11液压传动的基本概念及计算

液压传动的基本概念一、概述液压传动是以液体（通常是油液）作为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。

它通过液压泵，将电动的机械能转换为液体的压力能，又通过管路、控制阀等原件，经液压缸（或液压马达）将液体的压力能转换成机械能，驱动负载和实现执行机构的运动。

液压传动与机械传动、电气传动相比较，具有以下优点：（1）易于在较大的速度范围内实现无级变速。

（2）易于获得很大的力或力矩，因此承载能力大。

（3）在功率相同的情况下，液压传动的体积小、质量轻，因而动作灵敏，惯性小。

（4）传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和过载保护。

（5）操纵简单，易于采用电气、液压联合控制以实现制动化。

（6）由于采用油液为工作介质，液压传动系统的一些部件之间能自行润滑，使用寿命长。

(7)液压元件易于实现系列化、标准化、通用化，便于设计、制造，有利于推广应用。

液压传动亦存在如下缺点：（1）液压元件的制造精度和密封性能要求高，加工和安装都比较困难。

（2）泄漏难以避免，并且油液有一定的可压缩性，因此，传动比不能恒定，不适用于传动要求严格的场合。

（3）泄漏引起的能量损失（容积损失），是液压传动中主要的能量损失，此外油液在管道中受到的阻力以及机械摩擦等也会引起一定的能量损失，致使液压传动的效率较低。

（4）油液的黏度随温度变化而变化，当油温变化时，会直接影响传动机构的工作性能。

此外，在低温条件或高温条件下采用液压传动有较大的困难。

（5）油液中渗入空气时，会产生噪声，容易引起振动和爬行（运动速度不均匀）影响传动平稳。

（6）维修保养较困难，工作量大。

当液压系统产生故障时，故障原因不以查找，排除较困难。

二、液压传动原理图9—1为液压千斤顶的工作原理。

液压千斤顶主要由手动柱塞液压泵（杠杆1、泵体2、活塞3）和液压缸（活塞11、缸体12）两大部分构成。

大、小活塞与缸体、泵体的接触面之间，具有良好的配合，既能活塞移动顺利，又能形成可靠的密封。

江苏职教高考机电一体化类（液压与气动）课程知识框架第一章液压传动的基本概念重点第二章液压元件第三章液压基本回路及传动系统第四章气压传动重点第一章液压传动的基本概念本章重难点分析第一节液压传动原理及其系统组成第二节液压传动系统的流量和压力第三节压力、流量损失和功率计算考核要求1、了解液压传动的工作原理。

2、理解液压传动的组成及功用。

3、理解液体的基本特性（粘性、可压缩性）。

4、掌握流量和压力的基本概念。

5、理解静压传递原理和流量连续性原理的基本概念。

6、了解液压传动的压力损失和流量损失的机理。

7、掌握液压传动系统中液体压力、流量、速度和功率、效率之间的关系，并能进行相应计算。

第一节液压传动原理及其系统组成知识点1液压传动原理一、液压传动原理液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。

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发展起来的一门技术，在工农业生产中得到了广泛的应用。

下图a所示为液压千斤顶的工作原理图。

液压千斤顶的工作原理图a）工作原理图1-手柄2-泵体3、11一活塞4、10-油腔5、7-单向阀6-油箱8-放油阀9-油管12-缸体用手向上提起杠杆手柄1，小活塞3被带动上行，如图b所示，泵体2内油腔4的容积增大，形成局部真空，在大气压的作用下，油箱6中的油液经单向阀5流入油腔4，同时单向阀7处于关闭状态。

b）泵的吸油过程用手向下压杠杆手柄1小活塞3被带动下行，如图c所示，泵体2内油腔4的容积减小，其中的油液被挤出因单向阀5处于关闭状态，油液通过单向阀7流人缸体12的油腔10内，使油腔10中油液的体积增大，在压力的作用下，推动大活塞11上升。

反复提、压杠杆手柄，就可以使重物不断上升，达到起重的目的。

c）泵的压油过程提、压杠杆的速度越快，重物上升的速度就越快；重物越重下压杠杆的力就越大。

停止提、压杠杆，重物保持在某一位置不动。

由此可见，液压传动是利用密封容积内受压液体的压力来传递动力（力或力矩），利用密封容积的变化来传递运动（使执行机构获得位移或速度），从而输出机械能的一种传动装置。

如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示。

表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位：N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制，快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm，工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。

快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。

4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。

表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式，因此活塞杆直径为d=58.3mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=56mm。

此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：根据计算出的液压缸的尺寸，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。

表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。

速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。

此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，本钱低，节约能源，工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知，该组合机床工作时，要求低速运动平稳行性好，速度负载特性好。

液压传动1、何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?答：（1）液压传动是以液体为工作介质，利用液体的压力能来实现运动和力的传递的一种传动方式。

（2）液压传动的基本原理为帕斯卡原理，在密闭的容器内液体依靠密封容积的变化传递运动，依靠液体的静压力传递动力。

2、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外界负载有什么关系？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，称为绝对压力；以当地大气压力为基准进行度量的压力，称为相对压力。

（3）液压系统的工作压力由负载决定。

3、什么叫真空度？答：如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压小的那部分压力值，称为真空度。

真空度=大气压力－绝对压力4、理想液体伯努力方程的物理意义是什么？答：理想液体伯努力方程的物理意义是：管道中作恒定流动的理想液体具有压力能、位能和动能，他们之间可以相互转换，但在任意截面处其总和不变，即能量守恒。

5、液压系统中产生沿程压力损失的局部压力损失的原因是什么？答：沿程压力损失是液体在等径直管中流动时因黏性摩擦而产生的压力损失；局部压力损失由于管道截面突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。

6、流体有哪两种状态？如何判别这两种状态？不同流态的物理本质是什么？答：（1）流体有层流和紊流两种状态。

（2）判别流体是层流还是紊流须用雷诺数来判断。

雷诺数Re=(v*d)/ν，当内诺数小于临界雷诺数时，液流为层流；当内诺数大于临界雷诺数时，液流为紊流。

（3）层流时，黏性力起主导作用，惯性力与黏性力相比不大，液体流速较低，液体质点主要受黏性力制约，不能随意运动；紊流时。

惯性力起主导作用，液体流速较高，黏性力的制约作用减弱。

7、液压油黏性的物理意义是什么？答：液压油黏性的物理意义是：液体在流动时抵抗变形能力的一种度量。

8、液压传动系统主要有那几部分组成？答：动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件、传动介质——液压油。

液压传动基础知识（补充内容）本章介绍有关液压传动的流体力学基础，重点为液体静压方程、连续性方程、伯努力方程的应用，压力损失、小孔流量的计算。

要求学生理解基本概念、牢记公式并会应用。

第一节液体静力学液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因此要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用。

所谓相对平衡是指液体内部各质点间没有相对运动，至于液体本身完全可以和容器一起如同刚体一样做各种运动。

因此，液体在相对平衡状态下不呈现粘性，不存在切应力，只有法向的压应力，即静压力。

本节主要讨论液体的平衡规律和压强分布规律以及液体对物体壁面的作用力。

一、液体静压力及其特性作用在液体上的力有两种类型：一种是质量力，另一种是表面力。

质量力作用在液体所有质点上，它的大小与质量成正比，属于这种力的有重力、惯性力等。

单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于重力加速度。

表面力作用于所研究液体的表面上，如法向力、切向力。

表面力可以是其他物体(例如活塞、大气层)作用在液体上的力；也可以是一部分液体间作用在另一部分液体上的力。

对于液体整体来说，其他物体作用在液体上的力属于外力，而液体间作用力属于内力。

由于理想液体质点间的内聚力很小，液体不能抵抗拉力或切向力，即使是微小的拉力或切向力都会使液体发生流动。

因为静止液体不存在质点间的相对运动，也就不存在拉力或切向力，所以静止液体只能承受压力。

所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用p表示。

液体内某质点处的法向力ΔF对其微小面积ΔA的极限称为压力p，即：p＝limΔF/ΔA (2-1)ΔA→0若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为：p＝F/A (2-2)式中：A为液体有效作用面积；F为液体有效作用面积A上所受的法向力。

静压力具有下述两个重要特征：(1)液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。

(2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。

液压传动的基本概念一、液压传动的优缺点液压传动在很多场合得到广泛应用，主要是因为它与电气及机械传动相比具有许多优点：①能进行无极调速，而且调速范围很大，最大可达2000：1;②在传递相同功率情况下，液压传动装置体积小、质量轻、结构紧凑;③传动平稳，反应灵敏，操作省力;④布局方便，便于集中控制;⑤易于实现自动化和过载保护;⑥不需另外增加润滑装置;⑦液压元件易于实现标准化、系列化和通用化。

液压传动也有以下缺点：①易于泄漏;②总效率很难超过（80～90）%;③液压元件制造精度要求较高;④工作时受温度影响较大。

温度升高，油液粘度下降，泄漏增加;温度下降，油液粘度加大，流量发生变化，工作稳定性下降。

二、液压传动的基本工作原理液压传动一般有两种类型：一种是压力式的液压传动，它是利用液体高速流动的动能来驱动机械装置，将压力能转换为机械能进行做功;另一种是静力式液压传动，这种传动液体的流速不高，动能不大，主要是利用液体在密闭系统中受压所产生的静压力来驱动机械装置进行做功，一般所说的液压传动指的就是静力式的液压传动。

液压系统一般由五个部分组成：（1）动力元件——液压泵，它的主要作用是将机械能转换为液体的压力能，为系统提供动力。

（2）执行元件——液压缸或液压马达，它的作用是将液体压力能转换为我们所需要的机械能，满足使用者所需动力、速度和运动方向的要求。

（3）控制元件——各种控制阀，主要有压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀，它们的作用主要是控制或调节执行元件的液压力、运动方向和速度。

（4）辅助装置——如油管、压力表、油箱、滤油器、管接头、过滤器、蓄能器等。

（5）工作介质——液压油。

下图所示为一简单的液压传动系统的工作原理图。

当电机带动油泵工作时，油液经过过滤器进入油泵再输送到系统。

溢流阀用来调整系统所需的油液工作压力并保证系统工作时多余的油液由此溢流回油箱。

油液的压力可由压力表显示。

节流阀用来调整系统所需油液的流量，保证工作台得到所需要的移动速度。

第二章液压传动的基本概念和常用参数2.1 液压油的性质1、密度ρ= m/V [kg/ m3]一般矿物油的密度为850～950kg/m32、可压缩性和膨胀性可压缩性-液体受压力的作用而使体积发生变化的性质称为液体的可压缩性。

膨胀性-液体受温度的影响而使体积发生变化的性质称为液体的膨胀性。

3、粘性及其表示方法3、粘性及其表示方法实验表明，液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ff与液层接触面积A和液层间的速度梯度du/dy成正比，即：μ称为粘性系数或动力粘度。

液体粘性的大小用粘度来表示。

常用的液体粘度表示方法有三种:动力粘度运动粘度相对粘度牌号举例：。

粘温特性:温度升高，粘度显著下降，液压油液的这种性质称为液压油液的粘温特性。

粘温特性通常用粘度指数表示。

液压油的粘度指数（VI）表明试油的粘度随温度变化的程度与标准油的粘度变化程度比值的相对值。

粘度指数高，即表示粘-温曲线平缓，粘温特性好。

一般液压油的粘度指数要求在90以上，优异的在100以上。

流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积，以q 来表示，单位为或L/minq=V/t ，其中V 是液体的体积，t 是时间。

s m /32．2液压传动中的流量通流截面A 的平均流速：v = q / A当通流截面上的通流面积一定时，平均流速由流量确定。

2．3液压传动中的压力在单位面积上所受的内法向力简称为压力。

压力的表示方法（绝对压力、相对压力）绝对压力：以绝对真空为基准相对压力：以大气压为基准真空度：比大气压小的那部分数值Ø绝对压力＝大气压力+表压力Ø表压力＝绝对压力-大气压力Ø真空度＝大气压力-绝对压力PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建。

液压传动知识点【篇一：液压传动知识点】一，基本慨念1，液压传动装置由动力元件，控制元件，执行元件，辅助元件和工作介质（液压油）组成2，液压系统的压力取决于负载，而执行元件的速度取决于流量，压力和流量是液压系统的两个重要参数其功率n=pq3, 液体静压力的两个基本特性是:静压力沿作用面内法线方向且垂直于受压面;液体中任一点压力大小与方位无关.4，流体在金属圆管道中流动时有层流和紊流两种流态，可由临界雷诺数（re=2000 ～2200 ）判别，雷诺数（re）其公式为re=vd/?? ，（其中 d 为水力直径），圆管的水力直径为圆管的内经。

5,液体粘度随工作压力增加而增大，随温度增加减少;气体的粘度随温度上升而变大, 而受压力影响小;运动粘度与动力粘度的关系式为?????? ，??6，流体在等直径管道中流动时有沿程压力损失和局部压力损失，其与流动速度dv2????v2的平方成正比.??p????, ??p????. 层流时的损失可通过理论求得l22??=re64；湍流时沿程损失其?? 与re 及管壁的粗糙度有关；局部阻力系数?? 由试验确定。

7，忽略粘性和压缩性的流体称理想流体, 在重力场中理想流体定常流动的伯努利方程为p??????22????h=c( 常数)，即液流任意截面的压力水头，速度水头和位置水头的总和为定值，但可以相互转化。

它是能量守恒定律在流体中的应用;小孔流量公式q=cdat2??p????d4, 其与粘度基本无关；细长孔流量q=??p 。

平板128??lbh3缝隙流量q=??p, 其与间隙的三次方成正比，与压力的一次与方成正比. 12??l8,流体在管道流动时符合连续性原理,即a1v1??a1v2, 其速度与管道过流面积成反比.流体连续性原理是质量守衡定律在流体中的应用.1【篇二：液压传动知识点】一. 填空题： 1. 液压油的主要物理性质有（密度）、（闪火点）、（粘度）、（可压缩性），液压油选择时，最主要考虑的是油液的（粘度）。

液压传动介绍一、液压传动的基本概念液压传动是一种利用液体传递能量和控制信号的传动方式。

它通过液体的流动和压力变化来实现动力传递和执行机构的运动控制。

液压传动系统由液压元件、液压介质和控制元件组成，通常应用于机械、船舶、航空航天等领域。

液压传动具有传动平稳、输出力矩大、传动效率高等优点。

二、液压传动的工作原理液压传动系统主要由液压泵、阀门、液压缸等组成。

其工作原理是通过液压泵将机械能转化为液压能，再通过阀门调整液压介质的流动和压力，最终由液压缸将液压能转化为机械能。

液压泵产生的压力驱动液压介质流动，完成动力传递。

阀门负责调整液压系统中的液压介质流量和压力，实现对执行机构的控制。

三、液压传动的优点液压传动具有以下优点：1.传动平稳：液体的可压缩性使得液压系统具有传动平稳的特点，适用于对传动精度要求高的场合。

2.输出力矩大：液压系统通过增大工作流体的压力来实现输出力矩的增大，能够满足大功率输出的需求。

3.传动效率高：液压传动系统中的液压泵和液压缸具有较高的传动效率，能够有效减少能量损失。

4.动力分配灵活：通过液压阀门的控制，可以实现对多个执行机构的动力分配，灵活性好。

5.自动化程度高：液压传动系统可以通过电控、计算机等自动化设备的配合，实现多种复杂动作和过程控制。

四、液压传动的应用领域液压传动广泛应用于各个领域，主要包括以下几个方面：1. 机械制造液压传动在机床、冶金设备、塑料机械等机械制造领域具有重要应用。

例如，数控机床中广泛采用液压传动系统来实现工作台和刀架的移动控制，提高加工精度和生产效率。

2. 船舶工程船舶工程中液压传动常用于操纵舵机、起重设备以及各种液压传动装置。

液压传动系统具有体积小、重量轻、可靠性高等特点，在船舶操纵和起重过程中扮演着重要角色。

3. 航空航天液压传动在航空航天领域的应用十分广泛，例如飞机起落架的收放、襟翼和襟翼执行机构的控制等都采用了液压传动系统。

液压传动具有承受高压、工作可靠等特点，能够适应高速飞行和复杂气象条件。

2018年液压与气压传动复习1.液压传动基本概念：压力取决于负载，速度取决于流量；2.液压系统的功率计算；功率=压力*流量；3.液压系统的组成；4.液压传动的特点，力质量比，功率质量比，传动比准确性等；5.油液的物理性质；粘度、可压缩性等；6.流态，典型流动形式计算：细长孔、薄壁小孔等；7.空穴现象及液压冲击概念；8.泵的主要参数计算；功率、效率、排量、流量等（理解课后的作业题目）9.齿轮泵特点：困油、径向不平衡力、泄漏等；10.叶片泵的概念，限压式变量叶片泵的工作原理；11.马达和泵的异同点；12.油缸的基本计算，力、速度等参量（理解课后的作业题目）13.油缸差动连接14.单向阀的概念，液压单向阀的使用注意事项；15.换向阀工作原理，大流量换向阀的特点16.换向阀的中位机能；17.先导型溢流阀的特点，弹簧的特点，遥控口等；18.减压阀、顺序阀的工作原理及工作状态判断；19.回路的压力判断，溢流阀、减压阀、顺序阀等；（理解课后的作业题目）20.节流调速回路、容积调速回路的特点，速度刚性，功率特性比较；21.典型回路分析；填写电磁铁动作得电表，分析油流情况；22.气源装置，气体处理流程及主要装置；23.三联件及其使用注意事项等基本概念24.气动执行元件；气缸分类，气缸马达工作原理；25.气动控制元件；换向阀、减压阀等工作原理；26.气动基本回路；安全保护回路，双手操作气动回路等；共9条题目，所有考试题目包括在授课内容范围内，包括作业、课堂练习、和复习题中。

液压作业答案：1-3: 0.051PaS1-4: 103880Pa1-6: q=2√1−(A2A1)2√2g(ρ′−ρ)ρh1-10: 102020 Pa1-11: 4441N1-13: 2914.3N2-2: 159.6L/min; 0.94\0.93; 73.75KW,84.77KW; 852NM2-4: 70L/min; 12.96KW;2-5: 1.51KW3-3: v1=1.5M/MIN, v2=0.94 M/MIN; F1=F2=2954N; F2=7680N;3-5: A1=2A2; A1=1.5A2;4-4: PA=PB=0; PA=5,PB=1.5;4-5: 0.35MPa4-7: PA=PB=PC=0; PA=PC=3; PA=1.5,PC=3;4-8: PA=PB=4; PA=1,PB=3; PA=PB=5;4-12: PA=PB=4,PC=2; PA=PB=3.5,PC=2; PA=PB=4,PC=2; PA=PB=PC=0; PA=PB=4,PC=2;6-1: 11MPa;12MPa6-3: 运动时，全部0.85MPa；停止时，4.5MPa，3.5MPa，2MPa6-6 1MPa时，1动2不动；2MPa时，同时动；4MPa时，1后动，2先动；6-8 2.2MPa; 4.4MPa; 0.8MPa1、如图所示，油流以V1=6m/s的速度进入水平放置的弯管内，已知θ=60度，入口和出口管道内径分别为D1=30cm，D2=20cm，在1-1断面处的静压力为1.05X105Pa，在2-2断面处的静压力为0.42X105Pa，油液密度为ρ=900kg/m3，试计算作用在弯管上的力在x和y方向上的分量。

液压传动的组成及各部分的举例和作用1. 液压传动的基本概念液压传动，顾名思义，就是用液体来传递动力的一种方式。

想象一下，咱们日常生活中喝水时，水从杯子里流出来，流动的水就像液压传动中的液体一样。

它的基本原理是利用液体不压缩的特性，通过液体的流动来推动机器的各个部分。

嘿，这可不是什么高深的科学，实际上，它在我们的生活中可谓无处不在！1.1 液压传动的组成部分要说液压传动，得先了解它的几大“主角”。

首先，液压油就是其中的关键角色，就像你日常生活中最爱的饮料一样，没了它，其他的东西可就动不了。

液压油的作用可大了，既可以润滑，又能传递动力，简直是万能小助手。

其次，泵也是不可或缺的，它就像一个拼命干活的“马达”，把液压油从一个地方抽到另一个地方，没它，液压系统就像无头苍蝇，乱了套。

1.2 液压缸与阀门接下来得提提液压缸。

这个家伙可厉害了，负责把液体的压力转化为机械的移动。

想象一下，你用力推动一个重物，液压缸就像你的手一样，把力量放大，让重物轻松移动。

然后，还有阀门，它负责控制液压油的流动，像个交通警察，指挥着液压油走哪儿，什么时候停下。

没有阀门，液压油就会一头雾水，完全乱套。

2. 液压传动的作用液压传动的作用可谓是无所不能，首先，在工业生产中，它能让机器轻松搬动重物，简直是个“大力士”。

你想想，工厂里那些重重的机械，如果没有液压传动，工人可得累个半死。

此外，液压传动在建筑领域也是大显身手，吊车、挖掘机，都是靠它来干活的，真是给力到不行。

2.1 安全与稳定再说说安全，液压传动系统能很好地控制力的大小，使得操作更安全。

就算遇到意外，液压系统的设计也能避免事故，真是“宁可千日无忧，勿求一朝失火”。

这样一来，工人们在操控机器的时候，就能心里踏实多了。

2.2 灵活性与适应性此外，液压系统还具备很强的灵活性，能够适应各种复杂的工作环境。

在一些空间狭小的地方，液压设备也能发挥出色，简直是个“空间魔术师”。

无论是狭窄的工地，还是复杂的生产线，液压系统都能游刃有余。