液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础知识
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液压与气压传动基础
Q —流量
分析：液压传动是靠密闭工作容积变化相等的原则实现 运动传递的，改变进入大液压缸的流量Q ，即可改变其 活塞的运动速度υ 2。 ●第二个特征：液压传动的速度大小取决于流量。
第1章
绪论
通过液压传动的工作原理可知：
压力和流量是液压系统中两个最基本的参数。
第1 章
绪论
1.2 液压与气压传动的组成（以图示磨床工作台为例）
2.4 液体流动中的压力损失
2.5 液体流经小孔及缝隙的流量 2.6 液压冲击及气穴现象
第2章 液压流体力学基础
2.1 工作介质：在液压系统中，液压流体的主要作用是传 递力和运动。
1.密度ρ—单位体积流体的质量 ρ = m/V [kg/ m3]
一般矿物油的密度为850～950kg/m3
图2-2静压力的分布规律
第2章 液压流体力学基础
重力作用下静止液体压力分布特点： 任意一点压力由两部分组成：液面压力p0，自重形 成的压力ρgh。 液体内的压力与液体深度h成正比。 离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所 有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为 水平面。 静止液体中任一质点的总能量 p/ρg+h 保持不变，即 能量守恒。
各类液压泵适用的粘度范围
液压泵类型 工作介质粘度 ν40 10-6m2.s-1 环境温度5～40℃ 环境温度40～80℃ 95～165
齿轮泵
叶片泵
30～70
p＜7.0Mpa
p≥7.0Mpa
30～50
50～70
40～75
55～90
径向柱塞泵
轴向柱塞泵
30～80 40～75
65～240 70～150
第2章 液压流体力学基础 2.2 液体静力学
分析：液压传动是靠密闭工作容积变化相等的原则实现 运动传递的，改变进入大液压缸的流量Q ，即可改变其 活塞的运动速度υ 2。 ●第二个特征：液压传动的速度大小取决于流量。
第1章
绪论
通过液压传动的工作原理可知：
压力和流量是液压系统中两个最基本的参数。
第1 章
绪论
1.2 液压与气压传动的组成（以图示磨床工作台为例）
2.4 液体流动中的压力损失
2.5 液体流经小孔及缝隙的流量 2.6 液压冲击及气穴现象
第2章 液压流体力学基础
2.1 工作介质：在液压系统中，液压流体的主要作用是传 递力和运动。
1.密度ρ—单位体积流体的质量 ρ = m/V [kg/ m3]
一般矿物油的密度为850～950kg/m3
图2-2静压力的分布规律
第2章 液压流体力学基础
重力作用下静止液体压力分布特点： 任意一点压力由两部分组成：液面压力p0，自重形 成的压力ρgh。 液体内的压力与液体深度h成正比。 离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所 有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为 水平面。 静止液体中任一质点的总能量 p/ρg+h 保持不变，即 能量守恒。
各类液压泵适用的粘度范围
液压泵类型 工作介质粘度 ν40 10-6m2.s-1 环境温度5～40℃ 环境温度40～80℃ 95～165
齿轮泵
叶片泵
30～70
p＜7.0Mpa
p≥7.0Mpa
30～50
50～70
40～75
55～90
径向柱塞泵
轴向柱塞泵
30～80 40～75
65～240 70～150
第2章 液压流体力学基础 2.2 液体静力学
液压与气压传动的基础知识
气动缸
利用气压推动活塞产生线性运动。
气动马达
将气压能转换为机械能，实现旋转运动。
液压与气压传动的比较
1 功率密度
2 速度范围
液压传动具有较高的功率密度，适用于大 功率传动。
气压传动具有较高的速度范围和快速反应 性。
3 环境适应性
4 成本效益
气压传动对环境适应性较好，液压传动适 用于高温和潮湿环境。
液压与气压传动的基础知 识
液压与气压传动是现代工程中常用的动力传动方式，本课程将介绍它们的概 述、工作原理、组成结构、分类及工作原理、油路设计、控制方法、应用与 优缺点，以及维护和发展趋势。
传动系统概述
传动系统是机械设备中用于传递能量和信号的系统，涉及液压传动和气压传 动两种主要方式，通过液体或气体作为传动介质来实现力和动力的转换。
液压马达
将液体能量转换为机械能， 驱动工作设备。
螺杆泵
通过螺杆的转动将液体推 送出去，常用于高粘度液 体的输送。
液压阀门分类及工作原理
1
方向控制阀
用于控制液体的流向，常见的有单向
压力控制阀
2
阀、换向阀等。
用于控制液体的压力，常见的有溢流
阀、递减阀等。
3
流量控制阀
用于控制液体的流量，常见的有节流 阀、比例阀等。
液压传动系统
1
工作原理
利用液体的压力传递力和动力的传动系统，常用于需要大扭矩和精确控制的工程 应用。
2
组成结构
包括液压泵、液压阀门、液压缸等关键组件，以及油箱、滤清器、管路等辅助部 件。
3
油路设计
通过合理设计油路，实现液压系统的正常运行和高效性能。
液压泵的分类及工作原理
齿轮泵
液压与气动技术气压传动基础知识的认识气压传动课件
液压与气动技术
5
液压与气动技术
6
气压传动的优点
液压与气动技术
7
（2）气压传动的缺点：
① 气压传动系统的工作压力低，因此气压传动装置的 推力一般不宜大于10～40kN，仅适用于小功率场合， 在相同输出力的情况下，气压传动装置比液压传动装置 尺寸大。
② 由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定 性差，这样会给位置和速度控制精度带来误差。
① 气压发生装置是原动机输出的机械能转变为空气的压力能。 其主要设备是空气压缩机。
② 气压控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向， 以保证执行元件具有一定的输出力和速度，并按设计的程序正 常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。
③ 气压辅助元件是用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置。 如过滤器、干燥器、空气对空气的要求
在压缩空气中，不能含有过多的油蒸气； 不能含有灰尘等杂质，以免阻塞气压传动 元件的通道；空气的湿度不能过大，以免 在工作中析出水滴，影响正常操作；对压 缩空气必须进行净化处理，设置除油水、 干燥、除尘等净化辅助设备。
液压与气动技术
11
任务2 气压传动组成部分结构原理分析
气压传动课件
气压传动基础知识的认识
液压与气动技术
1
气压传动工作原理类似于液压传动工作原理， 气压系统由动力元件、执行元件、控制元件以 及一些必要的辅助元件组成，这些元件是组成 气压系统最基本的单元，其性能的好坏直接影 响系统的使用性能以及能否实现所要达到的工 作要求。只有充分理解了各组成元件的工作原 理、性能特点并能正确识别相应的图形符号以 后，才能完成气压系统的设计、安装、使用、 维护等工作。
任务目标
了解气源装置各组成部分的作用；和液压系 统比比，气动系统有哪些变化？
液压与气动绪论、第一章
液压与气压传动绪论第一篇液压传动第一章液压传动概述第一节液压传动发展概况一、液压传动的定义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。
)传动机构原动机（机械能）——————工作机构（机械能）机械传动电气传动流体传动传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。
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。
（汽车、轮船等）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。
（电车、机车、电动机等）流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。
它包括液压传动、液力传动和气压传动。
液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。
液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
(举例说明液压传动和液力传动的区别)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。
液压传动——利用液体静压力传递动力液体传动液力传动——利用液体静流动动能传递动力流体传动气压传动气体传动气力传动二、液压传动的发展概况自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。
直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。
在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。
液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础知识
4
四、课程的考核
平时成绩和期末考试
平时成绩（50％）：
平时表现20％＋实验及作业30％
期末考核：50％
5
五、本课程的学时安排
第1章 液压传动和流体力学基础
第 2 6学时 章 液 压 动 力
6学时
元 件
第
3
6学时
章
液
压
执
行
元
件
第4章 液压控制元件与液压基本回路 第 5 6学时 第
6
10学时 辅 助 装 置
8
第1章 液压传动与流体力 学基础知识
9
本章要学习：
什么是液压传动？ 液压传动应用于那些领域？ 液压传动的工作原理如何？ 液压系统是如何组成的？ 液压传动有何特点？ 液压传动的发展和方向。
10
1.1.1 液压传动的基本概念
《液压与气动》电子课件
工作机构运动的实现
任何工作机构（机器）一般主要由四部分组成
我国已经制定了一种用规定的图形符号来表示液压原理图中的各元件和 连接管路的国家标准，即“液压系统图图形符号（GB/T786.1— 1993））”，目前最新的图形符号标准为GB/T786.1—2009）。此 液压系统原理图可简化为图形符号图，如图1-2 (c)所示。使用这些图 形符号可使液压系统图简单明了，且便于绘图。
1
二、主要学习内容
1、液压传动 液压传动基本原理和理论； 液压元件的结构原理和特性； 液压基本回路和系统设计分析； 典型系统应用；
2
二、主要学习内容
2、气压传动（气动技术） 气压传动基本原理和理论； 气动元件的结构原理、特性和应用； 气动基本回路原理和分析； 气动系统程序控制基本设计方法； 典型系统应用；
液压与气动技术)第1章液压与气压传动基础知识
工作原理与组成
工作原理
液压与气压传动系统通过密闭工作腔内工作流体的压力能来 传递动力。
组成
液压系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件等组 成，气压系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件 等组成。
应用领域与发展趋势
应用领域
液压与气压传动广泛应用于工程机械、农业机械、汽车工业、航空航天、智能 装备等领域。
系统性能测试与优化
搭建测试平台
根据系统原理图搭建测试平台，模拟实际工作条件对系统进行测 试。
进行性能测试
通过测试平台对系统的各项性能指标进行测试，如响应时间、稳定 性、效率等。
系统优化
根据测试结果对系统进行优化，改进系统设计或调整元件参数，提 高系统的性能和可靠性。
THANKS FOR WATCHING
液压泵与液压马达
液压泵是液压传动系统中的动力元件，用于将机械能转换为液压能，为系统提供压 力油。
液压马达是液压传动系统中的执行元件，用于将液压能转换为机械能，驱动负载运 动。
液压泵和液压马达的工作原理、结构及性能参数各不相同，根据使用要求进行选择。
液压缸
01
液压缸是液压传动系统中的执行元件，用于将液压能转换为机 械能，驱动负载运动。
气压执行元件
气压执行元件的种类
气压执行元件包括气马达、气缸等，用于将压 缩空气转化为机械能。
气压执行元件的特点
气压执行元件具有结构简单、体积小、重量轻、 动作快等优点。
气压执行元件的应用
气压执行元件广泛应用于各种自动化设备和生产线，实现各种机械运动和动作。
气压控制元件
气压控制元件的种类
气压控制元件包括各种阀门、控制阀等，用于控制压缩空气的流 动和压力。
气动与液压传动控制技术基本常识第一课优选文档
1.2.2 气动执行元件
气动执行元件——在气动系统中将这种 把压缩空气的压力能转换为机械能，驱动工 作机构作直线往复运动、摆动或旋转运动的 元件。
1.2.2 气动执行元件
气动执行元件分为直线型和旋转型。 输出直线运动的有单作用气缸、双作 用气缸等多种类型的气缸； 输出摆动运动的有摆动气缸； 输出旋转运动的为气动马达。
应用领域： 机械、电子、钢铁、运输、橡胶、纺织、
轻工、化工、食品、包装、印刷及烟草等 各个制造行业，尤其在各种自动化生产装 备和生产线中得到了非常广泛的应用。
1.1 概述
气动控制技术——利用压缩空气作为传递 动力或信号的工作介质，以气动元件与机械、 液压、电气、电子（包含PLC和微处理器） 等部分或全部综合构成的控制回路，使气动 元件按生产工艺的需要，自动按设定的顺序 或条件动作的一种自动化技术。
7.多位气缸 将缸径相同但行程不同的两个或多个气 缸连接起来，组合后的气缸就能具有三个或 三个以上的精确停止位置。
图1.11 多位气缸实物图
1.2.2 气动执行元件
摆动气缸 摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在 一定的角度范围内作往复摆动的气动执行 元件，多用于物体的转位、工件的翻转、 阀门的开闭等场合。
6.导向气缸 导向气缸的驱动单元和导向单元被封闭 在同一外壳内，并可根据具体要求选择安装 滑动轴承或滚动轴承支承。
图1.10 导向气缸实物图
1.2.2 气动执行元件
3
1
2
5
6
4
1-端板 ；2-导杆； 3-滑动轴承或滚动轴承支承； 4-活塞杆； 5-活塞 ； 6-缸体
图1.9 导向气缸结构示意图
1.2.2 气动执行元件
2
1
3 4
液压与气动技术-气压传动技术
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与
气 压
薄
传膜
动 技
式
术气 缸
(a)单作用式
(b)双作用式
薄膜式气缸是一种利用膜片在压缩空气作用下
产生变形来推动活塞杆作直线运动的气缸。
薄膜式气缸与活塞式气缸相比较，具有结构紧
凑、简单、成本低、维修方便、寿命长和效率高
等优点。
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与 气缸的使用时应注意以下几点：
传
动
技 术
➢ 气马达
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与 气
1、气缸分类
压
传
动
技
术
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与
气 压
气
传液
动 技
阻
术尼
缸
普通气缸工作时，由于气体的压缩性，当外部载荷 变化较大时，会产生“爬行”或“自走”现象，例 气缸的工作不稳定。为了使气缸运动平稳，普遍采 用气液阻尼缸。
动 正常，各螺栓是否松动，压力表、气阀是否完
技 术
好，压缩机必须安装在来稳牢固的基础上。
压缩机的工作压力不允许超过额定排气压力， 以免超负荷运转而损坏压缩机和烧毁电动机。
一、典型气源系统组成
液 压
1. 空气压缩机（气压发生装置）
与
气 空气压缩机安全技术操作方法
压
传 动
不要用手去触摸压缩机气缸头、缸体、排气
术 在气压传动中使用最广泛的是叶片式
和活塞式马达。
第三节 气动执行元件
液 压
二、气马达
与
气 1、叶片式气马达
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二、主要学习内容
1、液压传动 液压传动基本原理和理论； 液压元件的结构原理和特性； 液压基本回路和系统设计分析； 典型系统应用；
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二、主要学习内容
2、气压传动（气动技术） 气压传动基本原理和理论； 气动元件的结构原理、特性和应用； 气动基本回路原理和分析； 气动系统程序控制基本设计方法； 典型系统应用；
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四、课程的考核
平时成绩和期末考试
平时成绩（50％）：
平时表现20％＋实验及作业30％
期末考核：50％
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五、本课程的学时安排
第1章 液压传动和流体力学基础
第 2 6学时 章 液 压 动 力
6学时
元 件
第
3
6学时
章
液
压
执
行
元
件
第4章 液压控制元件与液压基本回路 第 5 6学时 第
6
10学时 辅 助 装 置
一、课程介绍
一、课程的性质和任务
液压与气动是流体传动及控制专业的专业必修 课程，是机电一体化和机械设计制造及其自动 化等机类相关专业的选修课程。 学习了解液压和气压传动控制技术及其应用的 特性和方法。 学习掌握液压和气压元件的结构原理和基本性 能。 学习掌握液压和气压系统的基本回路原理和系 统设计及性能分析的基本方法。
物8就向下运动。
16
1.1.2 液压传动的基本原理
通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传
动的基本工作原理如下： (1)液压传动是利用有压力的液体（液压油）作为传递运动和动力
原动机
传动机构
工作机
控制机构
11
1.1.1 液压传动的基本概念
原动机
提供机器工作所需能源（如内燃机、电动机 ）
传动系统
实现能量（如力、扭矩、转速和位移）的转 换
工作机
机构运动输出能量（直线运动、回转运动）
控制机构
12
控制工作机构的工作方式或状作机
13
2. 传动的概念
图1-1液压千斤顶的工作原理示意图 1-杠杆手柄； 2-小活塞；3-小油缸；4、5-单向阀 ；6-大油缸；7-大活塞；8-重物；9-卸油阀；10油箱
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1.1.2 液压传动的基本原理
1、吸油：提起手柄1使小活塞2向上移动，小活塞2下端密封的油腔容积增大，
形成局部真空，这时单向阀5关闭并阻断其所在的油路，而单向阀4打开使其所在油 路畅通，油箱10中的液压油就在大气压的作用下通过吸油管道进入并充满小缸体 3， 完成一次吸油动作。 2、压油：用力压下手柄1，小活塞2下移，小活塞2下腔容积减小，腔内压力升 高，这时单向阀4关闭同时阻断其所在的油路，当压力升高到一定值时单向阀 5打开， 小油缸3中的油液经管道输入大油缸 6的下腔，由于卸油阀9处于关闭状态，大油缸6 中的液压油增多迫使大活塞 7向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀5 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大油缸6下腔，使重物8逐渐地升起。如果打开卸油阀9，大活 塞7在其自重和重物8的作用下下移，大油缸6下腔油液便通过管道流回油箱10中，重
章
液
压
6 6学时
章
典
型
液
压
系
统
六、参考资料和推荐网站
1、期刊杂志
《液压与气动》 《液压气动与密封》 《机床与液压》 《工程机械》 《Hydraulics & Pneumatics》 《油空资料和推荐网站
2、有关网站
中国液压气动网（) 浙江大学国家电液控制工程技术研究中心() 流体传动控制学术研究（) 美国流体动力教育基金会（) 国际流体动力协会（) 美国液压气动网站 () 英国流体动力协会 （) 德国博士力士乐 （) 美国派克汉尼芬 () 德国festo () 日本SMC () 英国偌冠 （)
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第1章 液压传动与流体力 学基础知识
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本章要学习：
什么是液压传动？ 液压传动应用于那些领域？ 液压传动的工作原理如何？ 液压系统是如何组成的？ 液压传动有何特点？ 液压传动的发展和方向。
10
1.1.1 液压传动的基本概念
《液压与气动》电子课件
工作机构运动的实现
任何工作机构（机器）一般主要由四部分组成
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三、学习要求
通过本课程的学习，全面系统地了解掌握： 1、液压气动技术特点和应用； 2、传动介质的特性及其基础理论； 3、液压泵和液压马达的结构原理、工作特性及选择方法； 4、液压气动执行元件、控制元件、系统辅件元件的结构 原理、工作特性及基本设计计算选择方法； 5、液压气动系统基本回路； 6、典型液压气动系统原理分析方法； 7、液压气动系统基本设计过程和方法； 8、气动系统的逻辑控制及其电气组合控制实现方法； 9、能正确分析一般液压气动系统的工作过程，综合应用 的特点和方法。
机械传动
传动系统
电气传动
液压传动
14
1.1.2 液压传动的基本原理
1.液压传动的工作原理
液压与气压传动的基本工作原 理是相似的，现以液压千斤顶的工作
液压千斤顶的工作原理动画
过程来简述液压传动的工作原理。
液压千斤顶由举升液压缸和手 动液压泵两部分组成，大油缸 6 、大 活塞7、单向阀5和卸油阀9组成举升 液压缸，杠杆手柄1、小活塞2、小油 缸3、单向阀4和5组成手动液压泵。 活塞和缸体之间既保持良好的配合关 系，又能实现可靠的密封。
包括杠杆、齿轮、链条、皮带、蜗轮 蜗杆等；稳定可靠、效率高，成本较 低。但不易调节控制、难于实现自动 化； 以电能传输为主，多应用于回转运动。 传动快速、控制敏捷、可靠、精度高。 但不能过载 、难于实现无级变速和在 低速或静态下的大负荷驱动 以液体作为工作介质进行能力传递的 传动方式。功率密度高、传动平稳、 能无级调速