液压与液力传动全套课件

《液压与液力传动》第一章绪论【本章学习目标】★了解液压传动及其发展状况； ★掌握液压传动的工作原理及其组成；★了解液压传动的特点及其应用，激发学生学习该课程的积极性；【本章学习方法】

通过课堂学习和课下查阅图书资料或网络资料信息相结合的方法，对液压传动及其发展概况、液压传动的工作原理及其组成、液压传动的特点及其应用有更加深刻的了解和认识，意识到液压传动对国家工业化发展的重要性，从而对该课程产生浓厚的学习兴趣。【导入案例】千斤顶的工作原理图，如左图所示。

通过液压千斤顶的杠杆手柄带动小活塞上、下运动，将油箱中的油液通过吸油管进入小活塞缸体，然后通过压油管进入到大缸体，并推动活塞举起重物。千斤顶的小活塞、小缸体和单向阀相当于液压系统的液压泵，用于将低压油液转换成高压油液，而大活塞、大缸体则相当于液压系统的液压缸，通过高压油推动大活塞及重物W运动。2024/4/12

液力传动－是利用液体的动能来传递动力； 液压传动－是利用液体的静压能来传递动力； 气压传动－主要是指气压传动。其中，液压传动和气压传动的工作原理、元件原理和回路基本相同，只是工作介质不同。本课重点介绍液压技术与液力传动。2024/4/12第一节液压传动的发展液压传动技术是在流体力学、工程力学和机械制造技术的基础上，发展起来的一门应用技术，它广泛地应用于工、农业和国防部门。相对机械传动来说，是一门新技术。用液体作为工作介质，在密封的回路里，以液体的压力能进行能量传递的传动方式，称为液压传动。

2024/4/1217世纪中叶：帕斯卡提出静压传递原理18世纪末：英国制成第一台水压机19世纪：炮塔转位器、六角车床和磨床第二次世界大战兵器（功率大、反应快）战后转向民用机械、工程、农业、汽车20世纪60年代后：发展为一门完整的自动化技术现在国外：95%工程机械，90%数控加工中心，95%以上的自动线，都采用液压传动因此可知：采用液压传动的程度成为衡量一个国家工业水平的重要标志。一、液压技术的发展2024/4/12（1）正向着高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展；（2）与计算机科学相结合：新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、计算机实时控制技术、机电液一体化技术、计算机仿真技术和优化技术；（3）与其他相关科学结合：如污染控制技术、可靠性技术等方面也是当前液压技术发展和研究的方向；（4）开辟新的应用领域。液压技术的发展方向2024/4/12我国液压技术的发展状况

我国液压工业始于20世纪50年代，其产品最初用于机床和锻压设备，后来才用于拖拉机和工程机械上。自1964年从国外引进一些液压元件生产技术、同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压元件已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到广泛的使用。从80年代起，更加快了对西方先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面，全方位赶上世界先进水平。2024/4/12二、液压技术的应用蜘蛛的腿里没有肌肉，它是依靠调节液体的压力来控制8条腿的运动。人类仿照蜘蛛腿部的动作原理，发明了液压传动来操纵机器。2024/4/12工程机械：推土机、挖掘机、压路机起重运输：汽车吊、叉车、港口龙门吊矿山机械：凿岩机、提升机、液压支架建筑机械：打桩机、平地机、液压千斤顶农业机械：拖拉机、联合收割机冶金机械：压力机、轧钢机锻压机械：压力机、模锻机机械制造：组合机床、冲床、自动线轻工机械：打包机、注塑机汽车工业：汽车中的转向器、减振器、自卸汽车智能机械：模拟驾驶舱、机器人2024/4/12装载机2024/4/12钮荷兰拖拉机2024/4/12汽车起重机2024/4/12工程机械液压缸2024/4/12联合收割机2024/4/12液压翻斗车2024/4/12铲运机2024/4/12数控机床2024/4/12液压摊铺机2024/4/12液压平地机2024/4/12小松挖掘机主液压泵2024/4/12液压主泵2024/4/12驱动马达2024/4/12转向及先导控制2024/4/12液压辅件2024/4/12本课程学习的主要任务1、了解液压元件的结构和工作原理，以便正确、熟练地选用液压元器件。2、了解各种液压元器件的控制性能及特点，以及它们组成的回路的特性。3、在以上两点的基础上能够设计液压回路，解决使用及维修方面的问题。2024/4/12第二节液压传动的工作原理及组成

一、液压传动的工作原理、基本特征

一般来说，原动机的输出特性不能满足工作机械对力和速度(大小、方向)要求的，这就需要有一个中间装置，把原动机和工作机连结起来，使之满足要求，这个中间装置我们就称为传动装置。传动装置主要包括机械传动、电力传动和流体传动，或者是它们的组合；

流体传动包括液压传动、液力传动和气压传动。2024/4/12手动液压千斤顶的工作原理图WA1

p1A2

p2l1l2Pp12动画演示2024/4/12液压千斤顶工作原理吸油过程压油-重物举升过程卸荷-重物落下过程基本组成元件：1-杠杆手柄；2-小缸体；3-小活塞；4-单向阀；5-吸油管；6-管道；7-大活塞；8-大缸体；9-截止阀；10-油箱。2024/4/12工作台液压缸换向阀节流阀开停阀溢流阀液压泵滤油器油箱油管动画演示（outer）磨床工作台工作原理及组成2024/4/12工作状态及过程1）在图2a所示的状态下工作：进油路：电机旋转

液压泵旋转

从油箱中吸油经滤油器、泵，将油液压入压力管

开停阀

节流阀

换向阀

液压缸的左腔

工作台向右移动。回油路：液压缸右腔

换向阀

油箱。2）在图2b所示的状态下工作：进油路：液压泵

开停阀

节流阀

换向阀

液压缸右腔

工作台向左移动。回油路：液压缸左腔

换向阀

油箱。2024/4/123）在图2c所示的状态下工作：液压泵

开停阀

油箱

工作台静止不动。4）工作台的移动速度是通过节流阀来调节的：当节流阀开大

进入液压缸的油液

V

。当节流阀开小

进入液压缸的油液

V

。结论：工作台的移动速度取决于流量的大小。5）液压缸必须产生一个足够大的推力，以克服工作台移动所受到的各种阻力，而这个推力是由缸中的油液压力产生的，需克服的阻力越大，缸中油液压力越高；反之压力就降低。结论：压力的大小取决于负载。2024/4/12

液压传动所具有的特征:

就液压传动过程来说是能量转换的过程。即它将原动机的机械能（M，n)液压能(p，Q)机械能(M`，n`)。主要是靠液体的压力和流速(流量)来传递能量。

2024/4/12液压系统与其它传动形式比较有以下特征:1.以液体作为工作介质，实现传动。

2.在密闭容器内(油泵，管路，阀，油缸等组成)，以静压传递原理进行工作(忽略管路，阀处的损失)。系统压力由外载来建立，系统压力大小与外载大小有关（注意负载的含义很广泛）。

(静压传递原理--帕斯卡定律：在密闭容器内的平衡液体中，任一点压力若有变化，则该点压力的变化将传给系统内任一点，其值不变。)2024/4/12根据这一原理，上面的千斤顶A2>>A1，L1+L2>L2，P可以很小，就能顶起很重的重物。

2024/4/123.工作机(执行元件)的运动速度，通常由系统中的流量(动力元件容积变化)来决定的。设在△t时间内，活塞A1移动了距离S1，活塞A2移动了距离S2

，则由于液体不可压缩，有：

A1S1=A2S2→A1S1/△t=A2S2/△t→A1V1=A2V2

以Q为油缸1(或称为泵，看成一个手动泵)的流量，即系统的流量，Q=A2V2

所以V2=Q/A2

可见，V2∝Q

，Q变化时,V2也随之变化，因此，工作机构的运动速度是由流量Q来满足的，这是液压传动一个很重要的特点。2024/4/124.系统的功率决定于系统的流量和压力。

N=WV2=pA2V2=pQ

p-系统压力

Q-系统流量上式说明，对油泵来说，它把发动机（或手）的能量（机械能）转换为液体的能量；对工作机来说，把液体的能量转换为机械能。2024/4/12

综上所述，液压传动是靠密闭容器内受静压力的液体来传递运动的一种方式，它是由油泵把发动机的机械能转化为液体能，再由油缸等液动机，将液压能转化为机械能，以满足工作对运动和力的要求。两个最重要概念：

1.系统压力决定于外负载。如果W＝0，则p＝0。主动力是加不上去的。负载是第一性的，压力是第二性的。

2.运动速度决定于流量。

V2=Q/A22024/4/12

二、液压系统的组成上面我们讨论了液压系统的工作原理及其特征，可知：液压系统主要由以下几部分组成的:1.动力元件：泵。为系统提供动力液，将发动机的机械能转化为液体的压力能，即,

M,n→p,Q。齿轮泵柱塞泵

要满足工作对象对力和运动的要求，还必须有一定的装置，将液体能量变为机械能，这就是-执行元件。如，液压缸动画演示（outer2024/4/123.控制元件:

控制元件是用来控制系统的压力、流量和液流方向的各种控制阀，它包括压力控制阀、流量阀、方向阀等。2.执行元件：油缸，液马达等。即p,Q→M,n（液压能转化为机械能，带动负载运动）。液压缸马达

要满足工作机的工作要求，还必须有另外一些元件来调节、限定系统中的压力、流量，改变液流方向，这就是：控制元件动画演示（outer2024/4/12溢流阀4.辅助元件：管线、油箱、滤网、蓄能器等，改善液压系统的工作条件，保证液压系统的正常工作。换向阀5.工作介质：油液或液压液是液压传动中能量传递的载体。动画演示（outer2024/4/12第三节液压传动的优缺点

优点:(与机械传动相比较，液压传动具有如下优点)1.液压元件尺寸小，结构紧凑，重量轻（相对于电传动，同功率相比），与同功率电机相比，液压传动的泵的重量为电机的1/10~1/20,如：飞机上的泵:q=0.209kg/kw

现代电机:q=1.5~2kg/kw2.运动形式变化方便：液压传动可以很方便的将发动机的旋转运动变为执行机构的往复运动，也可以实现复杂的空间角转动。2024/4/123.易获得大的力矩:如油缸直径为d=30cm,推力为F=140吨时，所需要的液压力仅为p=200kg/cm2。

4.可在较大范围内调速，而且是无级调速，调速方便。

5.可获得复杂的动作(即运动形式多种多样),从而可以很容易地实现自动化控制、过载保护等。

6.由于用油作为工作介质，因此润滑性能良好，液压元件寿命长。

7.大部分液压元件是标准的，设计系统比较方便。2024/4/12

缺点:

1.不适于远距离传递(特别是动作要求精确的场合);2.制造精度要求高，使用和维修需要较高的技术水平，进入杂物会失灵，阀芯易卡住，弹簧易断，线性度不好，先导阀芯易磨损等。

3.由于工作介质为油，容易漏失，因此，不能实现定比传动（不如步进电机）。

4.油中易混入空气，产生冲击，造成系统振动大，噪音大。

5.油易氧化、燃烧，温度变化对传动性能有影响。因此，液压传动用于低温和高温情况，或温度变化剧烈的情况有困难。2024/4/12第四节液压传动在机械工业中的应用一、液压传动应用

液压传动在机械工业中的得到了广泛的应用，有的是利用液压传递动力的特点，有的是利用液压易于操作和控制的优点。在机床上，液压传动常应用于以下的一些装置中：（1）进给运动传动装置（2）往复主体运动装置（3）仿形装置（4）辅助装置（5）静压支撑液压传动也用于其他机械中，例如：工程机械；起重机械；矿山机械；建筑机械；农业机械；冶金机械；轻工机械；汽车工业；智能机械。2024/4/12二、展望

随着计算机技术的发展，液压传动将向着数字化方向发展。（1）DDC－即数字控制。 即将电子控制装置与传统的液压元件相结合，并集成处理，形成了种类繁多的数字元件。满足液压传动对高速度、高效率和高可靠性要求。（2）CAD－计算机辅助设计。 是利用计算机来辅助设计复杂控制系统，其中，包括建模、仿真、优化和设计。可加快设计开发速度、提高设计水平。（3）CAT－计算机辅助测试。利用CAT可提高测试精度、加快测试速度，为液压传动提供快速、可靠和安全的数据。《液压与液力传动》2024年4月12日

上堂课内容回顾1、液压传动的基本概念？2、液压传动的优点和缺点？3、液压传动的应用和发展趋势？2024年4月12日

第二章液压油与液压流体力学基础液压传动是以液体作为工作介质传递能量的。液压系统中的液压油既是传递功率的介质，又是液压元件的冷却、防锈和润滑剂。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染物，也要靠液压油带走。液压油的物理、化学特性将直接影响液压系统的工作。2024年4月12日

工业液压油液可分为：石油型和难燃型（1）石油型：是以机械油为基础，精炼后按需要加入适当的添加剂而成。这类油液的润滑性好，但抗燃性差。我国目前大量采用的石油型液压油液为：机械油和汽轮机油。

机械油－－是一种工业用润滑油，价格低，但物理化学性质较差，使用时易产生黏稠胶质，堵塞元件，影响系统性能。因此，只在压力低和要求不高的场合使用。

汽轮机油－－与机械油相比，氧化稳定性好，使用寿命长，与水混合能迅速分离，纯净度高，使用广泛。第一节液压油2024年4月12日

（2）难燃型：包括乳化型和合成型1）乳化型－有两类为：水包油乳化液和油包水乳化液。

水包油乳化液－为少量油分散在大量水中，也称为高水基液。

油包水乳化液－为水分散在大量油中。润滑性比前者好。2）合成型－有水－乙二醇液和磷酸酯液

水－乙二醇液－适用于防火的液压系统。

磷酸酯液－自然点高，氧化稳定性好，润滑性好，使用温度宽，对绝大多数金属不腐蚀，但能溶解非金属材料，因此，必须选择合适的密封材料。注意：该液体有毒。2024年4月12日

（3）油液添加剂为了改善液压油液的性能，往往在油液中加入各种不同的添加剂。添加剂分为改善化学性质和物理特性两类：

1）改善油液化学性质的添加剂： 有抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等。

2）改善油液物理特性的添加剂： 有增粘剂、抗泡剂和抗磨剂等。2024年4月12日

一、液压油液的物理性质1.液体的密度ρ

单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V、质量为m的液体的密度ρ为ρ＝m/V

一般ρ=890～900kg/m3

注意：

γ＝G/V

G为重量

2.液体的可压缩性

(1)压缩性：液体受压后体积变小的性质，用压缩系数描述。

k=-(ΔV/V)/Δpm2/kg

压缩系数的物理意义：指液体所受压力增加一个工程大气压时所发生的体积相对变化率,其中V为压缩前的体积，ΔV为体积为V的液体压力变化Δp时体积变化量。2024年4月12日

（2）液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以E表示，即E＝1/k

液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。一般在分析时取E=700~1400MPa。（3）封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。液压弹簧的刚度：

液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩性的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响。2024年4月12日

热膨胀－液体受热，体积膨胀的性质，用体积膨胀系数βt

来表示：βt=(ΔV/V)/Δt1/℃

物理意义：温度改变1℃时，液体体积的相对变化率。一般，βt=0.000651/℃

例如：油温从20℃升到40℃，体积由14000cm3将变为14182cm2。由此可见，液压传动中，由于温度变化引起的体积变化，是不能忽视的，尤其是对闭式系统。3.热膨胀性2024年4月12日

4.粘度液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。（1）粘度定义实验测得：F＝Aμdu/dz式中，μ为动力粘度。若以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则

τ=F/A=μdu/dz

上式即为牛顿液体内摩擦定律。

2024年4月12日

（2）动力粘度μ

μ＝τ/(du/dz)

物理意义：液体在单位速度梯度下,单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的单位为Pa·s（帕·秒，N·s/m2）（3）运动粘度ν

液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值，称为液体的运动粘度ν，即ν=μ/ρ。运动粘度的单位为m2/s。

（4）恩氏粘度°E

相对粘度又称条件粘度，它是按一定的测量条件制定的。根据测量的方法不同，可分为恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、雷氏粘度Re等。我国和德国等国家采用恩氏粘度。

°Et＝t1/t22024年4月12日

式中，t2为200ml温度为20°C水流经直径为2.8mm小孔所用时间；t1为200ml温度为t°C油液流经直径为该小孔测得的时间。恩氏粘度和运动粘度的转换经验式

ν=（7.31°E－6.31/°E）×10－6

（m2/s）

油液粘度对温度变化十分敏感。在液压技术中，希望油液粘度随温度变化越小越好。温度升高时，粘度下降。可用下式表示：式中，λ为温粘指数。粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。（5）温度对粘度影响2024年4月12日

（5）压力对粘度影响

式中，a、b—两种油占的百分比，a＋b＝100；c—实验系数。（7）其他特性

油液还有其他特性，例如：稳定性（包括：热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性）；抗泡沫性、抗乳化性、防锈性以及相容性（对所接触的金属和密封材料不起作用）。这些特性对油液的选择和使用都具有重要影响。（6）两种混合油液的恩氏粘度式中，k—随液压油而异的压粘指数

油液粘度随压力增大而增大，但影响很小，可用下式表示：2024年4月12日

例题1：某液压油体积为200cm3，密度ρ＝900kg/m3,在50°时流过恩氏粘度计所需时间t1＝153s，而20°的200cm3蒸馏水流过所需时间t2＝51s，求该油的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度。解：根据恩氏粘度定义，在50°时该油的恩氏粘度为

°E50＝t1/t2=3

利用恩氏粘度和运动粘度的换算关系，可得

ν=7.31°E50-6.31/°E50

=7.31*3-6.31/3=19.83×10－6（m2/s）由动力粘度和运动粘度之间关系，可得油液动力粘度为

μ=νρ=19.83×10－6×890

＝178.5×10－4（Pa.s）2024年4月12日

例题2：如图，一圆盘直径为200mm，与固定圆盘之间间隙为0.02mm。其间充满润滑油，密度ρ＝900kg/m3,运动粘度为3*10-5m2/s,圆盘转速为1500r/min,求驱动该圆盘所需要的力矩。2024年4月12日

矿物油基液压油含水液压油合成液压油液压油5.液压油分类普通液压油耐磨液压油数控液压油洁净液压油乳化液水一二元醇液压油油包水水包油磷酸脂基液压油合成液压油(如硅酮，卤化物等)2024年4月12日

最常用的液压油名称及代号是：6.液压油的代号基础油（HH）普通液压油（HL）抗磨液压油（HM）低温液压油（HV）2024年4月12日

(1)适当的粘度：过大，造成水力损失增加，效率低；粘度小，漏失大，容积效率低。选择液压油还与具体使用条件有关。如夏天，粘度要大些，冬天则选用粘度小；南方，用高号液压油，北方则选用低号液压油。(2)具有良好的润滑性能，这与形成油膜有直接关系。(3)对机件无腐蚀作用，也不会引起密封件的膨胀。(4)良好的化学稳定性，要加添加剂。(5)不得含有空气、蒸气、水和杂质(含有气体会造成气蚀，空穴会引起振动、噪音；水等引起乳化）。(6)闪点高，凝点低。一般使用的油温在40～50℃之间，当油温超过80℃，氧化加剧，油温低于10℃时，粘度增大，启动困难。7.液压油的要求2024年4月12日

(1)简单的就是根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的来选用液压油。(2)初步根据液压系统的使用性能和工作环境确定液压油的类型（品种）。系统要求条件不高：选用普通液压油；系统要求条件高：选用各种专用液压油。(3)根据液压系统的工作压力、环境温度及工作部件的运动速度确定油的具体牌号，即确定液压油粘度。

工作压力高：选择粘度较高的油液。

环境温度高：选择粘度较高的油液。

运动速度高：运动速度高，宜采用粘度较低的油液。8.液压油的选用2024年4月12日

（1）油箱中的液面应保持一定高度。（2）正常工作时油箱的温升不应超过液压油所允许的范围，一般不得超过65℃。（3）为防止系统中进入空气，要做到：所有回油管都在油箱液面以下，管口切成斜断面。（4）油泵吸油管应严格密封。（5）油泵吸油高度应尽可能小些，以减少油泵吸油阻力；可能情况下。（6）在系统最高点设置放气阀。（7）定期检查油液质量和油面高度，以便及时更换和添加。9.液压油使用注意事项：2024年4月12日

(1)用过滤的方法滤掉液压油中的杂质，不同液压元件对过滤精度有不同要求。液压元件名称过滤精度要求柱塞泵与马达5-20

叶片泵与马达30

液压缸50

齿轮泵和马达50

普通液压控制阀30

伺服阀、比例阀5-20

10.液压油的污染与控制2024年4月12日

(2)为了避免或减少系统运行中的液压油再污染，运行中要注意油温和油箱的油位，油温过高，将加速液压油老化变质；油位过低会使吸油困难，引起噪音和气蚀，加剧液压油的污染。(3)液压系统的密封性能良好。在油箱的通气孔及液压缸活塞杆处加防尘装置；外漏油不得直接流回油箱。(4)液压系统投入运行前应按有关的规定严格冲洗，运行中要按规定及时更换新油，换油时新油必须经过过滤后才能加入系统中使用。《液压与液力传动》2024年4月12日上堂课内容回顾油液如何分类？油液的运动粘度，动力粘度和恩氏粘度以及它们之间的换算关系？温度、压力对粘度的影响？其表达式？油液的选择、使用应注意那些？。2024年4月12日第三节液体静力学基础

液体静力学主要是讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。所谓“液体静止”指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性。

一、液体的压力作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。

质量力：单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于加速度。

表面力：是与液体相接触的其它物体（如容器或其它液体）作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力，这是内力。2024年4月12日

单位面积上作用的表面力称为应力，它有法向应力和切向应力之分。当液体静止时，液体质点间没有相对运动，不存在摩擦力，所以静止液体的表面力只有法向力。液体内某点处单位面积△A上所受到的法向力△F之比，称为压力p（静压力），即

由于液体质点间的凝聚力很小，不能受拉，只能受压，所以液体的静压力具有两个重要特性：

1.液体静压力的方向总是作用在内法线方向上；

2.静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。2024年4月12日

有一垂直小液柱，在平衡状态下，有p△A=p0△A+FG，这里的FG即为液柱的重量FG=ρgh△A,所以有

p=p0+ρgh

二、液体静压力基本方程

2024年4月12日(b)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度h的增加而线性地增加。

(c)连通器内同一液体中深度h相同的各点压力都相等。由压力相等的组成的面称为等压面。在重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。液体静压力分布特征：

(a)一部分是液面上的压力p0;另一部分是ρg与该点离液面深度h的乘积。2024年4月12日

三、压力表示方法

压力的表示法有两种：绝对压力和相对压力。

绝对压力－是以绝对真空作为基准所表示的压力；

相对压力－是以大气压力作为基准所表示的压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。绝对压力与相对压力的关系为绝对压力＝相对压力＋大气压力如果液体中某点处的绝对压力小于大气压,这时在这个点上的绝对压力比大气压小的部分数值称为真空度。即真空度＝大气压－绝对压力2024年4月12日绝对压力p=0(绝对真空)大气压力相对压力绝对压力真空度p<

pa

pap>

pa表压力绝对压力、相对压力和真空度的相对关系压力的单位:

我国法定压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，1Pa=1N/m2。由于Pa太小，工程上常用其倍数单位兆帕（MPa）来表示：1MPa=106Pa2024年4月12日例题：2024年4月12日四、静止液体内压力的传递帕斯卡定律根据静压力基本方程(p=p0+ρgh)，盛放在密闭容器内的液体，其外加压力p0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化。

这就是说，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各点。这就是静压传递原理或称帕斯卡原理。2024年4月12日五、液体对容器壁面的作用力

曲面上液压作用力在某一方向上的分力，等于静压力与曲面在该方向的垂直面内投影面积的乘积。

2024年4月12日

例题思考：为什么油罐容器一般是圆形的？2024年4月12日第四节液体动力学基础一、基本概念理想液体：既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。定常流动：液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，则这种流动就称为定常流动。否则，只要压力、速度和密度有一个量随时间变化，则这种流动就称为非定常流动。

一维流动：当液体整个作线形流动时，称为一维流动。

迹线：流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运动轨迹。2024年4月12日流线：表示某一瞬时，液流中各处质点运动状态的一条条曲线。在此瞬时，流线上各质点速度方向与该线相切。在定常流动时，流线不随时间而变化，这样流线就与迹线重合。由于流动液体中任一质点在其一瞬时只能有一个速度，所以流线之间不可能相交，也不可能突然转折。2024年4月12日流管：在流动空间中，任意画一不属流线的封闭曲线，沿经过此封闭曲线上的每一点作流线，由这些流线组合的表面称为流管。流束：流管内的流线群称为流束。流管和流束2024年4月12日通流截面：流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。截面上每点处的流动速度都垂直于这个面。平行流动：流线彼此平行的流动。缓变流动：流线夹角很小或流线曲率半径很大的流动。平行流动和缓变流动都可算是一维流动。2024年4月12日

流量：单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为流量。流量用q表示，单位m3/s或L/min。由于流动液体粘性的作用，在通流截面上各点的流速u是不相等的。因此，在计算流过整个通流截面A的流量时，可在通流截面上取微小截面dA，并认为在该微小断面上各点的速度u相等，流过该微小断面的流量为dq=udA，则积分可求得流经整个通流截面A的流量为平均流速：对于实际液体的流动，速度u的分布规律很复杂，故按上式计算流量是困难的。因此，提出一个平均流速的概念，即假设通流截面上各点的流速均匀分布，液体以此均布流速v流过通流截面的流量等于以实际流速流过的流量，由此得出通流面积上的平均流速为

在实际工程计算中，平均流速才具有应用价值。2024年4月12日层流、湍流、雷诺数

层流：液体质点互不干扰，液体流动呈线性或层状，且平行于管道轴线；层流开始破坏湍（紊）流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动以外，还存在着剧烈的横向运动。2024年4月12日

层流和紊流是两种不同性质的流态。

层流时，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用；

紊流时，液体流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用雷诺数来判定。流动趋于紊流紊流2024年4月12日雷诺数：实验表明，真正决定液流流动状态的是用管内的平均流速v、液体的运动粘度ν、管径d三个数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数，即临界雷诺数：当液流在实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液流为层流，反之液流则为紊流。常见的液流管道的临界雷诺数可由实验求得。雷诺数物理意义：

影响液体流动的力主要有惯性力和粘性力，雷诺数就是惯性力对粘性力的无因次比值。运动粘度运动速度2024年4月12日

对于非圆截面管道来说，Re可用下式来计算：Re＝4vR/ν

式中R为通流截面的水力半径。它等于液流的有效截面积A和它的湿周χ（通流截面上与液体接触的固体壁面的周长）之比，即R＝A/χ

水力半径对管道通流能力影响很大，水力半径大，表明液流与管壁接触少，通流能力大；水利半径小，表明液流与管壁接触多，通流能力小，易堵塞。思考：请按照此公式，计算一下圆管的水力半径等于多少？2024年4月12日二、连续性方程假设液体作定常流动，且不可压缩。任取一流管，两端通流截面面积为A1、A2，在流管中取一微小流束，流束两端的截面积分别为dA1和dA2，在微小截面上各点的速度可以认为是相等的，且分别为u1和u2。根据质量守恒定律，在dt时间内流入此微小流束的质量，应等于此微小流束流出的质量ρu1dA1dt＝ρu2dA2dtu1dA1＝u2dA2积分得：q＝v1A1＝v2A2常数结论：a.通过流管任一通流截面的流量相等。

b.液体流速与管道通流截面积成反比。

c.在具有多分支管路中，总流量等于各分支流量之和，即q1=q2+q3的关系。2024年4月12日三、能量守恒定律（1）理想伯努利方程根据能量守恒定律，同一管道各截面的总能量都是相等的。对静止液体，单位质量液体总能量为单位质量液体的压力能p/(ρg)和势能hg之和；而对于流动液体，还有单位质量的动能v2/(2g)。任取两个截面A1和A2，距基准水平面距离分别h1和h2，断面平均流速分别为v1和v2，压力分别为p1和p2，根据能量守恒定律:

因两个截面是任意的，因此上式可写为：2024年4月12日物理意义：第一项为单位重量液体的压力能称为比压能（p/ρ）；第二项为单位重量液体的动能称为比动能（v2/2）；第三项为单位重量液体的位能称为比位能（hg）。由于上述三种能量都具有长度单位，故又分别称为压力水头、速度水头和位置水头。三者之间可以互相转换，但总和（H，称为总水头）为一定值。或2024年4月12日（2）实际液体总流的伯努利方程将微小流束扩大到总流，由于在通流截面上速度u是一个变量，若用平均流速代替，则必然引起动能偏差，故必须引入动能修正系数。于是实际液体总流的伯努利方程为式中，hw---由液体粘性引起的能量损失；，---动能修正系数，一般在紊流时取＝1.1，层流时取＝2。实际计算时，常取＝1.02024年4月12日例题＋h2024年4月12日

作用在物体上的力，大小等于物体在力作用方向上的动量的变化率，即

取分离体:微元的动量变化是

将微小流束扩大到总流，则对液体的作用力合力为

即，动量方程：β1、β2为动量修正系数，一般在紊流时β＝1，层流时β＝1.33。四、动量定理2024年4月12日例题2024年4月12日例题3-4P252024年4月12日2024年4月12日2024年4月12日本堂课内容小结：（１）液体静力学基本概念包括：静压力基本方程、压力表示方法，液体静压力对容器作用力计算，及压力传递定律。（２）液体动力学基本概念包括：层流、湍流、雷诺数，连续性方程；柏努利方程，动量定理。《液压与液力传动》2024年4月12日上堂课内容回顾1．静止液体的力学基本概念和性质；2．流动液体的基本方程；（1）连续性定律（2）伯努利方程（3）动量定理2024年4月12日第五节流体流动压力损失输油管线

基本概念：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压力损失分为两类：沿程压力损失和局部压力损失沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。局部压力损失：是油液流经局部障碍（如弯管、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失。2024年4月12日一、通流截面上的流速分布规律：取微小圆柱液体，在匀速运动时受力平衡，即可见，管内液体质点的流速在半径方向按抛物线规律分布，如图所示。对上式积分，并应用边界条件，当r＝R时，u＝0，得令则粘性力2024年4月12日二、圆管中的流量对于半径r，宽度dr的微小通流截面，面积dA＝2πrdr，通过的流量为：通过圆管的流量可由上式积分求得，即：2024年4月12日三、沿程压力损失计算：圆管通流截面上的平均流速为：沿程压力损失为：可以改写为：式中，λ称为沿程阻力系数。λ的理论值为64/Re。水在作层流流动时的实际阻力系数和理论值是很接近的。液压油在金属圆管中作层流流动时，常取λ＝75/Re，在橡胶管中λ＝80/Re。2024年4月12日对于光滑管的沿程阻力系数为对于粗糙管的沿程阻力系数为2024年4月12日四、局部压力损失：

液体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力处所引起的压力损失。计算公式为：式中，v为液体的平均流速，一般情况下均指局部阻力后部的流速。ξ为局部阻力系数。对于液流通过各种标准液压元件的局部损失，一般可从产品技术规格中查到。而对于非标准元件，可以通过分析计算求得。2024年4月12日（1）管道突然扩大的局部压力损失

管道局部扩大，由包达定理得到的突然扩大的局部压力损失系数为：

（2）

逐渐扩大的局部压力损失

对于逐渐扩大的压力局部，扩大角度为θ，由包达定理可得，局部压力（水头）损失为： 式中，k为经验公式系数，2024年4月12日根据吉布松（Gibson）试验，系数k，如图所示

2024年4月12日（3）

突然缩小的局部压力损失当油液突然进入小管道，如图所示，形成一个过流断面最小的收缩断面，其面积为Ac。且Cc称为断面收缩系数，突然缩小的局部阻力系数与断面收缩系数Cc有关。在不同结构下的Cc和局部阻力系数，见表所示。

表3.2突然缩小的收缩系数Cc与局部阻力系数A2/A10.010.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Cc0.6180.6240.6320.6430.6590.6810.7120.7550.8310.8921.000.4900.4690.4310.3870.3430.2980.2570.2120.1610.0700.002024年4月12日（4）

逐渐缩小的局部压力损失局部逐渐缩小的结构，如图所示

在不同角度下，逐渐缩小处的局部阻力系数，见图所示。局部逐渐缩小的这类管道，在缩小处不会出现流线脱离壁面的问题。因此，其主要阻力成分是沿程损失。一般该类出口，用于消防管道出口、水力采煤器的出口等，其出口角度均采用10～20°的收缩角，其阻力系数取常数为0.04。

2024年4月12日（5）弯管和折管

弯管和折管的流动现象十分复杂。由于流动惯性，在弯管和折管的内侧，往往流线分离而形成涡流。在外侧，由于流体冲击壁面增加液流的混合。此外，由于外侧压力大于内侧压力，外侧的油液向内侧挤压，于是在断面上就产生回流，最后流体往往以螺旋运动形式离开转弯处。威斯巴赫通过试验总结出了弯管和折管的经验公式。

（a）弯管的局部阻力系数计算公式为

2024年4月12日（b）折管局部阻力系数的计算公式为

五、压力损失叠加原理总的压力损失等于管道上所以沿程压力损失和所以局部压力损失之和，即2024年4月12日也可以用水头损失表示为：注意：上式只适合于相邻两个局部阻力之间有足够距离的情况。因为油液流经一个局部阻力之后，要经过在直管流过一段距离之后，才可以稳定。否则，在油液还没有恢复稳定之前，又经过一局部阻力处，从而使得油液扰动严重，阻力损失将大大增加。这样实际压力会比用上式所计算的压力损失大几倍。一般认为相邻两个局部阻力处之间的距离应大于10～20管径。2024年4月12日为了使用方便，有时将上式进行转化。（1）如果主要是沿程损失，在将局部阻力系数折算成一个适当长度的沿程阻力损失。

于是，一个管路上的总损失，可表示为式中，L＝l＋∑le,称为管路的总阻力长度。（2）如果主要是局部损失，折算成局部损失式中，ξ=ξe+∑ξ称为管路的总的阻力系数。2024年4月12日例题２（Ｐ24）已知泵的流量qv=1.5×10－３m3/s，液压缸无杆腔的面积Ａ＝8×10－３ｍ３，负载Ｆ＝3000N，回油腔压力近似为零，液压缸进油管直径ｄ＝20ｍｍ,总高度Ｈ＝5ｍ,局部阻力系数＝7.2，油液密度＝900kg/m3,运动粘度＝46ｍｍ２/s.求（１）进油路压力损失；（２）油泵的供油压力解（１）进油管的压力损失式中，代入上式，得

（２）油泵的供油压力式中，所以，油泵的供油压力2024年4月12日第六节液体流经小孔和缝隙的流量在液压系统的管路中，装有截面突然收缩的装置，称为节流装置（节流阀）。突然收缩处的流动叫节流，一般均采用各种形式的孔口来实现节流，即节流口。液体流经孔口时：薄壁小孔：l/d≤0.5；细长小孔：l/d>4；短孔：0.5<l/d≤4。

l为小孔的通流长度；d为小孔的孔径。2024年4月12日一、液体流过小孔的流量液体在薄壁小孔中的流动：液体在薄壁小孔中的流动

液体质点突然加速，惯性力作用；收缩截面2-2，然后再扩散；造成能量损失，并使油液发热；收缩截面面积A2－2和孔口截面积A的比值称为收缩系数Cc，即Cc=A2－2/A收缩系数决定于雷诺数、孔口及其边缘形状、孔口离管道侧壁的距离等因素。2024年4月12日列截面1－1和2－2的伯努利方程：v1可以忽略不计，整理得：由此求得液流通过薄壁小孔的流量为：Cd＝CvCc为小孔流量系数，一般由实验确定。当Re<105时，Cd＝0.964Re－0.05

当Re>105时，Cd可认为是常数，Cd＝0.6～0.612024年4月12日细长孔的流量计算：液体流经细长孔时，一般都是层流状态，可直接应用前面已导出的直管流量公式来计算，当孔口的截面积为A=πd2/4时，可写成：

统一写为：q＝KA△pm

式中A为流量截面面积，m2；△p为孔口前后的压力差，N/m2；m为由孔口形状决定的指数，0.5≤m≤1，当孔口为薄壁小孔时，m＝0.5，当孔口为细长孔时，m＝1；K为孔口的形状系数，当孔口为薄壁小孔时，；当孔口为细长孔时，K＝d2/(32μl)。2024年4月12日可知：（1）短孔流量

短孔的流量公式与薄壁小孔的流量公式相同，只是流量系数Cd不同。流量系数可以由右图查得。可知，当Re较大时Cd将稳定在0.8左右。（2）细长孔流量可知，细长孔流量与油液粘度有关，因此，流量受温度影响较大。2024年4月12日二、液体流过缝隙的流量缝隙流的分类：1.平行平板的间隙流动：如下四种情况固定平行平板间隙流动（压差流动）平行平板有相对运动时的间隙流动两平行平板有相对运动，但无压差（纯剪切流动）两平行平板既有相对运动，两端又存在压差时的流动2.圆柱环形间隙流动：如下三种情况同心环形间隙在压差作用下的流动偏心环形间隙在压差作用下的流动内外圆柱表面有相对运动又存在压差的流动3.流经平行圆盘间隙径向流动的流量4.圆锥状环形间隙流动2024年4月12日1.平行平板的间隙流动：

取一个微元体（宽度为单位长度）。则在x方向上受力平衡方程为：

将切应力的定义式代入上式得：将上式两次积分可得：

式中，C1和C2可由边界条件确定。因此，上式可化为：2024年4月12日将上式积分可得流经平行平板缝隙的流量为：当u0＝－时，q＝0，即无液流通过。当u0＝0时，即无相对运动时，由压差引起的油液流量为：当Δp＝0时，由平板引起的剪切油液流量为：2024年4月12日2.同心环形缝隙的流动：同心圆环缝隙，可看作是宽度b＝2πr1的平行缝隙。缝隙大小因此，流经同心环形缝隙的流量，可表示为：当时，2024年4月12日3.偏心环形缝隙的流动：对于偏心圆环缝隙的微圆弧db＝rdθ所对应的缝隙间的流动看作是平行平板缝隙流动。因此，偏心环形微圆弧缝隙的流量，可表示为：式中，ε为相对偏心率，ε=e/h0将h代入上式，并积分得，偏心环形缝隙的流量为当u0＝0时分析：2024年4月12日当ε＝0时，即为同心环形缝隙的流量。当ε＝1时，即为同心环形缝隙的流量的2.5倍。4.圆环平面缝隙的流动：在高度为z处的微元环dr处，可以看作是u0＝0的平行平板缝隙流动，因此，径向流速为：可知，液压元件为了减小流经缝隙的泄漏量，应尽量减小配合元件之间的偏心率。但是，实际液压元件很难作到同心。2024年4月12日因此，流量过的流量为即当r＝r2时，p＝p2，求得系数C，代入上式得：当r＝r1时，p＝p1，所以得流经环形平面缝隙的流量为：积分得：2024年4月12日案例分析－汽车液压筒式减振器阻尼构件分析

与减振器节流阀参数设计（A0，h）1、阻尼构件分析（1）活塞缝隙； （2）常通节流孔； （3）节流缝隙；（4）活塞孔； （5）活塞孔的沿程；（6）活塞孔局部；2、减振器节流阀参数设计数学模型（1）常通节流孔面积A0

（2）节流阀片设计厚度h2024年4月12日第七节液压冲击及空穴现象在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油液中分离出来形成气泡，这一压力值称为该温度下的空气分离压。当液压油在某温度下的压力低于某一数值时，油液本身迅速汽化，产生大量蒸气气泡，这时的压力称为液压油在该温度下的饱和蒸气压。注意：液压油的饱和蒸气压相当小，比空气分离压小得多，因此，要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得低于液压油所在温度下的空气分离压。

一、空穴现象2024年4月12日

１、气穴产生的部位：（１）液压泵的空穴现象：（２）节流口处的空穴现象。液压泵吸油管直径太小，或吸油阻力太大，或液压泵转速过高。由于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象，形成气泡。2024年4月12日２、气穴系数：据气穴产生机理，通常是用节流气穴系数来描述节流气穴发生的程度，即

式中，p0为节流孔下游压力，即节流流动的最低压力；v0为节流下游的流速，即流经节流孔后收缩喉部位处流速；pv为油液空气分离压力。节流孔前后的节流压力之差为：节流气穴系数可表示为

由于pv与p0和p1相比小的很多，因此上式可化为据文献可知，当>0.4时，油液不产生气穴；当<0.4时，油液产生气穴，且越小，则气穴产生越严重。令＝0.4，可得气穴产生的临界压力之比为2024年4月12日３、空穴的危害：气蚀：这些气泡随着液流流到下游压力较高的部位时，会因承受不了高压而破灭，产生局部的液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属表面上的气泡破灭时，它所产生的局部高温（766°,993°,1149°)和高压(几百MPa)，会使金属剥落，使表面烧伤、粗糙或出现海绵状的小洞穴。这种固体壁面的腐蚀、剥蚀的现象称为气蚀。减小空穴现象的措施

（1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后压力比小于3.5。（2）正确设计液压泵的结构参数，适当加大吸油管内径。（3）提高零件的抗气蚀能力，增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度等。2024年4月12日二、液压冲击在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击的实质主要是管道中的液体因突然停止运动而导致动能向压力能的瞬时转变。液压冲击产生的原因：当阀门瞬间关闭时，管道中便产生液压冲击。

液压系统中运动着的工作部件突然制动或换向时，由工作部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击。液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击，如系统压力突然升高，但溢流阀反应迟钝，不能迅速打开时，便产生压力超调，即液压冲击。2024年4月12日（1）运动部件制动时产生的液压冲击：设总质量为∑M的运动部件在制动时的减速时间为△t，速度的减小值为△v，液压缸的有效工作面积为A，则根据动量定理可近似地求得系统中的冲击压力△p，因所以2024年4月12日（2）液体突然停止运动时产生的液压冲击：设管道的截面积为A，长度为l，管道中液流的流速为v，密度为ρ。当管道的末端突然关闭时，液体立即停止运动。根据能量转化和守衡定律，液体的动能ρAlv2/2转化为液体的弹性能Al△p2/（2K’），即ρAlv2/2=Al△p2/（2K’）所以上式中，△p为液压冲击时压力的升高值；K’为液体的等效体积弹性模量；c为冲击波在管道中的传播速度，按下式计算：2024年4月12日

上式中，K为液体的体积弹性模量；d为管道内径；δ为管道壁厚；E为管道材料的弹性模量；冲击波在管道中的液压油内的传播速度c一般约为890～1270m/s。

完全冲击：当阀门关闭时间t小于压力波来回一次所需的时间tc(临界关闭时间)的情况，即t<tc(tc=2l/c)，称为完全冲击。

非完全冲击：否则称为非完全冲击。

非完全冲击时引起的压力峰值比完全冲击时的低，按下式计算:2024年4月12日减小液压冲击的措施由以上分析可知，采取以下措施可减小液压冲击：(1)使直接冲击变为间接冲击，这可用减慢阀的关闭速度和减小冲击波传递距离来达到。

(2)正确设计阀口，使运动部件制动时速度变化比较均匀。(3)限制管道中油液的流速v。(4)用橡胶软管或在冲击源处设置蓄能器，以吸收液压冲击的能量。(5)在容易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。2024年4月12日本堂内容小结１、液体流动压力损失

（１）沿程损失；（２）局部损失；（３）叠加原理２、油液流经小孔和缝隙的流量与压力之间关系（１）薄壁小孔（２）短小孔；（３）细长孔（４）平板缝隙（５）环形缝隙３、液压冲击和气穴现象 （１）液压冲击产生的原因； （２）液压冲击的危害及减小冲击的措施 （３）气穴产生的原因 （４）气穴的危害及减小气穴的措施液压与液力传动上堂课内容回顾（1）油液流动的局部损失和沿程损失及叠加原理。（2）油液流经小孔和缝隙的流量计算。（3）液压冲击和气穴现象产生的原因、危害以及如何避免。第一节液压泵概述

第三章液压泵一、液压泵液压泵是一能量转换的装置。其作用是把机械能转化为液压能（压力能）。即向液压系统提供工作所需要的一定压力和流量的液压油，从而驱动系统中的各液压执行部件，完成各种规定的动作。驱动

原动机（电机或内燃机）液压泵二、液压泵的工作原理1.液压泵工作原理液压传动所用的液压泵都是容积式泵，就是靠密闭容积的变化,引起真空和高压，从而实现吸油和排油。吸油口和排油口在泵内被隔开。所以对这类泵，只要能够实现容积变化就能吸、排液体。例如F2

p2WF1

p1l1l2P原理及特征动画2.液压泵正常工作的基本条件⑴具有一个或多个密封且可以周期性变化的工作容积。当工作容积增大时，完成吸油过程；当工作容积减小时，完成排油过程。液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。⑵具有相应的配油机构，将吸油过程与排油过程分开；⑶油箱内液体的绝对压力必须恒大于大气压力。即吸口在液面以下。三、液压泵分类

油泵齿轮泵柱塞泵外啮合内啮合双联齿轮泵单作用双作用轴向径向直轴（斜盘）斜轴按流量（排量）变化分类：定量泵，变量泵叶片泵按结构分类：四、液压泵的基本参数1.压力（1）工作压力（2）额定压力（3）最高压力(1)工作压力液压泵的工作压力是指泵工作时，输出油液的实际压力（指泵出口处的压力pB）。

压力大小取决于外载的大小。(2)额定压力在泵的铭牌上所标出的就是指泵的额定压力，是指液压泵能够正常工作的最大工作压力，是在正常工作时不允许超过的压力值。机械工业部，泵压力分级：

(3)最高压力最高压力指由液压泵密封能力和结构强度所能达到的最大极限工作压力。注意：后两种压力不是泵实际工作时的压力，切勿混淆。压力分级A级低压B级中压C级中高压D级高压E级超高压压力/Mpa0-2.5>2.5-8>8-16>16-32>32（1）理论流量（2）实际流量（3）额定流量2.流量(1)排量：就是它的理论排量（用qB表示）：在不泄漏情况下，液压泵每转一周理论上所排出的液体体积。大小取决于泵的密封工作腔的几何尺寸，也就是它们的结构参数，是一固有值，与速度等无关。

单位：m3/r或l/r思考题：如图，设缸筒直径为D，曲柄半径为r，其排量如何计算？(2)理论流量:无泄漏情况下，单位时间内所能输出的液体体积(m3/s)。理论流量QBt=qBnB

、QMt=qMnM

其中，nB

、nM

泵轴及马达轴转速(r/s)(3)实际流量：指泵实际工作时，单位时间内的输出流量。因存在泄漏，泵的实际流量小于泵的理论流量。

QB=QBt-∆Q=

V

QBt(4)额定流量：是指泵在额定转速及额定压力下，泵输出的流量。3.泵功率:

输出功率:NB=pBQB输入功率：NBi=MBwB=2πnBMB理论功率：NBit=MBtwB=2πnBMBt

4.泵的输入扭矩泵每转理论上输出的液压能：pBqB

泵每转理论上输入的机械能：MBt2π

所以：pBqB=MBt2π

则泵的理论输入扭矩

MBt=pBqB/2π泵的输入扭矩

MB

=MBt/

m

，其中，

m为机械效率5.泵的效率泵的效率分为容积效率、机械效率和总效率

（1）容积效率：

ηV=QB/QBt（

QB=QBt-ΔQ

）

容积效率的大小反应了泵的内部漏失情况。

（2）机械效率：

ηm=MBt/MB

实际上是由于存在机械摩擦，使得MB>MBt

（3）泵总效率：

η=NB/NBi=pBQB/2πnBMB＝ηmηV可知：液压泵或液压马达的总效率，都等于各自容积效率和机械效率的乘积。第二节齿轮泵一、结构及工作原理并联式：增加泵流量1.分类啮合形式外啮合形式内啮合形式齿轮数两齿轮式多齿轮式串联式：增加泵压2.结构

主要由齿轮、泵体、前盖板、后盖板等组成Outer演示（系统组成－泵结构）3.工作原理密封工作腔：齿轮、壳体、端盖、啮合线组成吸油腔、排油腔吸油过程：轮齿脱开啮合→V↑→p↓→吸油排油过程：轮齿进入啮合→V↓→p↑→排油外啮合齿轮泵齿轮泵原理（Outer）由盖板、泵壳体和齿轮组成了一个密封腔体，而相啮合的两个同模数齿轮的啮合线，将此容积分为左、右两部分，即吸油区和压油区。当这对齿轮按图示方向旋转时，啮合线右侧脱开接触(开口)，容积增大，形成部分真空，通过壳体上的吸油孔从油箱吸油；而啮合线的另一侧(左侧)的轮齿进入啮合(填充)，容积减小，使这部分密闭容积内的液体受压后，通过壳体排出孔压油。轮齿连续运动，完成了一转一次的吸油和排油过程。4.泵油过程外啮合齿轮泵的排量，可看作2个齿轮的啮合体积之和(即齿槽体积之和)，泵工作时凹处部分的液体全部排出。qB=2chbzc-节圆上齿间宽度，h-轮齿高度，z-主动齿数，b-齿宽根据齿轮啮合原理有：

c=mπ/2,h=2m其中，m模数所以，外啮合齿轮泵的排量为：

qB=2πzbm2

hccb

二、参数计算

（1）排量计算修正由于齿轮的齿间体积大于轮齿体积，故将上式修正为：qB=(6.66～7)zbm2

齿少取上限，齿多取下限。可知：当齿轮泵结构一定，齿轮泵每转排量也就确定不变了。因此，齿轮油泵是定量泵。（2）流量计算：理论流量：ＱBt＝(6.66～7)zbm2

n

实际流量：QB

=ηBVＱBt

备注：容积效率一般（70～

90%）。例题１：已知泵的出