广工大液压与气压传动第四章液压执行元件
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小，内摩擦小。
3
2、液压马达的工作原理
（1）齿轮式液压马达
当高压油输入进油腔时，由于齿轮 中心O、O`到啮合点A的距离均 小于齿顶圆半径，因此，在齿轮 3和3`的齿面上便产生不平衡液 压力。
不平衡液压力对齿轮中心O、O`产 生力矩，使齿轮旋转，输出力矩。
随着齿轮旋转，齿轮1、1`退出啮
合，齿轮3、3`扫过的容积＞齿
柱塞Ⅱ、Ⅲ底部液压 力通过横梁、滚轮作 用在导轨面的a段， 有一法向力N1、N2， 使得缸体中心产生转 矩，带动输出轴转动。
Ⅰ、Ⅵ过渡段
柱塞Ⅳ、Ⅴ对 应于b段，通 回油腔
19
20
输出转矩大，转动脉动率小，可在低速下平Fra Baidu bibliotek运转。
第二节 液压缸
液压缸是执行元件之一，把液体的压力能转换成机械 能以实现直线往复运动或往复摆动的能量转换装置。
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
旋转180°至图c位置，柱塞Ⅰ处于过渡状态，柱塞Ⅱ 16 、Ⅲ通高压油，柱塞Ⅳ、Ⅴ通回油
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
壳体固定，曲轴旋转；若曲轴固定，进、排油直接流入配流阀，则
可使外壳旋转；外壳旋转用于驱动车轮、卷筒等。
优点：结构简单、工作可靠；
缺点：体积大，质量大，输出转矩脉动大，低速稳定性差。
17
（2）多作用内曲线柱塞马达
定子6内表面由i个形状相 同且均布的导轨面组成 ，每个导轨面可分为a 、b两段；
缸体2上有Z个径向分布的 柱塞孔，柱塞顶作成球 面，通过横梁两端的滚 轮将力作用在导轨曲面 上；
配流轴与壳体连成一体， 若导轨面a段对应高压油
且固定不动。
区，则b段对应回油区；
18
轴塞Ⅱ、Ⅲ对应 导轨a段。通压 油腔
液压马达的容积效率等于理论输入流量与实际输入流量的比值，
即
Mv
qMt qM
qMt qMt q
(4 2) n qM
2VM
(4 3)
4、转矩和机械效率
在不计液压马达损失的情况下，其输出功率等于输入功率，即
Tt pqt p2nVM pVM
Tt pVM (4 4)
马达的机械效率ηMm等于马达实际输出转矩与理论输出转矩的比， 即
第四章 液压执行元件
第一节 液压马达
液压马达是将液压能转换成机械能的工作装置， 以旋转运动向外输出机械能，得到输出轴上 的转速与扭矩。
1
1、液压马达分类与特点
液压马达可分为：高速马达、低速马达 从原理上讲，同类型的泵与马达可以互换；但事实上，结构上存
在差异。
1）液压泵的吸油腔一般为真空，进油口直径比出油口大；而液压 马达排油口压力稍大于大气压，进、出油口直径相同。
6、最低回油背压
最低回油背压是指液压马达为防止出现空脱现象，在回油腔必须保持 的最低压力。
7、最低稳定转速
最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转 9 速。
三、液压马达主要结构形式
1、高速液压马达 （额定转速高于 500r/min） 基本形式有：齿轮式、叶片式、柱塞式 主要特点：转速高，转动惯量小，便于起动、制动、
轮1、1`扫过的容积，因此，进
油腔的容积增大，高压油不断输
入，齿轮连续旋转。
4
（2）双作用叶片式液压马达
输入压力油后，叶片1、3、5、 7一侧受高压油的作用，另 一侧通回油；
叶片1、5比叶片3、7伸出长 度大一些；
叶片2、4、6、8两侧压力相 同；
叶片1、3、5、7两侧压力差 克服外载荷使转轴转动；
2）液压马达需要正反转，内部结构具有对称性；而液压泵一般单 向旋转，内部结构不对称。
3）在确定液压马达轴承时，应保证能在很宽的范围内工作；而液 压泵转速变化小，无这一要求。
2
1、液压马达分类与特点
4）液压泵结构上需保证具有自吸能力，液压马达起动 时需保证较好的密封性。
5）液压马达一般需要外泄油口，而液压泵一般不需要。 6）为改善液压马达的起动和工作性能，要求转矩脉动
Mm
T Tt
T tT Tt
1 T Tt
(4 5)
8
二、液压马达主要参数计算
5、功率和总功率 液压马达的实际输入功率为pqM,实际输出功率为Tω,马达总效率ηM
等于实际输出功率与实际输入功率的比值。即
M
T
pqM
TtMm
p qt
MvMm
Mv
由上式可知：液压马达的总效率与液压泵的总效率相同，等于其机械效率 与容积效率的乘积。
2、排量Vm和流量q
在不考虑泄漏的情况下，马达每转一弧度所需输入液体的体积，称为液 压马达排量（m3/rad）
理论流量Qmt 不考虑泄漏流量； 实际流量qM
qM qMt q
qMt 2VM n
式中 n — 马达转速（r / min） q — 泄漏流量
7
二、液压马达主要参数计算
3、容积效率和转速
3）因需要正反转，叶片呈径向分布。
11
2、低速液压马达
转速低于 500r/min的马达属于低速液压马达。 基本形式是：径向柱塞式 主要特点是：排量大、体积大、转速低。 可以与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构
大大简化。其输出扭矩大，可达几千到几万牛·米。
12
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
壳体内5个缸径向均匀分布，连杆一端与柱塞铰接。曲轴一端通过十字滑
调速和换向。 （转矩不大通常只有数十至数百牛·米，又称高速小转
矩液压马达）
10
双作用叶片 式高速马达
与双作用泵相比较 ，其结构特点：
1）转子两侧开有环 形槽，放置弹簧2， 弹簧套在销子1上， 将叶片压向定子内表 面，防止启动时高、 低压腔互通，保证马 达有足够的启动扭矩 输出。
2）壳体内装有棱阀，保证正反转或进出油 口互换时，叶片底部始终通向高压油腔。
5
（3）轴向柱塞式液压马达
柱塞受到斜盘法向作用力 F'， 垂直方向分解为 Fy；
Fy 使缸体产生旋转力矩产 生。
6
二、液压马达主要参数计算
1、工作压力与额定压力 输入液压马达油液的实际压力称为液压马达的
工作压力，其大小决定于负载。液压马达进口压力与出口压力的差值称为 液压马达的压差。
额定压力 按试验标准规定，使液压马达连续正常工作的最高压力。
块联轴器带动配流轴同步旋转；
13
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
图a，高压油进入柱塞Ⅳ、Ⅴ顶部，柱塞Ⅰ处于高压油 和回油不相通的过渡位置，柱塞Ⅲ与回油口相通；
柱塞Ⅳ、Ⅴ高压油作用力F通过连杆作用于偏心轮，对 14 曲轴中心形成转矩，使之逆时针旋转；
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
曲轴旋转90°至图b位置，柱塞Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ通高压油 15 ，柱塞Ⅲ、Ⅳ通回油
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2、液压马达的工作原理
（1）齿轮式液压马达
当高压油输入进油腔时，由于齿轮 中心O、O`到啮合点A的距离均 小于齿顶圆半径，因此，在齿轮 3和3`的齿面上便产生不平衡液 压力。
不平衡液压力对齿轮中心O、O`产 生力矩，使齿轮旋转，输出力矩。
随着齿轮旋转，齿轮1、1`退出啮
合，齿轮3、3`扫过的容积＞齿
柱塞Ⅱ、Ⅲ底部液压 力通过横梁、滚轮作 用在导轨面的a段， 有一法向力N1、N2， 使得缸体中心产生转 矩，带动输出轴转动。
Ⅰ、Ⅵ过渡段
柱塞Ⅳ、Ⅴ对 应于b段，通 回油腔
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输出转矩大，转动脉动率小，可在低速下平Fra Baidu bibliotek运转。
第二节 液压缸
液压缸是执行元件之一，把液体的压力能转换成机械 能以实现直线往复运动或往复摆动的能量转换装置。
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
旋转180°至图c位置，柱塞Ⅰ处于过渡状态，柱塞Ⅱ 16 、Ⅲ通高压油，柱塞Ⅳ、Ⅴ通回油
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
壳体固定，曲轴旋转；若曲轴固定，进、排油直接流入配流阀，则
可使外壳旋转；外壳旋转用于驱动车轮、卷筒等。
优点：结构简单、工作可靠；
缺点：体积大，质量大，输出转矩脉动大，低速稳定性差。
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（2）多作用内曲线柱塞马达
定子6内表面由i个形状相 同且均布的导轨面组成 ，每个导轨面可分为a 、b两段；
缸体2上有Z个径向分布的 柱塞孔，柱塞顶作成球 面，通过横梁两端的滚 轮将力作用在导轨曲面 上；
配流轴与壳体连成一体， 若导轨面a段对应高压油
且固定不动。
区，则b段对应回油区；
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轴塞Ⅱ、Ⅲ对应 导轨a段。通压 油腔
液压马达的容积效率等于理论输入流量与实际输入流量的比值，
即
Mv
qMt qM
qMt qMt q
(4 2) n qM
2VM
(4 3)
4、转矩和机械效率
在不计液压马达损失的情况下，其输出功率等于输入功率，即
Tt pqt p2nVM pVM
Tt pVM (4 4)
马达的机械效率ηMm等于马达实际输出转矩与理论输出转矩的比， 即
第四章 液压执行元件
第一节 液压马达
液压马达是将液压能转换成机械能的工作装置， 以旋转运动向外输出机械能，得到输出轴上 的转速与扭矩。
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1、液压马达分类与特点
液压马达可分为：高速马达、低速马达 从原理上讲，同类型的泵与马达可以互换；但事实上，结构上存
在差异。
1）液压泵的吸油腔一般为真空，进油口直径比出油口大；而液压 马达排油口压力稍大于大气压，进、出油口直径相同。
6、最低回油背压
最低回油背压是指液压马达为防止出现空脱现象，在回油腔必须保持 的最低压力。
7、最低稳定转速
最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转 9 速。
三、液压马达主要结构形式
1、高速液压马达 （额定转速高于 500r/min） 基本形式有：齿轮式、叶片式、柱塞式 主要特点：转速高，转动惯量小，便于起动、制动、
轮1、1`扫过的容积，因此，进
油腔的容积增大，高压油不断输
入，齿轮连续旋转。
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（2）双作用叶片式液压马达
输入压力油后，叶片1、3、5、 7一侧受高压油的作用，另 一侧通回油；
叶片1、5比叶片3、7伸出长 度大一些；
叶片2、4、6、8两侧压力相 同；
叶片1、3、5、7两侧压力差 克服外载荷使转轴转动；
2）液压马达需要正反转，内部结构具有对称性；而液压泵一般单 向旋转，内部结构不对称。
3）在确定液压马达轴承时，应保证能在很宽的范围内工作；而液 压泵转速变化小，无这一要求。
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1、液压马达分类与特点
4）液压泵结构上需保证具有自吸能力，液压马达起动 时需保证较好的密封性。
5）液压马达一般需要外泄油口，而液压泵一般不需要。 6）为改善液压马达的起动和工作性能，要求转矩脉动
Mm
T Tt
T tT Tt
1 T Tt
(4 5)
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二、液压马达主要参数计算
5、功率和总功率 液压马达的实际输入功率为pqM,实际输出功率为Tω,马达总效率ηM
等于实际输出功率与实际输入功率的比值。即
M
T
pqM
TtMm
p qt
MvMm
Mv
由上式可知：液压马达的总效率与液压泵的总效率相同，等于其机械效率 与容积效率的乘积。
2、排量Vm和流量q
在不考虑泄漏的情况下，马达每转一弧度所需输入液体的体积，称为液 压马达排量（m3/rad）
理论流量Qmt 不考虑泄漏流量； 实际流量qM
qM qMt q
qMt 2VM n
式中 n — 马达转速（r / min） q — 泄漏流量
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二、液压马达主要参数计算
3、容积效率和转速
3）因需要正反转，叶片呈径向分布。
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2、低速液压马达
转速低于 500r/min的马达属于低速液压马达。 基本形式是：径向柱塞式 主要特点是：排量大、体积大、转速低。 可以与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构
大大简化。其输出扭矩大，可达几千到几万牛·米。
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（1）单作用连杆型径向柱塞马达
壳体内5个缸径向均匀分布，连杆一端与柱塞铰接。曲轴一端通过十字滑
调速和换向。 （转矩不大通常只有数十至数百牛·米，又称高速小转
矩液压马达）
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双作用叶片 式高速马达
与双作用泵相比较 ，其结构特点：
1）转子两侧开有环 形槽，放置弹簧2， 弹簧套在销子1上， 将叶片压向定子内表 面，防止启动时高、 低压腔互通，保证马 达有足够的启动扭矩 输出。
2）壳体内装有棱阀，保证正反转或进出油 口互换时，叶片底部始终通向高压油腔。
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（3）轴向柱塞式液压马达
柱塞受到斜盘法向作用力 F'， 垂直方向分解为 Fy；
Fy 使缸体产生旋转力矩产 生。
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二、液压马达主要参数计算
1、工作压力与额定压力 输入液压马达油液的实际压力称为液压马达的
工作压力，其大小决定于负载。液压马达进口压力与出口压力的差值称为 液压马达的压差。
额定压力 按试验标准规定，使液压马达连续正常工作的最高压力。
块联轴器带动配流轴同步旋转；
13
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
图a，高压油进入柱塞Ⅳ、Ⅴ顶部，柱塞Ⅰ处于高压油 和回油不相通的过渡位置，柱塞Ⅲ与回油口相通；
柱塞Ⅳ、Ⅴ高压油作用力F通过连杆作用于偏心轮，对 14 曲轴中心形成转矩，使之逆时针旋转；
（1）单作用连杆型径向柱塞马达
曲轴旋转90°至图b位置，柱塞Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ通高压油 15 ，柱塞Ⅲ、Ⅳ通回油