第4章執行元件定義：按一定要求，將流體的壓力能量轉化為機械能，實現直線、轉動和擺動運動的傳動裝置稱為執行元件。執行元件主要包括缸和馬達。

缸用作為動力源，實現直線往復運動，輸出力和直線位移。馬達用作為動力源，實現連續回轉運動，輸出力矩和角位移。作用：壓力能-機械能用于實現直線往復運動

1.液壓缸的作用和分類活塞缸單桿雙桿柱塞缸擺動缸分類單作用雙作用按作用方式按結構一、液壓缸2.活塞式液壓缸（1）單桿活塞缸1)結構：缸體、活塞、活塞桿、密封、缸蓋等2)工作原理：工作原理：因兩側有效作用面積或油液壓力不等，活塞在液壓力的作用下，作直線往復運動。無桿腔進油腔回油腔有桿腔職能符號：單桿單作用活塞缸單桿雙作用活塞缸雙向液壓驅動單向液壓驅動，回程靠外力。3)基本參數a.推力式中：p1——進油壓力p2——回油壓力b.速度特點：同樣q

，v1<v2；

p

一樣，F1>F2。4.應用：往返運動速度及推力不同的場合。q1q2pq4）單桿活塞缸的差動連接－差動缸推力：速度：特點：v3>v1；F3<F1。結論：差動連接后，速度大，推力小。代入上式：活塞只有一個，設此時的速度為v3如令：則有：結論：當時，快進、快退速度相等。或1）結構特點：兩側有效工作面積一樣。（2）雙桿活塞缸2）.基本參數：3）應用職能符號：l——活塞有效工作行程。4）安裝方式缸固定L=3l桿固定

L=2l兩個方向力和速度一樣的場合。缸固定L=3lL桿固定桿固定時、缸移動軟管空心桿L=2lL液壓缸的組成1活塞和活塞桿2缸體和缸蓋3密封裝置4緩沖裝置5排氣裝置

雙桿活塞缸活塞兩側都有活塞桿伸出，根據安裝方式不同又分為活塞桿固定式和缸筒固定式兩種。液壓缸的緩沖裝置環形縫隙節流緩沖小孔節流緩沖在運動速度較高和運動部件的質量較大時，防止活塞在行程終點與缸蓋和缸底發生碰撞，引起沖擊，損壞液壓缸液壓缸的排氣裝置缸蓋上的排氣孔排氣閥在運動速度較高和運動部件的質量較大時，防止活塞在行程終點與缸蓋和缸底發生碰撞，引起沖擊，損壞液壓缸雙作用雙活塞桿液壓缸的典型結構活塞桿端蓋缸體活塞密封活塞桿導向套導向套開口銷

雙作用單活塞桿液壓缸缸體活塞活塞桿支承環密封導向套2.

柱塞缸（1）單柱塞缸●單向液壓驅動，回程靠外力。（2）雙柱塞缸●雙向液壓驅動直線運動擺動運動活塞缸單桿雙桿雙作用差動柱塞缸單作用伸縮缸擺動缸（擺動馬達）齒輪缸1.伸縮式液壓缸壓蓋端蓋套筒活塞活塞缸體端蓋套筒活塞端蓋二特殊功能缸

結構：由兩個或多個活塞缸或柱塞缸套裝而成，有單作用和雙作用之分。工作原理：活塞或柱塞伸出時，從大到小，

速度逐漸增大，推力逐漸減小。

活塞或柱塞縮回時，從小到大。

特點應用：工作時可伸很長，不工作時縮短，占地面積小，且推力隨行程增加而減小。

2.齒條活塞缸壓縮空氣推動活塞6帶動齒條3作直線運動，齒條3則推動齒輪4作旋轉運動，由輸出軸5（齒輪軸）輸出力矩。輸出軸與外部機構的轉軸相連，讓外部機構作擺動。1.結構：葉片、缸體、輸出軸雙葉片式單葉片式3.擺動液壓缸2.參數計算及用途單葉片擺角<360o雙葉片擺角<180o轉矩是單葉片的兩倍，角速度是單葉片的一半。用途：實現擺動往復運動職能符號：擺動馬達4.氣液阻尼缸

與液體相比，氣體具有可壓縮性。因此，在外載荷發生變化時會導致氣缸的輸出運動產生“爬行”或“自移”現象。氣液阻尼缸是一種由氣缸和液壓缸構成的組合缸。由氣缸產生驅動力，而用液壓缸的阻尼調節作用獲得平穩的運動。這種氣缸常用于機床和切削加工的進給驅動裝置,克服了普通氣缸在負載變化較大時容易產生的“爬行”或“自移”現象，可以滿足驅動刀具進行切削加工的要求。在要求氣缸有較高的位置和速度精度時，宜使用氣液阻尼缸。圖10.14氣液阻尼缸1)串聯氣液阻尼缸

組成：1.負載2.油缸3.節流閥4.單向閥5.油杯6.隔板7.氣缸液壓缸和氣缸共用同一缸體，氣缸活塞和液壓缸活塞用一根活塞桿串聯起來，兩缸之間用中蓋6隔開，防止空氣與液壓油互竄。在液壓缸的進、出口處連接了調速用的液壓單向節流閥，通過調節液壓缸的排油量，從而調節活塞運動的速度。

氣液阻尼缸的結構，一般是將雙活塞桿腔作為液壓缸，這樣可使液壓缸左右兩腔進排油量相等，此時貯油杯內的油液只用于補充因液壓缸泄漏而減少的流量。

圖10.14氣液阻尼缸1）串聯氣液阻尼缸

工作進給時，氣缸右腔進氣，活塞桿左行，液壓缸左腔排油，由于此時單向閥關閉，所以排油路線只能經由節流閥進入液壓缸右腔。對活塞桿的運動起阻尼作用。調節節流閥的開口量大小，就可調節活塞的運動速度；

返回時，氣缸左腔進氣，活塞桿右行，液壓缸右腔排油，由于此時單向閥打開，液壓缸無阻尼，所以排油路線可經單向閥快速進入液壓缸左腔，實現快退。

2)并聯氣液阻尼缸

并聯式氣液阻尼缸的工作原理是液壓缸與氣缸用剛性連接板并聯在一起。

并聯式氣液阻尼缸的結構特點是：結構緊湊，氣缸和液壓缸之間沒有竄氣現象。使用時應注意：氣缸活塞桿軸線應與負載作用線處在同一軸線上，從而減小附加力矩對運動平穩性的影響。

5.增壓氣缸利用液體的不可壓縮性和力的平衡原理，在小活塞端輸出高壓的液體。

利用壓力和作用面積乘積相等，可在小面積端獲得較高壓力。

將兩個缸徑相同的普通雙作用氣缸串聯在一起即為串聯氣缸，如圖所示。

由于兩個活塞串聯在一根活塞桿上，其輸出力比一個活塞的氣缸增加一倍。這種氣缸常用于要求增加氣缸輸出力，而不能增大氣缸直徑，但允許增長缸體的場合。

6)串聯氣缸

7)氣動手爪（手指氣缸）

圖（c）所示為FESTO旋轉氣爪，其動作和齒輪齒條的嚙合原理相似。兩個氣爪可同時移動并自動對中，其齒輪齒條原理確保了抓取力矩始終桓定。圖（d）所示為FESTO三點氣爪，三個氣爪同時開閉，適合夾持圓柱體工件及工件的壓入工作。

圖10.18（a）平行手爪（b）擺動手爪（c）旋轉手爪（d）三點手爪（a）（b）（c）（d）氣爪能實現各種抓取功能，是現代氣動機械手的關鍵部件。

圖（a）所示為FESTO平行氣爪，平行氣爪通過兩個活塞工作，兩個氣爪對心移動。這種氣爪可以輸出很大的抓取力，既可用內抓取，也可用于外抓取。圖（b）所示為FESTO擺動氣爪，內外抓取400擺角，抓取力大，并確保抓取力矩始終恒定。氣動手爪（手指氣缸）

圖10.18（a）平行手爪（b）擺動手爪（c）旋轉手爪（d）三點手爪（a）（b）（c）（d）氣爪能實現各種抓取功能，是現代氣動機械手的關鍵部件。

圖所示的氣爪的特點是：

1、所有的結構都是雙作用的，能實現雙向抓取，可自動對中，重復精度高；

2、抓取力矩恒定；

3、在氣缸兩側可安裝非接觸式檢測開關；

4、有多種安裝、連接方式。

按結構分：柱塞式、葉片式和齒輪式按排量分：定量和變量按調節方式分：手動式和自動式，自動式又分限壓式、恒功率式、恒壓式和恒流式等。按自吸能力分：自吸式和非自吸式馬達的類型三、馬達馬達的圖形符號齒輪馬達

1、齒輪馬達的工作原理

圖為外嚙合齒輪馬達的工作原理圖。圖中P點為兩齒輪的嚙合點，當壓力油進入齒輪馬達時,壓力油分別作用在兩個齒面上。由圖可知，在兩個齒輪上各有一個使其產生轉矩的作用力，兩齒輪便按圖示方向旋轉，齒輪馬達輸出軸上也就輸出旋轉力矩。

齒輪馬達和齒輪泵在結構上的主要區別如下：（1）齒輪泵一般只需一個方向旋轉，為了減小徑向不平衡液壓力，因此吸油口大，排油口小。而齒輪馬達則需正、反兩個方向旋轉，因此進油口大小相等。（2）齒輪馬達的內泄漏不能像齒輪泵那樣直接引到低壓腔去，而必須單獨的泄漏通道引到殼體外去。因為馬達低壓腔有一定背壓，如果泄漏油直接引到低壓腔，所有與泄漏通道相連接的部分都按回油壓力承受油壓力，這可能使軸端密封失效。2、結構特點雙作用葉片式液壓馬達1、工作原理雙作用葉片式液壓馬達的工作原理可用