《液壓及氣壓傳動(dòng)》第三章課件

液壓與氣壓傳動(dòng)第三章 執(zhí)行元件1本章主要內(nèi)容：第一節(jié)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件第二節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件2目的任務(wù):了解液壓與氣壓傳動(dòng)中各種執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)形式、工作原理；重點(diǎn)難點(diǎn):單桿活塞液壓缸；密封、緩沖、排氣。3第三章執(zhí)行元件液壓傳動(dòng)中的執(zhí)行元件是將流體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件。它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)或旋轉(zhuǎn)（或擺動(dòng)）運(yùn)動(dòng)，其輸出為力與速度，或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。第一節(jié)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件一、液壓缸 液壓缸是用油液的壓力能來實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件（一）液壓缸的類型液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸和伸縮缸等。它們輸人為壓力和流量，輸出為力和速度。1．活塞式液壓缸(1)雙桿活塞缸圖3－la所示為缸筒固定的雙桿活塞缸，活塞兩側(cè)的活塞桿直徑相等，它的進(jìn)出油口位于缸筒兩端。當(dāng)工作壓力和輸人流量相同時(shí)，兩個(gè)方向上輸出的推力F和速度v是相等的。其值為中A——活塞的有效面積；D、d——活塞和活塞桿的直徑；q——輸人流量；式 這種安裝形式，工作臺(tái)移動(dòng)范圍約為活塞有效行程的三倍，占地面積大，適用于小型機(jī)械p1、p2——缸的進(jìn)、出口壓力；ηm、ηv——缸的機(jī)械效率、容積效率圖3-1b所示為活塞桿固定的雙桿活塞缸。它的進(jìn)、出油液可經(jīng)活塞桿內(nèi)的通道輸人液壓缸或從液壓缸流出。也可以用軟管連接，進(jìn)、出口就位于缸的兩端。它的推力和速度與缸筒固定的形式相同。但是其工作臺(tái)移動(dòng)范圍為缸筒有效行程的兩倍。故可用于較大型的機(jī)4

械。圖3－2所示為單桿活塞缸。由于只在活塞的一端有活塞桿，使兩腔的有效工作面積不相等，因此在兩腔分別輸人流量相同的情況下，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不相等。它的安裝也有缸筒固定和活塞桿固定兩種，進(jìn)、出口的布置根據(jù)安裝方式而定；但工作臺(tái)移動(dòng)范圍都為活塞有效行程的兩倍。（2）單桿活塞缸單桿活塞缸的推力和速度計(jì)算式如下在液壓缸的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度有一定要求的情況下，活塞桿直徑d通常根據(jù)液壓缸速度比的要求以及缸內(nèi)徑D來確定由此可見，速比λv越大，活塞桿直徑d越大5單桿活塞缸的左右腔同時(shí)接通壓力油，如圖3－3所示，稱為差動(dòng)連接，此缸稱力相等，但左、右腔有差動(dòng)連接時(shí)因回油腔的差動(dòng)缸推力按下式計(jì)算速度按下式計(jì)算考慮容積效率ηv2．柱塞式液壓缸柱塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，由缸蓋加工。它特別適用于柱塞缸輸出的推力和速度為式中d——柱塞直徑3．伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸由兩個(gè)或多桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒。伸出時(shí)保持很小的結(jié)構(gòu)尺單寸柱。塞圖缸3－只5能所實(shí)示次伸出時(shí)，液壓用缸兩的個(gè)有柱效塞面缸積組是合逐，為差動(dòng)液壓缸。差動(dòng)液壓缸左、右腔壓效面積不相等，因此，活塞向右運(yùn)動(dòng)。油液進(jìn)人左腔，從而提高活塞運(yùn)動(dòng)速度個(gè)活塞套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞，可以獲得很長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)可現(xiàn)為一一個(gè)種方雙向作運(yùn)用動(dòng)式，伸反縮向缸要，靠在外各力級(jí)，活如塞圖依3－4a如級(jí)圖變化的。3－4b所示，也能用壓力油實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向，因此，缸筒內(nèi)壁不需要精行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。在輸人流量和壓力不變的情況下，則液壓缸的輸出推力和速度也逐級(jí)變化。其值為式中i——i級(jí)活塞缸這種液壓缸起動(dòng)時(shí)，活塞有效面積最大，因此，輸出推力也最大，隨著行程逐級(jí)增長(zhǎng)，推力隨之逐級(jí)減小。這種推力變化情況，正適合于自動(dòng)裝6

卸車對(duì)推力的要求。圖3-6

單作用式三級(jí)同步伸縮液壓缸1—外缸筒

2—

一級(jí)活塞缸筒3—二級(jí)活塞缸筒

4—三級(jí)活塞單作用式三級(jí)同步伸縮液壓缸該缸的各級(jí)活塞面積設(shè)計(jì)成A1=2A2、A2=2A3、A3=2A4，并在一級(jí)和二級(jí)活塞缸筒的左端各設(shè)一帶有頂桿的單向閥，而在其缸筒右側(cè)壁面各開有小孔。正常工作時(shí)單向閥均關(guān)閉。當(dāng)壓力油進(jìn)入B腔時(shí)，一級(jí)活塞2向左移動(dòng)，C腔油通過小孔進(jìn)入D腔，推動(dòng)二級(jí)活塞3以相同速度向左移動(dòng)；同樣原理，三級(jí)活塞4也以同一速度向左移動(dòng)，若因泄漏原因，二級(jí)或三級(jí)活塞沒有移動(dòng)到最左位置，則相應(yīng)的單向閥開啟，補(bǔ)充液壓油使其到位。外力推其向右移動(dòng)時(shí)各活塞動(dòng)作與向左移動(dòng)時(shí)相反。一

級(jí)和二級(jí)活塞運(yùn)動(dòng)到最右端時(shí)，兩個(gè)單向閃的頂桿使其開啟，從而恢復(fù)各級(jí)間的平衡狀態(tài)

。7圖3-6

單作用式三級(jí)同步伸縮液壓缸1—外缸筒

2—

一級(jí)活塞缸筒3—二級(jí)活塞缸筒

4—三級(jí)活塞單作用式三級(jí)同步伸縮液壓缸這種同步伸縮缸輸出的推力和速度為：（3-15）（3-16）8（二）液壓缸的典型結(jié)構(gòu)圖3－6所示為空心雙桿活塞式液壓缸，它由缸筒10，活塞8，兩空心活塞桿1、15，缸蓋18、24，密封圈4、7、17，導(dǎo)向套6、19，壓板11、20等主要零件組成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)液壓缸的結(jié)構(gòu)可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個(gè)部分。動(dòng)?；钊缅F銷9、22與空心活塞桿連接，并用堵頭2堵死活塞桿的一頭，缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)12、21，缸筒和缸蓋的常見連接結(jié)構(gòu)形式如圖3－7所示。活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)密封裝置用來防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏和防止外界雜質(zhì)侵人緩沖裝圖活置3塞－是和7利a活采用塞用活桿法塞的蘭或結(jié)連缸構(gòu)接筒形，移式結(jié)動(dòng)很構(gòu)到多簡(jiǎn)接，單近除。終了加點(diǎn)上工時(shí)例和，的裝將錐拆活銷都塞式方和連便缸接，蓋外但之，外間還形的有尺一螺寸部紋和分式重油連量液接都封和大住半。，環(huán)圖迫式3使－連油7接b液為等從半，小環(huán)如孔連圖或接3－縫，8隙加所中工示擠和。出裝前，拆者從方結(jié)而便構(gòu)產(chǎn)，簡(jiǎn)生但單很是，，大這但需種結(jié)阻有螺構(gòu)，須母防在工缸松裝筒部外置。部后開動(dòng)有者結(jié)環(huán)避形構(gòu)復(fù)槽活而雜，削和弱但工其蓋強(qiáng)作較度相，可靠有碰時(shí)。此要。為外，此見增在尺加緩缸寸較的裝壁小的厚如。場(chǎng)合圖3，－活97所C塞為示和螺。活紋圖塞連3桿－接也9，a有所裝制示拆成為時(shí)整節(jié)要體流使式口用結(jié)可專構(gòu)調(diào)用的式工緩具沖，裝適置用。于當(dāng)較小活的塞缸上筒的。凸圖臺(tái)進(jìn)3－人端7d為蓋拉凹桿腔式后連，接圓，環(huán)容形易的加回工油和腔裝中拆的，油但液外只形能尺通寸過較針大形，節(jié)且流較閥重流。出圖，這3－就7e使為活焊塞接制式動(dòng)連。接調(diào)，節(jié)結(jié)節(jié)構(gòu)流簡(jiǎn)閥單的，開尺口寸，小可，改但變缸制底處動(dòng)內(nèi)阻經(jīng)力孔不的C易大和小右。端這且種活緩塞沖桿裝中置心起孔始緩，沖從效油果口好d，排隨出著?；罘慈蛑皠t移向動(dòng)右，移緩動(dòng)沖效。果當(dāng)逐缸漸筒減移弱動(dòng)，因到此左它右的終制端動(dòng)時(shí)行程，較徑長(zhǎng)向。孔圖a3和－c9的b所開示口為節(jié)流口變逐化漸式減緩沖小裝，置對(duì)，移它動(dòng)在部活塞件上起開制有動(dòng)變緩截沖面的作軸用向。三為角了形排節(jié)流除槽缸。中當(dāng)空活氣塞，移近缸端蓋蓋上時(shí)設(shè)，有回排油腔氣油孔液14只和能5經(jīng)，過經(jīng)三導(dǎo)角向槽套流出環(huán)，槽因的而側(cè)使活塞受到面制孔動(dòng)道作用（。圖隨中著未活示塞）的移引動(dòng)出，與三排角氣槽閥通流相截連面逐漸變小，阻力作用增大，因此，緩沖作用均勻，沖擊壓力較小，制動(dòng)位置精度高排氣裝置用來排除積聚在液壓缸內(nèi)的空氣用于阻止壓板11、20向外常，用這的樣排通氣過裝螺置如釘圖分3別-10將所缸示蓋。圖183、－2140a壓所緊示在為在缸液筒壓的缸兩的端最。缸筒相對(duì)活塞桿運(yùn)動(dòng)，由左右導(dǎo)向套導(dǎo)向。為高了部提位高設(shè)密置封排氣性孔能與、排在氣活閥塞連接和進(jìn)缸行簡(jiǎn)排之氣間。、圖3缸－蓋10和b為活在塞液壓桿缸之的間最、高缸蓋和缸筒之間裝有密封圈和紙墊。壓力油經(jīng)油部口位b處、安左裝端排活氣塞塞桿的中心孔和孔a進(jìn)人液壓缸左腔，推動(dòng)缸筒向左移動(dòng)。液壓缸右腔的回油9（三）液壓缸的特性液壓缸的特性是指它在穩(wěn)態(tài)下工作時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)間的關(guān)系液壓缸的推力和速度液壓缸的推力和速度的數(shù)值由液壓缸類型和工作方式?jīng)Q定容積效率、機(jī)械效率和總效率液壓缸難免會(huì)存在泄漏，它的容積效率可用下式表示式中q——輸人液壓缸的流量；

ql——液壓缸的泄漏流量ql與采用的密封形式有關(guān)。當(dāng)采用橡膠圈密封時(shí)，ql較小，ηv≈l；采用間隙密封時(shí)，ql就大，ηv就低。液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，要克服密封裝置和導(dǎo)向部分的摩擦力，就會(huì)造成機(jī)械損失，把這些損失折算成壓力損失△p，則機(jī)械效率可表示為式中p——液壓缸的工作壓力液壓缸的機(jī)械效率，一般在額定壓力下，可取ηm=0．9。液壓缸的總效率為η=ηvηm10二、氣缸（一）氣缸的類型氣缸活塞式單活塞雙活塞有桿無桿單活塞桿雙活塞桿機(jī)械耦合

磁性耦合

繩索、鋼纜膜片式（二）普通氣缸普通氣缸是在缸筒內(nèi)只有一個(gè)活塞和一根活塞桿的氣缸，有單作用氣缸和雙作用氣缸兩種。11普通氣缸12（三）其他形式氣缸l·無桿氣缸活塞5帶動(dòng)與負(fù)載相連的滑塊6一起在槽內(nèi)移動(dòng)，且借助缸體上的一個(gè)管狀溝槽防止其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。132．磁性氣缸在活塞上安裝了一組高磁性的稀土永久磁環(huán)，磁力線穿過薄壁缸筒（不銹鋼或鋁合金非導(dǎo)磁材料）作用在套在缸筒外面的另一組磁環(huán)上。由于兩組磁環(huán)極性相反，兩者間具有很強(qiáng)的吸力，當(dāng)活塞在輸入氣壓作用下移動(dòng)時(shí)，則通過磁力線帶動(dòng)缸筒外的磁環(huán)套與負(fù)載一起移動(dòng)。143·開關(guān)氣缸開關(guān)氣缸又稱帶磁性開關(guān)氣缸，這是指在氣缸活塞上置有永久磁環(huán)，利用直接安裝在缸筒上的行程開關(guān)來檢測(cè)氣缸活塞位置的一種氣缸。154．制動(dòng)氣缸帶有制動(dòng)裝置的氣缸稱為制動(dòng)氣缸，也稱鎖緊氣缸。制動(dòng)裝置一般安裝在普通氣缸的前端165·坐標(biāo)氣缸坐標(biāo)氣缸是一種單活塞桿雙作用氣缸，具有精密的導(dǎo)向功能，極強(qiáng)的抗扭性能和良好的負(fù)載性能，位置重復(fù)精度高達(dá)0.0lmm，常用來構(gòu)成各種加工、定位的坐標(biāo)系統(tǒng)，故稱為坐標(biāo)氣缸，又稱

為直線驅(qū)動(dòng)裝置。坐標(biāo)氣缸是構(gòu)成模塊化氣動(dòng)機(jī)械手水平移動(dòng)和

垂直移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模塊。176．手指氣缸187．氣液阻尼缸8.仿生氣動(dòng)肌腱新型的拉伸型執(zhí)行元件能量轉(zhuǎn)換裝置19第二節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件液壓馬達(dá)是一種將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，是實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的執(zhí)行元件圖3－21所示為軸向柱塞式液壓馬達(dá)的工作原理。斜盤1和配油盤4固定不動(dòng)，柱塞3可在缸體2的孔內(nèi)移動(dòng)，斜盤中心線與缸體中心線相交一個(gè)傾角δ。高壓力油經(jīng)配油盤的窗口進(jìn)人缸體的柱塞孔時(shí)，處在高壓腔中的柱塞被頂出，壓在斜盤上，斜盤對(duì)柱塞的反作用力F可分解為兩個(gè)分力，軸向分力Fx和作用在柱塞上的液壓力平衡，垂直分力Fy使缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)馬達(dá)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。一、液壓馬達(dá)（一）液壓馬達(dá)的工作原理設(shè)第i個(gè)柱塞和缸體的垂直中心線夾角為θ，則在柱塞上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為Ti＝Fyr＝FyRsinθ＝FRtanδsinθ式中R——柱塞在缸體中的分布圓半徑液壓馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩應(yīng)是處于高壓腔柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的總和，即T＝∑FRtanδsinθ隨轉(zhuǎn)矩著角θ的變化，每個(gè)柱塞產(chǎn)生的也發(fā)生變化，故液壓馬達(dá)產(chǎn)生的總泵流也是脈動(dòng)的，它的脈動(dòng)情況和討論量脈動(dòng)時(shí)的情況相似（二）液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)矩1．工作壓力和額定壓力工作壓力是指馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的壓力2．排量和理論流量排量是指在沒有泄漏的情況下，馬達(dá)軸轉(zhuǎn)一周所需輸入的油液體積Vt理論流量q

是指在沒有泄漏的情況下，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速所需輸入油液的流量。額定壓力是指馬達(dá)在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高2壓0

力。3．效率和功率容積效率：由于有泄漏損失，為了達(dá)到液壓馬達(dá)要求的轉(zhuǎn)速時(shí)，實(shí)際輸入的流量q必須大于理論流量q

t，容積效率為機(jī)械效率：由于有摩擦損失，液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T一定小于理論轉(zhuǎn)矩Tt。因此機(jī)械效率為馬達(dá)的總效率為馬達(dá)輸人功率Pi為馬達(dá)輸出功率P0為Pi=△pqPo＝TΩ＝2πnT式中△p——馬達(dá)進(jìn)、出口的壓力差；Ω，n——馬達(dá)的角速度和轉(zhuǎn)速。4．轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速液壓馬達(dá)能產(chǎn)生的理論轉(zhuǎn)矩Tt為液壓馬達(dá)輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)矩為液壓馬達(dá)的實(shí)際輸人流量為q時(shí)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為（三）液壓馬達(dá)的分類和結(jié)構(gòu)液壓馬達(dá)和液壓泵結(jié)構(gòu)基本相同，按結(jié)構(gòu)分有齒輪式、葉片式和柱塞21式等幾種。按工作特性可分為高速馬達(dá)和低速馬達(dá)兩大類。和上柱桿對(duì)傳帶這因塞圖3－22所示是軸向點(diǎn)接液壓馬達(dá)的典型結(jié)構(gòu)。在缸體72間裝人鼓輪4，在鼓輪的圓周分布著推桿10，液壓力作用在并通過推桿作用在斜盤上，推盤反作用力的作用下產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，迫使鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)，又通過帶動(dòng)馬達(dá)軸，同時(shí)通過傳動(dòng)銷6體旋轉(zhuǎn)。缸體在彈簧5和柱塞孔力油作用下貼緊在配油盤8上。構(gòu)使缸體和柱塞只受軸向力，油盤表面、柱塞和缸體上的柱柱塞式斜盤均勻塞上在斜軸1的動(dòng)鍵動(dòng)缸的壓種結(jié)而配孔磨接觸油以是一種定量液壓馬達(dá)。2.低速液壓馬達(dá)低速液壓馬達(dá)的基本觸形式是徑向柱塞式，它的特點(diǎn)是輸人油液壓力高、排量大，可在馬達(dá)軸轉(zhuǎn)速為10r／min以下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，低速穩(wěn)定性好，輸出轉(zhuǎn)矩大，可達(dá)幾百N·m

到幾千內(nèi)N·m。所以又稱低速大扭矩馬達(dá)。面較小，圖3－23有所一示定的為自連位桿作型用徑，向使柱缸的柱塞缸，柱塞的配油表面和配油盤的配油表面貼2通過球鉸與連桿3相油軸好，減少了端面間的泄漏，并使配5與曲軸用聯(lián)軸節(jié)相連。盤表面磨損后能得到自動(dòng)補(bǔ)償。壓力

油經(jīng)配油軸進(jìn)人馬達(dá)的進(jìn)這種液壓馬達(dá)的斜盤的傾角固定，部，作用在柱塞上的液壓作用力F

通N

1

r所過連桿作用于偏心輪中心O

，它的切向分力F

對(duì)曲軸旋轉(zhuǎn)中心形成轉(zhuǎn)矩T，使曲軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由于三個(gè)柱塞缸位置不同，所以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小也不同。曲軸輸出的總轉(zhuǎn)矩等于與高壓腔相通的柱塞所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和。此時(shí)柱塞損均勻，又缸體內(nèi)孔與馬達(dá)軸的這種液壓馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)塞體馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理圖。在殼體1內(nèi)有五個(gè)沿徑向均勻分布合連接，連桿的另一端與曲軸4的偏心輪外圓接觸，配構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但其缺點(diǎn)是體積和重量較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)油腔后，通過殼體槽①、②、③進(jìn)人相應(yīng)的柱塞缸的頂較大，低速穩(wěn)定性較差。1.高速液壓馬達(dá)缸④、⑤與排油腔相通，油液經(jīng)配油軸流回油箱。曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)配油軸同步旋轉(zhuǎn)，因此，配流狀態(tài)不斷發(fā)生變化，從而保證曲軸會(huì)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。若進(jìn)、回油口互換，則液壓馬22達(dá)反轉(zhuǎn)，過程與以上相同。圖3-29所示為多作用內(nèi)曲線徑向柱塞液壓

馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理圖。馬達(dá)的配油軸2是固定的，其上有進(jìn)油口和排油口。壓力油經(jīng)配油窗口穿過襯套5進(jìn)入缸體1的柱塞孔中，并作用于柱塞3的底部，柱塞3與橫梁4之間無剛性連接，在液壓力的作用下，柱塞3的頂部球面與橫梁4的底部相接觸，從而使橫梁4兩端的滾輪6壓向定子7的內(nèi)壁。定子內(nèi)壁在與滾輪接觸處的反作用力N的周向分力F對(duì)缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使缸體及與其剛性連接的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)；而徑向分力P則與柱塞底部的液壓力相平衡。由于定子內(nèi)壁由多段曲面構(gòu)成，滾輪每經(jīng)過一段曲面，柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，故稱多作用式

。這種液壓馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是輸出轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低，平穩(wěn)性好。其缺點(diǎn)是配油軸磨損后不

能補(bǔ)償，使效率下降

。圖3-29

多作用內(nèi)曲線徑向柱塞液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)原理圖1—缸體

2—配油軸3—柱塞

4—橫梁5—襯套

6—滾輪

7—定子23（四）擺動(dòng)液壓馬達(dá)擺動(dòng)液壓馬達(dá)是一種實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。它有單葉片式和雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)。設(shè)進(jìn)出油口壓力為p1、p2，葉片寬度為b，葉片底端、頂端半徑為R1、R2，輸人流量為q，擺動(dòng)液壓馬達(dá)機(jī)械效率、容積效率分別為ηm、ηv,則輸出的轉(zhuǎn)矩T和角速度ω為的回油圖3－24a所示為單葉片式擺動(dòng)液壓馬達(dá)，壓力油從進(jìn)油口進(jìn)人缸口排出。其擺動(dòng)角度小于300°，分隔片2用以隔開高低壓腔。圖3－24b所示為雙葉片式擺動(dòng)液壓馬達(dá)。它有兩個(gè)進(jìn)、出油口，其擺動(dòng)角度小于150°。在相同的條件下，它的輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍，角速度是單葉片式的一半。筒3，推動(dòng)葉片1和軸一起作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，回油從缸筒如果在液壓缸的活塞桿上帶有齒條，使之和一小齒輪相嚙合，則當(dāng)活塞桿伸縮時(shí)便能使小齒輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)的液壓缸也稱為擺動(dòng)馬達(dá)，其擺角可以超過360°24二、氣動(dòng)馬達(dá)（一）氣動(dòng)馬達(dá)的分類（二）葉片式氣動(dòng)馬達(dá)1．工作原理輸出功率為0．l～20kw，轉(zhuǎn)速為500～25000r／min。主要用于礦山機(jī)械和氣動(dòng)工具中。252．特性曲線3.工作特性與工作壓力的關(guān)系(三)齒輪式氣動(dòng)馬達(dá)(四)擺動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)26第三節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算一、液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題1）盡設(shè)量計(jì)使液活壓塞缸桿時(shí)在，受要拉在力對(duì)狀液態(tài)壓下系承統(tǒng)受工最作大情負(fù)況載分，析或的在基受礎(chǔ)壓上狀，態(tài)根下?lián)钜喝麎簵U缸應(yīng)在具機(jī)有構(gòu)良中好所的要縱完向成穩(wěn)的定任性務(wù)。來選擇液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，然后按負(fù)載、運(yùn)動(dòng)要求、最大行程2等）確液定壓主缸要各尺部寸分，的進(jìn)結(jié)行構(gòu)強(qiáng)盡度可、能穩(wěn)按定推性薦和的緩結(jié)沖構(gòu)驗(yàn)形算式，和最設(shè)后計(jì)進(jìn)標(biāo)行準(zhǔn)具進(jìn)體行的設(shè)結(jié)計(jì)構(gòu)，設(shè)盡計(jì)量。做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工、裝配和維修方便?？紤]液壓缸行程終端處的制動(dòng)和液壓缸的排氣問題。正確確定液壓缸的安裝和固定方式?？紤]液壓缸的熱變形，它只能一端定位。，按本章有關(guān)算式確定后，再?gòu)腉B

2348—80標(biāo)準(zhǔn)中選取相近尺寸加以圓整。（二）主要尺寸的確定(1)缸筒內(nèi)徑D（2）根據(jù)活負(fù)載塞大桿小和直選定徑的工d作。壓力，或運(yùn)動(dòng)速度和輸人流量對(duì)于液壓缸的缸筒壁厚8、活塞桿直徑d和缸蓋處固定螺釘?shù)闹睆?，在高壓系統(tǒng)中，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核（3）缸筒長(zhǎng)度L

由最大工作行程決定。按工作時(shí)受力情況來決定，如表3－3所示。對(duì)單桿活塞缸，d值也可由D和λv來決定。按GB

3458—80標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整（三）強(qiáng)度校校1．缸筒壁厚δ在中、低壓液壓系統(tǒng)中，缸筒壁厚往往由結(jié)構(gòu)工藝要求決定，一般不要校校。在高壓系統(tǒng)中，須按下列情況進(jìn)行校核。27當(dāng)D／δ＞10時(shí)為薄壁，δ可按下式校核式中D——缸筒內(nèi)徑；py—試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力pn≤16MPa時(shí)，取py=1.5

pn；pn＞16MPa時(shí)，取py

=1·25

pn；［σ］—缸筒材料的許用應(yīng)力［σ］=σb/n,σb為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。當(dāng)D／δ＜10時(shí)為厚壁，按下式進(jìn)行校核活塞桿直徑d的校核式中F——活塞桿上的作用力。［σ］——活塞桿材料的許用應(yīng)力，［σ］=σb/1．4缸蓋固定螺栓ds的校核式中F——液壓缸負(fù)載；k——螺紋擰緊系數(shù)，k=1·12～1·5；z——固定螺栓個(gè)數(shù)；σ——螺栓材料許用應(yīng)力，［σ］=σs/（1．22～2．5），σs為材料屈服點(diǎn)。

28（四）穩(wěn)定性校核活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，其值F超過某一臨界值Fk，就會(huì)失去穩(wěn)定?；钊麠U穩(wěn)定性按下式進(jìn)行校核式中nk——安全系數(shù)，一般取nk=2～4當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比滿足當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比滿足式中l(wèi)——安裝長(zhǎng)度，其值與安裝方式有關(guān)，見表3－4；rk——活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，ψ1——柔性系數(shù)，其值見表3－5；ψ2——為由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，見表

3－4；E——活塞桿材料的彈性模量，對(duì)鋼，可取E=2·06×

1011N／m2；J——活塞桿橫截面慣性矩；

A——活塞桿橫截面積；f——由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值，見表3－5；d——系數(shù)，具體數(shù)值見表3－5。29（五）液壓缸的緩沖計(jì)算液壓缸的緩沖計(jì)算主要是估計(jì)緩沖時(shí)缸內(nèi)出現(xiàn)的最大沖擊壓力，以便校校缸筒強(qiáng)度，另外還應(yīng)校核制動(dòng)距離是否符合要求。液壓缸緩沖時(shí)，背壓腔內(nèi)產(chǎn)生的液壓能E1和工作部件產(chǎn)生的機(jī)械能E2分別為E1＝pcAclc式中pc——緩沖腔中的平均緩沖壓力；pp——高壓腔中的油液壓力；Ac、Ap——緩沖腔、高壓腔的有效工作面積lc——緩沖行程長(zhǎng)度；m——工作部件質(zhì)量；v0——工作部件運(yùn)動(dòng)速度；

Ff——摩擦力上式表示：工作部件產(chǎn)生的機(jī)械能E2是高壓腔中的液壓能與工作部件的動(dòng)能之和，再減去因摩擦消耗的能量。當(dāng)E1=E2，即工作部件的機(jī)械能全部被緩沖腔液體吸收時(shí)，則得30圖3-33氣缸的壓力特性曲線起動(dòng)以后，活塞所受的摩擦阻力由靜摩

擦轉(zhuǎn)為動(dòng)摩擦而變小，使活塞加速運(yùn)動(dòng)，圖示無狀桿態(tài)腔時(shí)的，壓無力桿有腔所內(nèi)下的降氣。壓若p1供為氣大充氣分，壓，活有塞桿繼腔續(xù)內(nèi)運(yùn)的動(dòng)氣，壓無p2桿為腔工壓作力氣基壓本。保當(dāng)持不換向變閥；切而換有后桿，腔無容桿積腔的與相氣對(duì)源減接少通量，越因來越若活大塞，桿在上排的氣負(fù)過載程保中持其恒壓定力，繼會(huì)續(xù)出下現(xiàn)降氣。缸進(jìn)排氣速度與活塞運(yùn)動(dòng)速度相平衡的情況，這時(shí)壓力特性曲線趨于水平，活塞在兩腔不變的壓差推動(dòng)下勻速前進(jìn)。其容腔當(dāng)小活，塞氣行體至以終高端速時(shí)向，無無桿桿腔腔充壓氣力，再次并很快急升劇至