機械設(shè)計第三章

1、液壓與氣壓傳動液壓與氣壓傳動191817161415139112143657810121615911磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng) 液壓泵油箱油箱液壓缸液壓馬達液壓馬達3.1液壓缸液壓缸3.2 液壓與氣壓傳動中的執(zhí)行元件是將流體的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的元件。它驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)或旋轉(zhuǎn)（或擺動）運動，其輸出為力與速度，或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。例如機械運動與液壓缸與液壓缸液壓馬達是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置, 是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。它驅(qū)動機構(gòu)作旋轉(zhuǎn)（或擺動）運動，其輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。一、工作原理KCJJ 原理上講，液壓泵可以作液壓馬達用，液壓馬達也可作液壓泵用。但事實上同類型的液壓泵和液壓馬達

2、雖然在結(jié)構(gòu)上相似，但由于兩者的工作情況不同，使得兩者在結(jié)構(gòu)上也有某些差異。1.1.液壓馬達一般需要正反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有液壓馬達一般需要正反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對稱性，而液壓泵一般是單方向旋轉(zhuǎn)的，沒有這一要求。對稱性，而液壓泵一般是單方向旋轉(zhuǎn)的，沒有這一要求。3.3.液壓馬達要求能在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)正常工作，因此，液壓馬達要求能在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)正常工作，因此，應(yīng)采用液動軸承或靜壓軸承。因為當(dāng)馬達速度很低時，應(yīng)采用液動軸承或靜壓軸承。因為當(dāng)馬達速度很低時，若采用動壓軸承，就不易形成潤滑滑膜。若采用動壓軸承，就不易形成潤滑滑膜。2.2.為了減小吸油阻力，減小徑向力，一般液壓泵的吸油

3、為了減小吸油阻力，減小徑向力，一般液壓泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液壓馬達低壓腔的壓力稍高于口比出油口的尺寸大。而液壓馬達低壓腔的壓力稍高于大氣壓力，所以沒有上述要求。大氣壓力，所以沒有上述要求。4.4.葉片泵依靠葉片跟轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力葉片泵依靠葉片跟轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力使葉片始終貼緊定子的內(nèi)表面，起封油作用，形成工作使葉片始終貼緊定子的內(nèi)表面，起封油作用，形成工作容積。容積。5.5.液壓泵在結(jié)構(gòu)上需保證具有自吸能力，而液壓液壓泵在結(jié)構(gòu)上需保證具有自吸能力，而液壓馬達就沒有這一要求。馬達就沒有這一要求。6.6.液壓馬達必須具有較大的起動扭矩。所謂起動液壓馬達必須具有較

4、大的起動扭矩。所謂起動扭矩，就是馬達由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，馬達軸上所扭矩，就是馬達由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，馬達軸上所能輸出的扭矩，該扭矩通常大于在同一工作壓差能輸出的扭矩，該扭矩通常大于在同一工作壓差時處于運行狀態(tài)下的扭矩，所以，為了使起動扭時處于運行狀態(tài)下的扭矩，所以，為了使起動扭矩盡可能接近工作狀態(tài)下的扭矩，要求馬達扭矩矩盡可能接近工作狀態(tài)下的扭矩，要求馬達扭矩的脈動小，內(nèi)部摩擦小。的脈動小，內(nèi)部摩擦小。 由于液壓馬達與液壓泵具有上述不同的特點，使由于液壓馬達與液壓泵具有上述不同的特點，使得很多類型的液壓馬達和液壓泵不能互逆使用。得很多類型的液壓馬達和液壓泵不能互逆使用。二、分類按額定轉(zhuǎn)速按排量能否

5、改變高速 500r/min齒輪式螺桿式葉片式軸向柱塞式特點是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動特點是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動慣量小，便于啟動和制慣量小，便于啟動和制動，調(diào)速和換向的靈敏動，調(diào)速和換向的靈敏度高。通常高速液壓馬度高。通常高速液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩不大達的輸出轉(zhuǎn)矩不大( (僅僅幾十牛幾十牛米到幾百米到幾百牛牛米米) )，所以又稱為，所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達。液壓馬達。低速 500r/min軸向柱塞式齒輪式葉片式徑向柱塞式特點是排量大、體積大、特點是排量大、體積大、轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)速低( (有時可達每分種有時可達每分種幾轉(zhuǎn)甚至零點幾轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)甚至零點幾轉(zhuǎn)) )，因，因此可直接與工作機構(gòu)連接，此可直接與工作機構(gòu)連接，

6、不需要減速裝置，使傳動不需要減速裝置，使傳動機構(gòu)大為簡化，通常低速機構(gòu)大為簡化，通常低速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩較大液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩較大( (可達幾千到幾萬?？蛇_幾千到幾萬牛頓頓米米) )，所以又稱為低，所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達。速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達。變量液壓馬達定量液壓馬達三、液壓馬達圖形符號四、液壓馬達的主要性能參數(shù)1、工作壓力和額定壓力工作壓力和額定壓力 工作壓力工作壓力 p 大小取決于馬達負(fù)載。大小取決于馬達負(fù)載。 額定壓力額定壓力 ps 能使馬達連續(xù)正常運轉(zhuǎn)的最高壓力。能使馬達連續(xù)正常運轉(zhuǎn)的最高壓力。1MtMVMMMMqqqqqqq 2、流量與容積效率流量與容積效率 實際流量實際流量 qMq

7、Mtq qMt為理論流量，為理論流量， q 為泄漏。為泄漏。 容積效率容積效率3 3、排量與轉(zhuǎn)速、排量與轉(zhuǎn)速 排量排量V V是是MVMV等于等于1 1 時輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需油液體積。時輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需油液體積。4 4、轉(zhuǎn)矩與機械效率、轉(zhuǎn)矩與機械效率 實際輸出轉(zhuǎn)矩實際輸出轉(zhuǎn)矩 T TM MT TMtMt-T-T 理論輸出轉(zhuǎn)矩理論輸出轉(zhuǎn)矩 T TMtMtp V / 2p V / 2機械效率機械效率MmMmT TM M/T/TMtMt5 5、功率與總效率、功率與總效率M M P PMoMo/ P/ Pmimi PMo PMo為馬達輸出功率，為馬達輸出功率，PmiPmi為馬達輸入功率。為馬達輸入功率

8、。6 6、制動性能、制動性能當(dāng)液壓馬達用于提升重物或驅(qū)動車輪時，為了防止當(dāng)液壓馬達用于提升重物或驅(qū)動車輪時，為了防止停止時重物下落或車輪下滑，對制動性能有一定的停止時重物下落或車輪下滑，對制動性能有一定的要求。常用液壓馬達額定轉(zhuǎn)矩下馬達的進出油口被要求。常用液壓馬達額定轉(zhuǎn)矩下馬達的進出油口被切斷時的馬達軸的滑動值來評價馬達的制動性能。切斷時的馬達軸的滑動值來評價馬達的制動性能。顯然，滑動值小，制動性能好。顯然，滑動值小，制動性能好。五、幾種液壓馬達-齒輪馬達當(dāng)高壓油當(dāng)高壓油p進入馬進入馬達的高壓腔時，處達的高壓腔時，處于高壓腔的輪齒受于高壓腔的輪齒受到壓力油的作用，到壓力油的作用，根據(jù)它們的受

9、力情根據(jù)它們的受力情況，齒輪按圖示方?jīng)r，齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)。油液被帶向旋轉(zhuǎn)。油液被帶到低壓腔到低壓腔。葉片馬達高壓油進入由葉片高壓油進入由葉片 定子定子 轉(zhuǎn)子組成的轉(zhuǎn)子組成的密閉空間，根據(jù)它密閉空間，根據(jù)它們的受力情況，推們的受力情況，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動慣量小，反應(yīng)轉(zhuǎn)動慣量小，反應(yīng)靈敏，但泄露大。靈敏，但泄露大。軸向柱塞馬達軸向柱塞馬達和軸向柱塞泵是互逆的。軸向柱塞馬達和軸向柱塞泵是互逆的。改變斜盤傾角的方向，可改變馬達的旋轉(zhuǎn)方向。改變斜盤傾角的方向，可改變馬達的旋轉(zhuǎn)方向。擺動液壓馬達液壓缸又稱為油缸，它是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能就是將液壓能轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)式的機械運動。液壓

10、缸應(yīng)用液壓缸應(yīng)用三梁四柱式壓力機三梁四柱式壓力機液壓缸應(yīng)用塑料注射成型機塑料注射成型機一、液壓缸的類型和特點液壓缸液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式按其結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸、柱塞缸和可以分為活塞缸、柱塞缸和伸縮缸等很多類型?；钊揭簤焊子挚煞譃殡p活伸縮缸等很多類型。活塞式液壓缸又可分為雙活塞桿液壓缸和單活塞桿液壓缸。塞桿液壓缸和單活塞桿液壓缸。按作用方式按作用方式分為單作用式和雙作用式，前者只有分為單作用式和雙作用式，前者只有一個方向是液壓驅(qū)動，另一個方向則由彈簧或重一個方向是液壓驅(qū)動，另一個方向則由彈簧或重量來完成，后者是兩個方向都由液壓驅(qū)動。量來完成，后者是兩個方向都由液壓驅(qū)動。特點：它們輸入壓力和流量

11、，輸出力和速度。特點：它們輸入壓力和流量，輸出力和速度。二、雙活塞桿式液壓缸活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出的液壓缸稱為雙桿式活活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出的液壓缸稱為雙桿式活塞缸，它一般由缸體、缸蓋、活塞、活塞桿和密封件等零件構(gòu)成。塞缸，它一般由缸體、缸蓋、活塞、活塞桿和密封件等零件構(gòu)成。根據(jù)安裝方式不同可分為根據(jù)安裝方式不同可分為缸筒固定式缸筒固定式和和活塞桿固定式活塞桿固定式兩種。兩種。有有效效行行程程l整個工作臺的運動范圍為整個工作臺的運動范圍為3l工作臺的移動范圍工作臺的移動范圍2l二、雙活塞桿式液壓缸1.p q2.p qDd1F1v12124/()qAvqDd22111

12、212()()()4FA ppDdpp三、單活塞桿式液壓缸活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。行程的兩倍。三、單活塞桿式液壓缸1124/qvq AD2211122122().44Fp Ap AppDpd22224/()qvq ADd2221221121().44Fp Ap AppDpd三、單活塞桿式液壓缸如果單桿活塞缸在其左右兩腔都如果單桿活塞缸在其左右兩腔都接通高壓油時稱為：接通高壓油時稱為：差動連接差動連接，此缸稱為

13、差動油缸。此缸稱為差動油缸。231121().4Fp AApd311qqqvAA總32qv A32124()qqvAAd如果要求往返速度如果要求往返速度v3=v222244()qqDdd2Dd四、柱塞缸它只能實現(xiàn)它只能實現(xiàn)一個方向一個方向的液壓傳動，反向運動要靠外的液壓傳動，反向運動要靠外力。若需要實現(xiàn)力。若需要實現(xiàn)雙向運動雙向運動，則必須成對使用。這種，則必須成對使用。這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸，運動時由缸蓋上的液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸，運動時由缸蓋上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向，因此缸筒的內(nèi)壁不需精加工，它特導(dǎo)向套來導(dǎo)向，因此缸筒的內(nèi)壁不需精加工，它特別適用于行程較長的場合。別適用于行程較長的場合

14、。24FpApd24qqvAd五、伸縮缸伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成（多套伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成（多套缸），前一級活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級缸），前一級活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸，伸縮缸程，縮回時可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸，伸縮缸被廣泛用于起重運輸車輛上。被廣泛用于起重運輸車輛上。五、伸縮缸伸縮缸可以單作用式，也可為雙作用式，前者靠外伸縮缸可以單作用式，也可為雙作用式，前者靠外力回程，后者靠液壓回程。伸縮缸的外伸動作是逐力回程，后者靠液壓回程。伸縮缸的外伸動作是逐級進行的。首先是最

15、大直徑的缸筒以最低的油液壓級進行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當(dāng)?shù)竭_行程終點后，稍小直徑的缸筒力開始外伸，當(dāng)?shù)竭_行程終點后，稍小直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級數(shù)變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨數(shù)變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。之升高，工作速度變快。六、其他缸增壓缸（增壓器）增壓比為大活增壓比為大活塞與小柱塞的塞與小柱塞的面積比面積比22baDppd增壓能力增壓能力是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的。增是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的。增壓缸作為油路中的一個中間環(huán)節(jié)，用于使

16、低壓系壓缸作為油路中的一個中間環(huán)節(jié)，用于使低壓系統(tǒng)能滿足局部高壓油路的要求。統(tǒng)能滿足局部高壓油路的要求。六、其他缸增速缸增速缸也是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的增速缸也是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的活塞內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒活塞內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。當(dāng)液壓油進入柱塞缸時，活塞將快速運動；當(dāng)液上。當(dāng)液壓油進入柱塞缸時，活塞將快速運動；當(dāng)液壓油同時進入柱塞缸和活塞缸時，活塞慢速運動。壓油同時進入柱塞缸和活塞缸時，活塞慢速運動。七、搖擺式液壓缸當(dāng)通入液壓油，它當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于的主軸能輸出小于360360的擺動運動的擺動運動的缸

17、稱為擺動式液的缸稱為擺動式液壓缸。壓缸。單葉片式單葉片式 擺動角度較大，可達擺動角度較大，可達300300雙葉片式雙葉片式 擺動角度一般小于擺動角度一般小于150150。輔助運動：送料和轉(zhuǎn)位裝置、輔助運動：送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機械手以及間歇進給機構(gòu)。液壓機械手以及間歇進給機構(gòu)。八、液壓缸的技術(shù)特點1 1、緩沖裝置、緩沖裝置當(dāng)活塞快速運動到接近缸蓋時，增大排油阻當(dāng)活塞快速運動到接近缸蓋時，增大排油阻 力，液壓缸的排油腔產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，力，液壓缸的排油腔產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，使活塞減速，從而避免與缸蓋快速相撞。使活塞減速，從而避免與缸蓋快速相撞。八、液壓缸的技術(shù)特點2 2、密封、密封八、液壓缸的

18、技術(shù)特點3 3、排氣裝置、排氣裝置本本 章章 小小 結(jié)結(jié)1 1、液壓馬達（液壓缸）的工作原理；、液壓馬達（液壓缸）的工作原理；2 2、液壓馬達的主要性能參數(shù)：工作壓力、額定壓力、液壓馬達的主要性能參數(shù)：工作壓力、額定壓力、排量、理論流量、實際流量、容積效率、轉(zhuǎn)速、排量、理論流量、實際流量、容積效率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、機械效率、功率、總效率轉(zhuǎn)矩、機械效率、功率、總效率3 3、常用液壓缸雙活塞桿液壓缸、單活塞桿液壓、常用液壓缸雙活塞桿液壓缸、單活塞桿液壓 缸工作特點缸工作特點4 4、差動連接的工作特點；、差動連接的工作特點；5 5、液壓馬達的職能符號。、液壓馬達的職能符號。人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨