段泄）。
4.压力继电器5.流量控制阀6.液压辅助元件四、思政元素从液压阀中密封的重要性，介绍港珠澳跨海大大桥的建设及大国工匠管延安的事迹。
每个大工程背后，都有一批执著、坚守、一丝不苟、精益求精的大国工匠，托起了一个个响一、方向控制回路1换向回路(1)电磁换向阀组成的换向回路电磁换向阀组成的投向回路⑵液动换向阀组成的换向回路2,锁紧回路图&42液压锁紧回路二、压力控制回路1.调压回路功能：调定或限制液压系统最高压力⑴单级调压回路⑵多级调压回路2.减压回路功能：使系统某一支路的压力低于系统的调定的工作压力。
⑴单向减压回路⑵二级减压回路3.增压回路4.卸荷问路卸荷回路是在执行元件不需保压时，不启停液压泵而达到卸荷的目的。
(1)换向阀中位机能的卸荷回路⑵溢流阀的卸荷回路三、速度控制回路三、重点难点教学重点1掌握简单的液压控制回路教学难点1.试读分析液压回路四、思政元素液压控制回路的多样化，联想到解决事情的手段的多样化五、教学设计教学过程教学方法与手段环节1：课前准备1.学生课前PPT预习讲授2.学习通预习习题的发布二、教学内容典型控制回路02三、速度控制回路速度控制回路用于控制执行元件的运动速度。
速度控制回路包括调节执行元件工作行程的调速回路和快速运动回路。
1.调速［1］路⑴节流调速回路节流调速回路是将节流阀串联在液压泵与液压缸之间，控制进入液压缸的流量。
①进油节流调速回路②出油节流调速回路③旁油节流调速回路。
机械基础课件：液压传动基础知识
v1,v2 ——液体流经截面1、 2时的平均流速， 单位为m/s。
液压传动基础知识
图13-2 液流连续性原理
液压传动基础知识
练一练： 如图13-3所示， 在液压千斤顶的压油过程中， 已知柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4 m2， 液压缸活 塞2的面积A2=9.62×10-4 m2， 管路4的截面积A4=1.3×10-5 m2。 若活塞1的下压速度v1为0.2 m/s， 试求活塞2的上升速度 v2和管路内油液的平均流速v4。
液压传动基础知识
说一说： 你能对照图13-1复述液压千斤顶的工作过程吗？ 你在生活中见过液压传动的例子吗？ 如果有， 和大家分享 一下你对液压传动系统的认识。
液压千斤顶是一个简单的液压传动装置， 从其工作过程 可以看出， 液压传动的工作原理是以油液作为工作介质， 通过密封容积的变化来传递运动， 通过油液内部的压力来传 递动力。
当活塞运动被阻(如接触固定挡铁)， 负载阻力F增大， 液压泵出口压力又随之继续增大， 至油液压力达pC值时， 溢流阀阀芯上移，P口与O口连通， 压力油液流回油箱， 液 压泵出口处压力保持为pC。
综合上面分析， 可知液压传动系统中某处油液的压力是 由于受到各种形式负载的挤压而产生的， 压力的大小决定于 负载， 并随负载变化而变化。 当某处有几个负载并联时， 压力的大小取决于克服负载的各个压力值中的最小值。 压力 的建立过程是从无到有、 从小到大迅速进行的。
图13-1所示为液压千斤顶的工作原理。
液压传动基础知识
1—杠杆手柄; 2—小油缸; 3—小活塞; 4、 7—单向阀; 5—吸油管； 6、 10—管道； 8—大活寒； 9—大油缸； 11—截止阀； 12—
液压传动的工作原理
液压传动的工作原理液压传动是一种利用液体传递能量的机械传动方式，它通过液压油在封闭的管路中传递压力来实现机械运动。
液压传动系统通常由液压泵、液压阀、液压缸、液压马达和液压油等组成，它可以实现高效、平稳、可靠的动力传递和控制。
液压传动的工作原理主要包括液压原理、液压传动元件和液压控制系统。
液压原理是液压传动的基础，它主要包括帕斯卡定律和液体不可压缩性原理。
帕斯卡定律指出，在封闭的液体中，施加在液体上的压力会均匀传递到液体中的每一个部分，这就是液压传动能够实现力的传递和放大的基础。
液体不可压缩性原理则是指液体在受到压力作用时，体积几乎不变，这保证了液压传动的稳定性和可靠性。
液压传动元件包括液压泵、液压阀、液压缸和液压马达等，它们是液压传动系统中的核心部件。
液压泵负责将机械能转换为液压能，它通过旋转运动产生液体流动，从而产生压力。
液压阀用于控制液压系统中的液压液流，它可以控制液压油的流向、压力和流量，从而实现对液压系统的精确控制。
液压缸是液压传动系统中的执行元件，它将液压能转换为机械能，实现线性运动。
液压马达则是将液压能转换为旋转运动的执行元件，它可以驱动各种机械设备的旋转运动。
液压控制系统是液压传动系统中的调节和控制部分，它通过液压阀和其他控制元件实现对液压系统的精确控制。
液压控制系统可以实现液压传动系统的启停、速度调节、方向控制和力的调节等功能，从而满足不同工况下的动力传递和控制需求。
液压传动系统的工作原理可以简单概括为：液压泵将机械能转换为液压能，液压液在液压系统中传递压力，液压阀控制液压液的流向和压力，液压缸和液压马达将液压能转换为机械能，液压控制系统实现对液压系统的精确控制。
这种工作原理使得液压传动系统具有高效、平稳、可靠的特点，广泛应用于各种工程机械、冶金设备、航空航天设备、汽车工业等领域。
总之，液压传动的工作原理是基于液压原理、液压传动元件和液压控制系统的，它通过液压泵将机械能转换为液压能，然后通过液压系统传递压力，最终由液压缸和液压马达将液压能转换为机械能，实现各种机械设备的动力传递和控制。
机械基础液压传动
液压系统的污染控制
污染来源
液压系统的污染主要来自外部环境、内部残留和系统运行过程中产生的污染物。
控制措施
采用过滤器对油液进行过滤；定期检查油液的清洁度；保持液压元件的清洁；避 免在污染环境下进行维修和更换元件。
液压系统的维护和保养
日常维护
检查油液的清洁度和油位；检查液压元件是否有泄漏和异常 声音；检查管路是否有泄漏和振动。
流速和流量
流速是指流体在单位时间 内流过的距离，流量是指 单位时间内流过的流体体 积。
液体在缝隙和弯管中的流动
缝隙流动
当流体通过两个平行板之间的缝隙流动时，会受到粘性和摩擦力 的影响。
弯管流动
当流体在弯管中流动时，由于离心力的作用，流体在弯管外侧的速 度比内侧的速度大。
流体的压缩性和膨胀性
流体具有压缩性和膨胀性，当压力或温度发生变化时，流体的密度 会发生变化。
01
液体压力是由于液体受到重力作用而产生的，在液体内部，各
个方向的压强相等。
静止液体的压力特性
02
在静止液体中，压力随深度增加而增加，且各方向的压力相等
。
帕斯卡原理
03
在密闭容器内，施加于静止液体上的压力能够大小不变地传递
。
液体动力学基础
流动液体的压力特性
在流动液体中，压力随速度的增加而增加，同时也会受到粘性的 影响。
压力控制阀
结构特点
压力控制阀主要由阀体、阀芯、弹簧等组成，可分为 溢流阀、减压阀和顺序阀。溢流阀用于限制系统最高 压力，减压阀用于降低系统压力，顺序阀用于控制液 压系统中液体的流动顺序。
工作原理
在压力油作用下，阀芯移动，改变液体的压力。
流量控制阀
结构特点
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1.液压传动的工作原理
由帕斯卡原理可知， 受力平衡时：
1-泵体 2-排油单向阀 3-吸油单向阀 4-油箱 5-放油阀 6-液压缸
FF G
1 2 P
AA A
1
2
2
A
F F 2
2
1A
1
6
一、液压传动的工作原理及特性
1.液压传动的工作原理
分析：当A2/A1≥1时，作用在小活塞上一个 很小的力F1，便可在大活塞上产生一个很大 的力F2。——原理
课程的主要内容
14
2.液压传动系统的图形符号
(1)符号只表示元件的职能，连接系统的通路， 不表示具体结构和参数，也不表示元件的实际安装 位置。
(2) 换向阀的箭头只表示油路的接通状态，油的 实际流动方向需要判断。
(3)符号均以元件的静止位置或中间零位置表示 ，当系统的动作另有说明时，可作例外。
15
液压传动系统的工作原理 及组成
《机械基础》
1
复习回顾 机械传动 齿轮传动 链条传动 皮带轮传动
2
导入新课
同学们，汽车换轮 胎时需要用到千斤顶， 随着手动杠杆的提升和 下压，慢慢地将汽车抬 起，方便维修工作的进 行。液压千斤顶是如何 将一辆汽车举起来的？ 它是靠什么来工作的呢？ 为什么一个小小的杠杆 就能举起那么重的汽车 呢？
23
四.液压传动的优缺点
1、优点
① 能够方便地实现无级调速,调速范围大； ② 在一定功率下,体积较小、重量较轻(与机械、电气传动
相比）； ③ 工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向； ④ 便于实现过载保护,自润滑,寿命长 ； ⑤ 操纵简单,便于实现自动化,易于与数控和智能技术相结
合； ⑥ 液压元件大多已实现系列化、标准化和通用化，易于设
结构原理图
系统原理图 （采用图形符号）
16
液压元件 图形符号
17
三、液压传动装置应用实例 1.用于起重机械
18
液压传动应用图例 2.用于锻压机械
19
液压传动应用图例 3.用于水坝船闸
20
液压传动应用图例 4.用于隧道机械
21
液压传动应用图例 5.用于机床
22
液压传动应用图例
6.用于工业 机器人、机 械手（臂）、 自动化生产 线……
工作。
25
课堂小结
1、液压传动系统的工作原理：以油液作为工作介 质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油 液内部的压力来传递动力。（重点）
2、液压传动系统的组成（重点） 3、液压传动的应用特点（难点）
26
布置作业
1、教材P172 1、 2、 3、 4 2、习题册相关习题
27
3
讲授新课
第十四章 液压传动系统的工作原理及组成 教学主要内容：
1. 液压传动的概念与原理（掌握） 2. 液压传动的工作特性（必须掌握） 3. 液压系统的基本组成（掌握） 4. 液压传动的优、缺点（了解）
4
概述
液压传动是以液体为工作介质，利用压力能 进行能量传递和控制的一种传动技术。
5
一、液压传动的工作原理及特性
计制造和推广；
24
4.液压与气压传动的优缺点
2、缺点
① 泄漏和压缩--无法保证严格的传动比； ② 能量损失较多(泄漏、摩擦、压力损失等),传动效率
不高，不宜பைடு நூலகம்距离传动； ③ 为减少泄露，液压元件的配合件制造精度要求较高，
加工工艺较复杂，故制造成本较高； ④ 对油温变化敏感,不宜在温度很高和很低的环境下
9
3.液压传动的运动传递特性
v1A1=v2A2=q
v1-小活塞平均速度 v2-小活塞平均速度 q -流量
v2=q/A2
3.液压传动的运动传递特性
分析：液压传动是靠密闭工作容积变化相等的原则 实现运动传递的，改变进入大液压缸的流量 q ，即可改变其活塞的运动速度v2。
液压传动的特性二： 液压传动的速度大小取决于流量。
思考：是不是与杠杆的作用很相似？ 力被“放大”了！
7
2.液压传动的动力传递特性
由帕斯卡原理可知， 受力平衡时：
F1 G P A1 A2
P-液压系统的压力
8
2.液压传动的动力传递特性
分析：当两液压缸活塞的面积不变时，负载
G变化，将引起P 变化，即液压系统的压力
取决于外负载。
液压传动的特性一： 液压系统的压力取决于外负载。
22
2A
2
压力p的单位是Pa,流量q的单位 是㎡/s,功率的单位是W。
液压系统的压力和流量之积就是功率。 压力和流量是液压传动中两个最重要的参数。
13
二、液压系统的基本组成
1、液压传动系统组成
1）动力元件：液压泵 2）执行元件：液压缸、液压马达 3）控制元件：各种类型的阀 4）辅助元件：油箱、过滤器等
11
4.液压传动的能量转换
机械能
压力能 机械能
小液压缸 大液压缸
液压传动装置实际是一种能 量转换装置，在能量转换过程中 必须有完全封闭的密封腔。
液压传动的本质：借助于密封容积的变化，利用液体 的压力能和机械能之间的转换来传递能量。
12
5.液压传动的液压功率
大活塞的输出功率为：
q
P F v pA pq