《液压传动》(课件)-第一章-

液压传动液压传动1流体传动机械传动电气传动电子传动四大

传动液压传动是一种以液压油液作为工作介质，在密封回路里，利用压力能进行能量和信号传递的传动方式。它与气压传动统称为流体传动。流体机械电气电子四大

传动液压传动是一种以液压油液作为工作介2第一章绪论1.1

液压传动的工作原理1.4液压传动发展概况1.2液压系统的组成及其图形符号1.3液压传动的特点及应用第一章绪论1.1液压传动的工作原理1.4液压传动31.1液压传动的工作原理1.1.1液压千斤顶的工作原理1.1.2力、运动及能量的传递1.1液压传动的工作原理1.1.1液压千斤顶的工作原4

1.1.1液压千斤顶的工作原理工作原理：

当向上抬起杠杆时，小活塞向上运动，小液压缸1下腔容积增大，形成局部真空，压油阀2关闭，油箱4的油液在大气压的作用下顶开吸油阀3进入小液压缸。

当向下压杠杆时，小液压缸下腔容积减小，吸油阀关闭，油液受挤压，顶开压油阀后经油管进入大液压缸6，推动大活塞上移顶起重物。不断扳动杠杆，就不断有油液进入大液压缸下腔，连续举升重物。1—小液压缸；2—压油阀；3—吸油阀；4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸1.1.1液压千斤顶的工作原理工作原理：1—小液压缸；5工作原理：当杠杆停止动作时，大液压缸下腔油液压力会使压油阀关闭，从而使大活塞连同重物一起锁住不动。当重物被举升时，截止阀5关闭；当需要放下重物时，打开截止阀，大液压缸下腔的油液在重力作用下排回油箱，重物随大活塞一起快速下降。由液压传动的工作过程可知，小液压缸在杠杆的作用下，将机械能转换为油液的压力能，大液压缸又将油液的压力能转换为机械能以举升重物，从而实现了力、运动和能量的传递。1—小液压缸；2—压油阀；3—吸油阀；4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸工作原理：由液压传动的工作过程可知，小液压缸在杠杆的作用下，61．力的传递对于手动液压千斤顶系统，设大、小活塞的面积为A1和A2，当作用在大活塞的负载为G，作用在小活塞上的作用力为F时，根据帕斯卡原理，即“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将同时以等值传递到液体内各点”，设缸内压力为

p，运动摩擦力忽略不计，则有由上式可知，只有大活塞上有了重物

（负载），小活塞上才能施加上作用力

，而有了负载和作用力，才产生液体压力

。有了负载，液体才会有压力，并且压力大小取决于负载，而与流入的流体多少无关。这是液压传动的第一个重要特性：压力取决于负载。（1-1）

1.1.2力、运动及能量的传递1．力的传递对于手动液压千斤顶系统，设大、小活塞的面积为A17

如果不考虑液体的可压缩性、泄漏损失和缸体、油管的变形，被小活塞压出的油液的体积必然等于大活塞向上升起后大缸扩大的体积，即

式中，h1,h2——小活塞、大活塞的位移。将上式两端同除以活塞移动的时间，得（1-2）（1-3）2．运动的传递如果不考虑液体的可压缩性、泄漏损失和缸体、油管的8

或Av的物理意义是单位时间内，液体流过截面积为A的体积，称为流量q，即（1-4）

将上式变形为（1-5）由上式可知，大活塞移动速度

v2与流入大液压缸中的油液流量

q成正比，而与负载无关。这是液压传动的第二个重要特性：速度取决于流量。通过调节进入缸体的流量

，即可调节活塞的运动速度

。据此，可以利用液压传动实现无级调速。或Av的物理意义是单位93．能量的传递

使负载上升所需的功率为根据上式可知，在不计各种功率损耗的前提下，液压传动系统中的输出功率等于输入功率，功率的大小可用压力

p和流量

q的乘积来表示。（1-6）

综上所述，压力

和流量

是液压传动中最基本、最重要的两个参数，相当于机械传动中的力和速度。3．能量的传递使负载上升所需的功率为根据上式可知，在不计各101.2液压系统的组成及其图形符号1.2.1液压系统的组成1.2.2液压系统的图形符号1.2液压系统的组成及其图形符号1.2.1液压系统的111—工作台；2—液压缸；3—活塞；4—换向手柄；5—换向阀；6，8，16—回油管；7—节流阀；9—开停手柄；10—开停阀；11—压力管；12—压力支管；13—溢流阀；14—钢球；15—弹簧；17—液压泵；18—滤油器；19—油箱

1.2.1液压系统的组成1—工作台；2—液压缸；3—活塞；1.2.1液压系统的12

②

油液经滤油器进入液压泵入口低压变成出口高压

③通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞使工作台向右移动

④液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱①液压泵由电动机驱动后，从油箱中吸油机床工作台液压驱动系统的工作原理：

②油液经滤油器进入液压泵入口低压变成出口高压13为了克服工作台移动时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力所产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。这种现象正说明了液压传动的另一个特性——压力取决于负载。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减小，工作台的移动速度减小。这是利用液压传动的特性——速度取决于流量。为了克服工作台移动时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够14

1．能源装置向液压系统提供液压油，将机械能转换成液压能的装置。最常见的能源装置为液压泵。在手动液压千斤顶工作原理图中，小液压缸、吸油阀和压油阀组成了一个简单的液压泵。2．执行装置

将液压能转换成机械能的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达。它们又称为液压系统的执行元件。一个完整的、能够正常工作的液压系统，应该由能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置和工作介质5个主要部分组成。1．能源装置2．执行装置一个完整的、能够正常工作的液压155．工作介质

用来传递能量的流体，即液压油。3．控制调节装置

对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置，如机床工作台液压驱动系统工作原理图中的换向阀5、开停阀10、节流阀7、溢流阀13等。4．辅助装置

除上述3部分之外的其他装置称为辅助装置，如油箱，滤油器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。5．工作介质3．控制调节装置4．辅助装置16为简化液压系统的表示，方便对系统的理解，通常用图形符号来绘制液压系统的原理图。液压系统工作原理图是一种半结构式的原理图，它有直观性强、容易理解的优点。当液压系统发生故障时，根据半结构式原理图检查十分方便，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。

1.2.2液压系统的图形符号为简化液压系统的表示，方便对系统的理解，通常用图形符号来绘制171—工作台；2—液压缸；3—活塞；4—换向阀；5—节流阀；6—开停阀；7—溢流阀；8—液压泵；9—滤油器；10—油箱为此，国家标准—2009《流体传动系统及元件图形符号和回路图》中规定各类元件的图形符号只表示其职能，不表示具体结构，这样绘制出的系统图称为图形符号图，它具有简单明了，且便于绘图的特点。1—工作台；2—液压缸；3—活塞；为此，国家标准—2009《181.3液压系统的特点及应用1.3.1液压传动的特点1.3.2液压传动的应用1.3液压系统的特点及应用1.3.1液压传动的特点119采用油管连接各元件，可以方便灵活地布置传动机构1

例如，在井下抽取石油的泵采用液压传动来驱动时，可克服长驱动轴效率低的缺点。

1.3.1液压传动的特点1．液压传动的优点可在大范围内实现无级调速3

借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小2

例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。采用油管连接各元件，可以方便灵活地布置传动机构120容易实现过载保护5

借助于溢流阀即可实现安全过载保护，同时液压件能自行润滑，因此系统工作寿命长。液压传动容易实现自动化6

借助各种控制阀，特别是与电气和电子控制相结合后，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现远程遥控。

便于设计、制造和推广使用。液压元件已实现了标准化、系列化和通用化7传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定4正因为该特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。容易实现过载保护5借助于溢流阀即可实现安全过载21运动的平稳性和正确性差1

由于液体流动阻力的损失和液体的泄漏，运动的平稳性和正确性受到影响，造成液压传动不能保证严格的传动比。

温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性发生改变，使得系统工作的稳定性受到影响。液压传动不宜在温度变化很大的环境中工作2液压元件加工工艺复杂3

为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。液压系统发生故障时不宜检查和排除42．液压传动的缺点运动的平稳性和正确性差1由于液体流动阻力的损失22

1.3.2液压传动的应用最早用于军事技术

如飞机的助力器、舰艇及火炮的炮塔转位瞄准器等。应用于民用设备

随着科技的不断进步，液压传动开始应用于民用设备中，并取得了快速发展，如各种机械加工设备、工程机械、矿山机械、起重机械、农业机械、汽车工业、智能机械等。国民经济的各个领域

液压传动与微电子技术、计算机控制技术等相互结合，出现了许多新型的液压元器件及控制方法，使液压技术的应用和发展前景更加广阔。1.3.2液压传动的应用最早用于军事技术如2317世纪帕斯卡提出液体静压力原理。1795年英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为介质，以水压机的形式用于工业，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油。1.液压传动的产生第一次世界大战后液压传动得到广泛应用。1925年，维克斯发明了压力平衡式叶片泵。20世纪初，康斯坦丁·尼斯克促进了能量波动传递和液力传动的发展。2.第一次世界大战第二次世界大战期间出现了液压控制的军事武器。大战结束后，液压技术转向民用工业。1955年前后，日本液压传动发展迅速。60年代后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。3.第二次世界大战液压传动和气压传动统称为流体传动，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，其发展概况如下。1.4液压传动发展概况1.液压传动的产生2.第一次世界大战3.第二次世界大战液压传24产品最初只应用于机床和锻压设备上，后来才用到拖拉机和工程机械上。1964年从国外引进液压元件生产技术，通过自行设计，已在各种机械设备上得到了广泛的使用。80年代加速对先进液压产品技术有计划的引进消化吸收和国产化，以确保我国液压技术在各方面全方位地赶上世界水平。液压技术正向高速高压、大功率、高效、高度集成化的方向发展。同时计算机辅助设计测试、控制技术也是研发方向。我国的液压工业发展状况如下。起始引进发展研发产品最初只应用于机床和锻压设备上，后来才用到拖拉机和工程机械25液压传动液压传动26流体传动机械传动电气传动电子传动四大

传动液压传动是一种以液压油液作为工作介质，在密封回路里，利用压力能进行能量和信号传递的传动方式。它与气压传动统称为流体传动。流体机械电气电子四大

传动液压传动是一种以液压油液作为工作介27第一章绪论1.1

液压传动的工作原理1.4液压传动发展概况1.2液压系统的组成及其图形符号1.3液压传动的特点及应用第一章绪论1.1液压传动的工作原理1.4液压传动281.1液压传动的工作原理1.1.1液压千斤顶的工作原理1.1.2力、运动及能量的传递1.1液压传动的工作原理1.1.1液压千斤顶的工作原29

1.1.1液压千斤顶的工作原理工作原理：

当向上抬起杠杆时，小活塞向上运动，小液压缸1下腔容积增大，形成局部真空，压油阀2关闭，油箱4的油液在大气压的作用下顶开吸油阀3进入小液压缸。

当向下压杠杆时，小液压缸下腔容积减小，吸油阀关闭，油液受挤压，顶开压油阀后经油管进入大液压缸6，推动大活塞上移顶起重物。不断扳动杠杆，就不断有油液进入大液压缸下腔，连续举升重物。1—小液压缸；2—压油阀；3—吸油阀；4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸1.1.1液压千斤顶的工作原理工作原理：1—小液压缸；30工作原理：当杠杆停止动作时，大液压缸下腔油液压力会使压油阀关闭，从而使大活塞连同重物一起锁住不动。当重物被举升时，截止阀5关闭；当需要放下重物时，打开截止阀，大液压缸下腔的油液在重力作用下排回油箱，重物随大活塞一起快速下降。由液压传动的工作过程可知，小液压缸在杠杆的作用下，将机械能转换为油液的压力能，大液压缸又将油液的压力能转换为机械能以举升重物，从而实现了力、运动和能量的传递。1—小液压缸；2—压油阀；3—吸油阀；4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸工作原理：由液压传动的工作过程可知，小液压缸在杠杆的作用下，311．力的传递对于手动液压千斤顶系统，设大、小活塞的面积为A1和A2，当作用在大活塞的负载为G，作用在小活塞上的作用力为F时，根据帕斯卡原理，即“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将同时以等值传递到液体内各点”，设缸内压力为

p，运动摩擦力忽略不计，则有由上式可知，只有大活塞上有了重物

（负载），小活塞上才能施加上作用力

，而有了负载和作用力，才产生液体压力

。有了负载，液体才会有压力，并且压力大小取决于负载，而与流入的流体多少无关。这是液压传动的第一个重要特性：压力取决于负载。（1-1）

1.1.2力、运动及能量的传递1．力的传递对于手动液压千斤顶系统，设大、小活塞的面积为A132

如果不考虑液体的可压缩性、泄漏损失和缸体、油管的变形，被小活塞压出的油液的体积必然等于大活塞向上升起后大缸扩大的体积，即

式中，h1,h2——小活塞、大活塞的位移。将上式两端同除以活塞移动的时间，得（1-2）（1-3）2．运动的传递如果不考虑液体的可压缩性、泄漏损失和缸体、油管的33

或Av的物理意义是单位时间内，液体流过截面积为A的体积，称为流量q，即（1-4）

将上式变形为（1-5）由上式可知，大活塞移动速度

v2与流入大液压缸中的油液流量

q成正比，而与负载无关。这是液压传动的第二个重要特性：速度取决于流量。通过调节进入缸体的流量

，即可调节活塞的运动速度

。据此，可以利用液压传动实现无级调速。或Av的物理意义是单位343．能量的传递

使负载上升所需的功率为根据上式可知，在不计各种功率损耗的前提下，液压传动系统中的输出功率等于输入功率，功率的大小可用压力

p和流量

q的乘积来表示。（1-6）

综上所述，压力

和流量

是液压传动中最基本、最重要的两个参数，相当于机械传动中的力和速度。3．能量的传递使负载上升所需的功率为根据上式可知，在不计各351.2液压系统的组成及其图形符号1.2.1液压系统的组成1.2.2液压系统的图形符号1.2液压系统的组成及其图形符号1.2.1液压系统的361—工作台；2—液压缸；3—活塞；4—换向手柄；5—换向阀；6，8，16—回油管；7—节流阀；9—开停手柄；10—开停阀；11—压力管；12—压力支管；13—溢流阀；14—钢球；15—弹簧；17—液压泵；18—滤油器；19—油箱

1.2.1液压系统的组成1—工作台；2—液压缸；3—活塞；1.2.1液压系统的37

②

油液经滤油器进入液压泵入口低压变成出口高压

③通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞使工作台向右移动

④液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱①液压泵由电动机驱动后，从油箱中吸油机床工作台液压驱动系统的工作原理：

②油液经滤油器进入液压泵入口低压变成出口高压38为了克服工作台移动时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力所产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。这种现象正说明了液压传动的另一个特性——压力取决于负载。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减小，工作台的移动速度减小。这是利用液压传动的特性——速度取决于流量。为了克服工作台移动时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够39

1．能源装置向液压系统提供液压油，将机械能转换成液压能的装置。最常见的能源装置为液压泵。在手动液压千斤顶工作原理图中，小液压缸、吸油阀和压油阀组成了一个简单的液压泵。2．执行装置

将液压能转换成机械能的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达。它们又称为液压系统的执行元件。一个完整的、能够正常工作的液压系统，应该由能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置和工作介质5个主要部分组成。1．能源装置2．执行装置一个完整的、能够正常工作的液压405．工作介质

用来传递能量的流体，即液压油。3．控制调节装置

对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置，如机床工作台液压驱动系统工作原理图中的换向阀5、开停阀10、节流阀7、溢流阀13等。4．辅助装置

除上述3部分之外的其他装置称为辅助装置，如油箱，滤油器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。5．工作介质3．控制调节装置4．辅助装置41为简化液压系统的表示，方便对系统的理解，通常用图形符号来绘制液压系统的原理图。液压系统工作原理图是一种半结构式的原理图，它有直观性强、容易理解的优点。当液压系统发生故障时，根据半结构式原理图检查十分方便，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。

1.2.2液压系统的图形符号为简化液压系统的表示，方便对系统的理解，通常用图形符号来绘制421—工作台；2—液压缸；3—活塞；4—换向阀；5—节流阀；6—开停阀；7—溢流阀；8—液压泵；9—滤油器；10—油箱为此，国家标准—2009《流体传动系统及元件图形符号和回路图》中规定各类元件的图形符号只表示其职能，不表示具体结构，这样绘制出的系统图称为图形符号图，它具有简单明了，且便于绘图的特点。1—工作台；2—液压缸；3—活塞；为此，国家标准—2009《431.3液压系统的特点及应用1.3.1液压传动的特点1.3.2液压传动的应用1.3液压系统的特点及应用1.3.1液压传动的特点144采用油管连接各元件，可以方便灵活地布置传动机构1

例如，在井下抽取石油的泵采用液压传动来驱动时，可克服长驱动轴效率低的缺点。

1.3.1液压传动的特点1．液压传动的优点可在大范围内实现无级调速3

借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小2

例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。采用油管连接各元件，可以方便灵活地布置传动机构145容易实现过载保护5

借助于溢流阀即可实现安全过载保护，同时液压件能自行润滑，因此系统工作寿命长。液压传动容易实现自动化6

借助各种控制阀，特别是与电气和电子控制相结合后，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现远程遥控。

便于设计、制造和推广使用。液压元件已实现了标准化、系列化和通用化7传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定4正因为该特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。容易实现过载保护5借助于溢流阀即可实现安全过载46运动的平稳性和正确性差1

由于液体流动阻力的损失和液体的泄漏，运动的平稳性和正确性受到影响，造成液压传动不能保证严格的传动比。

温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性发生改变，使得系统工作的稳定性受到影响。液压传动不宜在温度变化很大的环境中工作2液压元件加工工艺复杂3

为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的