汽車機(jī)械基礎(chǔ)液壓傳動PPT學(xué)習(xí)教案課件

1、會計(jì)學(xué)1汽車機(jī)械基礎(chǔ)液壓傳動1、液壓千斤頂 液壓千斤頂原理見下圖。當(dāng)向下壓杠桿1時，小活塞3使缸2內(nèi)的液體經(jīng)管道6、閥7進(jìn)入大缸9，并使活塞8上升，頂起重物G。適當(dāng)?shù)剡x擇大、小活塞面積，就可以人力升起很重的負(fù)載G。15.1 液壓傳動的基本知識第1頁/共63頁2、液壓圖形符號第2頁/共63頁下圖為機(jī)床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖第3頁/共63頁3、液壓系統(tǒng)的組成1）動力裝置 它可將電動機(jī)或發(fā)動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液壓能的裝置，常為液壓泵。2）執(zhí)行元件 是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動的執(zhí)行元件叫液壓缸；實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的執(zhí)行元件叫做液壓馬達(dá)。 3）控制調(diào)節(jié)裝置 用以控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液

2、的流動方向、壓力和流量的裝置。其中有方向控制閥和壓力控制閥、流量控制閥等。4）輔助裝置： 如油箱、油管、濾油器等。5）工作介質(zhì)：傳動液體，即液壓油液。第4頁/共63頁 4、 液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)1）可以在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。2）在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動慣量小、動態(tài)性能好。3）采用液壓傳動可實(shí)現(xiàn)無間隙傳動，運(yùn)動平穩(wěn)。4）易于實(shí)現(xiàn)自動化，特別是電、液聯(lián)合應(yīng)用時，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。5）由于一般采用油作為傳動介質(zhì)，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(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。第5頁/共63頁液壓傳動的缺點(diǎn)：1

3、）由于泄漏及流體的可壓縮性，無法保證嚴(yán)格的傳動比；2）當(dāng)油溫或載荷變化時，往往不易保持運(yùn)動速度的穩(wěn)定。3）當(dāng)采用油作為傳動介質(zhì)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(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的技術(shù)水平要求高。第6頁/共63頁1、 液壓泵的作用液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是把原動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流15.2 液壓基本元件第7頁/共63頁2、液壓泵工作原理 液壓泵工作原理:容積式泵: 泵是靠密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，其排油量的大小取決于密封腔的容積變化值基本特點(diǎn):具有一個或若干個周期性變化的密封容積 具有配流裝置

4、；油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力 第8頁/共63頁3、 主要性能參數(shù)壓力: 工作壓力p:實(shí)際工作時的輸出壓力。 額定壓力pn：泵在使用中按標(biāo)準(zhǔn)條件連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所允許達(dá)到的最大工作壓力。 工作壓力p額定壓力pn排量和流量: 排量 V:液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積,單位(m3/r)或 (mL/r) 理論流量qt:單位時間內(nèi)理論上可排出的液體體積. 等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積 V:液壓泵的排量（m3/r）；n:主軸轉(zhuǎn)速（r/s）；qt:液壓泵理論排量（m3/s） 實(shí)際流量q：理論流量乘以容積效率。 額定流量qn：額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出的流量。第9頁/共63

5、頁 齒輪泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵，其結(jié)構(gòu)最簡單，分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。a外嚙合齒輪泵二、常用液壓泵第10頁/共63頁 工作原理（1）相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封容積 ，形成局部真空，在大氣壓力作用下吸油（2）隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，油液帶到左側(cè)的壓油腔，輪齒逐漸嚙合，使密封容積 ，齒槽間的油液被擠壓排出泵外 壓油第11頁/共63頁b內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線齒形內(nèi)嚙合擺線齒形內(nèi)嚙合第12頁/共63頁齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)困油:齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，于是總會出現(xiàn)兩對輪齒同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所形成的封閉空腔之間。泄漏：1.通過齒輪嚙合處的間隙； 2.通過泵體

6、內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙； 3.通過齒輪兩端面和端蓋間的端面間隙； 因此，容積效率較低，輸出壓力也不容易提高徑向作用力不平衡：能使軸彎曲，加速軸承磨損，降低軸承壽命。第13頁/共63頁優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、制造方便、價格低廉、工作可靠、自吸能力強(qiáng)、對油液污染不敏感、維護(hù)容易缺點(diǎn)： 磨損嚴(yán)重、泄漏量大，工作壓力的提高受到限制。壓力脈動和噪聲都較大。第14頁/共63頁2、 葉片泵雙作用式(定量泵)單作用式(變量泵) 中低壓 工作原理雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)限壓式變量葉片泵第15頁/共63頁（1）雙作用葉片泵工作原理第16頁/共63頁特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：泵的吸油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，因而作用在轉(zhuǎn)子上的徑

7、向液壓力平衡；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸油量均勻、噪聲小。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性差，對油液的污染較敏感，一般用于中壓。 第17頁/共63頁（2）變量葉泵變量葉片泵的流量可以根據(jù)液壓系統(tǒng)工作要求而改變。根據(jù)調(diào)節(jié)后泵的壓力流量特性的不同，又可分為限壓式、恒流量式和恒壓式三類。第18頁/共63頁限壓式變量葉片泵 限壓式變量葉片泵可以根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求調(diào)定限定工作壓力，通過自動調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子的偏心量從而調(diào)節(jié)輸出流量，即流量改變是利用壓力的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)的 分為：外反饋和內(nèi)反饋兩種第19頁/共63頁外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理第20頁/共63頁內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的工作原理第21頁/共63頁3、柱塞泵 優(yōu)點(diǎn):

8、 1.柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，容積效率高。2.只需改變柱塞的工作行程就能改變泵的排量、易于實(shí)現(xiàn)變量。3.壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、流量能調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用: 高壓大流量 （龍門刨床、液壓機(jī)、工程機(jī)械）軸向柱塞泵徑向柱塞泵 （徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自吸能力差，目前應(yīng)用不多）第22頁/共63頁軸向柱塞泵(斜盤式軸向柱塞泵工作原理）第23頁/共63頁 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動（或擺動運(yùn)動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運(yùn)動平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸第

9、24頁/共63頁 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出油口A和B都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動，故稱為雙作用缸。1、單活塞桿液壓缸第25頁/共63頁單桿活塞缸的基本結(jié)構(gòu) 其特點(diǎn)是只在活塞的一端有活塞桿，缸的兩腔有效工作面積不相等。它的安裝也有缸筒固定和活塞桿固定兩種，進(jìn)、出油口根據(jù)安裝方式而定。但工作臺移動范圍都為活塞有效行程的兩倍。 單活塞桿液壓缸的推力和速度計(jì)算式差動缸 工程中，經(jīng)常遇到單活塞桿液壓缸左右兩腔同時接通壓力油的情況，這種連接方式稱為差動連接，此缸稱為差動缸。差動連接的顯著特點(diǎn)是在不增加輸入流量的情況下提高活塞的運(yùn)動速度。盡管此時液壓缸兩腔

10、壓力相等（不計(jì)管路壓力損失），但兩腔活塞的工作面積不相等，因此，活塞將向有桿腔方向運(yùn)動（缸體固定時）。有桿腔排出的油液和油源輸入的油液一起進(jìn)入無桿腔，增加了進(jìn)入無桿腔的流量，從而提高了活塞的運(yùn)動速度。 差動缸輸出的推力和速度計(jì)算第26頁/共63頁參照下圖，當(dāng)供給液壓缸的流量Q一定時，活塞兩個方向的運(yùn)動速度為：V1=Q/A1=4Q/D2 (向左） V2= Q/A2=4Q/(D2-d2) (向右） 當(dāng)供油壓力p一定，回油壓力為零時 作用力： F1=p.A1=p.D2/4 (向右）F2=p.A2=p.(D2-d2)/4 (向左）第27頁/共63頁當(dāng)其差動連接時，作用力為： F3=p(A1-A2)=p

11、.(d2/4) 速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 所以 v3=Q/(A1-A2)=4Q/d2符號意義參閱下圖第28頁/共63頁單桿缸三種比較第29頁/共63頁 雙活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑通常相等，活塞兩端有效面積相同。如果供油壓力不變，那么活塞反復(fù)運(yùn)動時兩個方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/(D2-d2) , F=p.A=p. (D2-d2)/4 v活塞（或缸筒）運(yùn)動速度；Q供油流量；F活塞（或缸筒）上的作用力； p供油壓力；A活塞有效面積； D活塞直徑；d活塞桿直徑。 這種液壓缸在傳動時活塞桿只承受拉力，多數(shù)用于機(jī)床。2、雙活塞桿液壓缸第30頁/共63頁三、

12、伸縮式液壓缸 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，如圖所示。伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實(shí)現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械上。第31頁/共63頁2、液壓缸的排氣為了排除聚集在液壓缸內(nèi)的空氣，可在缸的兩端最高部位各裝一只排氣塞。排氣塞結(jié)構(gòu)第32頁/共63頁 液壓控制閥一、方向控制閥1.單向閥 2.換向閥 第33頁/共63頁 單向閥只允許油液某一方向流動，而反向截止。這種閥也稱為止回閥。對單向閥的主要性能要求是：油液通過時壓力損失要?。环聪蚪刂姑芊庑砸?。其結(jié)構(gòu)如圖。壓力油從P1進(jìn)入，克服彈簧力推動閥

13、芯，使油路接通，壓力油從P2流出；當(dāng)壓力油從反向進(jìn)入時，油液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，油液不能通 過。單向閥都采用圖 示的座閥式結(jié)構(gòu)，這 有利于保證良好的反 向密封性能。(1)普通單向閥第34頁/共63頁單向閥工作原理第35頁/共63頁（2）液控單向閥 第36頁/共63頁（2）液控單向閥 如圖所示，液控單向閥下部有一控制油口K，當(dāng)控制口不通壓力油時，此閥的作用與單向閥相同；但當(dāng)控制口通以壓力油時，閥就保持開啟狀態(tài)，液流雙向都能自由通過。圖上半部與一般單向閥相同，下半部有一控活塞1，控制油口K通以一定壓力的壓力油時，推動活塞1并通過推桿2使錐閥芯3抬起，閥就保持開啟狀態(tài)。第37頁/共63頁

14、 換向閥的基本作用可歸結(jié)為：利用閥芯和閥體的相對運(yùn)動使閥所控制的一些油口接通或斷開。 對換向閥的主要能要求是：油路導(dǎo)通時，壓力損失要??；油路斷開時，泄漏量要小； 閥芯換位，操縱力要小以及換向平穩(wěn)等。 換向閥的用途什么廣泛，種類也很多，可根據(jù)換向閥的結(jié)構(gòu)、操縱、位置和通路數(shù)等分類。2 換向閥第38頁/共63頁三位四通換向閥工作原理 第39頁/共63頁一、滑閥式換向閥的換向原理和圖形符號 滑閥式換向閥是靠閥芯在閥體內(nèi)作軸向運(yùn)動，而使相應(yīng)的油路接通或斷開的換向閥。其換向原理如下圖所示。當(dāng)閥芯處于左圖位置時，P與B,A與T相連，活塞向左運(yùn)動；當(dāng)閥芯向右移動處于右圖位置時，P與A, B與T相連，活塞向右

15、運(yùn)動。所以圖示換向閥可用于使液壓執(zhí)行元件換向。第40頁/共63頁第41頁/共63頁換向閥圖形符號含義如下：（1）用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示幾“位”。（2）方框內(nèi)的箭頭表示在這一位置上油路處于接通狀態(tài)，但并不一定表示油流的實(shí)際流向；（3）方框內(nèi)符號或表示此油路被閥芯封閉;（4）一個方框的上邊和下邊與外部連接的接口數(shù)表示幾“通”；（5）一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連接的回油口用字母T(或O）表示；而閥與執(zhí)行元件連接的工作油口則用字母A、B等表示。有時在圖形符號上還標(biāo)出泄漏油口，用字母L表示。第42頁/共63頁二、滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu) 下圖是三槽二臺肩換向

16、閥的換向原理。當(dāng)換向閥芯處于左位時圖a，P與A通,B與T通；當(dāng)閥芯處于右位時圖b，P與B通，A與T通。這種閥的長度較短，但回油壓力直接作用于閥芯兩端，對密封裝置有較高的要求。第43頁/共63頁三、三位換向閥的中位機(jī)能 多位閥處于不同位置時，其各油口連通情況不同，這種不同的連通方式體現(xiàn)了換向閥的各種控制機(jī)能，稱為滑閥機(jī)能。下圖是三位四通閥中位機(jī)能。第44頁/共63頁第45頁/共63頁第46頁/共63頁第47頁/共63頁第48頁/共63頁15.3 液壓輔助元件液壓輔助元件是液壓系統(tǒng)不可缺少的部分，主要包括蓄能器、過濾器、液壓油箱、熱交換器、油管、管接頭和密封件等。輔助元件對系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、可靠性

17、、壽命、噪聲、溫升甚至動態(tài)性能都有直接影響。除油箱一般根據(jù)系統(tǒng)的要求自行設(shè)計(jì)外，其他輔助元件都有標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品供應(yīng)。第49頁/共63頁油管與管接頭（1）油管液壓系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。油管的特點(diǎn)及其適用范圍如表15-3所示。 （2）管接頭管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項(xiàng)條件。管接頭的種類很多，其規(guī)格品種可查閱有關(guān)手冊。按接頭的通路數(shù)量和方向可分為直通、彎頭、三通和四通等；按油管與管接頭的連接方式可分為焊接式

18、、管端擴(kuò)口式、卡套式等；按接頭與機(jī)體的連接方式可分為螺紋式、法蘭式等。第50頁/共63頁油箱（1）功用油箱的功用主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量(在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量)、釋放出混在油液中的氣體、沉淀油液中污物等作用。（2）結(jié)構(gòu)1吸油管；2濾油網(wǎng)；3蓋；4回油管；5上蓋；6油位計(jì)；7，9隔板；8放油閥圖15-37 油箱的典型結(jié)構(gòu)液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。 第51頁/共63頁濾油器濾油器的功用是過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，保證系統(tǒng)正常地工作。因此濾油裝置的配置非常必要。濾油器有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器3種。第52頁/共63頁蓄能器蓄能器的功用主要是用來儲