第3章-液压马达和液压缸课件

第三章液压泵和液压马达液压泵液压马达第三章液压泵和液压马达液压泵液压马达13.1液压马达概述功用液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。

液压泵:将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。3.1液压马达概述功用2液压泵与液压马达关系

功用上—相反结构上—相似

原理上—互逆

液压泵与液压马达关系功用上—相反3液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。马达的分类：ns＞500r/min为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达ns＜500r/min为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是4液压马达图形符号液压马达图形符号53.1.1液压马达的工作原理及分类液压泵的基本原理

吸油：密封容积增大，产生真空容积式｛

压油：密封容积减小，油液被迫压出

3.1.1液压马达的工作原理及分类液压泵的基本原理6液压泵基本工作条件（必要条件）1.形成密封容积2.密封容积变化3.吸压油腔隔开（配流装置）液压泵基本工作条件（必要条件）1.形成密封容积7液压泵和液压马达分类按输出流量能否调节：定量变量按结构形式：齿轮式叶片式柱塞式按输油方向能否改变：单向双向按使用压力：低压中压中高压高压液压泵和液压马达分类按输出流量能否调节：定量变量83.1.2

液压泵和液压马达的的主要工作参数

工作压力和额定压力排量和流量功率和效率效率3.1.2液压泵和液压马达的的主要工作参数工作压力和额定9工作压力和额定压力工作压力额定压力（公称压力、铭牌压力）

最高允许压力

工作压力和额定压力工作压力10工作压力指马达（或泵）实际工作时输入（或输出）油液的压力，其值取决于外界负载(管阻、摩擦、外负载）

工作压力指马达（或泵）实际工作时输入（或输出）油液的压力，其11额定压力指马达（或泵）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连续运转的最高压力（受马达（或泵）本身泄漏和结构强度限制）p>pn即泵过载

额定压力指马达（或泵）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连12最高允许压力马达（或泵）在短时间内允许超载使用(pmax)的极限压力

p≤pn≤pmax

最高允许压力马达（或泵）在短时间内允许超载使用(p13排量和流量

排量V理论流量qt

实际流量q额定流量qn

瞬时流量qm

排量和流量排量V14排量V排量:在没有泄漏的情况下，马达（或泵）每转一周所排出的液体的体积。排量V排量:在没有泄漏的情况下，马达（或泵）每转一周所排出的15理论流量qt不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。qt=Vn

理论流量qt不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积16实际流量q指马达（或泵）工作时实际输出的流量q=qt-qs

实际流量q指马达（或泵）工作时实际输出的流量17额定流量（公称流量、铭牌流量）qn指泵在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的输出流量。

q≤qn≤qt额定流量（公称流量、铭牌流量）qn指泵在正常工作条件下，按试18瞬时流量qm瞬时流量：泵在某一瞬时的几何流量瞬时流量qm瞬时流量：泵在某一瞬时的几何流量19功率和效率理论功率输入（或输出）功率输出（或输入）功率结论功率和效率理论功率20理论功率Pt=pqt

理论功率Pt=pqt21输入（或输出）功率即泵轴的驱动功率或马达的输出功率PI=ωT=2πnT

输入（或输出）功率即泵轴的驱动功率或马达的输出功率22输出（或输入）功率

PO=pq

输出（或输入）功率PO=pq23结论

液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积若忽略能量损失，则PO=PI即Pt=pqt=pVn=ωTt=2πnTt∵实际上有能量损失∴PO<PI结论液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等24效率容积效率机械效率总效率

效率容积效率25容积效率液压马达：理论流量与实际流量之比值ηv=qi/q

=1-qs/q

液压泵：实际流量与理论流量之比值ηv=q/qi=（qi-qs）/qi=1-qs/qi容积效率液压马达：理论流量与实际流量之比值26机械效率液压马达：理论转矩与实际输入转矩之比值

ηm=T/Ti=（Ti-Ts）/Ti=1-Ts/Ti

液压泵：理论转矩与实际输入转矩之比值ηm=Ti/T=1+Ts/Ti机械效率液压马达：理论转矩与实际输入转矩之比值27总效率输出功率与输入功率之比值η=P0/Pi=Pq/2πnT=Pvnηv/2πnT=ηvηm结论：总效率等于容积效率与机械效率之乘积。总效率输出功率与输入功率之比值283.1.2高速液压马达

外啮合齿轮液压马达工作原理3.1.2高速液压马达

外啮合齿轮液压马达工作原理29齿轮马达工作原理结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。应用由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。齿轮马达工作原理结构特点应用由于密封性能差30叶片式液压马达工作原理叶片式液压马达工作原理31叶片马达工作原理结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。应用转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。叶片马达工作原理结构特点应用转动惯量小，反应灵敏32轴向柱塞马达工作原理轴向柱塞马达工作原理33轴向柱塞马达工作原理结构特点轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。配流盘为对称结构。应用作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。轴向柱塞马达工作原理结构特点343.1.3低速大扭矩马达

单作用连杆型径向柱塞马达结构组成（动画）3.1.3低速大扭矩马达

单作用连杆型径向柱塞马达结构35结构原理呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。曲轴为输出轴。配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。排量公式v=πd2ez/2d为柱塞直径；e为曲轴偏心距；z为柱塞数。应用结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转，也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3r/min。结构原理36多作用内曲线径向柱塞马达结构组成（动画）多作用内曲线径向柱塞马达结构组成（动画）37结构原理壳体内环由x个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段；缸体径向均布有z个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动；柱塞、滚轮组组成柱塞组件，a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；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，通回油（x≠z)；输出轴，缸体与输出轴连成一体。结构原理柱塞、滚轮组组成柱塞组件，a段导轨对柱塞组件38排量公式v=（πd2/4）sxyzs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。排量公式v=（πd2/4）sxyz39第3章液压缸

液压缸是将液体的压力能转换成机械能，实现往复直线运动或往复摆动的执行元件。它具有结构简单、工作可靠和制造容易等优点，被广泛应用于各种液压机械设备中。第3章液压缸403.2液压缸的分类与工作原理

按液体压力的作用方式，又可分为单作用液压缸和双作用液压缸。单作用液压缸是利用液体压力产生的推力推动活塞向一个方向运动，反向复位则靠弹簧力、重力或其它外力来实现。双作用液压缸则是利用液体压力产生的推力推动活塞作正反两个方向的运动。

按结构不同，液压缸可分为活塞缸、柱塞缸、组合缸和摆动缸四类。活塞缸、柱塞缸实现往复直线运动，输出力和速度；摆动缸实现小于360°的往复摆动，输出扭矩和角速度；组合液压缸具有较特殊的结构和功用。

3.2液压缸的分类与工作原理按液体压力的作用方式，413.2.1活塞缸

活塞缸单杆活塞缸双杆……3.2.1活塞缸活单杆活塞缸双杆…42液压缸的典型结构和组成缸筒活塞活塞杆导向套支承环缸底缸盖耳环防尘圈密封圈密封圈液压缸的典型结构和组成缸筒活塞活塞杆导向套支承环缸底缸盖耳环43一、双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带活塞杆的液压缸。它有两种安装形式，图(a)所示是缸筒固定，活塞杆移动的安装形式。图(b)所示是活塞杆固定，缸筒移动的安装形式。

符号[动画演示]一、双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带44

双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、F2相等，其值为：

活塞往复运动的速度v1、v2相等，其值为：

推力与速度计算双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、F2相等，45

下图所示是活塞只有一端带活塞杆的液压缸，称为单杆活塞缸。单杆活塞缸也有缸筒固定、活塞杆移动和活塞杆固定、缸筒移动两种安装形式。

二、单杆活塞缸

553126641—缸头2—导向套3—O形密封圈4—格莱密封圈5—缓冲套6—缓冲节流阀提问：教材P70图3-11单活塞缸单作用or双作用？下图所示是活塞只有一端带活塞杆的液压缸，称为单46

当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为：推力与速度计算符号当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右47

当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为：推力与速度计算符号当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右48液压缸的典型结构举例例：双作用单活塞杆液压缸液压缸的典型结构举例例：双作用单活塞杆液压缸49符号推力与速度计算将单杆活塞缸的两腔连通，并同时输入压力油，这种连接形式称为差动连接。

作差动连接时的单杆活塞缸也称为差动液压缸。作差动连接时，进入液压缸两腔压力油的压力相同，但由于两腔有效工作面积不等，A1>A2，产生的液压作用力不等，故活塞向右运动，有杆腔中的油液便会流入无杆腔。此时，差动液压缸产生的推力F3和活塞向右运动的速度v3分别为：上式表明，单杆活塞缸差动连接时的推力比非差动连接时要小；而活塞向右移动时的速度，在供油量q相同的情况下要比非差动连接时的速度大得多。符号推力与速度计算将单杆活塞缸的两腔连通，并同503.2.2

柱塞缸

如图所示为一柱塞缸。其特点是，缸筒内壁与柱塞没有配合要求，因此缸筒内孔可只作粗加工或不加工，仅柱塞与导向套有配合要求，这样就大大简化了缸筒的加工工艺。为减轻柱塞重量以减小柱塞弯曲变形，柱塞一般做成空心的。[动画演示]压力油符号缸筒柱塞导向套密封圈3.2.2柱塞缸如图所示为一柱塞缸。其特点是51柱塞缸产生的推力和运动速度为：

推力与速度计算柱塞缸产生的推力和运动速度为：推力与速度计算523.2.3

摆动液压缸摆动液压缸是输出转矩并实现往复摆动的一种液压缸。叶片式摆动液压缸如图所示。按叶片数量可分为单叶片、双叶片和多叶片摆动缸。下图为单叶片摆动液压缸。[动画演示]符号3.2.3摆动液压缸摆动液压缸是输出转矩并实现533.2.3

摆动液压缸3.2.3摆动液压缸54摆动液压缸的输出扭矩T和角速度ω为：转矩与角速度计算摆动液压缸的输出扭矩T和角速度ω为：转矩与角速度计算553.2.3

组合液压缸组合液压缸的结构形式很多，这里仅简要介绍较为常见的三种组合液压缸。组合液压缸齿条传动液压缸伸缩式…………增压缸3.2.3组合液压缸组合液压缸的结构形式很多，这里仅简563.2.3

组合液压缸齿条传动液压缸

齿条传动液压缸结构形式很多，如图所示是一种用于驱动回转工作台回转的齿条传动液压缸。3.2.3组合液压缸齿条传动液压缸57齿条传动液压缸

3.2.3

组合液压缸齿条传动液压缸3.2.3组合液压缸58

伸缩式液压缸图示为一种伸缩式液压缸。其特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小。

[动画演示]3.2.3

组合液压缸提问：教材P73图3-14伸缩缸双作用如何判断？伸缩式液压缸3.2.3组合液压缸提问：教材P73图3-159

增压缸

图示为一种由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸，常应用于在局部区域需要获得高压的液压系统中。3.2.3

组合液压缸该增压缸利用活塞的有效面积大于柱塞的有效面积，使输出压力p2大于输入压力p1，其值为：

提问：教材P73图3-17增压缸根据推力和速度其压力、流量如何计算？增压缸3.2.3组合液压缸该增压缸利用活塞的有效面积大于60液压缸的五大组成部分：

缸筒组件

活塞组件

密封装置

缓冲装置

排气装置

3.2.4

液压缸的组成液压缸的五大组成部分：缸筒组件3.2.4液压缸的组成61缸筒(1)工作压力p＜10MPa时，使用铸铁；(2)工作压力p＜20MPa时，使用无缝钢管；(3)工作压力p＞20MPa时，使用铸钢或锻钢。一般来说，缸筒和缸盖的结构形式与缸筒的材料和系统压力有关。而缸筒材料决定于系统压力缸筒(1)工作压力p＜10MPa时，使用铸铁；一般来说，缸62缸筒和缸盖连接方式（a）法兰连接：这种连接结构简单，加工和装拆方便，应用广泛，中压液压缸均采用此结构，需焊接法兰盘。缸筒和缸盖连接方式（a）法兰连接：这种连接结构简单，加工和装63

（c）螺纹式连接：重量轻外径小，但端部结构复杂装卸时需专用工具。（b）半环式连接：该结构简单、紧凑、重量轻，但要加厚缸筒。缸筒和缸盖连接方式（b）半环式连接：该结构简单、紧凑、重量64（f）焊接：其结构简单，尺寸小，但焊接后缸体有变形，且不易加工，故使用较少。

（d）拉杆式连接：结构通用性好，缸体加工和装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压系统。缸筒和缸盖连接方式（f）焊接：其结构简单，尺寸小，但焊接后缸体有变形，且不易加65

活塞和活塞杆

活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆用钢料制造，表面还要镀铬。连接方式有：（a）整体式：（b）焊接式：（c）锥销式：（d）（e）螺纹式：（f）（g）半环式：

活塞和活塞杆活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆66

活塞和活塞杆

活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆用钢料制造，表面还要镀铬。焊接式：结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换。锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配简单，但承载能力小，且需防止脱落。螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆方便，但需防止螺母松动。卡环式：常用于高压大负载或振动比较大的场合，强度高，但结构复杂，装拆方便。

活塞和活塞杆活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆67液压缸泄漏的途径

活塞与缸筒—动密封

活塞杆与端盖—动密封

端盖与缸筒—静密封密封装置液压缸泄漏的途径

活塞与缸筒—动密封密封装置68密封方法间隙密封密封元件O形圈密封

y形圈密封

v形圈密封

密封装置密封方法间隙密封密封元件O形圈密封y形圈密封v形圈密封69液压缸结构液压缸结构70活塞密封活塞密封71活塞密封活塞密封72活塞杆密封活塞杆密封73活塞杆密封活塞杆密封74活塞杆密封活塞杆密封75泄油口填料密封泄油口填料密封76缓冲缓冲77缓冲缓冲78缓冲缓冲79缓冲缓冲80缓冲缓冲81行程开关行程开关82行程开关行程开关83行程开关行程开关84缓冲装置缓冲的必要性：当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件的惯性力较大，活塞运动到终端时会撞击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至使液压缸损坏。所以常在大型、高速、或高精度液压缸中设置缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。

缓冲原理：利用节流原理在液压缸的回油腔产生回油阻力，减小速度，避免撞击。

缓冲装置缓冲的必要性：当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运85液压缸的节流缓冲的类型：［应用］此装置结构简单，但缓冲压力不可调节，且实现减速所需行程长，只适用于移动部件惯性不大，移动速度不太高的场合。液压缸的节流缓冲的类型：［应用］此装置结构简单，但缓冲压力不86［应用］这种缓冲装置的适用范围较广，但不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点。一针形节流阀单向阀液压缸的节流缓冲的类型：［应用］这种缓冲装置的适用范围较广，但不能解决速度减低后缓冲87［应用］此装置的适用范围很广，缓冲作用均匀，冲击力小，制动位置精度高。液压缸的节流缓冲的类型：［应用］此装置的适用范围很广，缓冲作用均匀，冲击力小，制动位88排气的必要性：因为系统在安装或停止工作后常会渗入空气，使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等，故必须设置排气装置。排气装置排气方法：

（a）排气孔：将油口设置在液压缸最高处。（b）排气塞和排气阀：象螺钉，让液压缸两腔油液经该阀与油箱相通。启动时拧开排气阀使液压缸空载往复运动几次，将带有气泡的油液排出即可。排气的必要性：因为系统在安装或停止工作后常会渗入空气，使液压89液压缸常见故障及其排除方法

故障现象产生原因排除方法

爬行1外界空气进入缸内2密封压得太紧3活塞与活塞杆不同轴，活塞

杆不直4缸内壁拉毛，局部磨损或腐蚀5安装位置有偏差6双活塞杆两端螺母拧得太紧1设置排气装置或开动系统强迫排气2调整密封，但不得泄漏3校正或更换，使同轴度小于0.04mm4适当修理，严重者重新磨缸内孔，按要求重配活塞5校正6调整

冲击1用间隙密封的活塞，与缸筒间隙过大，节流阀失去作用2端头缓冲的单向阀失灵，不起作用1更换活塞，使间隙达到规定要求，检查节流阀2修正、研配单向阀与阀座或更换液压缸常见故障及其排除方法故障现象产生原因排除方法90故障现象产生原因排除方法

推力不足，速度不够或逐渐下渐1由于缸与活塞配合间隙过大或O形密封圈损坏，使高低压侧互通2工作段不均匀，造成局部几何形状有误差，使高低压腔密封不严，产生泄漏3缸端活塞杆密封压得矿产紧或活塞杆弯曲，使摩擦力或阻力增加4油温太高，粘度降低，泄漏增加，使缸速度减慢5液压泵流量不足1更换活塞或密封圈，调整到合适的间隙2镗磨修复缸孔径，重配活塞3放松密封，校直活塞杆4检查温升原因，采取散热措施，如间隙过大，可单配活塞或增装密封环5检查泵或调节控制阀

外泄漏1活塞杆表面损伤或密封圈损坏造成活塞杆处密封不严2管接头密封不严3缸盖处密封不严1检查并修复活塞杆和密封圈2检修密封圈及接触面3检查并修整液压缸常见故障及其排除方法

故障现象产生原因排除方法推力不足，速度不够或逐渐下渐91作业教材P280：3-43-53-6作业92第三章液压泵和液压马达液压泵液压马达第三章液压泵和液压马达液压泵液压马达933.1液压马达概述功用液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。

液压泵:将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。3.1液压马达概述功用94液压泵与液压马达关系

功用上—相反结构上—相似

原理上—互逆

液压泵与液压马达关系功用上—相反95液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。马达的分类：ns＞500r/min为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达ns＜500r/min为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是96液压马达图形符号液压马达图形符号973.1.1液压马达的工作原理及分类液压泵的基本原理

吸油：密封容积增大，产生真空容积式｛

压油：密封容积减小，油液被迫压出

3.1.1液压马达的工作原理及分类液压泵的基本原理98液压泵基本工作条件（必要条件）1.形成密封容积2.密封容积变化3.吸压油腔隔开（配流装置）液压泵基本工作条件（必要条件）1.形成密封容积99液压泵和液压马达分类按输出流量能否调节：定量变量按结构形式：齿轮式叶片式柱塞式按输油方向能否改变：单向双向按使用压力：低压中压中高压高压液压泵和液压马达分类按输出流量能否调节：定量变量1003.1.2

液压泵和液压马达的的主要工作参数

工作压力和额定压力排量和流量功率和效率效率3.1.2液压泵和液压马达的的主要工作参数工作压力和额定101工作压力和额定压力工作压力额定压力（公称压力、铭牌压力）

最高允许压力

工作压力和额定压力工作压力102工作压力指马达（或泵）实际工作时输入（或输出）油液的压力，其值取决于外界负载(管阻、摩擦、外负载）

工作压力指马达（或泵）实际工作时输入（或输出）油液的压力，其103额定压力指马达（或泵）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连续运转的最高压力（受马达（或泵）本身泄漏和结构强度限制）p>pn即泵过载

额定压力指马达（或泵）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连104最高允许压力马达（或泵）在短时间内允许超载使用(pmax)的极限压力

p≤pn≤pmax

最高允许压力马达（或泵）在短时间内允许超载使用(p105排量和流量

排量V理论流量qt

实际流量q额定流量qn

瞬时流量qm

排量和流量排量V106排量V排量:在没有泄漏的情况下，马达（或泵）每转一周所排出的液体的体积。排量V排量:在没有泄漏的情况下，马达（或泵）每转一周所排出的107理论流量qt不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。qt=Vn

理论流量qt不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积108实际流量q指马达（或泵）工作时实际输出的流量q=qt-qs

实际流量q指马达（或泵）工作时实际输出的流量109额定流量（公称流量、铭牌流量）qn指泵在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的输出流量。

q≤qn≤qt额定流量（公称流量、铭牌流量）qn指泵在正常工作条件下，按试110瞬时流量qm瞬时流量：泵在某一瞬时的几何流量瞬时流量qm瞬时流量：泵在某一瞬时的几何流量111功率和效率理论功率输入（或输出）功率输出（或输入）功率结论功率和效率理论功率112理论功率Pt=pqt

理论功率Pt=pqt113输入（或输出）功率即泵轴的驱动功率或马达的输出功率PI=ωT=2πnT

输入（或输出）功率即泵轴的驱动功率或马达的输出功率114输出（或输入）功率

PO=pq

输出（或输入）功率PO=pq115结论

液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积若忽略能量损失，则PO=PI即Pt=pqt=pVn=ωTt=2πnTt∵实际上有能量损失∴PO<PI结论液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等116效率容积效率机械效率总效率

效率容积效率117容积效率液压马达：理论流量与实际流量之比值ηv=qi/q

=1-qs/q

液压泵：实际流量与理论流量之比值ηv=q/qi=（qi-qs）/qi=1-qs/qi容积效率液压马达：理论流量与实际流量之比值118机械效率液压马达：理论转矩与实际输入转矩之比值

ηm=T/Ti=（Ti-Ts）/Ti=1-Ts/Ti

液压泵：理论转矩与实际输入转矩之比值ηm=Ti/T=1+Ts/Ti机械效率液压马达：理论转矩与实际输入转矩之比值119总效率输出功率与输入功率之比值η=P0/Pi=Pq/2πnT=Pvnηv/2πnT=ηvηm结论：总效率等于容积效率与机械效率之乘积。总效率输出功率与输入功率之比值1203.1.2高速液压马达

外啮合齿轮液压马达工作原理3.1.2高速液压马达

外啮合齿轮液压马达工作原理121齿轮马达工作原理结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。应用由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。齿轮马达工作原理结构特点应用由于密封性能差122叶片式液压马达工作原理叶片式液压马达工作原理123叶片马达工作原理结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。应用转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。叶片马达工作原理结构特点应用转动惯量小，反应灵敏124轴向柱塞马达工作原理轴向柱塞马达工作原理125轴向柱塞马达工作原理结构特点轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。配流盘为对称结构。应用作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。轴向柱塞马达工作原理结构特点1263.1.3低速大扭矩马达

单作用连杆型径向柱塞马达结构组成（动画）3.1.3低速大扭矩马达

单作用连杆型径向柱塞马达结构127结构原理呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。曲轴为输出轴。配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。排量公式v=πd2ez/2d为柱塞直径；e为曲轴偏心距；z为柱塞数。应用结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转，也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3r/min。结构原理128多作用内曲线径向柱塞马达结构组成（动画）多作用内曲线径向柱塞马达结构组成（动画）129结构原理壳体内环由x个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段；缸体径向均布有z个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动；柱塞、滚轮组组成柱塞组件，a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；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，通回油（x≠z)；输出轴，缸体与输出轴连成一体。结构原理柱塞、滚轮组组成柱塞组件，a段导轨对柱塞组件130排量公式v=（πd2/4）sxyzs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。排量公式v=（πd2/4）sxyz131第3章液压缸

液压缸是将液体的压力能转换成机械能，实现往复直线运动或往复摆动的执行元件。它具有结构简单、工作可靠和制造容易等优点，被广泛应用于各种液压机械设备中。第3章液压缸1323.2液压缸的分类与工作原理

按液体压力的作用方式，又可分为单作用液压缸和双作用液压缸。单作用液压缸是利用液体压力产生的推力推动活塞向一个方向运动，反向复位则靠弹簧力、重力或其它外力来实现。双作用液压缸则是利用液体压力产生的推力推动活塞作正反两个方向的运动。

按结构不同，液压缸可分为活塞缸、柱塞缸、组合缸和摆动缸四类。活塞缸、柱塞缸实现往复直线运动，输出力和速度；摆动缸实现小于360°的往复摆动，输出扭矩和角速度；组合液压缸具有较特殊的结构和功用。

3.2液压缸的分类与工作原理按液体压力的作用方式，1333.2.1活塞缸

活塞缸单杆活塞缸双杆……3.2.1活塞缸活单杆活塞缸双杆…134液压缸的典型结构和组成缸筒活塞活塞杆导向套支承环缸底缸盖耳环防尘圈密封圈密封圈液压缸的典型结构和组成缸筒活塞活塞杆导向套支承环缸底缸盖耳环135一、双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带活塞杆的液压缸。它有两种安装形式，图(a)所示是缸筒固定，活塞杆移动的安装形式。图(b)所示是活塞杆固定，缸筒移动的安装形式。

符号[动画演示]一、双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带136

双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、F2相等，其值为：

活塞往复运动的速度v1、v2相等，其值为：

推力与速度计算双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、F2相等，137

下图所示是活塞只有一端带活塞杆的液压缸，称为单杆活塞缸。单杆活塞缸也有缸筒固定、活塞杆移动和活塞杆固定、缸筒移动两种安装形式。

二、单杆活塞缸

553126641—缸头2—导向套3—O形密封圈4—格莱密封圈5—缓冲套6—缓冲节流阀提问：教材P70图3-11单活塞缸单作用or双作用？下图所示是活塞只有一端带活塞杆的液压缸，称为单138

当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为：推力与速度计算符号当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右139

当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为：推力与速度计算符号当压力油以相同的压力p和流量q分别进入缸的左右140液压缸的典型结构举例例：双作用单活塞杆液压缸液压缸的典型结构举例例：双作用单活塞杆液压缸141符号推力与速度计算将单杆活塞缸的两腔连通，并同时输入压力油，这种连接形式称为差动连接。

作差动连接时的单杆活塞缸也称为差动液压缸。作差动连接时，进入液压缸两腔压力油的压力相同，但由于两腔有效工作面积不等，A1>A2，产生的液压作用力不等，故活塞向右运动，有杆腔中的油液便会流入无杆腔。此时，差动液压缸产生的推力F3和活塞向右运动的速度v3分别为：上式表明，单杆活塞缸差动连接时的推力比非差动连接时要小；而活塞向右移动时的速度，在供油量q相同的情况下要比非差动连接时的速度大得多。符号推力与速度计算将单杆活塞缸的两腔连通，并同1423.2.2

柱塞缸

如图所示为一柱塞缸。其特点是，缸筒内壁与柱塞没有配合要求，因此缸筒内孔可只作粗加工或不加工，仅柱塞与导向套有配合要求，这样就大大简化了缸筒的加工工艺。为减轻柱塞重量以减小柱塞弯曲变形，柱塞一般做成空心的。[动画演示]压力油符号缸筒柱塞导向套密封圈3.2.2柱塞缸如图所示为一柱塞缸。其特点是143柱塞缸产生的推力和运动速度为：

推力与速度计算柱塞缸产生的推力和运动速度为：推力与速度计算1443.2.3

摆动液压缸摆动液压缸是输出转矩并实现往复摆动的一种液压缸。叶片式摆动液压缸如图所示。按叶片数量可分为单叶片、双叶片和多叶片摆动缸。下图为单叶片摆动液压缸。[动画演示]符号3.2.3摆动液压缸摆动液压缸是输出转矩并实现1453.2.3

摆动液压缸3.2.3摆动液压缸146摆动液压缸的输出扭矩T和角速度ω为：转矩与角速度计算摆动液压缸的输出扭矩T和角速度ω为：转矩与角速度计算1473.2.3

组合液压缸组合液压缸的结构形式很多，这里仅简要介绍较为常见的三种组合液压缸。组合液压缸齿条传动液压缸伸缩式…………增压缸3.2.3组合液压缸组合液压缸的结构形式很多，这里仅简1483.2.3

组合液压缸齿条传动液压缸

齿条传动液压缸结构形式很多，如图所示是一种用于驱动回转工作台回转的齿条传动液压缸。3.2.3组合液压缸齿条传动液压缸149齿条传动液压缸

3.2.3

组合液压缸齿条传动液压缸3.2.3组合液压缸150

伸缩式液压缸图示为一种伸缩式液压缸。其特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小。

[动画演示]3.2.3

组合液压缸提问：教材P73图3-14伸缩缸双作用如何判断？伸缩式液压缸3.2.3组合液压缸提问：教材P73图3-1151

增压缸

图示为一种由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸，常应用于在局部区域需要获得高压的液压系统中。3.2.3

组合液压缸该增压缸利用活塞的有效面积大于柱塞的有效面积，使输出压力p2大于输入压力p1，其值为：

提问：教材P73图3-17增压缸根据推力和速度其压力、流量如何计算？增压缸3.2.3组合液压缸该增压缸利用活塞的有效面积大于152液压缸的五大组成部分：

缸筒组件

活塞组件

密封装置

缓冲装置

排气装置

3.2.4

液压缸的组成液压缸的五大组成部分：缸筒组件3.2.4液压缸的组成153缸筒(1)工作压力p＜10MPa时，使用铸铁；(2)工作压力p＜20MPa时，使用无缝钢管；(3)工作压力p＞20MPa时，使用铸钢或锻钢。一般来说，缸筒和缸盖的结构形式与缸筒的材料和系统压力有关。而缸筒材料决定于系统压力缸筒(1)工作压力p＜10MPa时，使用铸铁；一般来说，缸154缸筒和缸盖连接方式（a）法兰连接：这种连接结构简单，加工和装拆方便，应用广泛，中压液压缸均采用此结构，需焊接法兰盘。缸筒和缸盖连接方式（a）法兰连接：这种连接结构简单，加工和装155

（c）螺纹式连接：重量轻外径小，但端部结构复杂装卸时需专用工具。（b）半环式连接：该结构简单、紧凑、重量轻，但要加厚缸筒。缸筒和缸盖连接方式（b）半环式连接：该结构简单、紧凑、重量156（f）焊接：其结构简单，尺寸小，但焊接后缸体有变形，且不易加工，故使用较少。

（d）拉杆式连接：结构通用性好，缸体加工和装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压系统。缸筒和缸盖连接方式（f）焊接：其结构简单，尺寸小，但焊接后缸体有变形，且不易加157

活塞和活塞杆

活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆用钢料制造，表面还要镀铬。连接方式有：（a）整体式：（b）焊接式：（c）锥销式：（d）（e）螺纹式：（f）（g）半环式：

活塞和活塞杆活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆158

活塞和活塞杆

活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆用钢料制造，表面还要镀铬。焊接式：结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换。锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配简单，但承载能力小，且需防止脱落。螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆方便，但需防止螺母松动。卡环式：常用于高