液压传动基本概念(完整资料).doc
液压传动
D 2
D 2
d 2
（2）无杆腔进油
3.14 0.12 3.14 0.052 3.14 0.12 6 F2 ( ) p1 p2 ( ) 2 10 0.5 106 7850 (N ) 4 4 4 4 4 4 4q 4 10103 v2 0.028(m / s) ( D 2 d 2 ) 3.14 (0.12 0.052 ) 60
P39 2.5 解：在管道出口1-1面和距管道出口h位置2-2面，建立伯努利方程，如不 计损失，有 2 p1 1v12 p2 2 v2 z1 z2 g 2 g g 2 g
1 2 1
p1 p2 pa
z1 z 2 h
v1 0
v12 v 2 2 g (h ) 2 9.81 2 1.8 2 6.518 m / s 2g
驱动该泵的电机所需功率
Pi Pp /
45.92 51.02(kW ) 0.9
3.8 已知某液压泵的转速为950r/min，排量为VP=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，
测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：（1）液压泵的理论流量；（2） 液压泵的容积效率；（3）液压泵的机械效率；（4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率 P；（5）驱动泵的转矩T。
对于测压管下方，有
p2 g ( H h)
所以
H F mg 520 50 9.8 h 0.5 12.5m A g 2 0.1 1000 9.8 4
2.4 如图2-26所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，球中充满水。当测压管读数H=3m 时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；
(完整版)液压传动基础知识
第二章 液压传动基础液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。
液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。
因此，了解工作介质的种类、基本性质和主要力学特性，对于正确理解液压传动原理及其规律，从而正确使用液压系统都是非常必要的。
这些内容也是液压系统设计和计算的理论基础。
第一节 液压传动的工作介质一、工作介质的物理特性（一）密度 ρV m =ρ （kg/m 3或kg/cm 3） （2-1） 式中，m ──液体的质量（kg ）；V ──流体的容积（m 3或cm 3）。
流体的密度随温度和压力而变化，对于液压系统的矿物油，在一般使用温度与压力范围内，其密度变化很小，可近似认为不变。
其密度≈ρ900kg/m 3。
空气的密度随温度和压力变化的规律符合气体状态方程。
在标准状态下空气的密度为12.93 kg/m 3。
（二）流体的粘性1.粘性的含义液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。
由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。
处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。
粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。
2.牛顿内摩擦定律粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。
图2-1 液体的粘性示意图 当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图2-1所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度0u 向右运动，下平板固定不动。
液压传动基本概念
润滑，使寿命长。
⑦液压元件实现了系列化、标准化和通用化，易于设计、制造和推广应用。
课堂教学安排
教学过程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤
缺：①液压元件的制造精度和密封性能要求高，加工和安装都比较困难。
②泄漏难以避免，并且油液有一定的可压缩性，因此，传动比不能恒定，
液压传动基本概念
课题序号
授课班级
3404
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节
名 称
第九章 液压传动的基本概念
§9-1液压传动原理及其系统的组成
使用教具
教学目的
1、了解液压传动的工作原理.
2、掌握液压传动传统的组成部分及其功用.
3、理解液体的基本特征.
教学重点
组成、功用、工作原理
教学难点
工作原理
更新、补
充、删节
3、控制部分——来控制和调节油液的压力、流量和流动方向
4、辅助部分——将前面三部分连接在一起，组成一个系统，起贮油、过滤、
测量和密封等作用，保证系统正常地工作
三、液压元件的图形符号
只表示元件的功能、操作（控制）方法及外部连口
不表示元件的具体结构及参数、连接口的实际位置和元件的安装位置
§9-1液压传动原理及其系统的组成
一、概述
1、液压传动——以液体（通常为油液）作为工作介质、利用液体压力来传递
动力和进行控制的一种传动方式。
2、液压传动原理
工作介质密封容积传递运动
油液 能量转换
油液内部的压力传递动力
课堂教学安排
教学过程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤
液压传动基本知识
第一讲液压传动基础知识一、什么是液压传动？定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。
液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。
二、液压传动系统由哪几部分组成？液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。
三、液压传动最基本的技术参数：1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。
静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。
单位：工程单位kgf/cm 2法定单位：1MPa （兆帕）=106Pa （帕）1MPa （兆帕）~10kgf/ce2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。
单位：工程单位：L/min （升/分钟）法定单位：m 3/s四、职能符号：定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。
作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。
如图：过滤器 /VNX五、常用密封件：1.O 形圈：常用标记方法：公称外径（mm ）截面直径（mm ）2•挡圈（0形圈用）：3. 常用标记方法：挡圈ADXdXa千斤顶双向锁 截止阀安全阀A 型（切口式）；D 外径（mm ）；d 内径（mm ）；a 厚度（mm ）第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁一、控制阀：1. 定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。
2. 分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类：压力控制阀：如安全阀、溢流阀流量控制阀：如节流阀方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁3. 对阀的基本要求：（1）工作压力和流量应与系统相适应；（2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象；（3）密封性能好，泄漏量小；（4）结构简单，制作方便，通用性大。
二、液控单向阀结构与原理：1. 定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。
液压传动的基本知识
(2)双作用叶片泵的工作原理 如图11-7所示，定子的内表面由两段长 半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲面组成，在与定子厚度相等 且与定子同轴安装的转子上，均匀分布着相对于转子旋转方向前倾的 径向斜槽，每个槽中装着一片叶片，转子通过花键与传动轴相连，配 流盘上均布着四个腰形槽，分别与泵的吸油腔和压油腔连通，当转子 转动时，叶片在根部压力油的作用下被压出紧顶在定子的内表面上。 3.柱塞泵
机械能以驱动工作部件。
(3)控制元件 包括各种控制阀，用来控制系统的压力、 流量以及液体的流动方向等，以保证执行元件完成预期的 工作。
三、液压系统的表示方法与组成
(4)辅助元件 主要是指油箱、油管、过滤器、蓄能器以及控制仪表等，
为系统的正常工作提供条件。 (5)工作介质 液压系统的工作介质为液体，一般为液压油。
不适用于温度变化大、传动比要求严格的场合。
一、液压传动基本概念
9)液压元件要求制造精度高，对油液污染比较敏感，因此液压系统的 造价较高。 10)液压系统的压力、流量损失大(特别是在节流调速系统中)，能量转 换效率低。
11)液压系统在出现故障时不易查找原因。
二、液压传动的工作原理
图11-1 液压千斤顶工作原理 1—杠杆 2、7—活塞 3、6—液压缸 4、5—单向阀 8—放油阀 9—油箱
第二节 液 压 元 件
一、液压泵
二、液压马达 三、液压缸 四、液压控制阀
一、液压泵
表11-1 液压泵的图形符号
一、液压泵
1.齿轮泵 2.叶片泵
图11-3 单柱塞式液压泵的工作原理 1—偏心轮 2—柱塞 3—弹簧 4、5—单向阀 a—工作腔
(1)单作用叶片泵的工作原理
如图11-5所示，定子具有圆柱形内表面，
2-液压传动基本概念ppt课件(全)
2.2.1 流速与流量
（2）流量 单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为流量， 用qV表示，流量的单位为m3/s，工程上也用 L/min（升/分）。
2.2.2 流动连续性方程
图2.10 液体连续流动
图2-5 液体在管路中连续流动
2.2.2 流动连续性方程
如图2-5所示，密度为ρ的液体，在横截面不同的管路中 定常流动时，设1、2两个不同的通流截面的面积分别为 A1和A2，平均流速分别为υ1和υ2，那么，液体流动的 连续性方程可表示为
2.1.1 压力的概念
液压传动中所说的压力概念是指当液体相对静止时，液 体单位面积上所受的法向力，常用符号p表示。在物理学 中则称为压强。
2.1.1 压力的概念
静止液体某点处微小面积△A所受的法向力为△F，则该 点的压力为
液压传动系统中，外载荷（F）通过活塞（面积为A）均 匀地作用于液体表面。此时，液体所受的压力为
流速度v，所以活塞的运动速度为：
v=qV/A
（2-6）
2.2.3 流量与活塞速度
[例3.1]如图2-7所示，已知入口流量qV1=25L/min，小活 塞杆直径d1=20mm，小活塞直径D1=75mm。大活塞杆直径 d2=40mm，大活塞直径D2=125mm，假设没有泄漏，求小活 塞和大活塞的运动速度υ1、υ2。
2.3.2 实际液体的伯努利方程
在液压传动系统中，管路中的压力常为十几个到几百个
大气压，而大多数情况下管路中液压油的流速不超过
6m/s，管路安装高度变化也不超过5m。因此，在液压传
动系统中，液压油流速引起的动能变化和高度引起的位
能变化相对压力能来说可以忽略不计，这样，液压传动
系统的能量损失主要表现为压力损失Δpw。伯努利方程
1.1液压传动概述
）
2
实质上就是说排出液压缸2的流量等于流入液压缸4的流量。 由上式可得负载的运动速 Q 度 。 v2 = A2 则活塞5的运动速度只取 决于液压缸4的流量。即： 在液压系统中执行机构的 速度只取决于流量。 速度只取决于流量 v2
A1 A2 h1 2 h2 4 3 缸
1.1.1 液压传动的定义 1 A1 A2 h1 2 h2 4 3 缸 v2
1.1.1 液压传动的定义
这个系统传递力：
如果活塞5上有重物W,则当活塞1上施加的F力 达到一定大小时，就能阻止重物W下降，这就是 说可以利用密封容积中的液体传递力。
泵 缸２
活塞１
活塞５
缸４
1.1.1 液压传动的定义
这个系统传递运动：
由于作用在密封容器内平衡液体表面上的压强 （液压力）将均匀地传递到液体中所有各点上， 且不改变大小（帕斯卡定律），这样：当活塞1 在力F力作用下向下运动时，重物将随之上升， 这说明密封容积中的液体不仅可以传递力，还可 以传递运动。
1.1.1 液压传动的定义
如图所示的系统中，有两个不同直径的液压缸2 和4，且缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞1和 5。假设活塞在缸内自由滑动（无摩擦力），且 液体不会通过配合面产生泄漏。缸2、4下腔用一 管道3连通，其中充满液体。这些液体是密封在 缸内壁、活塞和管道组成的封闭容积中的。
泵 管道 缸2 缸4
运动速度取决于流量
A1h1 A2 h2 = ∆t ∆t
1 A1 A2 h1 2 h2 4 3 Q
v2
缸
1.1.1 液压传动的定义 下面介绍一个概念：流量Q(Flow)。 单位时间内从液压缸2中排出的液体体积或挤入液压缸4
A 1h 的体积称为流量Q(Flow)。那么，上式（ ∆ t
机械基础液压传动基本概念
外力作用的压力p0，另一部分是液体的 密度ρ与重力加速度g及该点液面深度h
的乘积。若将该圆形容器密封起来，对其
表面施加压力p0，则液体内任一点A的静 压力PA为：
PA =p0+ρgh
此为液体的静压力基本方程。
（二）压力的传递
在密闭容器里的静止液体中，任意点处的压力如有变化，这个压力
从以上液压千斤顶的工作过程可以看出：液压传动是以 液体为工作介质，利用液体的压力，通过密封积的变化实现 动力传递的。它先利用液压泵将机械能转换为液体的压力能， 再通过液压缸（或液压马达）将液体的压力能转换为机械能 以推动负载运动。液压传动的过程就是机械能—液压能—机 械能的能量转换过程。
（二）液压传动系统的组成
的变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。这即为静压传递原
理，又称帕斯卡原理。图8-2所示的油压千斤顶，是静压力传递原理的 具体应用。
设A1、A2分别表示小活塞与大活塞的作用面积，如在小活塞上加一
个力F1，则小液压缸中油液的压力 P为：
p F1
A1
根据静压传递原理，这个压力将以等值传递到液体中的各点，也传 递到大液压缸中。大活塞受油液压力作用而产生一个向上的作用力F2：
本章主要介绍液压传动的工作原理，液压传动系统的组 成以理及组成 （一）液压传动工作原理 油压千斤顶就是一个简单液压传动装置，图8-1是油压 千斤顶的结构图；图8-2是油压千斤顶的工作原理图。大缸 体３和大活塞４组成举升缸。杠杆手柄６、小缸体８、活塞 ７、单向阀５和９组成手动液压泵。以及它们之间的连接通 道构成一个密闭的容器，里面充满液压油。在阀门２关闭的 情况下，提起杠杆６，小活塞７上行，活塞下腔的密封容积 增大，压力减小并形成真空，在大气压的作用下油箱１内的 液体通过单向阀９被吸入；当小活塞下行时，其密闭工作腔 内容积缩小，油液压力升高，经单向阀５输出，压力油进入 大活塞４的工作腔，驱动大活塞４使重物Ｇ上升一段距离。 反复驱动手柄，油泵就会不断供油，大活塞就会不断地将重 物提升。当需要放下重物时，将阀门２旋转９０˚，在重物的 重力及大活塞自重的作用下，大油缸的油液排回油箱，重物 和大活塞跟着下降。这就是液压千斤顶的工作过程。
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授课主要内容或板书设计
2、液压传动原理
工作介质密封容积传递运动油液
油液内部的压力传递动
课堂教学安排
教学主要教学内容及步骤
详讲下图
实现机械能→液压能→机械能的能量转换
3、液压传动的特点
优：①能够方便地实现无级调速，调速范围大。
②易于获得很大的力或力矩，因此承载能力大。
③与机械传动和电气传动相比，在相同功率情况
较小，重量较轻，因而动作灵敏，惯性小。
④传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和过
课堂教学安排。