液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础知识

液压与气压传动绪论第一篇液压传动第一章液压传动概述第一节液压传动发展概况一、液压传动的定义一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。

原动机包括电动机、内燃机等。

工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。

由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。

一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。

(举例说明机器的组成及传动机构在机器中的作用及能量在机器工作过程中输入、输出的转换形式。

)传动机构原动机（机械能）——————工作机构（机械能）机械传动电气传动流体传动传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。

机械传动是通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构的传递方式。

（汽车、轮船等）电气传动是利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式。

（电车、机车、电动机等）流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。

它包括液压传动、液力传动和气压传动。

液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。

液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。

(举例说明液压传动和液力传动的区别)由于液压传动有许多突出的优点，因此被广泛用于机械制造、工程建筑、石油化工等各个工程技术领域。

液压传动——利用液体静压力传递动力液体传动液力传动——利用液体静流动动能传递动力流体传动气压传动气体传动气力传动二、液压传动的发展概况自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。

直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。

在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。

液压与气动技术 绪 论第一节液压与气压传动的发展概况液压与气压传动是一门新技术，是以流体（液压油液或压缩空气）作为工作介质并以其压力势能进行能量传递的一种传动方式。

第二节 液压与气压传动的工作原理及特征●液压传动是以液压油液作为工作介质，并以其压力势能进行的能量传递方式。

●气压传动是以压缩空气作为工作介质，并以其压力势能进行的能量传递方式。

●区别：1.液压油液不具有可压缩性2.空气具有可压缩性一、液压与气压传动的工作原理液压千斤顶（图1） ：由小液压缸、大液压缸、单向阀、管道及油箱等元件组成小液压缸下腔的容积增大，形成局部真空小液压缸下腔容积逐渐减小，下腔内液压油液的压力由于受小活塞的挤压而升高图1 图2机床工作台的液压系统工作原理(图2)●二、液压与气压传动的基本特征●以液压千斤顶为例，研究液压与气压传动的特征。

在研究过程中，为了揭示液压与气压传动的本质问题，忽略了流体的容积损失和压力损失。

( b )( a )( d )( c )（一）力或转矩的传递以帕斯卡原理为理论基础帕斯卡定律：在密闭容器中，施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体内各点。

结论：大活塞产生的推力等于油压力与活塞面积的乘积或 当负载 G=0时，F 2=0，则系统压力 P=0，则F 1=0，说明没有负载，则系统就建立不起压力来，小活塞上也施加不上力。

这是一个非常重要的概念。

(二)速度或转速的传递以流量连续方程为理论依据在稳态下工作时，可以不考虑油液泄漏若忽略液体的可压缩性(三）以压力和流量为主要参数在不考虑能量损失的情况下，大活塞的输出功率为 ●由此可以得出如下结论：●（1）大活塞带动负载的运动速度正比于进入其内的流量，与负载无关。

也就是活塞负载的运动速度可以通过改变流量的方法进行调节。

●（2）活塞运动的速度反比于活塞的面积，也就是可以通过调整活塞的面积来控制活塞运动的速度。

比如在设计时，可以通过改变活塞杆的粗细来控制双向液压缸的往返速度比等。

液压与气压传动知识点摘要：本文旨在介绍液压与气压传动的基本原理、系统组成、应用领域及各自的优缺点。

液压与气压传动是现代机械中常用的两种能量传递方式，广泛应用于各种工业和民用设备中。

1. 液压传动1.1 基本原理液压传动是通过液体作为工作介质来传递能量的一种方式。

在封闭的系统中，液体受到压力作用，通过管道输送到执行元件（如液压缸或液压马达），从而实现能量的传递和控制。

1.2 系统组成液压系统通常由以下几个基本部分组成：- 泵：提供动力，将机械能转换为液体的压力能。

- 阀：用于控制液体的流动方向、流量和压力。

- 执行元件：如液压缸和液压马达，将液体的压力能转换为机械能。

- 辅助元件：包括油箱、过滤器、冷却器等，用于保证系统正常运行。

- 控制元件：如传感器和控制器，用于实现系统的自动化控制。

1.3 应用领域液压传动因其高功率密度和可调性，被广泛应用于工程机械、航空航天、冶金机械、农业机械等领域。

1.4 优点- 高效率的能量传递。

- 可实现大范围的力和速度调节。

- 紧凑的尺寸和高功率输出。

1.5 缺点- 系统复杂，维护成本较高。

- 泄漏问题可能导致环境污染和安全隐患。

- 对污染敏感，需要清洁的工作环境。

2. 气压传动2.1 基本原理气压传动是利用气体（通常是空气）作为工作介质来传递能量的一种方式。

与液压传动类似，气压传动通过压缩空气在系统中流动，驱动气缸或其他执行元件工作。

2.2 系统组成气压系统的主要组成部分包括：- 压缩机：提供压缩空气。

- 储气罐：储存压缩空气，平衡供需。

- 阀：控制气流的方向、流量和压力。

- 执行元件：如气缸和气动马达，将气压能转换为机械能。

- 控制元件：如电磁阀和PLC，用于实现自动化控制。

2.3 应用领域气压传动因其清洁、安全和低成本的特点，被广泛应用于自动化设备、汽车制造、食品加工、医疗设备等领域。

2.4 优点- 清洁、安全，适用于多种环境。

- 系统简单，维护成本低。

- 响应速度快，易于实现自动化。

第一章 液压与气压传动基础知识液压油是传递动力和运动的工作介质，它还起到润滑、冷却和防锈的作用。

因此，了解油液的基本性质和主要力学规律，正确理解液压传动原理与规律，对于正确使用液压系统都是非常必要的。

第一节 液压传动工作介质一、液压油的性质反应液压油性质的主要参数有粘度、密度、粘温特性等。

液压油的基本性质可由有关资料中查到。

例如，矿物油在15℃时的密度为900Kg/m 3；体积膨胀系数（6.3~7.8）×10-4K -1和比热容（1.7~2.1）×103J/（k g ·K ）等等。

1、 粘性 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力会阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性，它是液体重要的物理性质，也是选择液压油的主要依据。

由于粘性表现为一种内摩擦力阻止分子间的相对运动，因此各液压层间液体的运动速度是不相等的，这可以用图2-1示意图来表示。

若两平行平板间充满液体，下平板固定，而上平板以u 0速度向右平动，由于液体的粘性作用，粘连于下平板的液体层速度为零，粘连于上平板的液体层速度为u 0。

而由于粘性作用，中间各层液体速度则从上到下按递减规律，呈线性分布。

实验测定指出，液体流动时相邻液层间的 内摩擦力F 与液层接触面积A 、液层间相对运 动的速度S 梯度d u /d y 成正比F=µ Adydu（2-1）式中 µ——比例常数。

又称为粘性系数或动力粘度。

若以τ表示内摩擦切应力，即液层间在单位面积上的内摩擦力,则τ=A F =µdydu（2-2） 这就是牛顿液体内摩擦定律。

２、粘度 液体粘性的大小用粘度来表示，常用的粘度有三种：即动力粘度、运动粘度、和相对粘度。

（1） 动力粘度 流体粘性的内摩擦系数或绝对粘度，用μ表示。

即dudyτμ= （2-3）３、粘度与压力的关系 压力对液压油的粘度有一定影响。

液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，于是内聚力增加，粘度也略随之增大，液体的粘度与压力的关系公式 νp =ν(1+0.003p ) （2-8）式中 νp ——压力为p 时液体的运动粘度；ν——压力为一个大气压时液体的运动粘度； p 液体所受的压力。