2012/2013学年第1学期
授课计划
课程名称：液压传动与气压传动
授课班级：机械2009级
学时数：40
讲课：32
实验：8
课程设计：
其他：
教材（名称、编著者、出版日期）
液压与气压传动朱建公西南交大出版社
主要参考书：
1.液压流体力学苏尔皇国防工业出版社
2.液压传动系统官忠范机械工业出版社
3.气压传动及控制郑洪生机械工业出版社
4.液压传动与气压传动何存兴华中科技大学出版社
主讲教师：朱建公、张俊俊、向北平
教研室主任：
2012/9
1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况 下液压泵出口处的工作压力值。 解：a)0p = b)0p = c)p p =? d)F p A = e)2m m T p V π= 2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。溢流阀的调整压力是 P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？ 答：当阀A 流通截面小于某一值时，P 维持P y ，B 打开。 阀A 流通截面继续增大，增大到最大值时，P=0,B 不打开。 3试分析影响液压泵容积效率v η的因素。 答：容积效率表征容积容积损失的大小。 由1v t t q q q q η?= =- 可知：泄露量q ?越大，容积效率越小 而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有 111v t n k k p q v η= =- 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵 排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。
1．泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为η m ＝0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min，压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求： ①泵的容积效率； ②如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？ ③上述两种转速下泵的驱动功率。 解：①通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q t ＝106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则 ηv＝100.7 /106=0.95=95% ②泄漏流量Δq只于压力有关,由于压力没变所以则有 q t / =qn / /n=100.7×500/1450=34.7 L/min ③当n=1450r/min时, P=pq/(η v η m )=25×105×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）=4.91kw 当n=500r/min时, P=pq/(η v η m )=25×105×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）=1.69kw 2．设液压泵转速为950r/min，排量＝168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转速。 解：① q t ＝V p n=168×950=159.6 L/min ②η v =q/q t =150/159.6=93.98% ③η m =η/η v =0.87/0.9398=92.57% ④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤因为η=p q/T ω
1、液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至W(牛/瓦),发电机和电动机则约为W。 (3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。 (4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 (5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。 (6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。 (7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 液压传动的缺点是： (1)液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。 (2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。 (3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。 (4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。 (5)液压系统发生故障不易检查和排除。 总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。 2、气压传动的优点
讲述液压传动与气压传动的优点及不足 （1）由于液压传动油管是连接所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构这是比机械传动优越的地方. （2）装置的重量轻结构紧凑惯性小. （3）可在大范围内实现无级调速.借助阀或变量泵变量马达可以实现无级调速调速范围可达1:2000并可在液压装置运行的过程中进行调速 （4）运动平稳。油液具有吸收冲击的能力，而机械传动会因为加工和装配误差引起振动和撞击，因此与机械传动相比，液压传递运动均匀、平稳。 （5）易于实现过载保护。例如，液压系统的工作压力很容易由压力控制元件控制，避免系统超压，实现过载自动保护。 （6）易于实现自动化。液压传动与电气控制相结合，可以很方便地实现复杂的自动工作循环和进行远程控制。 （7）液压系统安装布置灵活。液压元件可随设备和环境的需求任意安排，执行元件与液压泵可以相距较远，执行元件本身位置也可以改变，这是机械传动难以实现的。 （8）液压系统设计、制造和使用维护方便。液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，因此便于缩短机器设备的设计制造周期和降低制造成本。 2.液压传动的缺点 （1）难以保证严格的传动比。由于液体的可压缩性、管路弹性变形和泄漏等因素的影响，液压传动不能严格保证定比传动。 （2）传动效率较低。传动过程中需经两次能量转换，在转换过程中常有较多的机械摩擦损失和泄漏容积损失，此外液体经过阀口、管路都有压力损失，因此传动效率较低，而且也不适合于远距离传动。 （3）工作稳定性易受温度影响。液体黏度随温度变化直接影响泄漏、压力损失及通过节流元件的流量等，从而影响执行元件运动的稳定性，另外，工作介质的性能和使用寿命也受温度影响，因此液压系统不宜在过高或过低温度下工作。 （4）液压元件价格较高。为防止和减少泄漏，液压元件制造精度要求较高，因此造价较高。 （5）故障诊断困难。液压元件与系统容易因液压油液污染等原因造成系统故障，且发生故障不易诊断，因此系统的安装、使用和维护的技术水平要求较高。 3.气压传动的优缺点 （1）工作介质来源方便。空气可以从大气中取之不尽，将用过的气体排人大气处理方便，不会污染环境。 （2）宜于远距离传动和控制。由于空气的黏性很小，在管路中传动的阻力损失远远小于液压传动系统，因此与液压传动相比气压传动更宜于远距离传动和控制。 （3）使用维护方便。由于气压传动工作压力低，元件的材料性能和制造精度低，结构简单，因此价格较低。同时维护简单，使用安全。 （4）传动与控制响应快。 （5）适应工作环境能力强。气动元件可以根据不同场合，选用相应材料，使元件能够在恶劣的环境下（易燃、易爆、强磁、粉尘、强震动、强腐蚀等）进行正常工作。
《液压与气压传动》平时作业 平时作业（一） 第一章概述 1.液压传动系统由哪几部分组成？各个组成部分的作用是什么？ 答:（1）能源装置：将原动机所提供的机械能转变成液压能的装置，通常称液压泵。 （2）执行元件：将液压泵所提供的液压能转变称机械能的元件。 （3）控制元件：控制或调节液压系统中液压油的压力、流量和液压油的流动方向元件。 （4）辅助元件：上述三部分以外的其他元件，例如油箱、油管、管接头、蓄能器、滤油器、冷却器、加热器及各种检测仪表等，它们的功能各不相同，但对保证系统正常工作有重要作用。 （5）工作介质：油液或液压液，是液压传动中能量传递的载体。 2.液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点： （1）与机械传动、电力传动同功率相比较时，液压传动的体积小、重量轻、结构紧凑。 （2）工作平稳、反应快、冲击小、能高速启动、制动、能够频繁换向。 （3）可实现大范围的无级调速，能在运行过程中进行调速，调速范围可达（2000：1）。 （4）控制方便，易于实现自动化，对压力、流量、方向易于进行调节或控制。 （5）易于实现过载保护。 （6）液压元件已经标准化、系列化和通用化，在液压系统的设计和使用中都比较方便。 （7）有自润滑和吸振性能。 缺点：（1）不能保证严格的传动比。 （2）损失大，有利于远距离传输。 （3）系统工作性能易受温度影响，因此不易在很高或很低的温度条件下工作。 （4）液压元件的制造精度要求高，所以元件价格贵。 （5）液压诉故障不易查找。 （6）工作介质的净化要求高。 第二章液压油与液压流体力学基础 1.试解释下列概念 （1）恒定流动：液体流动时，若液体中任何一点的压力、流速和密度都不随时间而变化，这种流动就称为恒定流动。 （2）非恒定流动：流动时压力、流速和密度中任何一个参数会随时间变化，则称为非恒定流动（也称非定常流动）。 （3）通流截面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通流截面。 （4）流量：单位时间内，流过通流截面的液体体积为体积流量，简称流量。 （5）平均流速：液压缸工作时，活塞的运动速度就等于缸内液体的平均流速。 （6）密度：单位体积液体的质量称为该液体的密度。 2.什么叫液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？他们之间如何换算？ 答：液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力阻碍分子间的相对运动，而产生内摩擦力的性质称为粘性。 常用的粘度有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。 3.什么是压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与负载有什么关系？ 答：（1）液体单位面积上所受的法向力称为压力。 （2）压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。以绝对真空作为基准进行度量的压力，称为绝对
液压传动与气压传动 班级：112090102 学号：11209010205 姓名：侯晓婷 课题名称：《在书海中翱翔》
在书海中翱翔 ——————翱翔于《液压传动》 摘要：液压传动与气压传动技术以其可靠性高，传递功率大等特点在动力传动与控制技术方面无可替代，广泛应用于工业自动化工程中。随着科技技术的发展，液压传动与液压传动与我们的生活息息相关，若想液压传动与气压传动在未来有更大，更好的发展，我们就必须了解掌握液压与气压传动技术的相关内容。在本篇文章中，我们主要讲液压传动。 关键词：液压传动，发展前景，机械能转换，机电一体化。 一．液压传动的概述。 液压传动是指以流体为介质，来实现能量的转换，传递及控制的科学。液压传动是利用各种元件（液压元件或气压元件）组成具有不同控制功能基本贿赂，再由若干个基本回路组成传动系统来进行能量转换、传递和控制。 我们本学期学习的教材，是21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材，这本书的内容主要包括：液压流体力学基础，液压元件（泵、马达、缸、开关控制阀、比例阀、数字阀、伺服阀和辅助元件）的结构原理，液压基本回路，典型液压系统，液压系统的设计计算等。这本教材的特色在于，它紧密的结合“机械类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”与“工程制图与机械基础系列课程教学内容和课程体系改革的研究与实践”两个重大的教学改革项目，集中反映了在改革机械类人才培养模式和课程内容体系方面所取得的成果。 如果要想好好的学习这门课，就必须好好的研究这门学科，要掌握液压流体力学和气体力学的基础知识，需要熟悉组成系统的各类元
件的结构、工作原理、工作性能及由这些元件所组成的各种基本控制回路的性能特点，并在此基础上根据主机负载的需要进行液压与气压的设计。 二．液压系统的设计计算。 液压系统的设计计算步骤大致如下： i.明确系统设计要求。 ii.分析系统工况，确定主要参数。 iii.理定液压系统原理图。 iv.液压元件的计算与选择。 v.液压系统的性能验算。 vi.进行结构设计，编写技术文件。 在以上的设计步骤中，前五项属于性能设计，它们相互影响，相互渗透；最后一项属于结构设计，进行时必须先查明液压元件的结构和配置形式，仔细查阅有关产品样本，设计手册和资料。 三．液压传动的选择。 以液压为工作介质的液压传动具有无极调速和传动平稳的优点，故在磨、插、拉、刨、铣等机床上得到广泛应用；因其布置方便并且易实现自动化，在组合机床上用得较广；由于执行元件的输出力（或转矩）较大、操作方便、布置灵活，液压元件和电器易实现自动化和遥控，在冶金机械，矿山机械，钻探机械、起重运输机械，建筑机械、塑料机械、农业机械、液压机、铸锻机以及飞机和军舰上的许多控制机构都普遍采用液压传动。但因液压传动的阻力损失较大，故不宜做远距离传输。而工作介质为空气的气压传动，因工作压力较低（一般在1MPa以下），且有可压缩性，所以传递动力小，运动不如液压传动平稳；但因空气粘度小，传递过程阻力损失小，速度快，反
第一章习题答案 1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（×） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（×） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。（√） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（×） 第二章习题答案 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。
2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；1m2/s ＝（106）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际 单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为（m3/s 即米3/秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。（√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 2-3 问答题 1. 静压力的特性是什么?
1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 2．液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判 4．在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 5．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。 6．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 8．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有(单作用叶片泵)、(径向柱塞泵)、(轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。 11．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与的（齿数）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（模数），减少（齿数）可以增大泵的排量。 12．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。 13．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少时与（压油）腔相通，闭死容积由小变大时与（吸油）腔相通。 14．齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙和（径向）间隙，此外还存在（啮合）间隙，其中（端面）泄漏占总泄漏量的80%～85%。 15．双作用叶片泵的定子曲线由两段（大半径圆弧）、两段（小半径圆弧）及四段（过渡曲线）组成，吸、压油窗口位于（过渡曲线）段。 16．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（拐点压力）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（泵的最大流量）。 17．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为（压力流量特性），性能的好坏用（调压偏差）或（开启压力比）、（闭合压力比）评价。显然（p s—p k）、（p s—p B）小好， n k和n b大好。 18．溢流阀为（进口）压力控制，阀口常（闭），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（出口）压力控制，阀口常（开），先导阀弹簧腔的泄漏油必须（单独引回油箱）。 19．调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成，旁通型调速阀是由（差压式溢流阀）和节流阀（并联）而成。 20．为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装（截止阀），为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流，蓄能器与液压泵之间应安装（单向阀）。 21．选用过滤器应考虑（过滤精度）、（通流能力）、（机械强度）和其它功能，它在系统中可安装在（泵的吸油口）、（泵的压油口）、（系统的回油路上）和单独的过滤系统中。 22．两个液压马达主轴刚性连接在一起组成双速换接回路，两马达串联时，其转速为（高速）；两马达并联时，其转速为（低速），而输出转矩（增加）。串联和并联两种情况下回路的输出功率（相同）。23．在变量泵—变量马达调速回路中，为了在低速时有较大的输出转矩、在高速时能提供较大功率，往往在低速段，先将（马达排量）调至最大，用（变量泵）调速；在高速段，（泵排量）为最大，用（泵
1、动力粘度的物理意义是单位速度梯度下的切应力。 +ρgh。 2、静压力的基本方程为p=p 3、般齿轮啮合系数ε必须大于1。 4、解决齿轮泵困油现象的方法是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽。 5、溢流阀的作用有调节系统的流量，并保持系统的压力基本稳定，用于过载保护，作卸荷阀，远程调压 6、液压传动是利用液体的压力能来做功的。 7、液体在管内流动时有层流和端流两种流态，液体的流态由雷诺数判断。 8、液压系统中的压力损失有局部压力损失和沿程压力损失两种。 9、液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及工作介质五部分组成，各部分的作用分别为向系统提供动力源、将液压泵提供的液压能转变为机械能、对液体的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制、保证液压系统有效地传递力和运动，提高液压系统的工作性能、实现各种不同的控制功能。其中液压泵的作用为将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能。 10、液压传动系统的调速方法有节流调速、容积调速、容积节流调速。 11、齿轮泵的瞬时流量是脉动的，齿轮泵的齿数越少，脉动率越大。 12、液压系统基本控制回路按其功能不同分方向、速度、压力控制回路。 13、油箱分总体式油箱和分离式油箱。油箱的作用是储存油液，散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物。 14、液压泵单位时间内排出液体的体积称为泵的流量，它的大小与泵的排量和转速有关。 15、根据节流阀在油路中的位置，节流调速回路可分为进油节流调速回路，回油节流调速回路，旁路节流调速回路。 16、当柱塞泵的柱塞数为奇数时，流量脉动系数较小。 17、单作用叶片泵通过改变定子和转子之间的偏心距来变量。它能否实现双向变量？能。 18、油液的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增加。 19、液压控制阀的作用是控制液压系统中执行元件的压力，流量和方向，可分为
机械液压传动论文 液压传动: 是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上, 诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油, 又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914 -- 1918) 后液压传动广泛应用, 特别是1920 年以后, 发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间, 才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers) 发明了压力平衡式叶片泵, 为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G · Constantimsco) 对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动( 液力联轴节、液力变矩器等) 方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 目前, 它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时, 由于与微电子技术密切配合, 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制, 从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。 应该特别提及的是, 近年来, 世界科学技术不断迅速发展, 各部门对液压传动提出了更高的要求。液压传动与电子技术配合在一起, 广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震予测及各种电液伺服系统, 使液压传动的应用提高到一个崭新的高度。目前，液压传动发展的动向, 概括有以下几点: 1. 节约能源, 发展低能耗元件, 提高元件效率; 2. 发展新型液压介质和相应元件, 如发展高水基液压介质和元件, 新型石油基液压介质; 3. 注意环境保护, 降低液压元件噪声; 4. 重视液压油的污染控制; 5. 进一步发展电气－液压控制，提高控制性能和操作性能; 6. 重视发展密封技术，防止漏油; 7. 其它方面，如元件微型化、复合化和系统集成化的趋势仍在继续发展，对液压系统元件的可靠性设计、逻辑设计，与电子技术高度结合，对故障的早期诊断、预测以及防止失效的早期警报等都越来越准确. 一、液压传动的主要优点 与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： (1)液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置； (2)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； (3)操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000：1)； (4)可自动实现过载保护；
液压复习题(附参考答案) 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 2．液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判断。 4．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。 5．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 6．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( 单作用叶片泵)、( 径向柱塞泵)、( 轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 7 ．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。 8．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。 9．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。 10．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少时与（压油）腔相通，闭死容积由小变大时与（吸油）腔相通。 11．齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙和（径向）间隙，此外还存在（啮合）间隙，其中（端面）泄漏占总泄漏量的80%～85%。 12．双作用叶片泵的定子曲线由两段（大半径圆弧）、两段（小半径圆弧）及四段（过渡曲线）组成，吸、压油窗口位于（过渡曲线）段。 13．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（拐点压力）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（泵的最大流量）。 14．溢流阀为（进口）压力控制，阀口常（闭），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（出口）压力控制，阀口常（开），先导阀弹簧腔的泄漏油必须（单独引回油箱）。 15．调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成，旁通型调速阀是由（差压式溢流阀）和节流阀（并联）而成。 16．两个液压马达主轴刚性连接在一起组成双速换接回路，两马达串联时，其转速为
《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。 ⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3) 空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力，而液体
液压传动与电力、机械等其他动力传动相比较的优势 驱动方式一般有四种：气压驱动、液压驱动、电气驱动和机械驱动，此外还有磁力传动以及复合传动。 磁力传动： 1)磁力传动传递力矩，是利用磁力的超矩作用特性而实现的。可转化主轴传递扭矩的动密封 为静密封，实现动力的零泄漏传递。 2)可避免高频振动传递，实现工作机械的平衡运行。 3)可实现工作机械运行中的过载保护。 4)与刚性联轴器相比较，安装、拆卸、调试、维修均较方便。 5) 可净化环境，消除污染。 6)它响应迅速，然而有待进一步研究 气压传动 1)工作介质是空气，与液压油相比可节约能源，而且取之不尽、用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用之后可将其随时排人大气中，不污染环境； 2)空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时，对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能； 3)空气的粘度很小(约为液压油的万分之一)，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送； 4)相对液压传动而言，气动动作迅速、反应快，一般只需0．02～0．3s就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度一般为1～5m／s，而气体的流速最小也大于10m／s，有时甚至达到音速，排气时还达到超音速； 5)气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持一个稳定的压力。液压系统要保持压力，一般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变； 6)气动元件可靠性高、寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行2000～4000万次； 7)工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，比液压、电子、电气传动和控制优越； 1．气动装置结构简单，成本低，维护方便，过载能自动保护。 2、气压传动的缺点 (1)由于空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差，外载变化时，对工作速度的影响较大；(2)由于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜大于10—40kN；(3)气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程的遥控也比较困难，但对一般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的；4)噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。 速度有限制
第一章液压传动基础知识 教学目的与要求： 1．掌握液压传动的概念。 2．掌握液压传动的优点、缺点。 3．了解液压传动在现代工业生产中的应用。 4．了解液压传动的发展概况。 5．掌握液压传动工作原理。 6．掌握液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。 7．了解液压系统图的表达方式。 8．了解液压油的性能指标与选用原则。 课题重点： 1．掌握液压传动的概念及其优点、缺点。 2．掌握液压传动工作原理及液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。 课题难点： 液压传动工作原理及液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。 学时安排：
§1—1液压传动概述 教学目的知识目标使同学们掌握液压传动的概念及其优点、缺点。能力目标能够准确熟练阐述什么是液压传动 德育目标通过学习培养同学们做事要态度认真 教学重点掌握液压传动的概念及其优点、缺点。教学难点同上 教学过程与方法通过讲授、演示、任务驱动等强化知识重点；通过小组讨论、交流、合作，完成练习任务； 教学器材多媒体 教学时数2学时；备课时间8月18 日授课时间教学过程 教学环节 及 学时分配教学内容 教学 活动 组织教学师生问好、清点人数、填写日志1＇ 知识回顾为什么液压千斤顶体积小巧，却可以将人力放大到足够抬起沉重的汽车？学生思考 并回答，教师辅助3＇ 导入新课揭示课题 液压千斤顶体积小巧，却可以将人力放大到足够抬起沉重的汽车。究其 根源主要是液压千斤顶所采用的放大力的工作原理与杠杆不同。它是怎么样 将力传递放大的呢？ 观察、 思考。 明确教学课题。 1＇ 教学内容一、液压传动的概念 利用液体作为工作介质来进行能量传递和进行控制的一种传动方式。 20＇ 利用多媒体和黑 板
液压与气压传动 习题解
目录 第一章液压与气压传动概述 (3) 第二章液压传动的基础知识 (4) 第三章液压泵与液压马达 (17) 第四章液压缸 (26) 第五章液压基本回路与控制阀 (34) 第六章液压辅助元件 (61) 第七章液压系统实例 (63) 第八章液压系统的设计计算 (66) 第九章液压伺服系统 (75) 第十章气源装置与气动辅件 (79) 第十一章气缸 (79) 第十二章气动控制元件与基本回路 (81)
一液压与气压传动概述 1.1答：液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传 递能量的。 液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成： （1）动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力。 （2）执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气压马达，它们的功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动。 （3）控制元件：压力流量和方向控制阀，它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。 （4）辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计等。 1.2答：液压传动的主要优点： 在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。 可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达100：1，甚至高达2000：1。 传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。 操作简单，易于实现自动化，特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。 不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。 易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。 液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。 液压传动的主要缺点： （1）油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不宜用于精确传动比的场合。 （2）由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较大的场合工作。 （3）由于工作过程中有较多能量损失（如管路压力损失、泄漏等），因此，液压传动的效率还不高，不宜用于远距离传动。 （4）为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故障诊断困难。 气压传动的主要优点： （1）以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭；用过的空气直接排到大气中，处理方便，不污染环境，符合“绿色制造”中清洁能源的要求。 （2）空气的粘度很小，因而流动时阻力损失小，便于集中供气、远距离传输和控制。 （3）工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中工作，比液压、电子、电气控制优越。 （4）维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。 气压传动的主要缺点： （1）气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约340m/s）范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的失真和 延滞，不宜用于对信号传递速度要求十分高的场合中，但这个缺点不影响其在工业生产过程中应用。
实用汇总报告 液压与气压传动实习心得 为期一周的液压气压传动实验就这样结束了，但是通过这次实验我对液压气压回路及组件有了一个很深的认识，通过不断地练习使我不仅把理论和实践紧密的结合起来，了解工作原理。也提高了我们的动手能力，而且也增进了我们团队中的合作思想，因为液压回路不是一我就能随便能安装得起来的，这就需要我们的配合与相互间的学习，通过这次实习我们收获，不仅是知识方面，而且在我们未来的工作之路上，它让我们学会了如何正确面对未来工作中的困难与挫折，是一次非常有意义的经历。 我想不仅仅是这些了。在这次实验过后，让我深刻了解到，对于每干一件事情，我们都应该善于分析与汇总报告，只有这样，我们才会变的更好，通过实验我们锻炼了团队合作精神。让我们可以养成细心专注的好习惯，以后不至于在遇到问题的时候畏惧退缩，可以让我们更加有毅力的攻克难关，加强我们自身的能力。对此我们怀着无比的高兴心情，因为我们又意识到了新的知识在人生的道路上又向前迈进了新的一程，不仅感谢老师对我们的谆谆教导，而且感谢我同组同学及全班同学的帮助和关心！ 经过一周的液压气压传动实验，在李老师的帮助下，我充分的把理论知识与实践相结合，在实践中检验自己，在课堂上我们充分理解书本上的知识，在实践中我们团队，相互合作，在遇到问题之后我们查阅资料，请教同学和老师，把每一个在实验中遇到的问题都完善的解决。 一开始我们不知道什么是液压，对这门功课一无所知。在课堂上，我们从最初的元件学起，我们根本不知道这些元件的名字，更不知道他们的用途，老师很有耐心的交我们认识每一个元件，教我们液压气压的原理，我们明白了液压的原理和认识液压的元件之后，渐渐地我们对液压有了一定的认识。有了一定的课堂学习基础，之后李老师教我们如何做实验，刚开始的我们对实验器材也不懂，但是经过两位老师耐心的讲解和示范，我们有了一定的了解。为了激励我们学习，让我们更好地完成液压的试验，老师们把我们班同学分成了几个实验组，分组进行实验器材连接，开关打开他们能运行。 我们在做实验中遇到了很多困难，看似简单的实验我们做了一遍又一遍，不是压力小了，就是线连错了，或者是方向伐方向弄反了，我们一遍一遍的请教老师，各组的同学都很努力。最后我们终于完成了实验。由于知识的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有李老师的帮助，想要完成这个实验是难以想象的。虽然我们都很累，都留下了汗水，但是我们认为值得，因为我们有收获。我们意识到了知识。 在实验课上，我们还明白了团队的合作精神的重要性，我们以后到了工作岗位以后，避免不了团队的合作。合作在工作中必不可少。我们现在明白了团队合作的力量与重要，同学之间的相互帮助让我们思想到到团结互助的重要性，为以后的工作和生活积累下经验，通过和同学的配合，我们可以发现自己的不足之处，从而好好改进让自己的能力得到完善，从而了解团结合作的重要性，在今后的道路上可以得到更加完美的成功，不仅如此，我们还对汽车的基本知识有了更加深入的了解，不再只是个门外汉，我们的学习已经步入正轨，在一步步的走向更加深入的知识领域，为以后的学习打下基础让我们可以在以后的学习中得心应手。这非常感谢我们学校的这种中外办学的模式，使我们以后能更好的适应这个瞬息万变的社会。 凡事有利就有弊，经过一学期的学习我们也明白了液压传动的优缺点液压传动的优缺点：液压传动的优点1. 体积小、重量轻因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击2.能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速3.换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作组织旋转和直线往复运动的转动4.液压泵和液压马达之间用油管连接在空间布置上彼此不受严格限制5.由于采用油液为工作介质元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长6.操纵控制简便，自动化程度高7.容易实现过载保护。液压传动的缺点 1.使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁2.对液压元件制造精度要求高工艺复杂，成本较高3.液压传动出故障时不易找出原因，使用和维修要求有较高的技术水平4.由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当泄露不仅污染场地而且还可能引起火灾和爆炸事故 5. 由于液体介质的泄露及可压缩性影响不能得到严格的传动比。 所以我们在今后的工作中要积极发挥出液压的优点，注意它的缺点，避免因为它的缺点给我们带来的损失。 本周的实验非常有意思，我深刻的了解到液压传动和气压传动的特性，并且完成了单作用、双作用气缸的调速回路的连接与调试以及多个回路的连接与调试，让我更熟练的掌握了液压传动和气压传动的连接方法和技能。让我也收获了很多的知识，这也将会指导我在今后的工作当中不断进步。 1 / 1