汽車機械基礎 課件 蔣燈財 模塊6、7 汽車軸系零部件、液壓泵與液壓缸

模塊六汽車軸系零部件

軸

曲軸和傳動軸軸承聯(lián)軸器和離合器軸1.能敘述軸的作用與軸的分類。2.能區(qū)分軸結(jié)構(gòu)并歸納各種結(jié)構(gòu)的作用。3.能識別軸的定位與軸的固定方法。4.能判斷軸的失效形式。學習目標軸一、軸的分類引導問題：軸是組成機器的重要零件之一，那軸的作用是什么呢？不同類型的機器會采用不同結(jié)構(gòu)的軸，那么軸是如何進行分類的？1.根據(jù)承載情況分類根據(jù)承載情況不同，軸可分為心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動軸三類。（1）心軸心軸僅用來起到支承作用，而不傳遞動力。因此心軸只受彎矩作用而不受轉(zhuǎn)矩作用。心軸按照其是否可以轉(zhuǎn)動，分為轉(zhuǎn)動心軸和固定心軸。鐵路車輛的軸為旋轉(zhuǎn)心軸，如圖6-1-1所示；汽車的非驅(qū)動后橋則為固定心軸，如圖6-1-2所示。自行車的前輪軸則為固定心軸，如圖6-1-3所示。軸軸（2）轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸，如圖6-1-4所示。變速器的輸入、輸出軸都是轉(zhuǎn)軸，如圖6-1-5所示。軸（3）傳動軸主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受或僅承受很小的彎矩的軸稱為傳動軸，汽車變速器和后橋之間的軸就是傳動軸，如圖6-1-6所示。軸2.根據(jù)軸線形狀不同分類根據(jù)軸線的形狀不同，軸又可以分為直軸、曲軸、撓性鋼絲軸。（1）直軸直軸應用較廣，按照外形不同可分為光軸、階梯軸及一些特殊用途的軸，如凸輪軸、花鍵軸、齒輪軸及蝸桿軸等，分別如圖6-1-7~圖6-1-9所示。階梯軸便于軸上零件的拆裝和定位。軸（2）曲軸曲軸常用于往復式機械中，例如內(nèi)燃機、空氣壓縮機等。它可以實現(xiàn)直線運動與旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換，如圖6-1-10所示。軸（3）撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸是由多組鋼絲分層卷繞而成的，如圖6-1-11所示。它的撓性好，能在軸線彎曲的狀態(tài)下靈活地傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，主要用于兩個傳動件軸線不在同一直線或工作時彼此有相對運動的空間傳動，還可用于受連續(xù)振動的場合，以緩和沖擊。比如摩托車的里程表傳感器軸，一些汽車的車速表傳感器軸。軸二、階梯軸的結(jié)構(gòu)如圖6-1-12所示，階梯軸主要由軸頭、軸頸、軸身、軸肩和軸環(huán)組成。（1）軸頭軸上安裝輪轂的部分稱為軸頭，軸頭的長度應稍小于輪轂的寬度，以便實現(xiàn)回轉(zhuǎn)件軸向固定。軸（2）軸頸軸和軸承配合部分稱為軸頸，當用滑動軸承支撐軸時，軸承與軸頸之間通過軸瓦連接，為間隙配合；當用滾動軸承支撐軸時，軸承與軸頸之間多為過渡或過盈配合。（3）軸身連接軸頭和軸頸等的非配合部分稱為軸身。（4）軸肩、軸環(huán)階梯軸上，截面變化的，用作零件軸向固定的臺階部分稱為軸肩。軸上直徑最大，而且最短的環(huán)形部分稱為軸環(huán)。軸肩或者軸環(huán)可作為軸向定位面。它是齒輪、滾動軸承等軸上零部件的安裝基準。軸肩或軸環(huán)的圓角半徑，應小于轂孔的圓角半徑或倒角高度，以保證零部件安裝時準確到位。軸三、軸上零件的定位與固定引導問題：軸上的許多零件是如何在軸上進行定位和固定的？軸上零件的定位和固定可分為軸向定位和周向定位兩種。1.軸上零件的軸向定位軸向固定的作用和目的是為了防止軸向移動造成串位，零件在軸上的軸向定位和固定可采用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母和彈性擋圈、軸端擋圈等。此外，軸承端蓋常用來做整個軸的軸向定位。（1）軸肩和軸環(huán)為使零件與軸肩貼合，軸上圓角r應較軸上零件孔端的圓角半徑R或倒角C稍小，如圖6-1-13軸用軸肩對滾動軸承進行定位時，必須注意軸肩高度應小于滾動軸承內(nèi)圈高度，如圖6-1-14所示。軸（2）套筒如圖6-1-15所示，右邊的軸承內(nèi)圈就是利用套筒進行軸向定位的。套筒定位可以簡化軸的結(jié)構(gòu)，減小應力集中，結(jié)構(gòu)簡單、定位可靠。多用于軸上零件間距離較小的場合。但由于套筒與軸之間存在間隙，所以在高速情況下不宜使用。軸（3）圓螺母當套筒過長或無法采用套筒，而軸上又允許車制螺紋時，可采用圓螺母固定，如圖6-1-16所示。圓螺母可承受較大的軸向力，但切制螺紋處有較大的應力集中，會降低軸的疲勞強度。軸（4）彈性擋圈如圖6-1-17所示，彈性擋圈用于軸向定位。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，常用于滾動軸承的軸向固定，但承受的軸向力較小。切槽尺寸需要一定的精度，否則可能出現(xiàn)與被固定件間存在間隙或彈性擋圈不能裝入切槽的現(xiàn)象。軸（5）軸端擋圈軸端擋圈具有消除間隙的作用，能承受沖擊載荷，對中精度要求較高，主要用于有振動和沖擊的軸端零件的軸向固定，其結(jié)構(gòu)如圖6-1-18所示。軸當用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進行零件的軸向定位時，為保證軸向定位可靠，一般裝配零件的軸頭長度應比零件的輪轂長度短2～3mm，即l軸<L轂，如圖6-1-19所示，以確保套筒、螺母或軸端擋圈能靠緊零件端面，否則容易造成定位不可靠，如圖6-1-20所示。軸2.軸上零件的周向定位和固定周向固定的作用和目的是為了在零件傳遞轉(zhuǎn)矩時，防止零件與軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。常用的定位和固定方法包括鍵連接、花鍵連接和過盈配合等。當傳遞的轉(zhuǎn)矩很小時，可采用緊定螺釘連接或銷連接，它們可同時實現(xiàn)軸向和周向固定（圖6-1-21）。軸四、軸的失效和檢查引導問題：不同類型的軸有不同的功能，那么軸的失效形式及原因有哪些？1.軸的失效軸的主要作用是承受彎矩與轉(zhuǎn)矩，它在彎矩和轉(zhuǎn)矩的作用下承受交變應力，軸肩處會發(fā)生應力集中，因此軸的失效形式主要有疲勞強度不足而產(chǎn)生的疲勞斷裂；因靜強度不足而產(chǎn)生的塑形變形或脆性斷裂，磨損超過允許范圍導致的變形和振動等。不同級別和不同要求的汽車，其對軸的強度要求也是不一樣的。在實際中提高軸的疲勞強度和剛度是降低軸的疲勞磨損的必要手段。在生產(chǎn)制造過程中，提高軸的疲勞強度和剛度的主要措施包括：1）減小應力集中。2）降低軸的表面粗糙度。3）強化軸的表面，如碾壓、噴丸、表面淬火、滲碳。軸2.軸的使用和檢查1）軸在使用前，應注意軸和軸上零件固連要可靠；軸與軸上有相對移動和轉(zhuǎn)動的零件間的間隙應適；軸頸潤滑應符合要求，潤滑不當是使軸頸非正常磨損的重要原因。2）軸在使用中，應避免突加、突減負荷或超載，尤其是對新配滑動軸瓦和使用已久的軸更應注意，以防止疲勞斷裂和彎扭變形。3）在機器大修或者中修時，通常應檢查軸有無裂紋、彎曲、扭曲及軸徑磨損等，如不符合要求應進行修復或更換。裂紋通常集中在應力集中處，由此導致軸的疲勞斷裂，應予以注意。軸上的裂紋可用放大鏡和磁力探傷器等檢查。軸徑的最大磨損量為測得的最小直徑同公稱直徑之差，當超過規(guī)定值時應進行修磨。4）對于液體潤滑軸承中的軸頸，應檢查其圓度和圓柱度，因為失圓的軸頸運轉(zhuǎn)時，會使油膜的壓力波動，不僅加速軸瓦材料的疲勞損壞，也增加了軸瓦和軸徑的直接接觸，使磨損加劇。軸上花鍵的磨損，可通過檢查配合的齒側(cè)間隙，或用標準花鍵套在花鍵軸上進行檢查。模塊六汽車軸系零部件

軸

曲軸和傳動軸軸承聯(lián)軸器和離合器曲軸和傳動軸1.敘述曲軸的結(jié)構(gòu)、定位和失效形式。2.概括十字萬向節(jié)的傳動原理與傳動特點。3.敘述傳動軸的分類和傳動軸在汽車上的應用。4.通過學習探究、分析曲軸的結(jié)構(gòu)特點和曲柄連桿機構(gòu)的受力情況。學習目標曲軸和傳動軸一、曲軸的結(jié)構(gòu)引導問題：圖6-2-1所示為典型的發(fā)動機曲軸，從結(jié)構(gòu)上看，曲軸較直軸復雜，但發(fā)動機為什么不采用直軸而采用曲軸呢？曲軸可將活塞連桿組傳來的推力轉(zhuǎn)變成使曲軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩向外輸出；并驅(qū)動發(fā)動的配氣機構(gòu)及其他輔助裝置（如發(fā)電機、水泵、風扇、機油泵、空調(diào)壓縮機等）工作。在發(fā)動機工作時，曲軸承受著周期性變化的氣體壓力、往復運動質(zhì)量慣性力、旋轉(zhuǎn)運動離心力及摩擦力的共同作用。曲軸和傳動軸1.前端軸和后端軸1）前端軸。前端軸上有安裝驅(qū)動附件傳動裝置的帶輪軸頸，可用于驅(qū)動水泵、轉(zhuǎn)向助力泵、空調(diào)壓縮機、發(fā)電機等附屬機構(gòu)；還可以安裝正時裝置（齒輪、鏈輪或帶輪）。2）后端軸。后端軸上安裝有法蘭盤的軸頸，用以連接飛輪。3）前后段的密封。曲軸前后段均伸出了曲軸箱，為了防止機油沿軸頸外漏，在曲軸的前后段均設有防漏密封裝置。常見的密封裝置有擋油盤、填料油封、自緊油封、回油螺紋等。一般發(fā)動機多采用兩種以上防漏裝置組成復合式防漏結(jié)構(gòu)。曲軸和傳動軸2.曲拐每個連桿軸頸與兩端的曲柄及主軸頸共同構(gòu)成一個曲拐。一般的直列式發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)等于發(fā)動機的氣缸數(shù)，而V型發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)是氣缸數(shù)的一半。1）連桿軸頸。連桿軸頸在曲軸上，與連桿大頭通過連桿軸承裝配在一起。2）主軸頸。主軸頸是曲軸的支承部分。根據(jù)主軸頸的設置，可以把曲軸的支承方式分為：全支承和非全支承。曲軸和傳動軸3.曲柄和平衡重曲柄用來連接主軸頸和連桿軸頸。連桿、連桿軸頸和曲柄等質(zhì)心不在曲軸轉(zhuǎn)動中心上，容易引起振動。平衡重的作用是將偏離了轉(zhuǎn)動中心的曲軸質(zhì)心調(diào)整到轉(zhuǎn)動中心，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加平衡重會增加曲軸質(zhì)量，使材料消耗增多，制造工藝復雜，成本上升。曲軸在裝配前必須經(jīng)過平衡校驗，對不平衡的曲軸，常在偏重或者曲柄上鉆去一部分質(zhì)量，以達到平衡要求。曲軸和傳動軸二、曲軸的定位和故障形式分析引導問題：曲軸如何實現(xiàn)軸向定位和徑向定位？曲軸的失效形式及原因有哪些？1.軸向定位曲軸安裝時需進行軸向定位，必須采用軸向限位措施限制軸向間隙，以控制軸向竄動量。曲軸的軸向定位一般采用止推片，如圖6-2-5所示；或翻邊軸瓦，如圖6-2-6所示。定位裝置可以裝在前端第一道主軸承處或中部某主軸承處。為了保證曲軸在受熱膨脹或冷卻時能夠自由伸縮，曲軸只能設置一個軸向定位裝置。曲軸和傳動軸有的發(fā)動機采用全支承鍛造曲軸，在第三道主軸承軸座兩端加裝環(huán)狀整體止推片實現(xiàn)軸向定位。也有的發(fā)動機曲軸第一道主承軸座兩端加裝環(huán)狀整體止推片實現(xiàn)軸向定位，如圖6-2-7所示。曲軸和傳動軸2.徑向定位曲軸徑向定位的任務由主軸承（俗稱大瓦）擔任，主軸承的基本結(jié)構(gòu)與連桿軸承相同，主軸承把曲軸與機體連接在一起，將曲軸承受的全部載荷傳給機體組，如圖6-2-8所示。主軸承開有周向油槽和主油孔，在裝配時兩片軸瓦不能裝錯。曲軸和傳動軸3.失效形式與原因1）曲軸軸頸磨損后與軸瓦配合間隙增大，可能是因為機油太少、機油變質(zhì)或機油中存在著硬質(zhì)磨料；或者軸頸與軸瓦的配合間隙過大或過小，致使油膜難以形成，發(fā)生干摩擦會早期磨損。曲軸旋轉(zhuǎn)時，在離心力作用下，機油中機械雜質(zhì)偏向油孔一側(cè)，成為磨料，使軸頸磨損不勻，產(chǎn)生錐度等損傷。2）曲軸軸頸表面劃痕或拉傷，如圖6-2-9所示。沒有按時更換油底殼的機油，使機油中含有較大的金屬物等磨?；爝M軸瓦和軸頸的縫隙里，刻劃和拉傷摩擦表面。曲軸和傳動軸3）曲軸變形，曲軸的變形通常為彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，變形過大的曲軸會導致自身和相連零件的加劇磨損，加速疲勞，出現(xiàn)曲軸斷裂和過大的機械振動。4）曲軸斷裂，如圖6-2-10所示。如曲軸斷裂也就代表著發(fā)動機的損壞，一般常見的斷裂部位有軸頸兩相鄰圓角交接的曲柄臂處、連桿軸頸過油孔處等部位。曲軸和傳動軸三、汽車傳動軸引導問題：傳動軸的作用是什么？傳動軸在汽車上有哪些應用？1.萬向節(jié)萬向節(jié)又稱十字鉸鏈聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)如圖6-2-11所示。它的中間是一個相互垂直的十字頭，十字頭的四端用鉸鏈分別與兩軸上的叉形接頭相連。因此，當軸Ⅱ的位置固定后，軸Ⅰ可以在任意方向偏斜，角位移α可達40°~45°。但是，單個萬向節(jié)兩軸的瞬時角速度并不是每一時刻都相等，即當軸Ⅰ以等角速度回轉(zhuǎn)時，軸Ⅱ作變角速度轉(zhuǎn)動，從而引起動載荷，對使用不利。由于單個萬向節(jié)存在著上述缺點，所以在機器中很少單個使用。實際上，常采用雙萬向節(jié)，即由兩個單萬向節(jié)串接而成，如圖6-2-12所示。曲軸和傳動軸如圖6-2-13所示，安裝雙萬向節(jié)時，若要使主、從動軸的角速度相等必須滿足三個條件：1）主動、從動、中間三軸共面。2）主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應相等。3）中間軸兩端的叉面應在同一平面內(nèi)。曲軸和傳動軸一些汽車根據(jù)總布置要求需將離合器與變速器、變速器與分動器之間拉開一段距離，考慮到它們之間很難保證軸與軸的同軸度及車架可能變形，所以常采用十字軸萬向傳動軸，如圖6-2-14所示。對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，左、右驅(qū)動輪需要隨汽車行駛軌跡變化而改變方向，這時多采用等速萬向傳動軸。十字軸式剛性萬向節(jié)因其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，傳動效率高，且允許相鄰兩傳動軸之間有較大的交角（一般為15°~20°），故普遍應用于各類汽車的傳動系統(tǒng)中。曲軸和傳動軸2.傳動軸傳動軸是汽車傳動系中傳遞動力的重要部件，它的作用是與變速器、驅(qū)動橋一起將發(fā)動機的動力傳遞給車輪，使汽車產(chǎn)生驅(qū)動力。傳動軸是由軸管、伸縮管（伸縮花鍵）和萬向節(jié)組成，分段式需加中間支承。傳動軸是萬向傳動裝置的傳動軸中能夠傳遞動力的軸。它是一個高轉(zhuǎn)速、少支承的旋轉(zhuǎn)體，因此它的動平衡是至關(guān)重要的。一般傳動軸在出廠前都要進行動平衡試驗，并在平衡機上進行調(diào)整。傳動軸一般均使用輕而且抗扭性好的合金鋼管制成。3.半軸汽車半軸也稱驅(qū)動軸，它是將差速器與驅(qū)動輪連接起來的軸。半軸是變速器、減速器與驅(qū)動輪之間傳遞轉(zhuǎn)矩的軸，如圖6-2-15所示。它的內(nèi)外端各有一個萬向節(jié)，分別與萬向節(jié)上的花鍵與減速器齒輪，以及輪轂軸承內(nèi)圈連接。過去以實心軸居多，由于空心軸轉(zhuǎn)動不平衡控制更容易，現(xiàn)在很多汽車上都采用了空心軸。曲軸和傳動軸半軸是將差速器傳來的動力傳遞給左右驅(qū)動輪，半軸的結(jié)構(gòu)因驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式的不同而不同，非斷開式驅(qū)動橋的半軸為剛性整軸，如圖6-2-16所示。轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋中的半軸分段利用萬向節(jié)連接，如圖6-2-15所示。曲軸和傳動軸一般前驅(qū)式汽車采用斷開式等速半軸，如圖6-2-17所示。斷開式半軸按照等速方式來分，又分為三球銷式等速萬向節(jié)、直滾道式等速萬向節(jié)和斜滾道式等速萬向節(jié)。模塊六汽車軸系零部件

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曲軸和傳動軸軸承聯(lián)軸器和離合器軸承1.能敘述滾動軸承的結(jié)構(gòu)、分類與特點。2.能敘述滾動軸承的失效形式。3.能敘述滾動軸承的拆裝方法。4.能敘述滑動軸承的結(jié)構(gòu)特點與失效形式。5.能分析軸承的潤滑方式與特點。學習目標軸承一、滾動軸承的結(jié)構(gòu)與分類引導問題：滾動軸承有哪些類型，其結(jié)構(gòu)有何特點？滾動軸承嚴格來說是一個組合標準件，其基本結(jié)構(gòu)如圖6-3-1所示。它主要由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等四個部分組成。通常其內(nèi)圈用來與軸頸配合裝配并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈的外徑用來與軸承座或機架座孔相配合裝配，起到支承的作用；有時也有軸承內(nèi)圈與軸固定不動、外圈轉(zhuǎn)動的場合；滾動體是借助保持架均勻地分布在內(nèi)圈和外圈之間，它們的形狀、大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導滾動體旋轉(zhuǎn)。軸承按滾動體的形狀不同，可將滾動軸承分為球軸承和滾子軸承兩種類型。如圖6-3-2所示，常用的滾動體有球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針等。按滾動體的列數(shù)，可分為單列、雙列及多列，如圖6-3-3所示。軸承按工作時是否能自動調(diào)心，可分為剛性軸承和調(diào)心軸承。軸承由于安裝誤差或軸的變形等，都會引起內(nèi)外圈軸線發(fā)生相對傾斜，傾斜的角度越大，對軸承的正常工作影響越大，調(diào)心軸承允許存在一定的傾斜角度而不影響正常工作。如圖6-3-4所示，調(diào)心滾子軸承有兩列滾子，外圈有一條共用的球面滾道，內(nèi)圈有兩條滾道相對于軸承軸線傾斜成一定角度，所形成的內(nèi)組件可以跟隨軸的偏轉(zhuǎn)，在外圈滾道內(nèi)的球面上偏轉(zhuǎn)一定角度，因而具有自動調(diào)心性能。軸承按所能承受負荷的方向或接觸角不同，可分為深溝球軸承和推力軸承。軸承公稱接觸角是指滾動體與外圈軌道接觸點的法線和軸承半徑方向的夾角，用α表示，如圖6-3-5所示。深溝球軸承主要用來承受徑向載荷，其接觸角從0°到45°；推力軸承主要用來承受軸向載荷，其接觸角從45°到90°。軸承軸承軸承軸承軸承二、滾動軸承的代號滾動軸承的類型很多，每種類型又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和技術(shù)要求。為了便于組織生產(chǎn)、設計和選用，國標GB/T272—1993規(guī)定了滾動軸承代號的結(jié)構(gòu)及表示方法。滾動軸承代號由前置代號、基本代號和后置代號構(gòu)成，其代表內(nèi)容和排列順序見表6-3-2。軸承1.基本代號基本代號用于表明滾動軸承的內(nèi)徑、直徑、寬度系列和類型，一般最多五位。1）內(nèi)徑代號?；敬栍移鸬谝?、二位數(shù)字表示，見表6-3-3。軸承2）直徑系列代號?；敬栍移鸬谌粩?shù)字，表示結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列，如圖6-3-6所示。軸承直徑系列代號有7、8、9、0、1、2、3、4、5，其外徑和寬度尺寸依次遞增。軸承3）寬度系列代號。基本代號右起第四位數(shù)字，表示結(jié)構(gòu)、內(nèi)、外徑都相同的軸承，在寬度方面的變化系列，如圖6-3-7所示。對于深溝球軸承，寬度系列代號有8、0、1、2、3、4、5和6，寬度尺寸依次遞增；對于推力軸承，代號有7、9、1和2，高度尺寸依次遞增。0系列為正常系列，除圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承外，代號0可不標出。軸承2.前置代號前置代號用字母表示，它是用以說明成套軸承的分部間特點的補充代號。例如，L表示可分離軸承的內(nèi)圈或外圈；K表示滾動體和保持架組件。一般軸承無前置代號。3.后置代號軸承的后置代號是用字母和數(shù)字表示軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、公差等級、游隙、材料等特殊要求，置于基本代號右邊，并與基本代號空半個漢字距離或用符號“—”、“/”分隔。以下介紹幾種常見后置代號。1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號。AC表示角接觸球軸承接觸角α=25°。B表示角接觸球軸承接觸角α=40°。C表示角接觸球軸承接觸角α=15°。2）公差等級代號。公差等級代號分為/P0、/P6、/P6X、/P5、/P4、/P2等6個等級，0級為普通級，在代號中省略不標。軸承3）常用軸承徑向游隙。分1組、2組、0組、3組、4組、5組等6個級別，依次由小到大。其中0組為常用游隙組別，在代號中不標注，其游隙組別分別用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。4）配置代號。配置代號中/DB、/DF、/DT表示安裝方式，見表6-3-4。軸承軸承三、滾動軸承的失效形式由于滾動軸承的結(jié)構(gòu)和使用不同，導致其失效的原因多樣化。主要包括：裝配不良、潤滑不良、過載、沖擊、振動、磨料或有害液體的侵入、環(huán)境溫度過高或過低、材質(zhì)缺陷、制造精度低和散雜電流的作用等。（1）疲勞點蝕滾動軸承工作時,在滾動體、內(nèi)圈、外圈的接觸表面將產(chǎn)生接觸應力。由于它們之間的相對運動及所受應力的周期性變化，使得其表面受脈動循環(huán)接觸應力作用。當接觸應力超過材料的極限應力時,滾動體、內(nèi)圈或外圈的表面將發(fā)生疲勞點蝕。這使軸承運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生振動、噪聲，溫度升高,最后導致不能正常工作。（2）塑性變形在重載或沖擊載荷的作用下，可能使?jié)L動體和套圈滾道表面接觸處的局部應力超過材料的屈服極限，產(chǎn)生永久性凹坑，出現(xiàn)振動、噪聲，破壞軸承的正常工作。軸承（3）磨損在潤滑不良、密封不當?shù)墓r下，粉塵、雜質(zhì)很可能進入軸承中，造成磨粒磨損使軸承失效。此外，由于安裝、維護、使用不當，特別是在高速重載條件下工作的軸承，由于摩擦產(chǎn)生高溫而使軸承產(chǎn)生咬合、卡死現(xiàn)象，或由于離心力過大而使保持架破壞，導致軸承不能正常工作，壽命縮短。軸承四、滾動軸承的安裝與拆卸引導問題：不正確的軸承安裝方式，會直接破壞軸的性能，從而影響整個機器的性能。那么滾動軸承是如何正確地進行安裝與拆卸的呢？

軸承的安裝要在干燥、清潔的環(huán)境中進行。安裝前，應根據(jù)不同軸承尺寸大小和應用環(huán)境，采用不同的安裝法；準備好安裝所必需的部件、工具及設備；準備好所有需要安裝的零件，并在安裝前徹底地清洗；按圖紙對所有需要安裝的零件尺寸和形狀精度進行檢查。要注意的是，在安裝準備工作沒有完成前，不要拆開軸承的包裝，以免使軸承受到污染。軸承的安裝方法主要有機械法（冷裝）、加熱法（熱裝）和液壓法等。對于直徑≤100mm的軸承通常采用專用安裝工具安裝；直徑>100mm的圓柱孔軸承可采用加熱法進行安裝；直徑>100mm的圓錐孔軸承可采用液壓法安裝。軸承1．機械法由于軸承的配合較緊，安裝時應使用專門的安裝工具，安裝、拆卸的壓力應直接加在緊配合的擋圈端面上，不能通過滾動體傳遞壓力，因為這樣會在軸承工作表面造成壓痕，影響軸承正常工作，甚至會使軸承損壞，如圖6-3-9所示。軸承2．加熱法

對尺寸較大的軸承或安裝過盈量較大時，可利用熱脹冷縮原理，對軸承加熱使其膨脹后，再安裝在軸上，這樣可以使軸承避免受到不必要的外力，可在短時間內(nèi)完成安裝作業(yè)。一般采用油浴加熱或電磁感應加熱方法，分別如圖6-3-10和圖6-3-11所示。加熱時應注意加熱溫度，一般加熱至80℃，最高不超過100℃。超過120℃時，容易導致軸承發(fā)生回火現(xiàn)象，致使軸承的硬度和精度降低，影響軸承的使用。軸承拆卸內(nèi)圈最簡單的方法是軸承頂拔器拔出，此時應讓內(nèi)圈承受拔力，頂拔器如圖6-3-12所示。大型軸承的內(nèi)圈拆卸采用油壓法。通過設置在軸上的油孔加以液壓，可易于拉拔。拆卸寬度大的軸承則應液壓法與頂拔器加力并用。頂拔器應卡住軸承內(nèi)圈均勻用力，如圖6-3-13所示，頂拔器不能卡在軸承外圈，通過滾動體傳力拉出軸承，這樣會損壞軸承。軸承五、滑動軸承的類型與特點引導問題：在某些工作場合，必須選用滑動軸承，而不能選用滾動軸承，滑動軸承有哪些特點，適用于哪些場合？滑動軸承根據(jù)所承受載荷的方向不同，可分為徑向滑動軸承和推力滑動軸承。1.徑向滑動軸承常用的徑向滑動軸承有整體式、剖分式、調(diào)心式三種形式。（1）整體式滑動軸承如圖6-3-14所示，它由軸承座和軸瓦組成。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低；軸套磨損后，間隙無法調(diào)整；裝拆不便，只能從軸端裝拆。它僅適用于低速、輕載的機器。軸承（2）剖分式滑動軸承如圖6-3-15所示，剖分式滑動軸承由軸承蓋、軸承座、對開軸瓦和雙頭螺柱等組成。軸承座與軸承蓋的剖分面常做成階梯形定位止口，以便于對中定位和防止受力時產(chǎn)生相對位移。它的特點是裝拆方便，還可以通過增減剖分面上的調(diào)整墊片的厚度來調(diào)整間隙。它適用于中、高速和重載機器。剖分式滑動軸承克服了整體式滑動軸承的主要不足，因此用處廣泛。軸承（3）自動調(diào)心軸承如果軸頸很長（寬徑比L/d>1.5）或軸的撓度較大時，由于軸頸的傾斜易使軸瓦端部邊緣嚴重磨損，如圖6-3-16所示。這時可采用自動調(diào)心滑動軸承。它的結(jié)構(gòu)特點是軸瓦與軸承座以球面配合，軸瓦可隨著軸的彎曲而轉(zhuǎn)動，從而避免軸頸在軸彎曲時產(chǎn)生偏斜，使軸承端部由于載荷集中而產(chǎn)生過度磨損，如圖6-3-17所示。軸承2.推力滑動軸承推力滑動軸承用來承受軸向載荷，且能防止軸的軸向移動。按支撐面的結(jié)構(gòu)，推力滑動軸承可分為實心、空心、單環(huán)和多環(huán)四種，如圖6-3-18所示。實心端面推力滑動軸承由于工作時軸心與邊緣磨損不均勻，以致軸心部分壓強極高，所以極少采用；空心端面推力滑動軸承，在軸頸端面的中空部分能存油，壓強也比較均勻，但承載能力不大；單環(huán)式推力軸承可以改善端面壓力不均的現(xiàn)象，但只能承受較小的軸向載荷；多環(huán)推力滑動軸承，壓強較均勻，能承受較大載荷，但各環(huán)承載能力不等，環(huán)數(shù)不能太多。軸承軸承滑動軸承的失效通常由多種原因引起，失效形式也多種多樣，有時幾種失效形式并存，相互影響。所以很難把各種失效形式截然分開，如圖6-3-19所示。它的最常見的失效形式是軸瓦磨損、膠合（燒瓦）、疲勞磨損和由于制造工藝原因而引起的軸承襯脫落。其中最常見的是軸瓦磨損和膠合。軸承六、軸承的潤滑方式引導問題：軸承在高溫高速旋轉(zhuǎn)的惡劣環(huán)境下工作，那它需要潤滑嗎？潤滑方式有哪些呢？軸承潤滑的主要目的是為了減少摩擦和磨損，以提高軸承的工作性能和使用壽命，同時起冷卻、防塵、防銹和吸振的作用。軸承設計的時候必須恰當?shù)剡x擇潤滑劑和潤滑裝置。潤滑劑的選擇有三種：潤滑油、潤滑脂，如圖6-3-20所示。軸承1.潤滑油潤滑潤滑油的內(nèi)摩擦系數(shù)小，流動性好,是軸承中應用最為廣泛的一種潤滑劑。工業(yè)用潤滑油有合成油和礦物油兩類，其中礦物油資源豐富，價格便宜,適用廣。潤滑油的主要性能指標是黏度，它表示潤滑油流動時內(nèi)部摩擦力的大小，是選用潤滑油的主要依據(jù)。選擇黏度時，應考慮如下基本原則：1）在壓力大、溫度高、載荷沖擊變動大時，應選用黏度大的潤滑油。2）滑動速度高時,容易形成油膜（轉(zhuǎn)速高時），為減少摩擦應選用黏度較低的潤滑油。3）加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面,應選用黏度較高的潤滑油。油潤滑方式有：手工加油潤滑、滴油潤滑、油環(huán)潤滑、飛濺潤滑、壓力循環(huán)潤滑。軸承2.潤滑脂潤滑潤滑脂又稱干油，俗稱黃油，是由潤滑油、稠化劑等制成的膏狀潤滑材料。它的特點是稠度大，不易流失，因此軸承的密封簡單。潤滑脂需經(jīng)常補充，而且穩(wěn)定性差，摩擦功耗大，流動性差，無冷卻效果，僅適于低速重載且溫度變化不大處，難以連續(xù)供油的場合。潤滑脂的主要性能指標是針入度、滴點和耐水性。它的選擇原則如下:1）輕載高速時選針入度大的潤滑脂,反之選針入度小的潤滑脂。2）所用潤滑脂的滴點應比軸承的工作溫度高約20~30℃。滴點溫度較高的主要是鈣基或復合鈣基潤滑脂。3）在有水淋或潮濕的環(huán)境下應選擇防水性強的潤滑脂，如鋁基潤滑脂、鈣基潤滑脂。軸承3.固體潤滑劑潤滑軸承在高溫，低速、重載情況下應用，不宜采用潤滑油或潤滑脂時，可采用固體潤滑劑。它可以在摩擦表面形成固體膜，常用的有：石墨、聚四氟乙烯、二硫化鎢等。固體潤滑劑可調(diào)配到油或脂中，涂敷或燒結(jié)到摩擦表面，或滲入軸瓦材料或成型鑲嵌在軸承中使用?；瑒虞S承是常用的傳動方式，潤滑油不僅要起到潤滑的作用還要起到冷卻的作用，因此需要采用潤滑性能良好的低黏度的潤滑油。同時需要具備良好的抗氧化、抗磨性、防銹性及抗泡沫性。對于精密磨床的磨石主軸所用的精密滑動軸承，因軸承間隙特別?。?μm），轉(zhuǎn)速特別高（30000r/min以上）應使用黏度很小，抗磨性極好的黏度為2.0mm2/s（40℃）的潤滑油。模塊六汽車軸系零部件

軸

曲軸和傳動軸軸承聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器與離合器1.能敘述聯(lián)軸器的分類與性能要求。2.能區(qū)分常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與特點。3.能總結(jié)常用離合器的類型與特點。4.能復述離合器在汽車上的應用。5.通過實踐探究解釋聯(lián)軸器與離合器的故障機理。學習目標聯(lián)軸器與離合器一、聯(lián)軸器的作用與分類引導問題：聯(lián)軸器的主要作用是將兩條軸連在一起，傳遞運動和動力。那么聯(lián)軸器有哪些性能要求？它是如何分類的？聯(lián)軸器是軸系中的常用部件，由于制造、安裝誤差、受載受熱后的變形，以及傳動過程中產(chǎn)生振動等因素影響，通常會出現(xiàn)兩軸間存在軸向位移x、徑向位移y、角位移α或這些位移相互組合的綜合位移，如圖6-4-1所示。所以聯(lián)軸器除了傳動外，還要有一定的位置補償和吸振緩沖的能力。聯(lián)軸器與離合器根據(jù)補償兩軸偏移位移的能力不同，可將聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。剛性聯(lián)軸器不具有緩沖性和補償兩軸線相對位移的能力，要求兩軸嚴格對中，但此類聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，裝拆、維護方便，能保證兩軸有較高的對中性，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，一般用于兩軸對中好，相對位移很小的場合。常用的類型包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器等。撓性聯(lián)軸器是利用聯(lián)軸器中彈性元件的變形來補償位移的，可以起到減輕振動和沖擊的能力?？梢苑譃闊o彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器二、常用離合器的類型與特點引導問題：離合器主要用于軸與軸之間在機器運轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)主、從動軸的分離與接合。那么離合器是怎么分類的？有什么特點呢？由于離合器是在不停車的條件下進行兩軸的接合與分離，因而離合器應保證離合迅速平穩(wěn)、可靠、操縱方便、耐磨且散熱良好。離合器的種類很多，按實現(xiàn)兩軸接合和分離的過程可以分為操縱離合器、自動離合器；按離合的工作原理可分為嵌合式離合器、摩擦式離合器。摩擦式離合器是通過主、從動元件的摩擦力來傳遞回轉(zhuǎn)運動和動力，運動中接合方便，有過載保護性能。但傳遞轉(zhuǎn)矩較小，適用于高速、低轉(zhuǎn)矩的工作場合。聯(lián)軸器與離合器1.摩擦式離合器摩擦式離合器依靠兩接觸面間的摩擦力來傳遞運動和動力。汽車上也常采用摩擦式離合器。摩擦式離合器可以分為單片式和多片式兩種。1）單片離合器。如圖6-4-2所示，單片離合器由摩擦圓盤1、2和導向鍵3組成。圓盤1與主動軸連接，圓盤2通過導向鍵3與從動軸連接并可在軸上移動。操縱滑環(huán)4可使兩圓盤接合或分離。軸向壓力F使兩圓盤接合，并在工作表面產(chǎn)生摩擦力，以傳遞轉(zhuǎn)矩。單片離合器結(jié)構(gòu)簡單，分離靈活，散熱性好，但徑向尺寸較大，只能傳遞不大的轉(zhuǎn)矩，一般用在轎車和輕型、中型貨車上。聯(lián)軸器與離合器2）多片離合器。如圖6-4-3所示，多片離合器由兩組間隔排列的內(nèi)、外摩擦片構(gòu)成，主動軸1與外殼2相連接，外殼內(nèi)裝外摩擦片4，摩擦片形狀如圖6-4-4所示。它的外緣有凸齒插入外殼上的內(nèi)齒槽內(nèi)，使其與外殼一起轉(zhuǎn)動；它的內(nèi)孔不與任何零件接觸。從動軸10與套筒9相連接，套筒上裝內(nèi)摩擦片5，形狀如圖6-4-5所示，它的外緣不與任何零件接觸，與從動軸一起轉(zhuǎn)動?；h(huán)7由操縱機構(gòu)控制，當滑環(huán)向左移動時，使杠桿8繞支點順時針轉(zhuǎn)動，通過壓板3將兩組摩擦片壓緊，實現(xiàn)接合；滑環(huán)7向右移動，則實現(xiàn)離合器分離。摩擦片間的壓力由螺母6調(diào)節(jié)。

聯(lián)軸器與離合器2.超越離合器超越離合器又稱為定向離合器，是一種能根據(jù)兩軸角速度的相對關(guān)系自動接合和分離的自動離合器。當主動軸轉(zhuǎn)速大于從動軸時，離合器將使兩軸接合起來，把動力從主動軸傳遞至從動軸；而當主動軸轉(zhuǎn)速小于從動軸時，則離合器使兩軸分離。目前廣泛應用的是滾柱超越離合器，如圖6-4-6所示。它由行星輪、外圈、滾柱和彈簧頂桿組成。滾柱的數(shù)目一般為3~8個，星輪和外圈都可作為主動件。當星輪為主動件并做順時針轉(zhuǎn)動時，滾柱受摩擦力作用被楔緊在星輪與外圈之間，從而帶動外圈一起回轉(zhuǎn)，離合器為接合狀態(tài)；當星輪逆時針轉(zhuǎn)動時，滾柱被推到楔形空間的寬敞部分而不再楔緊，離合器為分離狀態(tài)。超越離合器只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩。若外圈和星輪作順時針同向回轉(zhuǎn)，則當外圈轉(zhuǎn)速大于星輪轉(zhuǎn)速，離合器為分離狀態(tài)；當外圈轉(zhuǎn)速小于星輪轉(zhuǎn)速，離合器為接合狀態(tài)。超越離合器尺寸小，接合和分離平穩(wěn)，可用于高速傳動。聯(lián)軸器與離合器三、離合器在汽車上的應用引導問題：汽車離合器的傳動原理是什么？汽車離合器位于發(fā)動機和變速器之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速器的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機與變速器暫時地分離然后逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力。汽車離合器是為了防止傳動系統(tǒng)過載，并使汽車起步平穩(wěn)、換檔平順，降低扭振沖擊。目前，在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器（簡稱為摩擦離合器），如圖6-4-7所示。模塊七液壓傳動

認識液壓傳動

液壓泵與液壓缸液壓閥汽車常用液壓回路認識液壓傳動1.能敘述液壓傳動的工作原理、組成及功能。2.掌握液壓傳動系統(tǒng)中液體壓力、流量、速度和功率之間的關(guān)系，并能進行相應計算。3.能敘述液壓沖擊、氣穴現(xiàn)象、壓力損失產(chǎn)生的原因、現(xiàn)象，以及相應改善措施。4.能敘述液壓傳動的特點。學習目標認識液壓傳動一、液壓傳動系統(tǒng)的原理與組成引導問題：液壓傳動系統(tǒng)由哪些部分組成？它是怎樣傳遞運動和動力的？1.液壓傳動的工作原理如圖7-1-1所示為液壓千斤頂?shù)脑韴D，當手柄向上抬時，小液壓缸內(nèi)的活塞向上運動，小液壓缸內(nèi)的空間變大，壓力變小，油箱中的油液沖開單向閥進入小缸內(nèi)，此時單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當手柄再次向下按時，小液壓缸內(nèi)的小活塞向下移動，小液壓缸的容積變小，壓力變大，液壓油沖開單向閥進入大液壓缸內(nèi)，此時單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，大液壓缸內(nèi)的活塞向上移動，重物也被頂起。重物下落時，只要打開截止閥，大液壓缸內(nèi)的油液就可流回油箱。大液壓缸內(nèi)的活塞下移，重物隨之下降。認識液壓傳動2.液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)在實際運行過程中，主要依靠液壓泵的作用來運轉(zhuǎn)。借助原動機的功能，使機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w壓力能，并對能量進行高效傳遞。在系統(tǒng)內(nèi)部管道、控制閥門的傳遞與控制作用下，利用液壓馬達、液壓缸等元器件，完成液體壓力能向機械能的轉(zhuǎn)變，帶動系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)或往復性直線運動。根據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的功能不同，系統(tǒng)的復雜程度和組成元件都有所區(qū)別，但總體來說，液壓傳動系統(tǒng)都是由以下幾部分組成的。1）動力元件——液壓泵。它是將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置。2）執(zhí)行元件——液壓缸和液壓馬達，它是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能對外輸出的元件。3）控制元件——各種閥類，它是控制油液的流動方向、壓力和流量的裝置，以滿足液壓系統(tǒng)的工作要求。4）輔助元件——油箱、過濾器、管類和密封件等。這些元件擔負著貯存、輸送和凈化工作油液及散熱的任務，它也是傳動系統(tǒng)中不可缺少的部分。5）工作介質(zhì)——液壓油，絕大多數(shù)系統(tǒng)為礦物油，液壓系統(tǒng)用它來傳遞能量。認識液壓傳動二、液壓傳動的基本參數(shù)引導問題：液壓傳動系統(tǒng)工作過程中有哪些基本參數(shù)？（1）壓力在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓強將同時且大小不變地傳遞到液體內(nèi)各點，容器所受的內(nèi)壓力方向垂直于容器內(nèi)表面，這一規(guī)律稱為帕斯卡原理。液壓傳動的基本原理就是帕斯卡原理，在密閉的容器內(nèi)液體依靠密封容積的變化傳遞運動，依靠液體的靜壓力傳遞動力。計算中一般使用流體靜力學公式，流體速度變化相對低，一般不用考慮流體的動量沖擊。油液單位面積上承受的作用力稱為壓強，在工程中習慣稱為壓力，用符號p表示，液壓傳動的壓力取決于負載。認識液壓傳動（2）流量計算，引入平均流速的概念，即假設過流斷面上各點的流速均勻分布。管道或液壓缸的流速取決于流量。油液通過管路或液壓缸的平均流速可由式（7-1-2）計算：認識液壓傳動認識液壓傳動認識液壓傳動認識液壓傳動認識液壓傳動2.氣穴現(xiàn)象在液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)中，不可避免地混有一定量的空氣，當流動液體某處的壓力低于空氣分離壓時，正常溶解于液體中的空氣就成為過飽和狀態(tài)，從而會從油液中迅速分離出來，使液體產(chǎn)生大量氣泡。此外，當油液中某一處的壓力低于當時溫度下的蒸氣壓時，油液將沸騰汽化，也在油液中形成氣泡。上述兩種情況都會使氣泡混在液體中，使原來充滿在管道或元件中的液體呈現(xiàn)出不連續(xù)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。氣泡潰滅時，液體質(zhì)點互相撞擊，同時也撞擊金屬表面，產(chǎn)生各種頻率的噪聲，同時引起振動和金屬表面腐蝕。氣穴多發(fā)生在閥口和液壓泵的進口處。由于閥口的通道狹窄，液流的速度增大，壓力則大幅度下降，以致產(chǎn)生氣穴。當液壓泵的安裝高度過大，吸油管直徑太小，吸油阻力太大，或泵的轉(zhuǎn)速過高，造成進口處真空度過大時，亦會產(chǎn)生氣穴。認識液壓傳動3.壓力損失實際液體具有黏性，在液體流動時就有阻力，為了克服阻力，就必然要消耗能量，這樣就有能量損失。能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失。壓力損失過大，將使功率消耗增加，油液發(fā)熱，泄漏增加，效率降低，液壓系統(tǒng)性能變壞。壓力損失可分為兩種：一種是液體在等徑直管中流動時因摩擦而產(chǎn)生的壓力損失，稱為沿程壓力損失；另一種是由于管路的截面突然變化、液流方向改變，或其他形式的液流阻力（如控制閥閥口）而引起的壓力損失，稱為局部壓力損失。為了盡量較少壓力損失，提高液壓傳動系統(tǒng)的工作性能，常采用下列措施：1）盡量縮短管道長度，減少截面變化和管道的彎曲。2）管道內(nèi)壁盡量做得光滑，油液黏度適當。3）流速的影響較大，因此應將油液的流速限制在適當范圍內(nèi)。認識液壓傳動四、液壓傳動的特點引導問題：液壓傳動有哪些優(yōu)點和缺點？1.液壓傳動的優(yōu)點與機械傳動、電氣傳動相比較，液壓傳動有以下主要優(yōu)點：1）液壓傳動是油管連接，可根據(jù)需要方便、靈活地布置傳動機構(gòu)。2）在相同功率情況下，液壓傳動裝置的結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、質(zhì)量較輕。3）傳遞運動平穩(wěn)，換向時沖擊較小，可實現(xiàn)快速起動、制動和頻繁換向。4）液壓系統(tǒng)易于實現(xiàn)過載保護。5）液壓系統(tǒng)操作控制方便，易于采用電氣、液壓聯(lián)合控制，實現(xiàn)自動化。6）液壓傳動調(diào)速范圍大，可方便實現(xiàn)無級調(diào)速，還可在運行過程中進行調(diào)速。7）液壓元件已實現(xiàn)了標準化、系列化和通用化，便于設計、制造和推廣使用。8）采用油液為工作介質(zhì)，相對運動表面可自行潤滑，使用壽命長。認識液壓傳動2.液壓傳動的缺點1）由于泄漏等因素，不能保證嚴格的傳動比，影響運動的平穩(wěn)性和準確性。2）液壓系統(tǒng)工作時，液體流動的阻力損失和泄漏均較大，因此傳動效率低，不適合作為遠距離傳動。3）油液對溫度的變化比較敏感，使工作的穩(wěn)定性受到影響，故它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。4）為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復雜，因此制造成本較高。5）液壓元件和工作介質(zhì)在封閉的油路內(nèi)工作，故液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。6）油液的污染對液壓元件影響較大，污染的液壓油造成液壓元件的磨損和堵塞，致使性能變壞、使用壽命縮短，甚至損壞。模塊七液壓泵與液壓缸

認識液壓傳動

液壓泵與液壓缸液壓閥汽車常用液壓回路液壓泵與液壓缸1.能敘述液壓泵的功用、工作原理、性能參數(shù)。2.能敘述液壓泵的分類，齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的類型、結(jié)構(gòu)特點及應用特點。3.能敘述液壓缸的功用和工作原理，熟悉液壓缸類型、特點、應用場合及圖形符號。4.能根據(jù)要求對液壓缸進行速度、推力的計算。5.能敘述液壓馬達的工作原理，掌握液壓馬達的結(jié)構(gòu)特點、功用及圖形符號。學習目標液壓泵與液壓缸一、液壓泵的工作原理與分類引導問題：液壓泵的工作原理是什么？液壓泵有哪些類型？1.液壓泵的工作原理液壓泵是將電動機或其他原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（液壓能）的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓泵都是靠密封工作腔的容積變化進行工作的，其輸出流量的大小由密封工作容積變化大小來決定，故一般稱為容積式液壓泵。如圖7-2-1所示是一單柱塞液壓泵的工作原理圖，圖中柱塞2裝在泵體3中形成一個密封工作腔，柱塞在彈簧4的作用下始終壓緊在偏心輪1上。當偏心輪1由原動機驅(qū)動按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，柱塞2做往復運動。當柱塞2右移時，密封工作腔的容積逐漸增大，形成部分真空，使油箱中油液在大氣壓作用下，經(jīng)吸油管頂開單向閥6進入工作腔而實現(xiàn)吸油；反之，當柱塞左移時，工作腔容積逐漸減小，使腔內(nèi)油液的壓力升高，頂開單向閥5流入系統(tǒng)從而實現(xiàn)壓油。隨著偏心輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，泵就不斷地吸油和壓油。液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸2.液壓泵的工作特點1）必須具有一個由運動件和非運動件所構(gòu)成的密閉容積。2）密閉容積的大小隨運動件的運動做周期性變化，容積由小變大——吸油，由大變小——壓油。3）密閉容積增大到極限時，先要與吸油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為排油；密閉容積減小到極限時，先要與排油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為吸油。3.液壓泵的類型液壓泵按結(jié)構(gòu)形式分，可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等；按輸油方向能否改變，可分為單向泵和雙向泵；按排量能否改變，可分為定量泵和變量泵；按使用壓力不同，可分為低壓泵、中壓泵、中高壓泵、高壓泵和超高壓泵。液壓泵的圖形符號見表7-2-1。液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸二、常見液壓泵結(jié)構(gòu)與性能引導問題：常見液壓泵有哪些類型？具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點與性能？1.齒輪泵（1）外嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵的工作原理如圖7-2-2所示，主要由泵體和兩個相互嚙合轉(zhuǎn)動的齒輪組成。齒輪的頂圓、端面和泵體及端蓋之間的間隙很小。泵體兩端在前后端蓋封閉的情況下，內(nèi)部形成了密封容腔，而這對齒輪把這個容腔分為兩部分：吸油腔和壓油腔。當齒輪在電動機帶動下按圖7-2-2所示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時，右邊容腔由于嚙合的齒輪逐漸脫開，把齒槽空間留出來，使得這一容腔的容積不斷增大，形成了部分真空，從而產(chǎn)生了吸油作用，外界油液在大氣壓的作用下被吸入泵內(nèi)。隨著齒輪轉(zhuǎn)動，油液填滿齒槽空間，并被帶到左邊容腔，左邊容腔內(nèi)由于齒輪不斷進入嚙合，輪齒逐漸進入齒槽空間，使得容腔容積不斷減少，齒槽內(nèi)的液壓油逐漸被擠出，形成壓油作用，把齒槽空間的油液相繼壓出泵外。齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸油腔不斷吸油，壓油腔不斷壓油。液壓泵與液壓缸外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、工作可靠，自吸能力強，對油液污染不敏感，目前應用比較廣泛。但這種泵噪聲較大，且輸油量不均勻，有流量脈動現(xiàn)象。由于壓油腔大于吸油腔的壓力，齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用，工作壓力越高，徑向不平衡力越大，徑向不平衡力很大時，能使泵軸彎曲，導致齒頂壓向定子的低壓端，使定子偏磨，同時也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。齒輪泵上的兩個油口，通常大的為吸油口，小的為壓油口，這樣設計的目的是為了減小壓力油的作用面積，從而減小齒輪泵的徑向不平衡力。液壓泵與液壓缸（2）內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵按齒形可分為漸開線齒形和擺線齒形兩種，它們的工作原理和主要特點與外嚙合齒輪泵完全相同。圖7-2-3所示為漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵，小齒輪帶動內(nèi)齒環(huán)同向旋轉(zhuǎn)，上半部分輪齒退出嚙合，形成真空吸油。下半部分輪齒進入嚙合，容積減小，壓油。月牙板同兩齒輪將吸壓油腔隔開。內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、流量脈動小、噪聲小，無困油現(xiàn)象，在高速下工作的容積效率高，但制造工藝較復雜，價格較貴。液壓泵與液壓缸2.葉片泵葉片泵按其每個工作腔在泵每轉(zhuǎn)一周時吸油、排油的次數(shù)，可分為單作用式和雙作用式兩類。單作用式常作變量泵使用，雙作用式只能作為定量泵使用。葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、運動平穩(wěn)、噪聲小、輸油均勻、壽命長等優(yōu)點，廣泛應用于汽車液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。（1）單作用式葉片泵單作用式葉片泵的工作原理如圖7-2-4所示。泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤和端蓋（圖中未顯示）等部件組成。定子內(nèi)表面是圓柱形孔。轉(zhuǎn)子和定子偏心安裝，具有一定的偏心距。葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可以靈活滑動，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的離心力，以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部緊貼在定子內(nèi)表面上，于是相鄰兩葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子之間就形成了一個密封的工作腔。當轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)的葉片向外伸出，密封工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，于是通過進油口和配油盤上的窗口將油吸入。液壓泵與液壓缸而在左側(cè)，葉片逐漸往里縮進，密封腔的容積逐漸縮小，密封腔中的油經(jīng)配油盤另一窗口和排油口而輸出到液壓系統(tǒng)中去。單作用式葉片泵是當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈時，液壓泵每一工作容積吸、排油各一次，故稱單作用式葉片泵。改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量，便可改變泵的排量，所以這種泵可用作變量泵。液壓泵與液壓缸（2）雙作用式葉片泵如圖7-2-5所示，雙作用式葉片泵的工作原理和單作用式葉片泵相似，不同之處只在定子內(nèi)表面由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線八個部分組成，且定子和轉(zhuǎn)子是同軸的。在圖示轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)時，在4、6兩個吸油區(qū)內(nèi)，密封工作腔的容積逐漸增大，形成部分真空，油從吸油口進入泵內(nèi)；而在5、7兩個排油區(qū)內(nèi)，密封工作腔的容積逐漸減少，形成壓力油，從壓油口排出。吸油區(qū)和排油區(qū)之間有一段封油區(qū)把它們隔開。這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個密封工作腔完成吸油和排油動作各兩次，所以稱為雙作用式葉片泵。泵的兩個吸油區(qū)和兩個排油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，有利于作用在轉(zhuǎn)子上的液壓徑向力平衡。雙作用式葉片泵通常是定量泵。3.柱塞泵柱塞式液壓泵是利用柱塞在柱塞孔中作往復運動時產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。根據(jù)柱塞的分布的方向不同，柱塞分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。液壓泵與液壓缸（1）徑向柱塞泵如圖7-2-6所示，徑向柱塞泵主要由定子4、多個徑向均勻分布的柱塞1、缸體2和配油軸5等組成。密封容積由柱塞、缸體、配油軸圍成。定子和缸體偏心安裝，當缸體在原動機帶動下如圖示方向旋轉(zhuǎn)時，在離心力（或低壓油）的作用下，柱塞經(jīng)過上半周時，向外伸出，與定子的內(nèi)表面貼合，柱塞泵密封容積逐漸增大形成局部真空。此時，經(jīng)過襯套3上的油孔和缸體一起旋轉(zhuǎn)和固定的配流軸5上的吸油口從油箱吸油。當柱塞轉(zhuǎn)到下半周時，定子內(nèi)壁把柱塞向里推，缸內(nèi)密封容積逐漸減小，油液經(jīng)配流軸的壓油口壓出。缸體旋轉(zhuǎn)一周，完成一次吸壓油。如果改變定子與轉(zhuǎn)子偏心距的大小，泵的排量也改變，故可做成變量泵。若偏心距方向改變，則排量方向也改變，就可做成雙向泵。液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸（2）軸向柱塞泵如圖7-2-7所示，軸向柱塞泵主要由柱塞3、缸體2、配油盤4和斜盤1等零件組成。柱塞安裝在缸體的柱塞孔中，平行于傳動軸，并沿圓周均勻分布。在機械裝置或低壓油的作用下（圖中為彈簧），柱塞的一端頂在斜盤1上，配油盤和斜盤都固定不動。當原動機通過傳動軸帶動缸體旋轉(zhuǎn)時，在低壓油及斜盤的作用下，柱塞就在柱塞孔中往復直線運動。當柱塞伸出，柱塞孔中密封容積增大，形成局部真空，此時吸油；當柱塞被斜盤壓入柱塞孔中時，密封容積減小，油液壓力增高，油液經(jīng)過配油盤上的壓油窗口壓出。如改變斜盤傾角的大小，就能改變柱塞的行程長度，也就改變了泵的排量，如改變斜盤傾角的方向，就能改變泵的吸、壓油的方向，這就成為雙向變量泵。液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸三、液壓缸的工作原理與分類引導問題：液壓缸是如何工作的？有哪些常見類型？1.液壓缸的工作原理液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上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部分。典型的液壓缸結(jié)構(gòu)如圖7-2-8所示。液壓缸一般有兩個油腔，每個油腔中都通有液壓油，液壓缸工作依靠帕斯卡原理（靜壓傳遞原理：在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳遞到液體各點）。當液壓缸兩腔通有不同壓力的液壓油時，其活塞兩個受壓面承受的液體壓力總和（矢量和）輸出一個力，這個力克服負載力使液壓缸活塞桿伸出或縮回。液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸2.液壓缸的分類液壓缸的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其分類方法也有多種，常見的分類有：按運動方式的不同可分為直線往復運動式和回轉(zhuǎn)擺動式；按受液壓力作用情況的不同可分為單作用式、雙作用式；按結(jié)構(gòu)形式不同可分為活塞式、柱塞式、伸縮式。單作用式液壓缸是指液壓力只能使活塞（或柱塞）單方向運動，反方向運動必須靠外力（如彈簧力或自重等）實現(xiàn)；雙作用式液壓缸則可由液壓力實現(xiàn)兩個方向的運動。液壓泵與液壓缸四、典型液壓缸的結(jié)構(gòu)與性能引導問題：不同液壓缸的結(jié)構(gòu)特點有何不同？分別具有哪些性能特點？1.活塞式液壓缸活塞式液壓缸是指缸體內(nèi)做相對往復運動的組件為活塞的液壓缸，主要由缸體、活塞、活塞桿等組成。根據(jù)活塞桿的數(shù)量分為雙桿活塞液壓缸和單桿活塞液壓缸。（1）雙桿活塞液壓缸雙桿液壓缸是活塞的兩側(cè)都有活塞桿的液壓缸，兩活塞桿直徑相等，當輸入兩腔的液壓油流量相等時，活塞的往復運動速度和推力相等。一般為雙向液壓驅(qū)動，可實現(xiàn)等速往復運動，如圖7-2-10所示。雙桿活塞液壓缸有缸體固定式和活塞桿固定式兩種。液壓泵與液壓缸缸體固定式如圖7-2-11所示，當缸左腔進油，右腔回油時，活塞帶動工作臺向右移動；右腔進油，左腔回油時，工作臺向左移動。工作臺的運動范圍約為活塞有效行程的三倍，占地面積較大。常用于小型設備的液壓系統(tǒng)。液壓泵與液壓缸活塞桿固定式如圖7-2-12所示，當壓力油經(jīng)活塞桿的中心孔及活塞處的徑向孔進入缸的左腔，右腔回油時，推動缸體帶動工作臺向左移動；右腔進壓力油，左腔回油時，工作臺向右移動。工作臺的運動范圍約為缸筒有效行程的兩倍，占地面積較小。常用于大、中型設備的液壓系統(tǒng)。液壓泵與液壓缸（2）單桿活塞液壓缸單桿活塞液壓缸是指在活塞的一側(cè)有伸出桿，如圖7-2-13所示，活塞將液壓缸分開為兩個腔，有桿腔和無桿腔，兩腔的有效工作面積不等，進油和回流的流量也不相等。兩端的油口都可以通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，屬于雙作用缸。這種缸無論是缸體固定還是活塞桿固定，工作臺的運動范圍都等于有效行程的兩倍，故結(jié)構(gòu)緊湊，應用廣泛。液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸液壓泵與液壓缸2.柱塞式液壓缸雖然活塞式液壓缸的應用非常廣泛，但這種液壓缸由于缸孔加工精度要求很高，當行程較長時，加工難度大，使得制造成本增加。在生產(chǎn)實踐中，某些場合所用的液壓缸并不要求雙向控制，柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價格低廉的液壓缸。柱塞式液壓缸是指在缸體內(nèi)做相對往復運動的組件是柱塞的液壓缸，如圖7-2-15所示。當油口進油時，柱塞向左運動，柱塞的回程要通過彈簧、自重等其他外力來實現(xiàn)。液壓泵與液壓缸3.擺動式液壓缸它是輸出轉(zhuǎn)矩并實現(xiàn)往復擺動的液壓執(zhí)行元件，又稱擺動式液壓馬達，主要有單葉片式和雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)形式。單葉片式擺動缸如圖7-2-17所示，由葉片軸3、缸體2、定子塊1和回轉(zhuǎn)葉片4等零件組成。定子塊固定在缸體上，葉片和葉片軸連接在一起，當兩個油口交替輸入壓力油時，葉片兩側(cè)所受油壓不同，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，葉片帶動葉片軸做往復擺動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。單葉片缸輸出軸的擺角小于280°。液壓泵與液壓缸雙葉片式擺動缸的原理如圖7-2-18所示，當輸入壓力和流量不變時，雙葉片擺動缸擺動軸輸出轉(zhuǎn)矩是相同參數(shù)單葉片擺動缸的兩倍，而擺動角速度則是單葉片式擺動缸的一半。雙葉片缸輸出軸的擺角小于150°。擺動缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般用于機床和工夾具的夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置、周期性進給機構(gòu)等中低壓系統(tǒng)，以及工程機械中。液壓泵與液壓缸五、液壓馬達引導問題：油液馬達是如何在液壓力的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)做功的？有哪些類型？液壓馬達是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機械能（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）。液體是傳遞力和運動的介質(zhì)。液壓馬達按結(jié)構(gòu)可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類；按排量能否改變可分為定量馬達和變量馬達；按轉(zhuǎn)速分為高速液壓馬達和低速液壓馬達。從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，液壓泵與液壓馬達是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達工況；反之，當液壓馬達的主軸由外力矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，也可變?yōu)橐簤罕霉r。但是，由于液壓馬達和液壓泵的工作條件不同，對它們的性能要求也不一樣。所以，同類型的液壓馬達和液壓泵之間，仍存在許多差別。因此在實際結(jié)構(gòu)上只有少數(shù)液壓泵能做液壓馬達使用。液壓泵與液壓缸1.葉片式液壓馬達如圖7-2-19所示，葉片式液壓馬達在結(jié)構(gòu)上與葉片泵相似，如圖所示右側(cè)油口通高壓油，左側(cè)油口接油箱。當壓力油從配油窗口進入油腔后，葉片2、6在進油腔，4、8在回油腔，葉片兩邊所受作用力相等，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。而葉片3、7和1、5處在封油區(qū)，一面是高壓油作用，另一面為低壓油作用，兩邊壓力不同，從而產(chǎn)出轉(zhuǎn)矩。葉片3、7產(chǎn)生順時針方向轉(zhuǎn)矩T1；葉片1、5產(chǎn)生逆時針方向轉(zhuǎn)矩T2。但葉片3、7伸出量比葉片1、5長，受力面積大，所輸出的轉(zhuǎn)矩也比1、5大，即T1＞T2，轉(zhuǎn)子因而產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動并輸出轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩大小為：T1-T2。葉片式液壓馬達外形尺寸小、轉(zhuǎn)動慣量小、動作靈敏、適用于換向頻率較高的場合；缺點是泄漏量較大、不能在很低的轉(zhuǎn)速下工作。因此，葉片式液壓馬達一般用于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩和動作要求靈敏的液壓系統(tǒng)中。液壓泵與液壓缸2.軸向柱塞液壓馬達軸向柱塞液壓馬達在機床液壓系統(tǒng)中應用較多，其結(jié)構(gòu)和軸向柱塞泵基本相同，圖7-2-20為斜盤式軸向柱塞液壓馬達的工作原理圖。斜盤1和配流盤4固定不動，轉(zhuǎn)子（缸體）2和液壓馬達的傳動軸通過鍵連接，并一起轉(zhuǎn)動。斜盤與缸體二者軸線傾斜夾角為δ，柱塞3的軸向安裝在缸體2內(nèi)。當壓力油通過配流盤窗口輸入到缸體柱塞孔中時，壓力油對柱塞產(chǎn)生作用力，將柱塞頂出，緊緊壓在斜盤端面上，斜盤給每個柱塞的反作用力F是垂直于斜盤端面的，壓力分解為兩個力：軸向力Fx和垂直于柱塞軸線的力Fy。Fx與柱塞上的液壓推力相平衡；Fy產(chǎn)生繞液壓馬達傳動軸的轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動柱塞繞傳動軸轉(zhuǎn)動，從而帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。改變輸油方向，液壓馬達的旋轉(zhuǎn)方向也可改變。改變傾角δ的大小可以改變液壓馬達的排量，成為變量泵。液壓泵與液壓缸模塊七液壓泵與液壓缸

認識液壓傳動

液壓泵與液壓缸液壓閥汽車常用液壓回路液壓閥1.能敘述液壓控制閥的種類，熟悉液壓控制閥的特點、功用。2.能識別各種液壓控制閥的圖形符號。3.能正確分析三位換向閥滑閥中位機能特點。學習目標液壓閥一、方向控制閥引導問題：液壓系統(tǒng)的液流方向是如何控制的？三位換向閥有哪些典型的中位機能，各有什么特點？方向控制閥簡稱方向閥，其基本功能是控制液壓系統(tǒng)中液流的方向，以改變執(zhí)行機構(gòu)的運動方向或動作順序。方向閥通過改變閥芯和閥體的相對位置來控制液流的方向，對于方向閥的每個通流口而言，只有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)。方向閥可分為單向閥和換向閥兩大類。1.單向閥單向閥又稱止回閥，它使液體只能沿一個方向通過。對單向閥的主要性能要求是：油液向一個方向通過時壓力損失要??；反向不通時密封性要好；動作靈敏，工作時無撞擊和噪聲。常用的單向閥又分為普通單向閥和液控單向閥兩種。液壓閥（1）普通單向閥普通單向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號如圖7-3-1所示。當P1口通高壓油，油液對閥芯所產(chǎn)生的壓力大于彈簧對閥芯的作用力時，壓力油頂開閥芯，油液從P1口流入，從P2口流出。當油液倒流時，液壓作用力使閥芯緊壓在閥體上，閥口關(guān)閉，油路不通。常用的單向閥閥芯有球形和錐形兩種，其中錐形閥芯的阻力小，密封性較好。一般單向閥的開啟壓力為0.03～0.05MPa。液壓閥單向閥的應用主要有：1）它常被安裝在泵的出口，一方面防止液壓工作系統(tǒng)的壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時，系統(tǒng)油液倒流經(jīng)液壓泵回油箱；

2）被用來分隔油路以防止高、低壓相互干擾；3）與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等；4）安裝在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定背壓，作為背壓閥的單向閥應具有剛度較大的彈簧，使其正向開啟壓力達到0.3～0.5MPa。液壓閥（2）液控單向閥液控單向閥與普通單向閥的不同之處在于液控油路（在職能符號中用虛線表示控制油路，實線代表主油路）。液控單向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號如圖7-3-2所示，當壓力油通過控制油口K進入控制油路時，壓力油推動控制活塞并通過頂桿將閥芯頂開，P1與P2相通，油液可以從P2流向P1或者從P1流向P2。當控制油路切斷后，油液只能由P1向P2單向流動。液壓閥2.換向閥換向閥可根據(jù)不同的方式進行分類。按閥芯的結(jié)構(gòu)不同可分為滑閥式和轉(zhuǎn)閥式，滑閥的閥芯為移動式，轉(zhuǎn)閥的閥芯為擺動式。按閥的操縱方式不同可分為手動式、機動式（行程）、電磁式、液動式和電液式幾種。按閥的位置和通路數(shù)不同可分為二位二通閥、二位三通閥、三位四通閥、三位五通閥等。換向閥主體結(jié)構(gòu)包括閥芯和閥體，閥芯的形狀如圖7-3-3所示，是在圓柱體上加了若干個臺肩。換向閥的閥體是在閥體內(nèi)圓柱孔上加工出若干個環(huán)形溝槽（沉割槽），每個環(huán)形溝槽或直接或通過閥體內(nèi)部通道與外部油路連接，如圖7-3-4所示。當閥芯運動時，通過閥芯的臺肩開啟或封閉閥體上的沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相同的油口。液壓閥圖7-3-5為三位五通閥的結(jié)構(gòu)示意圖，閥芯上有三個臺肩，閥體上開有五個環(huán)形槽，每個環(huán)形槽直接與外部油路相通，左側(cè)四個油口依次為T、A、P、B，最右側(cè)環(huán)形槽通過外部油路與油箱相通。A口、B口兩個油口通常為工作油口，與液壓缸相連，P口與液壓泵相連，T口與油箱相連。當閥芯處于左位時，B口和P口相通，A口和T口相通，由液壓泵出來的壓力油經(jīng)P口到B口進入液壓缸的右腔（有桿腔），液壓缸左腔（無桿腔）的油液可以經(jīng)A口到T口流回油箱，液壓缸活塞左移。當閥芯處于右位時，A口和P口相通，B口經(jīng)內(nèi)部通道和T口相通，由液壓泵出來的壓力油經(jīng)P口到A口進入液壓缸的左腔（無桿腔），液壓缸右腔（有桿腔）的油液可以經(jīng)B口和最右側(cè)油口，流回油箱，液壓缸活塞右移。當閥芯處于中間位置時，各個油口均被封閉，液壓缸左腔和右腔都充滿液壓油，液壓缸活塞處于靜止狀態(tài)。液壓閥在液壓原理圖中，各種閥都是用圖形符號來表示的，對于液壓閥的圖形符號的具體說明如下：1）用方格數(shù)表示換向閥的“位”，即閥芯在閥體內(nèi)有幾個工作位置，三個方格即三個工作位置。2）在一個方格內(nèi)，箭頭“↑”或堵塞符號“⊥”與方格的相交點數(shù)為油口通路數(shù)。箭頭“↑”表示兩油口相通，并不表示實際流向；“⊥”表示該油口不通流。3）P表示進油口，T表示通油箱的回油口，A和B表示連接其他兩個工作油路的油口。4）控制方式和復位彈簧的符號畫在方格的兩側(cè)。5）三位閥的中位，二位閥靠有彈簧的那一方格為常態(tài)位，常態(tài)指當換向閥沒有操縱力作用時處于的狀態(tài)。在液壓系統(tǒng)圖中，換向閥的符號與油路的連接應畫在常態(tài)位上。液壓閥液壓閥3.三位換向閥的中位機能三位換向閥在常態(tài)位即中位時，油口的接通狀態(tài)有各種不同的形式，因此對系統(tǒng)的控制性能也不同。這種形式稱為三位換向閥的中位機能，用英文大寫字母來表示。在選用時要根據(jù)不同的工作要求，考慮在中位時執(zhí)行元件的換向精度，換向與起動的平穩(wěn)性，是否需要保壓或卸荷，是否需要浮動或差動，液壓泵是否卸荷，是否對其他之路供油等因素，綜合確定。表7-3-2是常用三位四通換向閥的中位機能。液壓閥液壓閥4.換向閥的操縱方式換向閥是通過改變閥芯和閥體的相對位置來控制液流的方向，根據(jù)改變閥芯位置的方式不同，換向閥的操縱方式可分為：機械控制、人力控制、電氣控制、先導控制等幾種，其圖形符號如表7-3-3所示。二、壓力控制閥引導問題：液壓系統(tǒng)是如何控制和調(diào)節(jié)壓力的？各種壓力控制閥的結(jié)構(gòu)與功能有何不同？在液壓系統(tǒng)中，用來控制液體工作壓力的閥和利用壓力信號控制其他元件的閥都是壓力控制閥。利用閥芯上的液體壓力與彈簧力的相互作用來控制閥口的開度、調(diào)節(jié)壓力或產(chǎn)生動作。常見的壓力控制閥有溢流閥、減壓閥和順序閥等。1.溢流閥在定量泵供油的液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行元件驅(qū)動負載的速度由節(jié)流閥來控制。由于液壓泵輸出的流量大于液壓缸所需的流量，使節(jié)流閥前的壓力升高，因此必須在系統(tǒng)中與液壓泵并聯(lián)一個溢流閥。當油液壓力達到溢流閥的調(diào)定值，也就是驅(qū)動總負載的所需值時，溢流閥打開，在使多余油液溢流回油箱的同時，保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在調(diào)定值。這就是溢流閥的溢流定壓作用，主要是維持進入閥口的油壓維持恒定。液壓閥液壓閥液壓閥液壓閥液壓閥2.減壓閥減壓閥的作用是降低液壓系統(tǒng)中某一部分的壓力，使閥的出口油壓低于閥的入口油壓，并保持出口油壓的穩(wěn)定。減壓閥也分為直動式和先導式，一般常用先導式減壓閥，圖7-3-8是先導式減壓閥的工作原理圖。高壓油以p1進入減壓閥經(jīng)減壓口x到閥的出口，并且壓力降為p2，接減壓油路。p2同時經(jīng)油道g進入主閥芯下腔，經(jīng)阻尼孔e進入閥芯上腔，并作用于先導錐閥。當出口壓力p2，低于調(diào)定壓力值時，錐閥關(guān)閉、主閥芯上下腔油壓相等，在彈簧S2使主閥芯處于最下端，減壓口x全開，不起減壓作用。當閥口的出口壓力p2達到調(diào)整壓力值時，錐閥打開。經(jīng)阻尼孔e的油液流動，產(chǎn)生壓降，并經(jīng)先導錐閥和卸油孔L單獨回到油箱。當主閥芯上下腔的壓差作用力大于彈簧作用力FS1時，閥芯上移，減壓口x關(guān)小，液壓油流經(jīng)減壓口x時，產(chǎn)生更大的壓力降，控制出口壓力為調(diào)定值。當負載變化，造成出口壓力p2升高，則主閥芯上、下腔壓差增大，使主閥芯上移，減壓口x開度減小，液阻增大，使出口壓力下降。反之，則使出口壓力回升。這樣就能通過自動調(diào)節(jié)減壓口x的開度，來保持出口壓力p2穩(wěn)定在調(diào)定值。液壓閥液壓閥3.順序閥順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動作的先后順序。順序閥也有直動式和先導式兩種，前者一般用于低壓系統(tǒng)，后者用于中高壓系統(tǒng)。依控制壓力的不同，順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進口壓力控制閥芯的啟閉，后者用外來的控制壓力油控制閥芯的啟閉（即液控順序閥）。（1）直動內(nèi)控順序閥如圖7-3-9所示，當進油口壓力p1較低時，閥芯在彈簧作用下處下端位置，進油口和出油口不相通。當作用在閥芯下端的油液的液壓力大于彈簧的預緊力時，閥芯向上移動，閥口打開，油液便經(jīng)閥口從出油口流出，從而操縱另一執(zhí)行元件或其他元件動作。需要注意的是：順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路，而溢流閥的出油口通油箱。液壓閥液壓閥（2）直動式外控順序閥如圖7-3-10所示，直動式外控順序閥的閥芯的啟閉是利用通入控制油口K的外部控制油壓來控制。當K口有油壓時，閥芯的啟閉由控制油液的壓力是否達到調(diào)定值決定；當K口無油壓時，閥門為關(guān)閉狀態(tài)。液壓閥（3）先導式順序閥如圖7-3-11所示，油液從進油口P1進入，經(jīng)阻尼孔e到達主閥彈簧腔，并作用在先導閥錐閥芯上。當進油壓力不高時，液壓力不能克服先導閥的彈簧阻力，先導閥口關(guān)閉，閥內(nèi)無油液流動，這時主閥芯因上下腔油壓相同，故被主閥彈簧壓在閥座上，P1和P2口隔斷，順序閥進、出油口關(guān)閉。當進油壓力升高到先導閥彈簧的預調(diào)壓力時，先導閥口打開，上腔中的壓力油就可以流回油箱。這時下腔油液流過阻尼孔e時形成節(jié)流，使主閥芯兩端形成了壓力差。主閥芯在此壓差作用下克服彈簧阻力向上移動，使進、回油口連通。液壓閥液壓閥（4）順序閥和溢流閥的區(qū)別順序閥在結(jié)構(gòu)上與溢流閥十分相似，但在性能和功能上有很大區(qū)別，主要有：1）溢流閥的出口必須接油箱，順序閥出口可接下一級液壓元件。2）溢流閥為內(nèi)泄漏，順序閥需單獨引出泄漏通道,為外泄漏。3）溢流閥打開時，閥處于半打開狀態(tài)，主閥芯開口處節(jié)流作用強；順序閥打開時，閥處于全打開狀態(tài)，主通道節(jié)流作用弱。液壓閥三、流量控制閥引導問題：液壓系統(tǒng)是如何控制執(zhí)行元件的移動或轉(zhuǎn)動速度的？節(jié)流閥與調(diào)速閥的功能與特