液壓傳動課件第一章第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三§

1-1液壓傳動的工作原理一、簡化模型二、力比和速比三、兩個重要概念四、容積式液壓傳動第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三在液壓傳動中，人們利用沒有固定形狀但具有確定體積的液體來傳遞力的運動。下圖是一個經過簡化的液壓傳動模型。圖中有兩個直徑不同的液壓缸2和4，缸內各有一個與內壁緊密配合的活塞。如圖活塞5上有重物W則當活塞1上施加的力F達到一定大小時，就能阻止重物W下降。一、簡化模型第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.等壓特性:根據帕斯卡定律“平衡液體內某一點的液體壓力等值地傳遞到液體內各處”，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比。

P1=P2=P=F/A1=W/A2

或：W/F=A2/A1

2.等體積特性：假設活塞1向下移動體積L1’則液壓缸被擠出的液體體積為A1L1。這部分液體進入液壓缸4，使活塞5上升L2，其讓出的體積為A2L2

。即：A1L1=A2L2或L2/L1=A1/A2二、力比和速比第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三進一步認為這些動作是在時間t內完成，活塞1的速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，則有：V2/V1=A1/A2這說明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式可寫成：A1V1=A2V2這在流體力學中稱為液流連續性原理，它反映了物理學中質量守恒這一現實。第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三3.能量守恒特性WV2=FV1

注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說明能量守恒也適用于液壓傳動。通過以上分析，上述模型中兩個不同面積的活塞和液壓缸相當于機械傳動中的杠桿，其面積比相當于杠桿比，即A1/A2=b/a。因之采用液壓傳動可達到傳遞動力，增力，改變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保持功率不變。第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三三、兩個重要概念

1.

液壓傳動中的液體壓力取決于負載

2.

流量決定速度第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三四、容積式液壓傳動圖1-1中主動活塞運動后使一定體積的液體擠出，這些液體進入從動液壓缸，使從動活塞產生運動，而二者間的運動關系是依靠主動件擠出的液體體積與從動件所得到的液體體積相等來保證的。這種傳動稱為容積式液壓傳動。工業上另外有一種依靠液體的動能及其轉換來實現力和運動的傳遞的方法，稱為動力液力傳動。返回首頁結束第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三§1-2液壓傳動系統實例及液壓系統的組成一、液壓千斤頂二、液壓圖形符號三、液壓系統的組成第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三一、液壓千斤頂液壓千斤頂原理見下圖。當向下壓杠桿1時，小活塞3使缸2內的液體經管道6、閥7進入大缸9，并使活塞8上升，頂起重物W。適當地選擇大、小活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負載W。第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三二、液壓圖形符號第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三下圖為機床工作臺液壓系統的圖形符號圖第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三2、執行元件其作用是將液壓能重新轉化成機械能，克服負載，帶動機器完成所需的運動。三、液壓系統的組成1、動力元件

即液壓泵，它可將機械能轉化成液壓能，是一個能量轉化裝置。4、輔助元件如油箱、油管、濾油器等。5、傳動介質即液體。3、控制元件如各種閥。其中有方向閥和壓力閥兩種。返回首頁結束第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三

§

1-3液壓傳動的優缺點優點：1、可以在運行過程中實現大范圍的無機調速。2、在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運動慣量小、動態性能好。3、采用液壓傳動可實現無間隙傳動，運動平穩。4、便于實現自動工作循環和自動過載保護。5、由于一般采用油作為傳動介質，因此液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命。6、液壓元件都是標準化、系列化的產品，便于設計、制造和推廣應用。第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三缺點：1、損失大、效率低、發熱大。2、不能得到定比傳動。3、當采用油作為傳動介質時還需要注意防火問題。4、液壓元件加工精度要求高，造價高。5、液壓系統的故障比較難查找，對操作人員的技術水平要求高。返回首頁結束第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三

§1-4液壓傳動采用的油液及其主要性能一、液壓油的某些物理性質二、液壓油的選用第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1、密度ρ和重度γ

=M/V(M-液體的質量,V-液體的體積）γ=G/V(G-液體的重量)

液壓油的密度和重度因油的牌號而異，并且隨著溫度的上升而減小，隨著壓力的提高而稍有增加。2、可壓縮性液體具有比鋼鐵大的多的可壓縮性。體積壓縮系數k=-1/Δp。(ΔV/V)Δp-壓力的增量，V-被壓縮的液體體積，ΔV-體一、液壓油的某些物理性質第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三積的增量。由于ΔV是負值（體積減小），在式子右邊增加一個負號以保證k為正數。另外，工程上常用液體體積彈性模量K來表示其可壓縮性，取K=1/k。純油的可壓縮性隨壓縮過程、溫度計其實壓力的變化而變動，但變動量不大，可不予考慮。在一般情況下，油的可壓縮性對液壓系統性能影響不大，但在高壓情況下以及在研究系統動態性能時則不能忽略。由于空氣的可壓縮性很大，且與工作壓力的改變而大幅度變化，所以游離空氣對當量體積彈性模量影響很大。第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三3、粘性液體在外力作用下流動時，其流動受到牽制，且在流動截面上各點的流速不同。各層液體間有相互牽制作用，這種相互牽制的力稱作液體內的摩擦力或粘性力。T=μA.

du/dz或τ=μ.du/dz

μ－液體動力粘度；τ－單位面積上地摩擦力；du/dz－速度梯度，此式又稱為牛頓內摩擦定律。液體動力粘度與液體密度之比稱為運動粘度ν

ν=μ/ρ。當壓力增加時，粘度有所增加；液體的粘度對溫度很敏感，溫度略升高，粘度顯著降低。第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三4、其他性能油的體積隨溫度升高而增加。其膨脹量vt=v0[1+αt(t+t0)]其中vt-溫度t。C時的油的體積；v0-溫度t0

。C時的油的體積；αt-油的體積膨脹系數。第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三對液壓油的要求：1、良好的化學穩定性。2、良好的潤滑性能，以減小元件之間的磨損。3、質地純凈，不含或含有極少量的雜質、水份和水溶性酸堿等。4、適當的粘