8-1 绪论（课件）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

8-1液压传动-绪论 液压传动 同步精品课堂 高等教育出版社 1 ◆课程的性质： 该部分课程是机械加工技术专业对口升学必修的专业知识。 ◆课程的要求： 1.要求掌握液压传动的几个基本静力学和流体力学概念及相关计算 2.要求掌握各种液压元件的结构原理、特点和应用。 3. 要求掌握各种液压基本回路的功用和组成。 4. 要求掌握分析系统工作原理的方法。 绪论、 4 学时 液压泵 10 学时 液压缸 10 学时 液压控制阀 20 学时 液压辅件 2 学时 液压基本回路 10 学时 典型液压系统 4 学时 绪 论 几个重要的流体力学概念应用 1、力的传递遵循帕斯卡原理 p2=F2/A2 F1=p1A1=p2A1=pA 液压传动系统的工作压力取决于外负载。 2、运动的传递遵照容积变化相等的原则 s1A1=s2A2 q1=v1A1=v2A2=q2 执行元件的运动速度取决于流量。 压力和流量是液压传动中的两个最基本的参数。 液压传动 一部完整的机器都是由三部分组成，即：原动机→传动部分→工作机构。传动通常分为机械传动、电气传动和流体传动。 流体传动是以流体为工作介质进行能量的转换、传递和控制的传动。包括液体传动和气体传动。 液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括液压传动和液力传动。液压传动是只利用液体压力势能的液体传动；液力传动则主要利用液体的动能。 因此，以液体作为工作介质，并以其压力能进行能量传递的方式，即为液压传动。 液压传动的工作原理 以液压千斤顶为例来简述液压传动的工作原理。 小液压缸 大液压缸 吸油 单向阀 放油阀 排油 单向阀 油箱 液压千斤顶 液压传动的工作原理 压杆压下→小活塞下行→小活塞缸体积减小→压力增大→推开排油单向阀钢球→在重物和密封油缸的作用下大液压缸压力增大→推起重物上行 若打开放油阀→大液压缸与油箱连通→在重物作用下大液压缸活塞回位 压杆抬起→小活塞上行→小活塞缸体积增大→压力下降→油箱在大气压作用下推开吸油单向阀钢球吸油（排油单向阀不通） 液压传动是以液体作为工作介质来传动的一种传动方式，它依靠密封容积的变化传递运动，依靠液体内部的压力传递动力。 1、液压传动的定义（原理） 2、液压装置本质 液压装置本质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换还成为便于传输的液压能，随后又将液压能转换为机械能做功。 液压传动的工作原理 液压传动的组成及图形符号 油 箱 滤油器 溢流阀 液压泵 开停阀 节流阀 工作台（活塞） 活塞缸 换向阀 机床工作台液压传动系统 液压传动系统的组成及图形符号 动力元件——将机械能转换为流体压力能的装置。这里指各种液压泵。 执行元件——将流体的压力能转换为机械能的元件。各种液压油缸及液压马达。 控制元件——控制系统压力、流量、方 向的元件以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如溢流阀、节流阀、方向阀等。 辅助元件——保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。如油箱、过滤器、蓄能器、、管件等。 液压传动系统能量形态变化情况 液压传动系统的组成及图形符号 液压传动系统图形符号 半结构式液压回路图 国标符号表示的液压回路图 液压传动系统的组成及图形符号 液压传动的优缺点 能实现无级调速，调速范围宽。 能传递较大的传动比，体积小，重量轻，结构紧凑，布局灵活。 易于实现过载保护，安全可靠。 传动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向。 操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制和过载保护。 标准化、系列化、通用化程度高，有利于缩短设计周期、制造周期和降低成本。 传动效率低；维护要求较高。 对油温变化较敏感，不易在温度很高或很低的条件下工作 结构精密，制造精度高，给使用和维修带来一定的困难。 不能保证精确的传动比。 液压传动的应用和发展概况 液压技术应用在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、航天航空等国民经济各行各业，是自动化技术不可缺少的手段。 元件小型化、系统集成化、机电液一体化是液压技术的必然发展趋势；元件与系统的CAD/CAT 与计算机实时控制是当前的发展方向。 液压传动的应用 课堂练习 1.液压系统除工作介质外,主要由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四部分组成。 2.各种液压阀用于控制液压系统中液体的（ ）、（ ）和（ ）等，以保证执行元件完成预定的工作运动。 3.液压传动装置工作平稳,能方便地实现无级调速,但不能快速启动、制动和频繁换向。 （ ） A 是 B 否 4.液压系统中,液压缸属于（ ），液压泵属于（ ）。 A 动力部分 B 执行部分 C 控制部分 液压传动的两个基本参数 压力 图示大小液压缸组成了最简单的液压系统 ，实现了力和运动的传递。 静压传递原理（帕斯卡原理）： 密封容器内的液体，当任意一处受到压力作用时，这个压力就会通过液体传到容器内的任何部位。 p 压力定义：作用在单位面积上的液体压力（这里的压力实指“压强”） p p 若以大活塞一侧研究系统的压力：设：活塞的有效面积为 A ，液压缸内的压力（压强）为 p ，活塞上的重物（负载）为G， 作用在有效面积上的液压推力F 为： 液压缸内的压力（压强）p 为： 若忽略活塞的自重，则F≈G 液压系统内的压力（压强）p 为： G——负载(N) A——活塞有效面积(mm2) 液压传动的两个基本参数 液压传动的两个基本参数 A1 p A2 负载G 作用力F1 帕斯卡原理应用实例： 为防止大活塞下滑，小活塞上的作用力 F1 应该为： 在A1A2一定时，负载G越大，系统中的压力p 就越高，所需的作用力F1就越大。 在负载作用下液体内的压力为： 由此可知： （1）液压系统中的工作压力P（压强），取决于负载的大小。 （2）液压系统中力的传递，可以放大，也可以改变方向。 液压传动的两个基本参数 G F 例：图示为手动液压千斤顶。已知：G=50KN, D=34mm,d=13mm,1=25mm,L2=750mm； 求：推起重物G，加于手柄上的力F。 解： 设压在小活塞上的力为Q 液压传动的两个基本参数 G F Q 液压传动的两个基本参数 流 量 液压传动的两个基本参数 图示为一管道，进入管道的液体从位置Ⅰ，经时间t，流到位置Ⅱ。其流量可定义如下： 流量定义：单位时间内流过管道某一截面的液体体积称为流量。 则液体的流量为 若在时间t内流过的液体体积为V ; 流量的单位是：m3/s 或 cm3/s ; L/min 图示为一液压缸体，活塞由进入缸体的液压油从位置Ⅰ推进到位置Ⅱ，活塞的运行速度（也是液体的流动速度）为v，经过时间为t,运行的距离为l； 若在时间t内流过的液体体积为V，活塞有效面积为A ; 则进入液压缸的液体流量为： 液体流量的应用实例： 液压传动的两个基本参数 输入缸内的流量： 活塞的运动速度： 由此可知： 液压缸中活塞的运行速度，只取决于输入缸体中流量的大小，而与负载的大小无关。 （m3/s）或（mm3/s） 式中：v——活塞运动速度； q——输入液压缸的流量； A——活塞的有效作用面积。 （m/s）或（mm/s） 液压传动的两个基本参数 液流连续性原理 理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。 总结： 液体在无分支管路中作稳定流动时，流经管路不同截面时的平均流速与其截面面积大小成反比 液压传动的两个基本参数 液压传动的两个基本参数 从压力和流量公式的讨论可见: 与外负载对应的参数是液体压力，而与运动速度对应的参数是液体流量。所以，压力和流量是液压系统中两个最基本的参数。 例：液压千斤顶尺寸如图。D=50mm,d=10mm,a=400mm,b=100mm,若举起重物G的重量为62KN（含活塞自重），小活塞的速度v1=50mm/s,不计摩擦阻力和泄漏，试确定作用力F，大活塞运动速度v2以及流量q2的大小。 G F D d a b 单向阀 小活塞 大 活 塞 液压传动的两个基本参数 G F D d a b 解： 1）求解作用力F; 设：小活塞上受力为T 因为大小液压缸为一连通的密闭系统，所以系统内压力P 处处相等。 液压传动的两个基本参数 2）求解大活塞的速度v2和流量q2; 因为小液压缸输出流量q1与大液压缸输入流量q2相等， 所以：q1=q2 ； G F D d a b q1 q2 液压传动的两个基本参数 课堂练习 1.液压系统的工作压力取决于( ). 2.当液压缸的有效作用面积一定时,活塞运动的速度由( )决定. 3.油液流经无分支管路时每一截面上的( )一定是相等的. 4.作用在活塞上的推力越大,活塞运动的速度就越快.（ ） A 是 B 否 外负载 流量 流量 B 感谢观看 $$