第2章机械传动与液压传动2

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第2章机械传动与液压传动2
（三）功和功率 功： W=FS
功率：
或：
• 在液压传动中，功率等于压力p与流量Q的乘积。
式中：P——功率（KW）
p——压力（MPa）
Q——流量（L/min）
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第2章机械传动与液压传动2
四、液压传动的优缺点
（一）液压传动的优点
1. 与机械、电力等传动方式相比，输出同等功率条件下体 积、重量小很多，系统的布局、连接、安装灵活性大， 能构成用其他方法难以组成的复杂系统。
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第2章机械传动与液压传动2
六、液压马达和液压缸
液压马达和液压缸是液压传动系统中的执 行元件。
液压马达是将液体的压力能转换为旋转机 械能的装置。从工作原理上看，泵和马达都是 靠工作腔密闭容积的容积变化而工作的。所以 说液压泵可以作液压马达用。反之也一样。
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第2章机械传动与液压传动2
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•活塞固定式双杆活塞
第2章机械传动与液压传动2
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•缸筒固定式双杆活塞
•活塞固定式双杆活塞
•双杆活塞缸
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（二）单杆活塞缸
• 特点：油缸中的活塞一端有杆而另一端无杆，所以 活塞两端的有效面积不相等。
• 当油缸左、右两腔先后进入压力油时，即使流量及 压力均相同，活塞的往复运动的速度和所受的推力 也不相同。
• 缸筒固定式，活塞通过活塞杆带动工作台移动， 工作台移动范围等于活塞有效行程的三倍，占地面积 大，故仅适用于小型机器。
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•缸筒固定式双杆活塞缸 第2章机械传动与液压传动2
活塞固定式，缸筒与工作台相连，活塞杆固定。
工作台移动范围等于活塞有效行程的两倍，占地 面积小，常用于大、中型设备中。
• 液• 压缸与液压马达一样，也是将液压能转变成 机械能的一种能量转换装置，不同的是液压马 达将液压能转变成连续回转的机械能，液压缸 将液压能变成直线运动或摆动的机械能。
液压缸种类很多，根据其结构特点分为活塞式、 柱塞式、回转式三大类；按其作用来分有单作
用式和双作用式。
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液压缸及其分类
•单活塞杆式液压缸
•双活塞杆式液压缸
•柱塞式液压缸
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•伸缩式液压缸
第2章机械传动与液压传动2
液压缸及其分类
•弹簧复位式液压缸
•增压 缸
•齿条式液压缸
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•串联式液压缸
第2章机械传动与液压传动2
•（一）双杆活塞缸
• 特点：活塞两侧都有一根活塞杆伸出。
• 当油缸左、右两腔先后进入流量及压力均相同的 压力油时，活塞的往复速度和推力相同。
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•齿轮泵
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•齿轮泵的工作原理
第2章机械传动与液压传动2
特点：结构简单、重量轻、制造容易、 成本低、工作可靠、维修方便，广泛应用 在压力不高的液压系统中。
缺点：漏油较多，轴承载荷大，使压力 提高受到一定限制。
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的液压能，随后又将液压能转换为机械能作功。
• 液压传动的特点： 1. 以液体作为工作介质。
2. 依靠密封容积的变化传递运动，依靠由外界负载 引起液体内部的压力传递动力。
3. 实现机械能和液体压力能的互相转换。
4. 系统压力取决于负载。
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二、液压传动系统的组成
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第2章机械传动与液压传动2
•用职能符号表示的液压系统原理图
•1.油箱 •2.滤油器 •3.油泵 •4.节流阀 •6.换向阀 •8.活塞缸 •9.活塞 •10.工作台 •12.换向手柄 •13.溢流阀 •5、7、11、14.管路
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第2章机械传动与液压传动2
三、液压传动基本参数
在液压传动中，只要控制油液的压力、流量 和流动方向，便可控制液压设备动作所要求 的推力（转矩）、速度（转速）和方向。
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•1.油箱 •2.滤油器 •3.油泵 •4.压力表 •5.工作台 •6.液压缸 •7.换向器 •8.节流阀 •9.溢流阀
•机床工作台往复运动液压原理图
液压缸的职能符号：
•(a)
•双出杆活塞油缸
•(b)
•单出杆活塞油缸
•(c)
•柱塞油缸
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七、液压控制阀
液压控制阀在液压系统中用来控制液流的压力、 流量和方向，以满足液压系统的工作性能要求。
•液压控制阀的分类：
• （1）方向控制阀：用来控制和改变液压系统中的液 流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。 • （2）压力控制阀：用来控制或调节液压系统中的液 流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。
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2. 单作用叶片泵的工作原理
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•1.转子 2.定子 3.叶片
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优点：结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、 运转平稳、噪音低等。
缺点：结构较复杂、吸油条件苛刻、工作转速有 一定限制、对油液污染较敏感等。
双作用式和单作用式相比，径向力是平衡的， 受力情况较好，应用较广。
（二）叶片泵
单作用叶片泵和双作用叶片泵。 单作用叶片泵：转子每转一周有一次吸油 和压油，故得名单作用，是变量泵。 双作用叶片泵：转子每转一周完成两次吸 油和压油，故称为双作用，是定量泵。
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第2章机械传动与液压传动2
1. 双作用叶片泵的工作原理
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•1.定子 2.转子 3.叶片 4.泵体
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•单杆活塞缸原理图
第2章机械传动与液压传动2
设活塞与活塞杆直径为D、d • 当有杆腔进油、工作台右移时，速度v1，推力F1：
• 当无杆腔进油、工作台左移时，速度v2，推力F2：
• 因为A2＞A1，所以v2＜v1，F2＞F1 • 即当压力油进入有杆腔时，活塞有效面积小，速度
高，但推力小； • 当压力油进入无杆腔时，活塞有效面积大，速度低，
• 额定压力：泵在连续运转时允许使用的最大工
作压力。
• 排量：泵轴旋转一周排出油液的体积。 • 理论流量：单位时间内理论上可以排出的液体
体积。等于排量和转速的乘积：
QT = qn
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• 效率：泵的效率η是输出功率与输入功率之比。 液压泵实际流量和理论流量的比称为容积效率 ηv ，液压泵在能量转变过程中都存在容积损失 和机械损失两种消耗，故总效率为容积效率ηv与 机械效率ηm的 乘积。
液压泵的结构：
• 液压泵必须具有由运动部件(柱塞)和固定部件 (缸体)所构成的密闭容积，该容积的大小随运动 件的运动发生周期性变化。密闭容积增大形成负 压完成吸油；密闭容积减小则排油。吸油和排油 依赖容积的变化，故称之为容积式泵。
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液压泵的主要性能参数
• 液压泵的输出压力：液压泵工作时的实际输出 的压力取决于外界负荷，随着副后负荷的变化 而变化。
但推力大。
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（三）柱塞液压缸
活塞式液压缸的活塞与缸筒内孔有配合要求， 要有较高的加工精度，特别是缸筒较长时，加工 很困难。
柱塞液压缸就可以解决这个困难。
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•柱塞式液压缸结构简图 •1.缸体 2.柱塞 3.铜套 4.钢丝第圈2章机械传动与液压传动2
第2章机械传动与液压传 动--2
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2020/11/25
第2章机械传动与液压传动2
第二节 液压传动
液压传动是利用液体作为工作介质来传递运 动和动力的传动方式。由于液压传动有许多 明显的优点，在各种机器中广泛应用，特别 是在高效率的自动化和半自动的机器中应用 更为广泛。
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第2章机械传动与液压传动2
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第2章机械传动与液压传动2
（二）液压传动的缺点
1. 采用油液为介质，相对表面间难免有泄漏，油 液也不是绝对不可压缩，因此不能严格保证定 比传动。
2. 对温度较敏感，在高温和低温条件下采用液压 传动有一定困难。
3. 液压元件制造精度较高，系统工作过程中发生 故障不易诊断。
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五、液压泵
液压泵：将电动机输入的机械能转换为液体的压 力能。
液压泵的性能好坏直接影响液压系统的工作性能 和可靠性，是液压传动中的主要组成部分。
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•1.弹簧 2、3.阀 4、5.油管 6.泵体 7.柱塞 8.偏心轮 9.电机
•单柱柱塞油泵简图
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（一）压力 单位面积上的液体压力：
式中：p—液体压力（压强） A—面积 F—液压推力
压力单位：帕和兆帕 1 Pa=1 N/m2 1 MPa= 106 Pa
•液压传动的压力 取决于负载。
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（二）流量
单位时间内流过某一截面的液体体积：
单位：m3/s， 1 m3/s=60000L/min
• 容积效率：
• 效率：
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液压泵的分类
• 按结构： • 按使用压力：
•齿轮泵 •叶片泵
•柱塞泵 •低压泵 •中压泵 •高压泵
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• 按流量特性：
•定量泵 •变量泵
定量泵：油泵转速不变时，流量不能调节。 变量泵：在转速不变时，通过调节可使泵
2. 传递运动均匀平稳，无振动，油液本身也有吸振能力， 易实现快速启动、制动和频繁的换向，运行中可实现无 级调速。
3. 操作控制方便，省力，易实现自动控制、过载保护。特 别是与电气控制、电子控制相结合，易实现自动工作循 环和自动过载保护。
4. 液压元件易实现系列化、标准化、通用化，便于设计、
制造和推广使用。
第2章机械传动与液压传动2
（一）动力部分
把机械能转换成液压能，用压力油推动整个液压系统 工作，常见的是液压泵。
（二）执行部分 把液体的压力能转换成机械能输出的装置，如在压力油 推动下作直线运动的液压缸或作回转运动的液压马达。
（三）控制部分 对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节 的装置，如溢流阀、节流阀、换向阀等。 （四）辅助部分 保证液压传动系统正常工作所需的上述三种以外的装 置，如油箱、过滤器、蓄能器、油管等。
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•（三）径向柱塞泵
•
• 移动定子以改变偏心距的大小，便可改变柱塞的行程， 从而改变排量。
• 特点：压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节等。
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第2源自文库机械传动与液压传动2
• 衬套紧配在转子孔内随转子一起旋转，配油轴则 是不动的。
• 当转子顺时针旋转时，柱塞在离心力或在低压油 作用下，压紧在定子内壁上。由于转子和定子间 有偏心量e，故转子在上半周转动时柱塞向外伸出， 径向孔内密封工作容积逐渐增大，形成局部真空， 将油箱中的油经配油轴上的a孔再经b腔吸入；转 子转到下半周时，柱塞向里推入，密封工作容积 逐渐减小，将油液从柱塞底部经c腔再从配油轴上 的d孔向外压出。转子每转一周，每个柱塞底部 容积完成一次吸油、压油。转子连续运转，即完 成泵的吸油、压油工作。
• （3）流量控制阀：用来控制和调整液流流量的阀类， 如节流阀、调速阀等。
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第2章机械传动与液压传动2
（一）方向控制阀
有单向阀和换向阀两类。 1. 单向阀 作用：只许油液往一个方向流动，不能反方向 流动。要求正向流通时压力损失小，反向截止时， 密封性能好。
一、液压传动的工作原理
• 液压传动：依靠液体介质的静压力来传递能量的液体 传动。 现观察和分析一个最简单的油压千斤顶工作原理图。
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•1.杠杆 2.小活塞 3.小油缸 4、5.钢球 •6.大油缸 7.大活塞 8.重物 9.阀 10.油池
第2章机械传动与液压传动2
• 液压传动是以液体作为工作介质来传递能量的一种传 动方式，它依靠密封容积的变化传递运动，依靠液体 内部的压力（由外界负载所引起）传递动力。 是一种能量转换装置，先将机械能转换为便于输送
输出不同的流量。
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•液压泵的图形符号
(a) 单向定量液压泵 • (c) 双向定量液压泵
(b) 单向变量液压泵 (d) 双向变量液压泵
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（一）齿轮泵
齿轮泵是由装在壳体内的一对齿轮所组成，两 端面靠端盖密封。壳体、端盖和齿轮的各齿间槽 共同形成密封空间。