1、液壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)第五章 液壓傳動(dòng)執(zhí)行元件5.2 5.2 各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)5.3 5.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成5.4 5.4 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算5.5 5.5 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)液壓缸的功能液壓缸的功能 液壓缸液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件執(zhí)行元件，它的，它的作用作用是將是將液壓能液壓能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)作驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)作直線(xiàn)往直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)復(fù)運(yùn)動(dòng)或或往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)。輸入液壓缸的是液體的流量和。輸入液壓缸的是液體的流量和壓力，輸出的是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度和力。壓力，輸出的是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度和力。

2、液壓缸種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法各異。液壓缸種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法各異。 液壓缸按液壓缸按不同的使用壓力不同的使用壓力，可分為，可分為 中低壓中低壓液壓缸，額定壓力為液壓缸，額定壓力為 2.52.56.3MPa6.3MPa；一般用于機(jī)床類(lèi)機(jī)械一般用于機(jī)床類(lèi)機(jī)械中高壓中高壓液壓缸，其額定壓力為液壓缸，其額定壓力為101016 16 MPaMPa ；一般用于建筑車(chē)輛和飛機(jī)上一般用于建筑車(chē)輛和飛機(jī)上高壓高壓液壓缸，其額定壓力為液壓缸，其額定壓力為252531.5 31.5 MPaMPa ；一般用于油壓機(jī)一類(lèi)機(jī)械一般用于油壓機(jī)一類(lèi)機(jī)械 中低壓液壓缸中低壓液壓缸中高壓液壓缸中高壓液壓缸高壓液壓缸高壓液壓缸 液壓缸按

3、其作用方式分類(lèi)，分為液壓缸按其作用方式分類(lèi)，分為單作用單作用式和式和雙作雙作用用式式兩大類(lèi)兩大類(lèi)。 單作用單作用液壓缸液壓缸只能利用液體的推力推動(dòng)活塞只能利用液體的推力推動(dòng)活塞( (柱塞柱塞) )作單方向運(yùn)動(dòng)，返回需要依靠外力作單方向運(yùn)動(dòng)，返回需要依靠外力（彈簧力或者（彈簧力或者自重）實(shí)現(xiàn)。自重）實(shí)現(xiàn)。 雙作用雙作用液壓缸則可利用液壓缸則可利用液體的推力液體的推力實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)。 液壓缸按結(jié)構(gòu)型式不同分類(lèi)液壓缸按結(jié)構(gòu)型式不同分類(lèi)活塞式（應(yīng)用最多）活塞式（應(yīng)用最多）柱塞式柱塞式擺動(dòng)式擺動(dòng)式伸縮式伸縮式根據(jù)移動(dòng)和擺動(dòng)分類(lèi)根據(jù)移動(dòng)和擺動(dòng)分類(lèi)移動(dòng)式液壓缸移動(dòng)式液壓缸擺動(dòng)式液壓缸

4、擺動(dòng)式液壓缸第五章 液壓傳動(dòng)執(zhí)行元件5.1 5.1 液壓缸的類(lèi)型液壓缸的類(lèi)型5.3 5.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成5.4 5.4 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算5.5 5.5 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá) 活塞式液壓缸是液壓傳動(dòng)中最常用的執(zhí)行元件，可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)，其安裝又有缸筒固定和活塞桿固定兩種方式。1 雙桿活塞桿 雙桿活塞缸的活塞兩端都有活塞桿，圖形符號(hào)如下所示： 因?yàn)殡p桿活塞缸的兩活塞桿直徑相等，所以活塞兩端的有效作用面積相同，當(dāng)左右兩端輸入油液的流量q和壓力p相同時(shí)，其往返運(yùn)動(dòng)速度v和推力F相等 其中：)2(42dDqAvqvv221212()()()4mmFA

5、ppDdpp式中：A 液壓缸的有效工作面積；m 液壓缸的機(jī)械效率； 液壓缸的容積效率；vD 活塞直徑；d 活塞桿的直徑；q 輸入液壓缸的流量；P1、p2 分別為進(jìn)油腔、回油腔壓力； 壓力油p1 流量為q 從a 口進(jìn)入缸左腔，當(dāng)液壓油的作用力克服阻力后，活塞和與之相連的工作臺(tái)一起從左向右運(yùn)動(dòng)，缸右腔的油液(p2)則從b 口流出，若改變進(jìn)油方向， 液壓油從b口流入缸右腔，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)反向。p p1 1q qa ap p2 2b b液壓缸體固定的工作原理圖活塞桿固定的工作原理圖4 4工作臺(tái)工作臺(tái)( (不屬于液壓缸組成部分不屬于液壓缸組成部分) )4 4v vF Fv vF Fqq1 1缸筒缸筒2 2

6、活塞桿活塞桿3 3活塞活塞工作臺(tái)的最大活動(dòng)范圍是活塞有效行程L 的3 倍。缸體固定 壓力p1 的液壓油從孔口a 流入缸左腔，缸筒和工作臺(tái) 從右向左運(yùn)動(dòng)，缸右腔的油液(p2)則從孔口b 流出，改變進(jìn)油方向，液壓油從b口流入缸右腔，缸體向右運(yùn)動(dòng)?；钊麠U固定的工作原理圖a ab bp p1 1q qp p2 2F FF Fqq缸筒缸筒活塞桿活塞桿活塞活塞工作臺(tái)工作臺(tái)工作臺(tái)的工作臺(tái)的最大活動(dòng)范圍最大活動(dòng)范圍是缸有效行程是缸有效行程L L 的的2 2 倍倍活塞桿固定 單桿活塞缸的活塞僅一端帶有活塞桿，所以左右兩腔的有效作用面積不相同，活塞雙向運(yùn)動(dòng)可以獲得不同的速度和輸出力。 單桿活塞缸有三種不同連接方式

7、：無(wú)桿腔進(jìn)油、有桿腔進(jìn)油和差動(dòng)連接方式。 壓力油為p1進(jìn)入無(wú)桿腔，推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)速度為v1，回油壓力p2，則推力F1為： q1v1F壓力油進(jìn)入無(wú)桿腔DqAqvvv241122211 12 212()() 4mmFpA pAD pDd p 壓力油為p1進(jìn)入有桿腔，推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)速度為v2，回油壓力p2，則推力F2為： 壓力油進(jìn)入有桿腔q2v2F2222()4vvqvqAdD2222122112()()4mmFp Ap ADdpD p 比較以上各式，可以看出： 因?yàn)锳1 A2，所以v1F2 液壓缸往復(fù)速度比為： 當(dāng)活塞缸直徑越小時(shí)，速度比越接近于1，在兩個(gè)方向上的速度插值就越小。 22111v

8、dDvv 通?；钊麠U直徑d就是根據(jù)液壓缸往復(fù)速度比與活塞直徑來(lái)確定。1vvdD 單桿活塞缸兩腔同時(shí)進(jìn)入壓力油時(shí)，稱(chēng)為差動(dòng)連接。差動(dòng)連接qqqq3v3F 設(shè)活塞桿的伸出速度為v3 ，則有桿腔排出的流量為 ，該流量又流入無(wú)桿腔，故進(jìn)入無(wú)桿腔的實(shí)際流量應(yīng)為 所以活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度v3和推力F3為： 1323AvqAvqq23Avq dqAqAAqvvvv243213 23112131()4mmmFp AAp Apd 可見(jiàn)，差動(dòng)連接時(shí)，實(shí)際起作用的有效面積是活塞桿的橫截面積A3234dA 采用差動(dòng)連接，可以在不增加液壓泵容量和功率的條件下，來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸的快速運(yùn)動(dòng)。 在組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，常利用單桿活塞

9、缸的三種連接方式來(lái)獲得“快進(jìn)（差動(dòng)連接），工進(jìn)（無(wú)桿腔進(jìn)油方式），快退（有桿腔進(jìn)油方式）”的工作循環(huán)。 柱塞式液壓缸為單作用缸，即工作時(shí)靠壓力油推動(dòng)，返回靠彈簧或自重完成。 柱塞缸圖形符號(hào)：?jiǎn)沃?，單向液壓?qū)動(dòng)，回程靠單柱塞缸，單向液壓驅(qū)動(dòng)，回程靠外力。需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用外力。需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用雙柱塞缸，雙向液壓驅(qū)動(dòng) 柱塞缸.swf特點(diǎn) 柱塞工作時(shí)柱塞工作時(shí)總是受壓總是受壓，一般較粗；，一般較粗； 水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損，水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損， 故常故常垂直放置，垂直放置，有時(shí)可做成空心有時(shí)可做成空心； 因缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸，因缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸， 所以所以可不

10、加工或只粗可不加工或只粗加工，工藝性好；加工，工藝性好； 常用于常用于長(zhǎng)行程長(zhǎng)行程機(jī)床，如機(jī)床，如導(dǎo)軌磨床，龍門(mén)刨床，大型導(dǎo)軌磨床，龍門(mén)刨床，大型拉床拉床等。等。 伸縮式液壓缸又稱(chēng)為多級(jí)液壓缸，是由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成。它的前一級(jí)活塞缸的活塞是后一級(jí)活塞缸的缸筒。 伸出時(shí)(按活塞1、2的有效工作面積由大到小依次伸出)，可獲得很長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)(按活塞有效工作面積由小到大依次縮回)長(zhǎng)度則較短，故結(jié)構(gòu)較緊湊。 伸縮缸伸縮缸.swf 由于各級(jí)活塞的有效工作面積不同，在輸入液壓力和流量不變的情況下，液壓缸的推力和速度是分級(jí)變化的：先動(dòng)作的活塞速度低、推力大；后動(dòng)作的推力小、速度高。 伸縮

11、式液壓缸常用于工程機(jī)械(如翻斗汽車(chē)、起重機(jī)等)和農(nóng)業(yè)機(jī)械上。 翻斗車(chē)翻斗車(chē).SWF 擺動(dòng)液壓缸能輸出往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并可直接輸出轉(zhuǎn)矩，故又稱(chēng)為擺動(dòng)液壓馬達(dá)，主要有單葉片式和雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)。 擺動(dòng)式液壓缸由缸筒、葉片軸、定位塊和葉片組成，如圖擺動(dòng)馬達(dá)（擺動(dòng)缸）擺動(dòng)馬達(dá)（擺動(dòng)缸）結(jié)構(gòu)：葉片、缸體、輸出軸結(jié)構(gòu)：葉片、缸體、輸出軸雙葉片擺動(dòng)雙葉片擺動(dòng)缸缸.avi單葉片擺動(dòng)液壓?jiǎn)稳~片擺動(dòng)液壓馬達(dá)圖馬達(dá)圖.swf 單葉片擺動(dòng)缸，其擺動(dòng)角度可達(dá)300 ，雙葉片擺缸其擺動(dòng)角最大可達(dá)150。雙葉片擺動(dòng)缸輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片的2倍，在同等條件下角速度則是單葉片的一半。圖形符號(hào)為：)()(22122sradRRbvq2

12、101212222112()()2()()()2MmmmRRP RpRR bpTbRRppN m 對(duì)單葉片擺動(dòng)缸,輸出轉(zhuǎn)矩TM和回轉(zhuǎn)角速度分別為： 式中： R1葉片軸半徑； R2缸體內(nèi)半徑； b葉片寬 由活塞缸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成，其輸出的轉(zhuǎn)角可超過(guò)360。改變齒條活塞行程，可以改變輸出轉(zhuǎn)角。 增壓缸又稱(chēng)增壓器，是由兩個(gè)活塞缸組成的復(fù)合式液壓缸。可以在不增加高壓能源的情況下，獲得比液壓系統(tǒng)中能源壓力高得多的油壓力。連續(xù)增壓連續(xù)增壓.swf 上圖是由活塞缸和柱塞組合而成的增壓油缸，當(dāng)輸入活塞缸左腔的壓力油為p p1 1，推動(dòng)大小活塞則柱塞缸右腔輸出的壓力為p p2 211221212KppdDpA

13、Ap式中，K增壓比，代表增壓能力增壓缸作為中間環(huán)節(jié)，不能直接作為執(zhí)行元件，用在低壓系統(tǒng)要求有局部高壓的支路。第五章 液壓傳動(dòng)執(zhí)行元件5.1 5.1 液壓缸的類(lèi)型液壓缸的類(lèi)型5.2 5.2 各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)5.4 5.4 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算5.5 5.5 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)1 1 缸筒組件缸筒組件 包括缸筒、缸蓋、缸底等零件包括缸筒、缸蓋、缸底等零件2 2 活塞組件活塞組件 包括活塞與活塞桿等零件。包括活塞與活塞桿等零件。3 3 密封裝置密封裝置 防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏和外界雜質(zhì)的侵入。防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏和外界雜質(zhì)的侵入。4 4 緩沖裝置緩沖裝置

14、常在液壓缸的兩端設(shè)計(jì)緩沖裝置，其緩沖原理是利常在液壓缸的兩端設(shè)計(jì)緩沖裝置，其緩沖原理是利用油液的節(jié)流原理來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的制動(dòng)用油液的節(jié)流原理來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的制動(dòng)5 5 排氣裝置排氣裝置 一是在液壓缸的最高部位開(kāi)排氣孔；二是在缸蓋的一是在液壓缸的最高部位開(kāi)排氣孔；二是在缸蓋的最高部位直接安裝排氣塞。最高部位直接安裝排氣塞。1. 1. 缸筒組件缸筒組件缸筒和缸蓋主要是由鋼缸筒和缸蓋主要是由鋼材制成，材制成，缸筒內(nèi)要經(jīng)過(guò)缸筒內(nèi)要經(jīng)過(guò)精細(xì)加工精細(xì)加工，表面粗糙度，表面粗糙度R RA A0.080.08UMUM。缸筒和缸蓋的聯(lián)接方式缸筒和缸蓋的聯(lián)接方式很多，常用的很多，常用的有有法蘭、法蘭、半環(huán)、螺紋、

15、焊接半環(huán)、螺紋、焊接等連等連接接。圖4-13 缸筒和端蓋連接結(jié)構(gòu)（d）（c）（a）（b）2 2. . 活塞組件活塞組件 活塞的材料通常用鋼活塞的材料通常用鋼或鑄鐵，也可采用鋁合金?；蜩T鐵，也可采用鋁合金?；钊透淄矁?nèi)壁間需要密活塞和缸筒內(nèi)壁間需要密封，應(yīng)有一定的導(dǎo)向長(zhǎng)度，封，應(yīng)有一定的導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般取一般取活塞長(zhǎng)度為缸筒內(nèi)活塞長(zhǎng)度為缸筒內(nèi)徑的（徑的（0.60.61.01.0）倍。）倍。 活塞桿是由鋼材做成活塞桿是由鋼材做成實(shí)心桿或空心桿，表面經(jīng)實(shí)心桿或空心桿，表面經(jīng)淬火再鍍鉻處理并拋光。淬火再鍍鉻處理并拋光。 活塞和活塞桿一般采活塞和活塞桿一般采用用螺紋、單半環(huán)、雙半環(huán)螺紋、單半環(huán)、雙半環(huán)和錐

16、銷(xiāo)式和錐銷(xiāo)式連接。連接。4521341（ d）322（a）13圖 4-14 活 塞 和 活 塞 桿 連 接 的 結(jié) 構(gòu)（ c）（ b）3 3 緩沖緩沖裝置裝置 當(dāng)液壓缸所驅(qū)動(dòng)的當(dāng)液壓缸所驅(qū)動(dòng)的工作部件質(zhì)量較大工作部件質(zhì)量較大, ,移動(dòng)速度較快移動(dòng)速度較快時(shí)時(shí), ,由于由于具有的動(dòng)量大具有的動(dòng)量大, ,致使在行程終了時(shí)致使在行程終了時(shí), ,活塞與端蓋活塞與端蓋發(fā)生撞擊發(fā)生撞擊, ,造成液造成液壓壓沖擊和噪聲沖擊和噪聲, ,甚至嚴(yán)重影響工作精度和發(fā)生破壞性事故甚至嚴(yán)重影響工作精度和發(fā)生破壞性事故, ,因此在因此在大型、高速或要求較高的大型、高速或要求較高的液壓缸中往往須設(shè)置有緩沖裝置，液壓缸中往往

17、須設(shè)置有緩沖裝置，如圖：如圖：環(huán)狀間隙式、節(jié)流口可調(diào)式、節(jié)流口可變式環(huán)狀間隙式、節(jié)流口可調(diào)式、節(jié)流口可變式。（b）圖 4-15 液壓缸的緩沖裝置（a）v2（c）114 4 排氣裝置排氣裝置 排氣裝置通常有兩種：一種是在液壓缸的排氣裝置通常有兩種：一種是在液壓缸的最高部位處開(kāi)最高部位處開(kāi)排氣孔排氣孔，并用管道連接排氣閥進(jìn)行排氣，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)該閥，并用管道連接排氣閥進(jìn)行排氣，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)該閥應(yīng)關(guān)閉（圖應(yīng)關(guān)閉（圖 A A）。另一種是在液壓缸的。另一種是在液壓缸的最高部位處裝排氣閥最高部位處裝排氣閥（圖（圖 B B、C C）（a）（c）（b）圖 4-16 排氣裝置1-缸蓋 2-放氣小孔 3-缸筒 4-

18、活塞桿12345 5 密封裝置密封裝置 作用：用來(lái)防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏和外界雜質(zhì)的侵入。 一般要求密封裝置具有： a) 良好的密封性 b) 盡可能長(zhǎng)的使用壽命 c) 制造簡(jiǎn)單、拆裝方便 d) 成本低第五章 液壓傳動(dòng)執(zhí)行元件5.1 5.1 液壓缸的類(lèi)型液壓缸的類(lèi)型5.2 5.2 各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)5.3 5.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成5.5 5.5 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)步驟對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制負(fù)載圖，選定工作壓力，根據(jù)使用要求確定液壓缸的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照負(fù)載情況、運(yùn)動(dòng)要求、最大行

19、程以及工作壓力等確定液壓缸的主要尺寸對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行工況工況分析，編制負(fù)載分析，編制負(fù)載圖，選定工作壓圖，選定工作壓力力，根據(jù)使用要求確定液壓缸的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算性和緩沖驗(yàn)算進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)按照負(fù)載情況、負(fù)載情況、運(yùn)動(dòng)要求、最運(yùn)動(dòng)要求、最大行程以及工大行程以及工作壓力作壓力等確定液壓缸的主要尺寸液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題盡量使活塞桿在受拉力受拉力狀態(tài)狀態(tài)下承受最大負(fù)載考慮終端的緩沖制動(dòng)緩沖制動(dòng)和液壓缸的排排氣問(wèn)題氣問(wèn)題正確選擇液壓缸的安裝安裝固定方式固定方式各部分結(jié)構(gòu)盡可能按照盡可能按照推薦推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)1 1 缸筒內(nèi)徑缸筒內(nèi)徑

20、D D 可根據(jù)最大負(fù)載和選取的工作壓力，或運(yùn)動(dòng)速度和最大負(fù)載和選取的工作壓力，或運(yùn)動(dòng)速度和輸入的流量輸入的流量，按照有關(guān)公式確定后，再?gòu)腉B/T2348-2001標(biāo)準(zhǔn)中選取相近尺寸加以圓整。2 2 活塞桿直徑活塞桿直徑d d按下表進(jìn)行選擇，并按標(biāo)準(zhǔn)圓整 單活塞桿也可按照速度比速度比來(lái)確定活塞桿受活塞桿受力情況力情況受拉受拉受拉受拉工作壓力p/MpaP55p7活塞桿直徑dd=（0.3-0.5）Dd=（0.5-0.55）Dd=（0.6-0.7）Dd=0.73 3 缸筒長(zhǎng)度缸筒長(zhǎng)度L L 由最大工作行程及結(jié)構(gòu)上的需要最大工作行程及結(jié)構(gòu)上的需要確定。 其中： 活塞長(zhǎng)度B=(0.61.0)D 活塞桿導(dǎo)向

21、套長(zhǎng)度A= =(0.61.5)d 一般液壓缸缸筒長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-3020-30倍。當(dāng)當(dāng) 時(shí)為薄壁，按下式校核時(shí)為薄壁，按下式校核 10D2Dpy式中，式中， 缸筒壁厚缸筒壁厚 D D缸筒內(nèi)徑缸筒內(nèi)徑 缸筒試驗(yàn)壓力缸筒試驗(yàn)壓力 缸筒材料許用應(yīng)力缸筒材料許用應(yīng)力yp當(dāng)當(dāng) 時(shí)為厚壁，按下式校核時(shí)為厚壁，按下式校核 10D13.14.02yyppD確定 后，再圓整。 2 2 活塞桿直徑活塞桿直徑d d按下式校核按下式校核 Fd4式中，F(xiàn)液壓缸負(fù)載 活塞材料許用應(yīng)力 3 3 液壓缸蓋固定螺栓直徑液壓缸蓋固定螺栓直徑dsds的校核的校核 zkFds2.5式中，F(xiàn)液壓缸負(fù)載 z固定螺紋

22、個(gè)數(shù) k螺紋擰緊系數(shù) 螺紋材料許用應(yīng)力 第五章 液壓傳動(dòng)執(zhí)行元件5.1 5.1 液壓缸的類(lèi)型液壓缸的類(lèi)型5.2 5.2 各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)各種類(lèi)型液壓缸及其特點(diǎn)5.3 5.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成液壓缸的典型結(jié)構(gòu)與組成5.4 5.4 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從原理上講，馬達(dá)和泵在工作原理上是互逆的。 液壓泵的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)所帶動(dòng)，輸出的是液壓油；液壓馬達(dá)則是輸入液壓油，輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。高速馬達(dá)高速馬達(dá)（額定轉(zhuǎn)速高于（額定轉(zhuǎn)速高于500r/min500r/min）低速馬達(dá)低速馬達(dá)（額定轉(zhuǎn)速低于（額定轉(zhuǎn)速低于500r/mi

23、n)500r/min)按排量轉(zhuǎn)速按排量轉(zhuǎn)速高低分為高低分為 高速液壓馬達(dá)的基本形式有高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式葉片式和軸向柱塞式等。低速液壓馬達(dá)的基本等。低速液壓馬達(dá)的基本形式是形式是徑向柱塞式徑向柱塞式。 高速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、便于起動(dòng)和制動(dòng)，調(diào)節(jié)(調(diào)速和換向)靈敏度高。通常高速馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩不大，僅幾十Nm 到幾百Nm，所以又稱(chēng)高速小扭矩液壓馬達(dá)。 低速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)：排量大、體積小、轉(zhuǎn)速低，可低到每分鐘幾轉(zhuǎn)，能直接與工作機(jī)構(gòu)連接，不需減速裝置，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。低速馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大，可達(dá)幾千Nm到幾萬(wàn)Nm，所

24、以又稱(chēng)低速大扭矩馬達(dá)。液壓馬達(dá)的圖形符號(hào) 單向變量馬達(dá)單向定量馬達(dá)液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)雙向定量馬達(dá)雙向變量馬達(dá) 葉片馬達(dá)的工作原理葉片馬達(dá)的工作原理 葉片式液壓馬達(dá)圖葉片式液壓馬達(dá)圖.swf 葉片馬達(dá)一般是雙作用式的定量馬達(dá)，其最大特點(diǎn)是體積小，慣性小，動(dòng)作靈敏，允許換向頻率很高，甚至可在幾毫秒內(nèi)換向。其最大弱點(diǎn)是泄漏較大，機(jī)械特性較軟，不能在低速下工作，調(diào)速范圍不能很大。因此適用于低轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速以及動(dòng)作要求靈敏的場(chǎng)合。 軸向柱塞液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)與軸向柱塞泵基本相同，斜盤(pán)和配油盤(pán)固定不動(dòng)，缸體(轉(zhuǎn)子)和馬達(dá)軸用鍵相連，并一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)壓力油通過(guò)配油盤(pán)窗口輸入到缸體柱塞孔中時(shí)，壓力油對(duì)柱塞產(chǎn)生作用力，將

25、柱塞頂出，緊緊頂在斜盤(pán)端面上，斜盤(pán)給每個(gè)柱塞的反作用力F是垂直于斜盤(pán)端面的，壓力分解為軸向分力Fx 和徑向分力Fy 。1 斜盤(pán)2 缸體3 柱塞4 配油盤(pán)5 馬達(dá)軸軸向柱塞馬達(dá)的工作原理圖 軸向分力Fx與柱塞上液壓推力相平衡，而徑向分力Fy與柱塞軸線(xiàn)垂直，且對(duì)缸體中心產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。改變進(jìn)油方向，可改變其轉(zhuǎn)向；改變傾角(斜盤(pán)與轉(zhuǎn)軸的夾角)就可以改變排量。 設(shè)液壓馬達(dá)的柱塞直徑和輸入油壓力分別為d，p，則軸向分力Fx 和徑向分力Fy分別為pdFx24tan.4tan2pdFFxy 設(shè)柱塞分布圓半徑為R，某一柱塞所在位置與缸體中性線(xiàn)夾角為 ，則該柱塞所產(chǎn)生的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩Ti

26、為sin.tan.4sin2RpdRFTyi 所以液壓馬達(dá)的理論瞬時(shí)總轉(zhuǎn)矩應(yīng)為所有與配油口相通的柱塞轉(zhuǎn)矩Ti之和。 1 1 液壓馬達(dá)的壓力液壓馬達(dá)的壓力（1）工作壓力：馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的進(jìn)口壓力，實(shí)際工作壓力的大小取決于相應(yīng)的負(fù)載（輸出軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩）（2）工作壓差：進(jìn)口壓力與出口壓力之差。（3）額定壓力：按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，能使馬達(dá)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱(chēng)額定壓力 。 2 2 液壓馬達(dá)的排量與流量液壓馬達(dá)的排量與流量（1）排量Vm：馬達(dá)的軸每轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何體積變化而吸入的液體體積。（2）理論流量qtm ：在不考慮泄漏的前提下，在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何體積變化而吸入的液體體積。（3）實(shí)

27、際流量q：實(shí)際運(yùn)行時(shí)，馬達(dá)入口處的流量。 3 3 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與容積效率液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與容積效率（1）理論輸出轉(zhuǎn)速nt ：為馬達(dá)的輸入流量q與排量之比，即（2）容積效率 ：馬達(dá)在工作時(shí)存在泄漏，泄漏量為 ，馬達(dá)的容積效率為理論流量與實(shí)際流量之比，即vmqqtmvmtmqqqmtVqn 4 4 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械效率液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械效率（1）理論輸出轉(zhuǎn)矩Ti：不考慮損失時(shí)，馬達(dá)軸理論上的輸出轉(zhuǎn)矩，即（2）機(jī)械效率 ：由于有機(jī)械摩擦，故存在轉(zhuǎn)矩?fù)p失，所以機(jī)械效率為實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩與理論轉(zhuǎn)矩之比，即mmtmmTT2pVTi 5 5 液壓馬達(dá)的功率與總效率液壓馬達(dá)的功率與總效率（1）理論功率Pt：

28、忽略能量損失，馬達(dá)輸出功率等于輸入功率，即（2）輸入功率Pi ：馬達(dá)的輸入為液壓能，即pqPitmmttpqnTP2 5 5 液壓馬達(dá)的功率與總效率液壓馬達(dá)的功率與總效率（3）輸出功率Po：馬達(dá)的輸出為機(jī)械能，即（4）馬達(dá)的總效率 ：馬達(dá)的輸出功率與輸入功率之比，即vmmmiomqVnpVTpqTnPP.22TnPt2m例2、某液壓馬達(dá)排量為250 mL/r，入口壓力為10MPa， 出口壓力為0.5 MPa，容積效率和機(jī)械效率均為0.9， 若輸入流量為100 L/min， 試求 (1) 液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩； (2) 液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速。 (1)液壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 T解mNT3402/9 . 01025010)5 . 010(66mmmmtpVTT2(2) 液壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 nmin/360250/9 . 0101003rn答：(1) 液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩為340N.m； (2) 液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速為360r/min。 Vqnvm 例3、某液壓馬達(dá)的進(jìn)油壓力為10MPa，排量為 20010-3L/