液压传动教案汇总

1、导入 一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。(举例说明机器的组成及传动机构在机器中的作用及能量在机器工作过程中输入、输出的转换形式。)按传动装置或传动工作介质的不同，传动形式分为机械传动、电气传动 、气压传动

2、和液压传动等。机械传动是通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构的传递方式。电气传动是利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式。液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。由于液压传动有许多突出的优点，因此被广泛用于机械制造、工程建筑、石油化工等各个工程技术领域。我们今天要学习的课程就是液压传动。本课程周课时为4，总课时36。讲授新课 §1-1 液压系统的组成和图形符号一、液压传动系统的工作原理以液压千斤顶的工作过程来说明液压传动的工作原理。图1-1液压千斤顶工作原理图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大活塞9大油缸11

3、截止阀12油箱图1-1是液压千斤顶的工作原理图。大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11，举升缸下腔的油液通过管道1

4、0、截止阀11流回油箱，重物就向下移动。这就是液压千斤顶的工作原理。工作原理液压传动是利用有压力的油液作为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，油液内部的压力来传递动力，从而实现能量的转换。液压千斤顶是一种简单的液压传动装置。下面以机床工作台的液压传动系统（图1-1）为例， 进一步分析液压传动的工作原理和液压系统组成。二、液压传动系统的组成一个完整的、能够正常工作的液压系统，由以下五部分组成：1.动力元件：它是供给液压系统压力油，把机械能转换成液压能的装置。最常见的形式是液压泵。2.执行元件：它是把液压能转换成机械能以驱动工作机构的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达。

5、3.控制元件：控制液压系统中油液的压力、油流的方向和油液的流量，以保证执行元件按预定的要求工作。如溢流阀、节流阀、换向阀等。4.辅助元件：起连接、储油、过滤和测量油液压力等辅助作用。包括油管、油箱，过滤器及各种指示器、仪表等。5.工作介质：传递能量的流体，即液压油等。液压系统就是通过介质传递运动和动力的。三、液压传动系统图的图形符号 图 1-1C §1-2 液压油一、液压油的物理特性1、密度 = m/V kg/ m3一般矿物油的密度为850950kg/m32、重度 = G/V N/ m3 一般矿物油的重度为84009500N/m3 因G = mg 所以 = G/V=g  3

6、、可压缩性当液体受压力作用而发生体积减小的性质称为可压缩性。液体压缩性的大小可用液体的压缩系数 k表示，即单位压力变化时引起液体体积的相对变化量。对于一般的液压系统，可不考虑油的压缩性，认为油液是不可压缩的。4、黏性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。黏性这种阻碍液体分子间相对运动的性质称为液体的黏性。黏性使流动的液体内部各处的速度均不相等，如图1-3所示黏性的大小可用黏度来衡量，它分为动力黏度、运动黏度和相对黏度三种。 = /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1-3液体的粘性示意图液体的黏

7、度随压力的增大而增大，但增大的数值不大。在一般液压系统使用的压力范围内（小于5MPa），其变化值一般忽略不计。液体的黏度随温度的影响较大，随着温度的升高 ，黏度下降，这种关系称为液压油的黏温特性。二、液压油的污染、控制和选用1、对液压油的要求（1）合适的黏度。（2）润滑性能好。（3）质地纯净，不含有杂质。（4）良好的稳定性。（5）闪点、燃点要高，以满足防火要求；凝固点和流动点要低，以保证在低温下正常使用。（6）没有腐蚀性，良好的相容性。2、液压油的选用选用液压油时，可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面

8、考虑。（1）选用原则类型、黏度、性能、价格（2）液压油品种的选择1）根据系统的工作压力和温度选择。2）根据系统的工作环境选择。3）根据特殊性能要求选择。表1-1（3）液压油黏度的选择1）按液压泵的类型选用 表1-22）按液压系统的工作压力选用伺服系统则要求油质纯、压缩性小；高压系统则要求油液抗磨性好。3）按液压系统的工作元件的运动速度选用4）根据环境温度选择液压油的黏度如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低。液压油的牌号(即数字)表示在40下油液运动粘度的平均值(单位为cSt)。原名内为过去的牌号，其中的数字表示在50时油液运动粘度的平均值。总的来说，应尽量选用较好

9、的液压油，虽然初始成本要高些，但由于优质油使用寿命长，对元件损害小，所以从整个使用周期看，其经济性要比选用劣质油好些。3、液压油的污染（1）污染的原因残留物、侵入物、生成物（2）污染的控制1）清除残留的污染物，主要采用清洗的方法。2）防止污染物从外界侵入。在油箱通气孔上装滤清器。3）采用过滤精度高的过滤器。4）控制系统的工作温度65°C以下。5）定期检查和更换液压油。小结概括本节主要内容 1、液压传动的工作原理和传动系统的组成。 2、液压油的主要物理性质和要求。作业 见首页导入 复习：液压传动原理、液压系统的组成、液压油的物理性质，导入新课。讲授新课 §1-3 液体的力学基

10、础一、 液体的静力学基础静止指液体内部的质点间无相对运动，即不呈现粘性。1、 静压力及其性质指静止液体单位面积上所受的法向力。P=F/A(Pa)液体的静压力在物理学中称为压强，在液压传动中则称为压力。两个特性：（1） 液体的静压力垂直于其作用平面，其方向和该平面的内法线方向一致。（2） 静止液体内任一点所受到的各个方向的压力都相等。2、静力学基本方程液体内距液面深度为h的A点处的压力pp0gh3、压力的表示方法绝对压力以绝对真空作为基准所表示的压力pp0gh相对压力以大气压力p作为基准所表示的压力，也称表压力。p-pa=gh绝对压力=大气压力+相对压力真空度=大气压力绝对压力4、静压传递原理

11、在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。俗称帕斯卡原理。p1=p2应用实例 图1-7 液压系统中的压力是由外界负载决定，并随外界负载的变化而变化。5、静止液体对固体表面的作用力F=pA=p二、 液体的动力学基础1、 基本概念理想液体既无黏性又不可压缩的液体。实际液体既有黏性又可压缩的液体。流量q单位时间内流过某一通流截面的液体体积。平均流速v v= q/A2、连续性方程液体在不等截面的管道中作稳定流动时，流过管道各个截面的流量相等。 q1=q2 即v1 A1 = v2 A23、伯努利方程（略去）4、动量方程（略去）三、管道中的压力损失和流量损失液阻液体流动时，油液的分子间

12、、液体和管壁之间的摩擦及碰撞会产生阻力，这种阻碍液体流动时的阻力称为液阻。液阻能量损失压力损失泄漏流量损失1、 压力损失（1）液体的流动状态（略去）（2）沿程压力损失液体在等径直管中流动时，因其黏性摩擦而产生的压力损失。（3）局部压力损失液体流经管道的弯头、接头、 突变截面以及阀口、滤网等局部阻力处所引起的压力损失。压力损失热能 温度升高泄漏增影响系统的工作性能减小压力损失的措施：1）缩短管道的长度，减少管道截面的突变和弯曲次数。2）提高管道内壁的粗糙度精度。3）增大管路直径以增大通流截面积，有效地降低流速。4）选用适宜黏度的液压油。2、流量损失（1）泄漏和流量损失泄漏在液压系统正常工作的情况

13、下，从液压元件的密封间隙漏过少量油液的现象。内泄漏液压元件内部高压腔与低压腔间的泄漏。外泄漏液压系统内部的油液漏到了系统外部。泄漏（2）流量损失的计算qv泵=K漏·qv缸四、液压冲击和空穴现象1、液压冲击在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然升高，形成很大的压力峰值的现象。（1）产生原因：1）流动液体的突然停止。2）静止液体的突然流动和流动液体的突然换向。3） 运动部件的突然制动和换向。4）某些液压元件动作不灵敏。（2）措施1）减慢阀的关闭速度和延长运动部件的换向时间。2）限制油液在管道中的流速；减小工作元件的运动速度。3）用橡胶软管或安装蓄能器。4）设置限压阀和缓冲装置。2、空穴

14、现象在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而形成气泡的现象。也可称为气穴现象。减少和防止空穴现象的发生，常用以下措施：（1）减小阀口前后的压力差，压力比p1/ p23.5（2）正确设计管路，尽量保持平直。（3）提高各连接处的密封性能。（4）提高液压元件的抗蚀能力。（5）限制液压泵的吸油高度，以减小进油口处的真空度。§1-4 液压系统的流量和压力一、流量如图1-12，活塞的运动速度为：V=q/A结论：1.活塞的运动速度等于液压缸内油液的平均流速。2.活塞的运动速度与活塞的有效作用面积和流入液压缸中的油液的流量有关，与油液的压力无关。3.当活塞的有效作用面积一定时，活塞的运动速度决

15、定于流入液压缸中的油液的流量。二、压力液压系统中流动油液的压力主要考虑静压力。以图1-13为例，讨论压力的形成。(补充) 1.当F=0, p=02.当F=常量， p=F/A3. 当F=， p 急剧升高，系统损坏。结论：液压传动系统的压力是受到各种外界负载的挤压而形成的， 压力的大小决定于负载，并随负载变化而变化。当有几个负载并联时，系统压力的大小取决于负载中的最小者。小结 1、静压传递原理、液体的连续性原理。 2、压力损失和流量损失 3、压力、流量、流速的概念及计算 4、液压系统压力的形成。作业 见首页导入提问 ：液压系统的动力元件是什么？（液压泵）其作用是？导入新课讲授新课 §2-

16、1液压泵一、工作原理液压泵和液压马达是液压传动系统中的能量转换元件，液压泵由原动机驱动，机械能 压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压传动的心脏，也是液压系统的动力源。1.工作原理：依靠密封工作腔的容积变化进行吸油和排油。 图31 液压泵工作原理图2. 基本条件：1) 具有密封的容积。 2) 密封容积的大小能周期性有规律的变化。3) 应有配流装置，吸、压油口不能相通4) 吸油过程中，油箱必须和大气相通。这种靠密封腔体积的周期性变化，实现吸油和压油的液压泵称为容积泵。二、液压泵参数与分类符号 表2-1类型 ：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵参数：压力、排量、流量 §2-2 齿轮泵按

17、结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。一、外啮合齿轮泵的工作原理是以一对齿轮啮合运动的方式进行工作的定量泵。优点：结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；缺点：流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调，泄漏较严重，只能作低压（p2.5MPa）系统的动力元件。不需要专门的配流装置。二、齿轮泵的结构缺陷及改进1、困油现象齿轮泵要能连续地供油,就要求齿轮啮合的重叠系数大于1,也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时,另一对齿轮已进入啮合,这样,就出现同时有两对轮齿啮合的时刻,因此在两个同时啮合的啮合点之间就形成一个封油区既不与吸油腔

18、相通，也不与压油腔相通的区域。一部分油液也就被困在这一封闭容积中，形成“困油”现象，使泵产生剧烈震动和噪声。为了消除困油现象,在CBB型齿轮泵的泵盖上铣出两个困油卸荷凹槽,其几何关系如图3-6所示。卸荷槽的位置应该使困油腔由大变小时,能通过卸荷槽与压油腔相通,而当困油腔由小变大时,能通过另一卸荷槽与吸油腔相通。两卸荷槽之间的距离为a,必须保证在任何时候都不能使压油腔和吸油腔互通。图3-6齿轮泵的困油卸荷槽图 图3-7齿轮泵的径向不平衡力 2、径向不平衡力齿轮泵工作时,在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。如图3-7所示,泵的右侧为吸油腔,左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上,沿

19、着齿顶的泄漏油,具有大小不等的压力,就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高,这个不平衡力就越大,其结果不仅加速了轴承的磨损,降低了轴承的寿命,甚至使轴变形,造成齿顶和泵体内壁的摩擦等。为了解决径向力不平衡问题,在有些齿轮泵上,采用开压力平衡槽的办法来消除径向不平衡力,但这将使泄漏增大,容积效率降低等。CBB型齿轮泵则采用缩小压油腔,以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力,所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小。3、 齿轮泵的泄漏通道在液压泵中，运动件间是靠微小间隙密封的，这些微小间隙从运动学上开成摩擦副，而高压腔的油液通过间隙向低压腔泄漏是不可避免的；齿轮泵压油腔的压力油可通过三

20、条途径泄漏到吸油腔去；一是通过齿轮啮合线处的间隙（齿侧间隙）；二是通过体定子环内孔和齿顶间隙的径向间隙（齿顶间隙）；三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙（端面间隙）。在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油液就愈多，因此为了实现齿轮泵的高压化，为了提高齿轮泵的压力和容积效率，需要从结构上来采取措施，对端面间隙进行自动补偿。三、流量 排量 V=6.66zm2b (mm3/r) 实际流量 q=6.66zm2bnv §2-3 叶片泵特点：叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动

21、线等中低液压系统中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。分类：根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同，叶片泵分为两类单作用叶片泵、双作用叶片泵。一、单作用叶片泵1、工作原理2、流量单作用叶片泵的排量为各个工作腔在转子旋转一周时排出的油液总和。实际流量 q=4RenB叶片数越多，流量脉动越小。奇数叶片的泵比偶数的流量脉动小，故单作用叶片泵的叶片为奇数。一般为13或15。3、结构特点(1)改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。偏心反向时,吸油压油方向也相反。(2)处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用,该作用要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触

22、，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通,这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上。(3)由于转子受到不平衡的径向液压作用力,所以这种泵一般不宜用于高压。(4)为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角，称后倾角，一般为24°。4、限压式变量叶片泵结构：转子固定不动，定子可以左右移动，通过改变偏心距的大小，来改变泵的流量。原理：利用泵本身的排油压力的反馈作用来改变偏心距的大小，实现变量的。 图2-6特点：在机床中使用，可使油路简化，减少液压元件的数量，降低功率损耗，减少油液发热。但结构复杂，泄漏较严重（

23、好于齿轮泵），存在径向不平衡力，影响转子轴承的寿命。一般在中压场合使用。小结 齿轮泵、单作用叶片泵的工作原理和结构特点。作业 见首页 导入 复习单作用叶片泵的工作原理和结构特点，导入新课。讲授新课 续§2-3 叶片泵二、双作用叶片泵1、工作原理 组成：定子1、转子2、叶片3和配油盘(图中未画出)等。转子和定子中心重合,定子内表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,叶片在离心力和(建压后)根部压力油的作用下,在转子槽内作径向移动而压向定子内表,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,

24、处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数。图3-12双作用叶片泵的工作原理1 定子2转子3叶片2、排量和流量 qv=2B(R2-r2)-nv3、结构特点（1）

25、配流盘上两个吸油窗口对称布置，作用在转子上的液压力径向平衡，转轴使用寿命长。（2）叶片槽根部全部通压力油。（3）叶片不能径向安装，要倾斜一个角度。三、使用要点1、转速不能太低，也不能太高。一般在6001500 r/min2、液压油黏度应在2.5°E50 5°E50之间。3、转子只允许单向旋转。 §2-4 柱塞泵工作原理：依靠柱塞在缸体内反复运动时，使密封工作腔容积发生变化来实现吸油、压油的。特点：泄漏小、容积效率高，可以在高压下工作。但结构较复杂，制造困难，价格贵，对油液污染较敏感。应用：高压、大流量及流量需要调节的系统。分类：柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可

26、分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。一、轴向柱塞泵：柱塞轴线缸体轴线1、工作原理： 图2-91) 斜盘式：传动轴中心线与缸体中心线重合 改变斜盘的倾角、倾斜方向 双向变量泵 点接触式柱塞与斜盘的接触 滑靴式2) 斜轴式：泵的传动轴相对缸体中心线倾斜一个角度 工作原理与斜盘式相似 改变传动轴与缸体间的夹角 变量泵 变量控制机构斜盘式轴向柱塞泵的结构：图2-102、斜盘式轴向柱塞泵的流量 q=二、径向柱塞泵：柱塞轴线 转子轴线1、工作原理 图2-12 改变偏心方向和偏心距e的大小 双向变量泵特点：流量大，轴向尺寸小。但径向尺寸较大，自吸能力差，配流轴受到径向不平衡力的作用，容易磨损，限制了泵的转速和

27、压力的提高。2、流量 q = §2-6 液压泵、液压马达的选择一、液压泵的选择原则：首先要满足系统的工况要求（压力、流量），其次对泵的性能、成本等进行综合考虑，以确定泵的输出流量、工作压力、结构类型和电动机功率。确定泵的结构类型： 负载小，功率小 齿轮泵，双作用叶片泵 精度较高 双作用叶片泵，限压式变量叶片泵 负载大，有速度换接 限压式变量叶片泵 负载大，功率大 柱塞泵 辅助装置 齿轮泵 确定泵的额定流量 Q泵 K漏· Q缸 K泄漏系数（取1.11.3）Qmax系统所需的最大流量求出后，按产品样本选取Q额 Q泵 注意：求Q泵的关键是计算系统的Qmax，而Qmax要视系统的情

28、况而定，有以下几种情况： 1) 单泵，一个执行元件 2) 双泵 3) 几个不同时运动的执行元件 4) 多个执行元件同时动作 5) 有蓄能器 6) 回路中有节流阀 确定泵的额定压力 p泵 K pmaxK压力损失系数（取1.31.5）pmax工作时最大系统压力算出p泵 后，应按额定压力选泵，使p额p泵。例1：如图，已知活塞向右运动的速度v0.04m/s，负载F9720N，A0.008m2，K漏1.1，K压1.3，选定液压泵的p额2.5×106Pa，Q额4.17×10-4m3/s，总0.8，问： 此泵是否适用？ 驱动该泵的电动机功率应为多少？ 解：1) 输入液压缸的流量 Q缸Av

29、0.008×0.043.2×10-4 (m3/s) 2) 液压泵应供给的流量表2-2表2-3 Q缸表示液压缸所需提供的最大流量。若为多液压缸同时动作，Q缸应为同时动作的几个液压缸所需的最大流量之和。求出后，按产品样本选取Q额 Q泵 确定泵的额定压力 p泵 K压 ·p缸K压压力损失系数（取1.31.5） p缸表示液压缸中所需的最大工作压力。选择时，应使实际选用泵的额定压力大于所求出的p泵值，通常可放大25%。泵的额定流量一般选择略大于或等于所求出的Q缸值即可。例1：如图，已知活塞向右运动的速度v0.04m/s，负载F9720N，A0.008m2，K漏1.1，K压1.

30、3，选定液压泵的p额2.5×106Pa，Q额4.17×10-4m3/s，总0.8，问： 此泵是否适用？ 驱动该泵的电动机功率应为多少？ 解：1) 输入液压缸的流量 Q缸Av0.008×0.043.2×10-4 (m3/s) 2) 液压泵应供给的流量Q泵K漏·Q缸1.1×3.2×10-43.52×10-4 (m3/s) 3) 液压缸最高工作压力 p缸1.215×106 (Pa) 4) 液压泵的最高工作压力 p泵K压·p缸1.3×1.215×1061.58×106 (P

31、a) 5) 因Q泵Q额 ， p泵p额 所以此泵适用 6) 电动机功率P电2.5×106×4.17×10-4 /0.8 1303W1.3KW二、液压马达的选择（略）三、液压泵与液压马达的差异（略） 小结1、双作用叶片泵、柱塞泵的工作原理、结构特点及应用。 2、液压泵的选择。作业 见首页导入 执行元件液压缸，压力能机械能。特点：结构简单，工作可靠，能实现多种机械运动。应用广泛。本节课将详细介绍液压缸的类型及其特点。讲授新课 §3-1 液压缸的类型及其特点液压缸的分类：单作用、双作用、组合 一、 活塞杆式液压缸1、 双活塞杆式液压缸特点：活塞的两端都有活塞杆，

32、且直径相等，液压缸两端的有效作用面积相等，若输入两腔的流量、压力相等，则有v1v24Q/(D2d2) F1F2pAp(D2d2) a、缸体固定：工作台运动范围等于有效长度的3倍 图3-2ab、活塞杆固定：工作台运动范围等于有效长度的2倍 图3-2b2、单伸出杆活塞式液压缸a) v14Q/(D2) F1p1A1p1D2表3-1b) v24Q/(D2d2) F2p2A2p2(D2d2)假定p1p2 因为A1A2所以v2v1 ，F1F2c) 差动缸：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单活塞杆液压缸。Q=A2*v3v3Q/(A1A2) 4Q/(d2) F3p(A1A2) p d2

33、比较可知，差动连接后速度提高了，推力降低了，若要求快进、快退的速度相等，即v3v2，由公式推导可得Dd二、柱塞缸特点：液压缸的内壁不与柱塞接触，内壁可以不加工或只作粗加工。结构简单，工艺性好，制造容易，特别适用于行程较长的场合。图形符号：计算 FpApd2 m v4Q/d2v三、其他形式的液压缸1、增压缸 由大、小两个液压缸组成，两缸中的大小活塞用一根活塞杆连接起来。图形符号a. 单作用增压缸增压原理：F1p1A1 ，F2p2A2F1F2 p1A1p2p2p1p1（）2mA1 A2 ，p2 p1缺点：不能连续输出高压油液。 b. 双作用增压缸2、伸缩缸（又称多级液压缸）组成：由两级或多级活塞（

34、柱塞缸）套装而成，前一级的活塞和后一级的缸筒连在一起，活塞伸出的顺序是从大至小，而空载缩回的顺序是从小至大。特点：伸缩缸收缩后液压缸的总长度较短，结构紧凑，但伸出后挠性较大，且结构复杂，制造成本高，常用于安装空间小而行程要求很长的场合。小结：1. 活塞杆液压缸的工作特点及有关计算 2增压缸的增压原理作业 见首页图3-7导入 复习：活塞杆液压缸的工作特点及有关计算，导入新课。讲授新课 §3-2 液压缸的组成和典型结构一、 液压缸的组成组成：端盖、缸筒、活塞、活塞杆 等。密封：在缸筒与端盖、活塞与缸筒、活塞杆与活塞、活塞杆与前端盖的配合面处设置密封圈。防尘：在前端盖外侧装有防尘圈。缓冲：

35、为防止活塞运动到行程终点时撞击端盖和产生液压冲击， 液压缸两端设置了缓冲装置。排气1、缸体组件：包含缸筒、端盖和导向套等组件。 缸筒是主体，缸筒与缸盖的连接形式表3-22、活塞组件：由活塞和活塞杆等组成。活塞：在缸筒内作往复运动，必须具备足够的强度和良好的耐磨性，一般由铸铁制造。活塞杆：传力零件，必须具有足够的强度和刚度。有实心的，有时也制成空心的，用钢料制造。活塞与活塞杆的连接方法：螺纹连接、半环连接、锥销式连接等二、密封与排气1、密封装置目的：防止油缸中液压油的内、外泄漏。静密封：活塞和活塞杆间、端盖与缸筒间的密封动密封：活塞与缸筒、活塞杆与端盖的密封密封要求：密封性能好，随系统工作压力的

36、提高，能自动提高密封性能，摩擦阻力小。（1）间隙密封：在活塞外圆表面上开几道细小的环形槽，增大油液通过间隙时的阻力，减少泄漏。用于低压小直径的快速液压缸中（2）活塞环密封：将弹性金属开口环装在活塞外表面上的槽内，靠环的弹性使环的外表面紧贴缸筒内壁实现密封。一般只在高压、高温、高速的条件下采用。（3）密封圈密封1）O形密封圈 图3-9 2）唇形密封圈 Y、V、U、L等 图3-10、图3-113）V形密封圈 图3-124）组合密封 图3-132、排气装置 图3-14液压油中混入空气工作不稳定，低速爬行或前冲，振动和噪声排气装置通常有两种形式：1）在缸盖的最高部位处开排气孔，用管道与排气阀相连。2）

37、在缸盖的最高部位处设置排气塞。 对于要求不高的油缸，也可不设专门的排气装置，将进出油口布置在油缸两端的最高处。3、缓冲装置缓冲原理：当活塞快速运动到接近缸盖时，增大液压缸的回油阻力，使排油腔产生很大的缓冲阻力，减慢活塞的运动速度，从而避免活塞与缸盖相撞。图3-15三、液压缸主要尺寸的确定 根据液压缸的负载、运动速度、行程长度、选取的工作压力来确定液压缸的尺寸。1、液压缸内径D（1）根据最大总负载和选取的工作压力来确定缸径单出杆缸，当无杆腔进油时：D=有杆腔进油时：D=常取回油压力p2=0(2) 根据执行元件的速度和选定液压泵的流量来确定缸径单出杆缸，当无杆腔进油时：D=有杆腔进油时： D=缸筒

38、内径 应圆整到标准系列值，以便购买密封元件。2、活塞杆直径d根据工作压力和设备类型来选取。表3-3、表3-4当往复速度比有一定要求时，根据表3-5，用公式d=计算并圆整到标准系列值。3、液压缸长度L为减小加工难度，L20D4、缸筒壁厚一般中、低压系统，缸筒壁厚问题的强度问题不是主要的。四、活塞式液压缸的使用和维修1、活塞式液压缸的使用常温选用石油性液压油；高温难燃液压油。安装时，活塞杆顶端连接头的方向与缸头、耳环的方向应一致。2、活塞式液压缸的维修拆卸时，应先使系统中的油压降为零，切断油源。拆卸中，不应损伤杆和油口螺纹和活塞杆表面，取出活塞时，防止损伤缸筒内壁。装配前，各零件用煤油清洗，切忌用

39、棉纱擦洗，洗后用压缩空气吹干，并涂润滑油。故障排除方法：表3-6小结 1、液压缸的组成 2、液压缸的密封、缓冲与排气课堂练习 见首页作业 见首页导入 液压传动系统由四个部分组成，前面已经学习了动力元件和执行元件，本节课我们将学习控制元件液压控制阀讲授新课 §4-1 概述一、控制阀的作用作用：控制油液流动的方向、压力和流量的大小。基本组成：阀体、阀芯、驱动阀芯运动的元件工作原理：通过阀芯移动控制油口的开闭，限制和改变油液的流动，只要液体流过阀孔都会产生压力降及温度升高等现象。q=KApm二、参数主要有规格参数和性能参数，一般注在标牌上，是选用液压阀的基本依据。规格参数：表示阀的大小，规

40、定其适用范围。性能参数：表示阀的工作品质特征。三、对控制阀的要求和分类要求： 动作灵敏、工作平稳 压力损失小 密封性好，泄漏少。 结构简单、紧凑，通用性好；安装、调整和使用方便。分类：表4-1§4-2 方向控制阀原理：利用阀芯和阀体间的相对运动，来控制油液流动的方向或油液的通与断。一、单向阀 作用：控制油液的单向流动。1、 普通单向阀：简称为单向阀，又称止回阀或逆止阀 。 （1）作用：仅允许油液按一个方向流动，不允许倒流。（2）工作原理：图4-2结构：锥阀式 钢球式（3）应用：1）油缸需长时间保压、锁紧；立式油缸。2）双泵供油的系统中，低压大流量泵的出口处必设单向阀。3）常装在泵的出

41、口处。4）分隔油路，防止油路间的相互干扰。 符号：2、液控单向阀当控制口K有控制压力油通过时，油液可以两处方向自由流通。结构：由液控装置和单向阀两部分组成。 图4-3 符号 当油液反向流动时，进油压力即为系统的工作压力，一般较高，因而控制活塞的背压也较高。控制油的压力因而也要很大才能推动控制活塞顶开阀芯，影响了工作可靠性。解决办法是：（1）采用先导阀，预先卸压（2）采用外泄口回油降低背压（3）主要性能要求和应用最小反向开启控制压力：不带卸荷阀芯的为工作压力的40%50%；有卸荷阀芯的为工作压力的5% 。多用在液压系统的保压或锁紧回路中，也可用作蓄能器供油回路的充液阀。二、换向阀工作原理：利用阀

42、芯相对阀体的运动，使油路接通、关闭或改变油流动的方向。使执行元件启动，停止或变换运动方向。性能要求：压力损失小，油口间泄漏少，换向平稳迅速可靠。阀芯结构：滑阀式（多采用）、转阀式常用滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号： 表4-21、工作原理 图4-42、结构：由阀体、阀芯和操纵机构组成。（1）阀体 常用生铁或铝合金浇注而成，孔内制有多道环形槽，阀体上开有多个攻有螺纹的通口。（2）阀芯 有两个以上轴环的台阶轴（3）操纵机构1）手动换向阀利用手扳动杠杆来改变阀芯和阀体的相对位置，实现换向。 图4-62）机动换向阀又称行程阀，利用安装在液压设备运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯运动来换向。图4-7

43、3）电磁换向阀又称电磁阀，利用电磁铁的通电吸合与断电释放直接推动阀芯换位来控制液流方向。适用于小流量图4-84）液动换向阀利用控制油路的压力油直接推动阀芯来改变阀芯位置。常用在过阀流量较大的场合。图4-115）电液换向阀以电磁换向阀为先导阀、液动换向阀为主阀所组成的组合阀。图4-12（4）三位四通换向阀的中位机能三位四通换向阀处于中位时，各油口间的连接方式。不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸得到的。机能代号：O、H、P、Y、K、M、X表4-3小结 1、单向阀的结构特点及应用。 2、换向阀的结构特点及应用。课堂练习见首页作业 见首页导入 复习单向阀、换向阀的工作原理和结构特点，引入新课。讲

44、授新课 §4-3 压力控制阀作用：控制油液的压力高低，或利用压力的变化实现某种动作 。一、溢流阀作用：稳压、调压、限压，防止系统过载。1、原理 图4-142、应用（1）安全阀 安装在液压泵旁。压力调定在泵的最高压力值上，过载前才开启，起保护作用。（2）支持阀 阀作用在惯性体上。这种阀必须是均压的，油箱的接口是可加载荷的。（3）制动阀 在换向阀突然截止时，限制可能由惯性力产生的压力尖峰值。（4）调压阀 压力根据工作需要随时调整。3、 类型表4-4（1）直动式溢流阀组成：阀体、阀芯、弹簧、调压螺钉图4-15（2）先导型溢流阀图4-16组成：先导阀小规格的直动型溢流阀。 主阀阀芯是一个端部

45、成锥形，上面开有阻压小孔R的圆柱筒。工作原理：利用主阀芯两端的受压表面的作用力差与弹簧力相平衡来控制阀芯移动。4、表示方法图形符号：图4-17二、减压阀利用油液流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。作用：降低系统中某一支路的油液压力，从而达到一个油泵同时提供两个或多个不同压力的输出的目的。要求：出口压力维持恒定，且不受入口压力和通过流量大小的影响。类型：直动式 先导式应用广泛。1、结构和工作原理结构：先导阀调压 图4-19主阀减压 工作原理：重点讲清两点 阀芯由出口处的压力控制 出口压力基本维持在调定值上一般符号：2、应用（1）降低液压泵输出油液的压力，供给低压回路使用。

46、（2）稳定压力。（3）与单向阀并联，实现单向减压。（4）远程减压。三、顺序阀1、分类和工作原理控制液压系统中各执行元件动作的先后次序。根据控制压力油的来源 内控式 用阀的进口压力控制外控式用其他的压力油来控制直动式用于低压系统先导式用于中高压系统（与溢流阀比较：讲授顺序阀的结构与原理） 出口压力为工作压力，内部漏油从泄油口单独回油箱。职能符号：2、应用及故障小结 溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理及图形符号。课堂练习 见首页作业 见首页导入复习溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理及应用、符号，引入新课。讲授新课 续 §4-3 压力控制阀四、压力继电器作用：压力信号电信号1、结构与工作原理

47、当油液的压力达到调定值时，即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，使系统中的油路换向、卸压，执行元件实现顺序动作、关闭电动机，液压系统停止工作或起安全保护作用。结构：柱塞式、弹簧管式、膜片式。 图4-232、应用可用于安全保护，用于控制执行元件的动作顺序，还可用于液压泵的启闭或卸荷。 §4-4 流量控制阀定义：靠改变阀口的通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量。一、流量控制原理对液压缸， v = q/A通过阀口的流量 q = KApm影响流量的因素：（1）压力差p变化越大时，流量q的变化也越大，流量越不稳定。实践证明，通过薄壁小孔的流量受压力差变化的影响最小。（2

48、）温度的变化主要影响油液的黏度，使通过节流口时的阻力发生变化而影响流量。实践证明，对于薄壁小孔，黏度对油液的流量几乎没有影响。（3）节流口的堵塞。 若在液压回路中仅有节流元件，而无与之并联的溢流阀，则节流阀也起不到调节流量的作用。对流量阀的要求：调节范围宽，能保证稳定的最小流量，温度和压力的变化对流量的影响要，泄漏小，调节方便。二、节流阀1、原理图4-24符号 2、应用只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求较低的液压系统中。（1）节流调速（2）负载阻尼（3）保护三、调速阀1、工作原理 图4-26在普通节流阀前串联一个定差式减压阀。用定差减压阀来保证可调节流阀前后的压力差p不受负载变化的影响

49、，使通过节流阀的流量保持稳定。符号：2、应用： （1）在定量泵系统中可与溢流阀配合，组成节流调速回路。可与变量泵组合成容积节流调速回路。调速范围大，适合于大功率、速度稳定性要求高的系统。（2）适合于负载变化大、运动速度要求稳定的系统。（3）可装在进油路、回油路或旁油路上，也可用于执行机构往复节流调速回路。四、溢流节流阀旁通型调速阀1、结构与工作原理 图4-28溢流节流阀 定差式溢流阀 由 并联 节流阀 流量基本上不受负载变化的影响。 符号：2、与调速阀的区别：调速阀无论装在液压回路的进油路上还是回油路上，也不管负载是变大或变小，液压泵出口处的油液压力均由系统中的溢流阀保持其值不变。溢流节流阀只能装在进油路上，且p1是随p2的变化而变化。因此，液压泵的出口处，油液的压力p1不是恒定的，是一个变值，而且溢流节流阀中流过的流量比调速阀大。小结 节流阀、调速阀的工作原理及其应用。课堂练习 见首页作业 见首页导入复习 方向阀、压力阀、流量阀的原理及应用，引入新课。讲授新课 §4-5 新型液压阀一、叠加阀是集成式液压元件，无管式连接。1、概述工作原理与一般液压阀基本相同，但其结构及连接尺寸与一般液压阀不同。特点：集成化程度高，结构紧凑，质量轻，配置