第三章液压马达与液压缸.知识讲解
第三章 液压泵和液压马达
二、轴向柱塞式液压马达
轴向柱塞式液压马达的工作原理可参照轴向柱塞泵
斜盘 2-缸体 3-柱塞 4-配流盘 5-轴 6-弹簧
2、结构特点
齿轮马达和齿轮泵在结构上的主要区别如下：
（1）齿轮泵一般只需一个方向旋转，为了减小径向不平衡液压力，
因此吸油口大，排油口小。而齿轮马达则需正、反两个方向旋转，
因此进油口大小相等。
（2）齿轮马达的内
泄漏不能像齿轮泵那样直接引到低压腔去，而必须单独的泄漏通
道引到壳体外去。因为齿轮马达低压腔有一定背压，如果泄漏油
积每转内吸油、压油两次，
称为双作用泵。双作用使
流量增加一倍，流量也相
应增加。
压油
吸油
图3-13 双作用叶片工作原理
2、结构上的若干特点
（1）保持叶片与定子内表面接触
转子旋转时保证叶片与定子内表面接触时泵正常工作的必要 条件。前文已指出叶片靠旋转时离心甩出，但在压油区叶片顶部 有压力油作用，只靠离心力不能保证叶片与定子可靠接触。为此， 将压力油也通至叶片底部。但这样做在吸油区时叶片对定子的压 力又嫌过大，使定子吸油区过渡曲线部位磨损严重。减少叶片厚 度可减少叶片底部的作用力，但受到叶片强度的限制，叶片不能 过薄。这往往成为提高叶片泵工作压力的障碍。
容积式液压泵的共同工作原理如下：
（1）容积式液压泵必定有一个或若干个周期变化的密封容积。密 封容积变小使油液被挤出，密封容积变大时形成一定真空度，油液 通过吸油管被吸入。密封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。 （2）合适的配流装置。不同形式泵的配流装置虽然结构形式不同， 但所起作用相同，并且在容积式泵中是必不可少的。
结束
§3-3 叶片泵和叶片油马达
叶片泵有两类：双作用和单作用叶片泵，双作用 叶片泵是定量泵，单作用泵往往做成变量泵。而马达只 有双作用式。
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
※液压知识点总结
（3）泵的功率
泵输入功率： Pd 2nT
泵实际输出功率： P pbqb
式中：pb — 泵输出的工作压力（MPa） qb— 泵的实际输出流量（L /min），1L =103cm3。在实际计算功率时，一定要注意单位统一。最好都统
a.工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损 失，与液压泵的流量无关。 b.额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。 c.最高允许压力：在超过额定压力的条件下，允许液压泵短暂运行的最高压力值。超过此压力，泵的泄漏会迅 速 增加。 （2）排量和流量 a.排量：泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值 V，如泵排量固定，则为定量泵；排量可变则为变量泵。
e.良好的化学稳定性。
f.抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好
g.体积膨胀系数小，比热容大。 h.流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 i.对人体无害，成本低。
6、静压力的两个重要特性：
a.静止液体内任意点所受到的各个方向的静压力都相等；
b.液体静压力的方向总是向着作用面的内法线方向。 7、液压系统中的压力由负载或元件对油液的阻力所产生。液压泵产生的是流量，而不是压力。 8、油液总是进入阻力最小的通路。
叶片泵是机床液压系统中应用最广的一种液压泵。运转平稳、压力脉动小，噪音小；结构紧凑、尺寸小、流量 大；其缺点是：对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死；与齿轮泵相比结构较复杂。 该泵有两种结构形式：一种是单作用叶片泵，另一种是双作用式叶片泵。 特点： 1. 用于中低压、要求较高的系统中。 2. 油液粘度要合适，转速不能太低，500～1500rpm。 3. 要注意油液的清洁，油不清洁容易使叶片卡死。 4. 通常只能单方向旋转，如果旋转方向错误，会造成叶片折断。 （1）单作用叶片泵（叶片后倾） 单作用叶片泵由转子 1、定子 2、叶片 3 和配流盘、端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子的间有 偏心距 e，叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁。 泵的转子每旋转一周，密封工作腔容积增大和缩小各一次，完成一次吸油和压油，故称单作用泵。改变转子 与 定子的偏心量，即可改变泵的流量。因此单作用叶片泵大多为变量泵。 为利用离心力使叶片外伸，通常将叶片相对于旋转方向后倾一个角度安装。这种泵只能单向旋转。 奇数叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动率小，一般取 13～15 片叶片。 （2）双作用叶片泵（叶片前倾） 作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子内表面由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲 线组成。且定子和转子是同心的。在吸油区和压油区之间有一段封油区将它们隔开。 工作原理：泵的转子每转一转，完成两次吸油和压油，所以称双作用叶片泵。由于泵的吸油区和压油区对称 布 置，因此，转子所受径向力是平衡的，所以，又称卸荷式液压泵。 双作用叶片泵也存在流量脉动，但比其它型式的泵要求小得多，且在叶片数为 4 的整数倍、且大于 8 时最小， 一般都取 12 或 16 片。
液压泵和液压马达原理
结束
§3-2 柱塞泵
在第一节所述单柱塞泵中，凸轮使泵 在半周内吸油，半周内排油。因此泵排出 的流量是脉动的，它所驱动的液压缸或液 压马达的运动速度是不均匀的。所以无论 是泵或马达总是做成多柱塞的。常用的多 柱塞泵有径向式和轴向式两大类。
一、径向柱塞泵 二、轴向柱塞泵
1.径向柱塞泵的工作原理 图为径向柱塞泵的工作原理。之所以称为径 向柱塞泵是因为有多个柱塞径向地配置在一个共 同的缸体3内。缸体由电动机带动旋转，柱塞要靠 离心力耍出，但其顶部被定 子2的内壁所限制。定子2是 一个与缸体偏心放置的圆环。 因此，当缸体旋转时柱塞目 前生产中应用不广。
泵的转子K及其轴承上会受到不平衡的液 压力，大小为: P=pBD 式中 P—转子受到的不平衡液压力； p—泵的工作压力； B—定子的宽度； D—定子内直径。 计算泵的几何排量为： q=B[(R+e)2-(R-e)2]=4BRe=2Bde 理论流量为： QT=2Bde 式中 R—定子内半径； e—定子与转子的偏心量；
泵的摩擦损失由两部分组成
容积损失 主要是液压泵内部泄漏造成的流量 损失。容积损失的大小用容积效率表征PV 机械损失 指液压泵内流体粘性和机械摩擦 造成的转矩损失。机械损失的大小用机械效 率表征Pm Pm=MT/MP 液压泵的总效率 泵的总效率是泵的输出功率 与输入功率之比 P=Pm.PV
实际上叶片有一定厚度，叶片所占的空间减 小了密封工作容腔的容积。因此转子每转因叶片 所占体积而造成的排量损失为
式中，s—叶片厚度；θ—叶片倾角。
因此，双作用叶片泵的实际排量为
双作用叶片泵的实际输出流量为
式中，n—叶片泵的转速，ηpv—叶片泵的容积效率 。 叶片泵的流量脉动很小。理论研究表明，当叶 片数为4的倍数时流量脉动率最小，所以双作用叶 片泵的叶片数一般取12或16。
第三章液压泵和液压马达_李清伟
摆线齿形内啮合齿轮泵特点
结构紧凑，尺寸小，排量大， 重量轻，运转平稳，噪声小， 流 量脉动小。但齿形复杂，加工困难， 价格昂贵 。
第三节 叶片泵 分类：双作用式定量叶片泵 单作用式变量叶片泵
单联叶片泵
叶片泵
一、定量叶片泵的工作原理 图3－7为工作原理图。泵的组成：定 子、转子、叶片、配油盘、传动轴和泵体。
二、轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵的组成 配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘 轴向柱塞泵特征 柱塞轴线平行或倾斜于缸体的轴线 轴向柱塞泵的分类 按配流方式分：端面配流、阀配流 端面配流的轴向柱塞泵分为：斜盘式、斜 轴式
轴向柱塞泵工作原理 V密形成—柱塞和缸体配合而成 右半周，V密增大，吸 油 V密变化，缸体逆转 < 左半周，V密减小，压 油 吸压油口隔开—配油盘上的封油区及缸体 底部的通油孔。
轴向柱塞泵变量原理 γ= 0 q = 0 大小变化，流量大小变化 γ < 方向变化，输油方向变化 ∴ 斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量 泵。
SCY14-1B轴向柱塞泵的结构要点
1、滑履结构 A 滑靴和斜盘
B 柱塞和缸体 球形头部—和斜盘接触为点 接触，接触应力大，易磨损。
齿轮泵压油腔的压力油泄漏到吸油腔有三条途 径： 齿侧泄漏— 约占齿轮泵总泄漏量的 5%
径向泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的
20%~25%
端面泄漏* —约占齿轮泵总泄漏量的 75%~80% 总之：泵压力愈高，泄漏愈大。因此要 提高齿轮的压力和容积效率，必须对端面间 隙进行自动补偿。
提高外啮合齿轮泵压力措施
第三章 液压泵和液压马达
液压泵
液压马达
目的任务 了解液压泵主要性能参数分类 掌握泵的工作原理、必要条件、排 流量、叶片泵和齿轮泵的结构、工作 原理、叶片泵的调整方法和减小齿轮 泵困油现象的方法。
第三章 液压马达解读
配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于 a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通低压油（x≠z )；
输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
13
• 排量公式 v =（πd 2/4）sxyz
– s 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数 。
• 应用 转矩脉动小，径向力平衡，启 动转矩大，能在低速下稳定运转，普 遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、 船舶、农业等机械中。
接方式被称为差动连接。
27
两腔进油,差动联接
A1 A2
A1 A2
F3 F3
P1
v3
ΔP
等效
P1
v3
q
q
活塞的运动速度为：
(c)差动联接
？
q 4q v3 v 2 v A1 A2 d
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连 接液压缸的推力为：
2 F3 p1 ( A1 A2 ) m d p1 v 4
24
A1
A2
有杆腔进油
P1 P2
F2
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
q 4q v2 v v 2 2 A2 (D d )
2 2 F2 ( p2 A2 p1 A1 ) m [( D d ) p2 D 2 p1 ] m 4
14
液压泵及液压马达的工作特点
液压泵的工作特点
液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、
异常噪声，甚至无法工作。 液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止 压力过高，泵的出口常常要采取限压措施。 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量 泵只有用改变转速的办法来调节流量。 液压泵的流量脉动。 液压泵（齿轮泵） “困油现象”。
液压传动电子课件3-执行元件
v2 D2 2 v1 D d2
2.柱塞式液压缸 特点：（1）柱塞和缸体内壁不接触，加工 工艺性好、成本低，适用于行程较长的场合（2） 属单作用缸，回程要靠外力或成对配合使用 （3） 工作时柱塞端面受压，当输出较大推力时，柱塞 通常都较粗、较重。一般垂直使用。 柱塞缸输出的推力和速度分别为：
第3章 液压缸与液压马达
第3 章
液压执行元件
3.1
液压马达
3.2
液压缸
3.1 液压马达
3.1.1 液压马达的分类和应用 以结构形式分：齿轮式、叶片式、柱塞式和螺 杆式。 以性能参数分：高速小扭矩液压马达 和低速大 扭矩液压马达。 另外，液压马达同液压泵一样有单向和双向 定量和变量之分 。 应用：不同形式、性能参数的液压马达应用 范围也不同。
（3）伸缩缸 由两级或多级活塞缸 套装而成，它的前一 级活塞缸的活塞就是 后一级的缸体 。
3.1.2 液压马达的工作原理 1．液压马达的基本工作原理 同液压泵一样，也是通过密封工作容积的变化来来实 现能量传递和转换的,只不过液压马达在密封工作腔容积 由小变大时输入的是压力油密封工作腔容积由大变小时 排除的是低压油。 从原理上说，除阀式配流的液压泵外（具有单向性）， 其它形式的液压泵和液压马达可以互相通用。由于各自 的工作要求不一样 ，液压马达和液压泵在结构上往往又 存在一些差别 一般情况下液压马达和液压泵不能直接互 换。
双杆活塞液压缸的推力F和速度υ： 2 2 推力： F pA ( D d ) p
4
速度： （2）单杆活塞式液压缸
v
q 4q A (D 2 d 2 )
单杆活塞式液压缸的压力油供油方式：
无杆腔进压力油，有杆腔回油时： q 4q 2 v F1 p A1 D p 1 A1 D 2 4 有杆腔通压力油，无杆腔回油 时：
第三章液压执行元件
p1
p2 )D2
p2d 2 ]
v1
q A1
4q
D 2
b）从有杆腔进油时，活塞上所产生的推力
Ｆ2和速度ｖ2
F2
A2 p1
A1 p2
4 [( p1
p2 )D2
p1d 2 ]
q
4q
v2 A2 (D 2 d 2 )
C）速度比
v
v2 v1
1 1 (d / D)2
3.差动液压缸——单杆活塞缸的左右两腔同 时通压力油，称为差动液压缸。
(二)液压缸的组成 液压缸的结构基本上可以分为缸筒和
缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装 置和排气装置五个部分。
1、缸筒与缸盖
2、活塞和活塞杆
3、密封装置 用以防止油液的泄漏(液压缸一般不允许外泄 并要求内泄漏尽可能小)。
4．缓冲装置 目的：使活塞接近终端时，增达回油阻力， 减缓运动件的运动速度，避免冲击。
3．液压马达的转速和低速稳定性
1）转速
n
q V
v
2）爬行现象——当液压马达工作转速过低 时，往往保持不了均匀的速度，进入时动 时停的不稳定状态，这就是所谓爬行现象
• 和其低速摩擦阻力特性有关。
• 另外，液压马达排量本身及泄漏量也在 随转子转动的相位角变化作周期性波动， 这也会造成马达转速的波动
4．调速范围 液压马达的调速范围以允许的最大转速和 最低稳定转速之比表示，即
当E1=E2时，工作部件的机械能全部被缓冲 腔液体所吸收，由上两式得
pc
E2 Ac l c
节流口可调式则最大的缓冲压力即冲击压
力为
pc max
pc
mv02 2 Aclc
5．液压缸稳定性校核 当 l/d ≤15时 一般不用校核 当 l/d ≥15时 必须进行校核，即F<Fk F为活塞杆承受的负载力，Fk为保持工作稳 定的临界负载力
第三章 液压泵与液压马达
（三）液压泵排量和流量
1.排量Vp (m3/r) 是指在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一 周所排出的液体体积。 2.理论流量qt (m3/s) 是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内排出的 液体体积。 qt =Vn 3.实际流量qp 指液压泵工作时的输出流量。 qp= qt - △ q 4.额定流量qn 指在额定转速和额定压力下泵输出的流量。
（动画） 2、工作原理：
旋转一周，完成二次吸油，二次排油——双作用泵
径向力平衡——平衡式叶片泵(两个吸油区，两个排油区）
3、 流量计算
忽略叶片厚度:
V=2π(R2-r2)B q=Vnηv = 2π(R2-r2)Bn ηv
如考虑叶片厚度: V=2π(R2-r2)B -2BbZ(R-r)/cosθ q=Vnηv = 2π(R2-r2)Bn ηv -2BbZ(R-r)/cosθ nηv
2、液压泵进口压力 p 0 0MPa ， 出口压力 pp 32MPa ， 实际输出流量q 250 L min，泵输入转矩 T pi 1350N m ， 输入转速 n 1000r min ，容积效率 0.96 。试求： （1）泵的输入功率 P i ，（2）泵的输出功率 P o ，（3） 泵的总效率 ，（4） 泵的机械效率 m
第三章 液压泵与液压马达
液压泵--动力元件： 将驱动电机的机械能转换成液体的压力能， 供液压系统使用，它是液压系统的能源。
3-1概
钳工技术—液压缸、液压马达与液压控制阀
钳工技术—液压缸、液压马达与液压控制阀一、液压缸液压缸通常称为油缸，其作用是把系统的液压能，转变为往复直线运动的机械能来带动外负载。
它主要以推。
拉和顶压的形式对外负载工作。
液压缸的种类较多，但其工作原理基本相同。
以图7－20单杆双作用活塞式液压血为例，其工作原理如下：当油缸A口进油小口回抽时，压力油推动活塞使活塞及活塞杆向左运动，输出推力和运动；当B口进油,A口回油时，活塞及活塞杆返回。
油缸的工作就是靠控制A,B口的交替进、回油来实现往复运动对外作工的。
二、液压马达液压马达习惯上又称为油马达。
它同液压缸一样，也是将液压能转化为机械能对外作功的，不同的是，液压马达是把波压能转变为旋转运动的机械能，来带动需要做旋转运动的工作机械。
液压马达与液压泵，在理论上说可以互逆使用，即具有可逆性。
所以，马达的种类与泵相同，常用的液压马达有齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
需要注意的是．油马达与油泵虽有可逆性，但实际上由于使用目的的不同，其结构是有差别的。
所以，实际上一般泵与马达是不能直接互逆使用的。
三、液压控制阀液压控制阀是用来控制系统压力、流量和液流方向的液压元件。
其控制的目的在于使执行机构（液压缸、马达）输出所需要的力、力矩、速度、方向以及实现系统保护。
液压控制阀的种类很多，根据其用途不同，可分为流量阀,压力阀和方向控制阀三大类。
（I）流量控制阀：这类阀是用来调节进人液压缸或马达流量的，目的是调节其输出运动的速度，如节流阀和调速阀等。
（2）压力控制阀：它是用来控制、调节系统压力的。
目的是调节液压缸或马达的输出作用力或调节运动顺序，以及系统过载保护等，如减压阀、顺序阀和安全阀等。
（3）方向控制阀：它是用来控制系统内液流方向的、以达到控制执行机构（液压马达的正反转、油缸的正反向运行等）的运动方向，如手动换向阀、电磁换向阀和单向阀等。
常用液压元件的职能符号在液压系统中，凡是作用相同的元件，不论其结构、原理如何，都用同一种代号表示，这种代号称为职能符号。
液压与气压传动期末复习重点考点教学讲义第3-4章
第三章 液 压 缸液压缸与液压马达一样,也是一种执行元件。
它是将液压能转换成机械能进行直线往复运动的机械能的一种能量转换装置，输出的通常为推力(或拉力)与直线运动速度。
而液压马达是将液压能转换成连续回转的机械能，输出的通常为转矩与转速。
第一节 液压缸的类型及其特点根据结构特点，液压缸可分为活塞式、柱塞式两种类型。
一、活塞式液压缸活塞式液压缸又可分为双活塞杆液压缸和单活塞杆液压缸两种结构，其安装方式有活塞杆固定（空心双杆液压缸）和缸体固定（实心双杆液压缸）两种。
（一）．双活塞杆液压缸1． 实心双杆液压缸1）组成：图3-1所示为一台平面磨床的实心双杆液压缸的结构图。
l-压盖2-密封圈 3-导向套4-纸垫 5-活塞 6-缸体 7-活塞杆 8-端盖 9-支架 10-螺母。
缸体固定在床身上不动，活塞杆和工作台靠支架9和螺母10连接在一起。
2）工作原理：当压力油通过油道a(或b)分别进入液压缸两腔时，就推动活塞带动工作台作往复运动。
3）推力和速度计算：由于活塞两端有效面积相等，如果供油压力和流量不变，那么活塞往返运动时两个方向的作用力和速度均相等，即 )(422d D q A q V -==π 4)(..22d D p A p F -==π 式中，v 为活塞运动速度 ； q 为供油流量；F 为活塞(或缸体)上的作用力；p 为供油压力；A 为活塞有效面积；D 为活塞直径；d 为活塞杆直径。
4）占地面积：如图3-2所示，实心双杆液压缸驱动工作台的运动范围大，约等于液压缸有效行程的3倍，因而其占地面积较大，它一般只适用于小型机床。
2． 空心双杆液压缸1）组成：图3-3所示为一台外圆磨床的空心双杆液压缸的结构图。
主要组成：缸体、活塞、活塞杆、端盖、托架等，活塞杆固定在床身上，缸体和工作台连接在一起。
2）工作原理：当压力油通过活塞杆2的中心孔和径向孔b(或a)分别进入液压缸两腔时，就推动缸体带动工作台作往复运动。
3）推力和速度计算：缸体11所受到的作用力和运动速度的计算与实心双杆液压缸类同。
第3章 液压泵与液压马达
启动性能
液压马达的启动性能主要由启动转矩和启动机械效率来描述。 启动转矩是指液压马达由静止状态启动时液压马达轴上所能输 出的转矩。 启动机械效率是指液压马达由静止状态启动时，液压马达实际 输出的转矩与它在同一工作压差时的理论转矩之比。
3.1 液压泵与液压马达概述
液压马达的主要性能参数
液压泵与液压马达概述 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 液压泵的选用 液压马达
3.1 液压泵与液压马达概述
液压泵的工作原理
1—偏心轮 2—柱塞 3—缸体 4—弹簧 5—压油单向阀 6—吸油单向阀 a—密封油腔 单柱塞容积式泵的工作原理图
• 构成容积式液压泵必须具备三个条件：
• 1.容积式泵必定具有一个或若干个密封工作腔。 • 2.密封工作腔的容积能产生由小到大和由大到小的 变化，以形成吸油、排油过程。 • 3.具有相应的排油机构以使吸油、排油过程能各自 独立完成，该方式称为配流。
3.1 液压泵与液压马达概述
液压马达的主要性能参数
液压马达的主要性能参数有压力、排量和流量、转速和容积效率、 转矩和机械效率、效率与总功率、启动性能、最低稳定转速、制动性能、 工作平稳性及噪声。
压力
为保证液压马达运转的平稳性，一般取液压马达的背压 为（0.5--1）MPa。
3.1 液压泵与液压马达概述
第3章
液压泵与液压马达
液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。 本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作 原理、结构特点、性能参数以及应用。
液压泵
将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件， 其功用是给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。因此，液压 泵的输入参量为机械参量(转矩T和转速n)，输出参量为液压参量(压 力p和流量q)。
第三章—液压泵和液压马达
第三章 液压泵和液压马达
该泵配油盘上的吸油窗口和压油窗口对泵的中心线是对称的 。如图所示，泵工作时，油泵出口压力经泵内通道作用在小柱塞 面积上，这样柱塞上的作用力 F PA与弹簧的作用力方向相反。 当PA=KSX0时，柱塞上所受的液压力与弹簧初始力相平衡，此时的 压力P称为泵的限定压力，用PB表示则： PB=KSX0/A 系统的压力P< PB 时，则：PA<KSX0 这表明定子不动，最大偏心距保持不变，泵也保持最大流量。 当系统的压力P> PB 时，则： PA>KSX0 这表明压力油的作用力大于弹簧的作用力，使定子向右移动， 弹簧被压缩，偏心距e减小，泵的流量也随之减小。
第三章 液压泵和液压马达
3.5 柱塞式液压泵
柱塞式液压泵按柱塞在转子内排列方式不同，分为径 向柱塞泵和轴向柱塞泵，轴向柱塞泵又可分为斜盘和斜轴两 大类。柱塞泵由于间隙泄露小、构件受力合理，所以可在高、 超高压力下满意地工作，广泛用于高压、大功率的液压传动 系统中。
第三章 液压泵和液压马达
柱塞泵的优点： 1.参数高：额定压力高，转速高，泵 的驱动功率大； 2.效率高，容积效率为95％左右，总效率为90％左 右； 3.寿命长； 4.变量方便，形式多； 5.单位功率的重量轻； 6.柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得 以充分利用；
第三章 液压泵和液压马达
应用举例 限压式变量叶片泵对既要实现快速行 程，又要实现工作进给（慢速移动）的执行元件来说 是一种合适的油源；快速行程需要大的流量，负载压 力较低，正好使用其AB段曲线部分；工作进给时负载 压力升高，需要流量减小，正好使用其BC段曲线部分。 例如组合机床动力滑台的进给系统、定位和加紧系统 等。 机床加工件：未加工之前或回程要求快；加工时 流量小、速度慢。
第三章 液压泵与液压马达
吸
2、径向压力不 平衡问题
措施：
减少压油口的
尺寸
开压力平衡槽
3、泄漏问题
齿顶 端面 啮合处 措施： 弹性侧板 浮动轴套
高压齿轮泵
四、内啮合齿轮泵 与外啮合齿 轮泵相比，内 啮合渐开线齿 轮泵具有流量 脉动小，结构 紧凑，重量轻， 噪音小，效率 高，无困油现 象等一系列优 点。
1 T pV m 2
q n V V
3.6.2 叶片马达
叶片马达的工作原理
3.6.3 轴向柱塞马达
1．轴向柱塞式液压马达的工作原理
TZ FT l
4
d 2 ptg R sin i
1 1 2 1 T pVm p d DZtg m pd 2 DZtg m 2 2 4 8
二、轴向柱塞泵
录像
1、工作原理
2、流量计算
V
4
d DZtg 2Fra bibliotekq
4
d DZn V tg
2
3、结构要点 （1）缸体端面间隙自动补偿。 （2）滑履结构：柱塞与滑履为球面接触，滑履与斜 盘为平面接触，改善了受力状态。 （3）变量机构：改变斜盘倾角可以改变其排量。
3.6 液压马达
3.6.1 液压马达的主要性能参数 1．液压马达的转矩 2．液压马达的转速
二、 双作用叶片泵 （动画）
1、工作原理 组成：定子、转子、叶 片、配流盘、泵轴、 泵体等。
2、流量计算
V=2π(R2-r2)b q=Vnηv = 2π(R2-r2)b ηv (忽略叶片厚度) 如考虑叶片厚度 V=2π(R2-r2)b -2bsz(R-r)/cosθ q=Vnηv = 2π(R2-r2)bn ηv -2bsz(R-r)/cosθ nηv
第三章：液压泵和液压马达(含习题答案)
第三章液压泵和液压马达第一节液压泵第二节齿轮泵第三节叶片泵第四节柱塞泵第五节液压马达第六节液压泵和液压马达的选用重点：液压泵和液压马达的工作原理、效率功率计算难点：结构教学目的：理解原理，熟悉结构在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。
液压泵：把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能，供系统使用；液压马达：把输来的油液的压力能转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。
工作原理上，大部分液压泵和液压马达是可逆的。
一、液压泵的工作原理二、液压泵的性能参数三、液压泵的分类一、液压泵的工作原理容积式液压泵：靠密封工作腔的容积变化进行工作，其输出流量的大小由密封工作容积变化的大小来决定。
i P T ω=o V P pq =η=ηV按结构形式分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。
按输出（输入）流量分为：定量液压泵和变量液压泵。
第一节液压泵三、液压泵的分类a)单向定量液压泵b)双向定量液压泵c)单向变量液压泵d) 双向变量液压泵液压泵的图形符号作业：3-2齿轮泵优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及工作可靠，因此在汽车上得到了广泛的应用。
齿轮泵缺点：泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所能达到的额定压力不够高，目前其最高工作压力30MPa 。
第二节齿轮泵齿轮泵按结构形式分为：①外啮合齿轮泵②内啮合齿轮泵泵的泵体内装有一对相同的外啮合齿轮，齿轮两侧靠端盖密封。
泵体、端盖和齿轮的各个齿间一、外啮合齿轮泵1. 外啮合齿轮泵工作原理第二节齿轮泵槽组成了许多密封的工作腔。
b zm Dhb V 22ππ==排量：b zm V 266.6=排量修正：排量近似计算：假设齿间的工作容积与轮齿的有效体积相等，则齿轮每转排量等于主动齿轮的所有齿间容积及其所有轮齿的有效体积之和（1）困油现象：齿轮泵要平稳而连续地工作，齿轮啮合的重合度系数必须大于1，因此总有两对轮齿同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容积之间，困油容积由大变小，再由小变大，使油压变化，产生振动和噪声。
液压与气压传动第4版含1CD教学课件ppt作者左健民主编第3章液压执行元件
液压与气压传动(第4版)第三章液压执行元件⏹第一节液压马达⏹第二节液压缸第一节液压马达液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。
一液压马达的特点及分类从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。
因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。
首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。
由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。
液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。
额定转速高于500r ／min 的属于高速液压马达，额定转速低于500r ／min 的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。
通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十N ·m 到几百N ·m)所以又称为高速小转矩液压马达。
低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千N ·m 到几万N ·m)，所以又称为低速大转矩液压马达。
液压泵、液压马达与液压缸的工作原理、区别及应用
液压泵的原理是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。
是一种能量转换装置，它的功能是把驱动它的动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成输到系统中去的液体的压力能。
左图为单柱塞泵的工作原理图。
凸轮由电动机带动旋转。
当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经单向阀排到需要的地方去。
当凸轮旋转至曲线的下降部位时，弹簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积。
凸轮使柱塞不断地升降，密封容积周期性地减小和增大，泵就不断吸油和排油。
液压泵的分类1、按流量是否可调节可分为：变量泵和定量泵。
输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。
2、按液压系统中常用的泵结构分为：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。
（1）齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。
泵一般设有差压式安全阀作为超载保护，安全阀全回流压力为泵额定排出压力1.5倍。
也可在允许排出压力范围内根据实际需要另行调整。
但是此安全阀不能作减压阀长期工作，需要时可在管路上另行安装。
该泵轴端密封设计为两种形式，一种是机械密封，另一种是填料密封，可根据具体使用情况和用户要求确定左图为外啮合齿轮泵的工作原理图。
壳体、端盖和齿轮的各个齿槽组成了许多密封工作腔。
当齿轮按如图所示的方向旋转时，右侧左侧吸油腔由于相互啮合的齿轮齿轮逐级分开，密封工作腔容积增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸进来，将齿槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到右侧压油腔中；右侧因为齿轮在这面啮合，密封工作腔容积缩小，油液便被挤出去——吸油区和压油区是由相互啮合的轮齿以及泵体分开的。
（2）叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。
这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。
（3）柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。
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第一节 液压马达（1）概述
➢ 排量与转速 排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油 液体积。 • 转速 n ＝ qMt/ V ＝ qMηMV / V
➢ 转矩与机械效率 实际输出转矩 T＝Tt-ΔT 理论输出转矩 Tt＝Δp VηMm/ 2π 机械效率ηMm＝TM/TMt
第一节 液压马达（1）概述
➢ 液压马达与液压泵具有的不同特点：
（1）液压马达一般需要正反转，所以在内部结构 上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的， 没有这一要求。
（2）为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压 泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压 腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。
（3）液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工 作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当 马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成 润滑滑膜。
第一节 液压马达（1）概述
➢ 液压马达与液压泵具有的不同特点：
（4）叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力 使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容 积。若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹 簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起 动。
第一节 液压马达（1）概述
➢ 功率与总效率
输入功率Pmi Pmi ＝ Δp qM
输出功率PMo PMo ＝ T 2πn
总效率 ηM＝ PMo/ Pmi＝ηMvηM
第一节 液压马达（1）概述
液压马达图形符号
第一节 液压马达（1）概述
液压马达的分类和选用
选择液压马达的原则与选择液压泵的原则 基本相同。在选择液压马达时，首先要确 定其类型，然后按系统所要求的压力、负 载、转速的大小确定其规格型号。一般来 说，当负载扭矩小时，可选用齿轮式、叶 片式和轴向柱塞式液压马达。如负载扭矩 大且转速较低时，宜选用低速大扭矩液压 马达。
第一节 液压马达（2）高速马达
齿轮马达 ➢ 工作原理:由于两个齿轮的受压面积存在
类型
齿 轮 外啮合式
高 速
马 达
内啮合式
小
扭 矩
叶片马达
马
达
轴向柱塞马达
低
速 大
扭 矩 马
径 向 马
达
达
曲轴连杆式 内曲线式 摆缸式
适用工况 适合于高速小扭矩、且速度平稳性要求不高、 噪声限制不大的场合。
适合于高速小扭矩，要求噪声较小的场合。
应用实例
适 用 于钻 床， 风扇 以及 工程 机 械 、农 业 机 械 、林 业 机 械 的 回 转 机构液压系统。
适 用 于 塑 料 机 械 、行 走 机 械 、挖 掘 机 、拖 拉 机 、起 重 机 、采 煤 机 牵引部件等设备。
适用于大扭矩、低速工况
中
速 双斜盘轴向柱塞马达 低速性好，可作伺服马达。
中
扭
矩
马
摆线马达
适用于中低负载速度、体积要求小的场合。
达
适 用 范 围 广 ，但 不 宜 在 快 速 性 要 求严格的控制系统中使用。
适 合 于 负 载 扭 矩 不 大 、噪 声 要 求 小 、调 速 范 围 适 用 于 机 床 （ 如 磨 床 回 转 工 作
宽的场合。
台）等设备中。
适 合 于 负 载 速 度 大 、有 变 速 要 求 、负 载 扭 矩 较 小 、低 速 平 稳 性 要 求 高 ，即 中 高 速 小 扭 矩 的 场 合。
适 用 于 起 重 机 、绞 车 、铲 车 、内 燃机车、数控机床等设备。
适合大扭矩低速工况，起动性较差。
适合于负载扭矩大、速度范围宽、起动性好、 转 速 低 的 场 合 。当 扭 矩 比 较 大 、系 统 压 力 较 高 （ 如 大 于 1 6 M P a）， 且 输 出 轴 承 受 径 向 力 时 ， 宜选用横梁式内曲线液压马达。
第一节 液压马达（1）概述
液压马达的特性参数
➢ 工作压力与额定压力
工作压力 p 大小取决于马ห้องสมุดไป่ตู้负载，马达进出口压力的 差值称为马达的压差Δp。
额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。
➢ 流量与容积效率
输入马达的实际流量 qM＝qMt＋Δq qMt为理论流量，马达在没有泄漏时， 达到要求转速 所需进口流量。
第三章液压马达与液压缸.
第一节 液压马达（1）概述
液压马达的工作原理 液压马达的特性参数 液压马达图形符号 液压马达的分类和选用
第一节 液压马达（1）概述
液压马达的工作原理
液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，从原 理上讲，向容积式泵中输入压力油，使其轴转动， 就成为液压马达，即容积式泵都可作液压马达使 用。
同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似， 但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上 也有某些差异，一般情况下不能由于液压马达与 液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液 压马达和液压泵不能互逆使用。
第一节 液压马达（1）概述
➢ 叶片液压马达的工作原理
当压力为p的油液从进油口进入叶片1和3之间时，由于叶片3伸 出的面积大于叶片1伸出的面积，因此作用于叶片3上的总液压力大于 作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使转子产生顺时针的转矩。 同样道理，压力油进入叶片5和7之间时，叶片7伸出的面积大于叶片 5伸出的面积，也产生顺时针转矩。这样，就把油液的压力能转变成 了机械能，这就是叶片马达的工作原理。当输油方向改变时，液压马 达就反转。
（5）液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就 没有这一要求。
（6）液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动扭矩， 就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩， 该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩， 所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要 求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。
适 用 于 塑 料 机 械 、煤 矿 机 械 、挖 掘机、行走机械等设备。
第一节 液压马达（2）高速马达
一般来说，额定转速高于500r／min的马 达属于高速马达，额定转速低于500r／ min的马达属于低速马达。
高速液压马达的基本形式有齿轮式、叶片 式和轴向柱塞式等。
高速马达的主要特点是转速高，转动惯量 小，便于启动、制动、调速和换向，通常 高速马达的输出转矩不大，最低稳定转速 较高，只能满足高速小扭矩工况。