第三章 执行元件.docx

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第三章执行元件

第三章执行元件

液压与气压传动中的执行元件是将流体的压力能转化为机械能的元件。

它驱动机构作直线往复或旋转（或摆动）运动，其输出为力与速度，或转矩与转速。

第一节直线往复运动执行元件

一、液压缸

液压缸是用油液的压力能来实现直线往复运动的执行元件。

（一）液压缸的类型

液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸等。

它们输入为压力和流量，输出为力和速度。

1活塞式液压缸

（1）双杆活塞缸图3－la所示为缸筒固定的双杆活塞缸，活塞两侧的活塞杆直径相等，它的进、出油口位于缸筒两端。

当工作压力和输入流量相同时，两个方向上输出的推力F和速度v是相等的。

其值为

式中A——活塞的有效面积；

D、d——活塞和活塞杆的直径；

q—一输入流量；

P1、P2——缸的进、出口压力；

ηm、ηV——缸的机械效率、容积效率。

这种安装形式，工作台移动范围约为活塞有效行程的三倍，占地面积大，适用于小型机械。

图3－1b所示为活塞杆固定的双杆活塞缸。

它的进、出油液可经活塞杆内的通道输入液压缸或从液压缸流出。

也可以用软管连接，进、出口就位于缸的两端。

它的推力和速度与缸筒固定的形式相同。

但是其工作台移动范围为缸筒有效行程的两倍。

故可用于较大型的机械。

（2）单杆活塞缸图3－2所示为单杆活塞缸。

由于只在活塞的一端有活塞杆，使两腔的有效工作面积不相等，因此在两腔分别输入流量相同的情况下，活塞的往复运动速度不相等。

它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出口的布置根据安装方式而定；但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。

单杆活塞缸的推力和速度计算式如下

在液压缸的活塞往复运动速度有一定要求的情况下，活塞杆直径d通常根据液压缸速度比

的要求以及缸内径D来确定。

由式（3－5）和（3－6），得

由此可见，速比

越大，活塞杆直径d越大。

单杆活塞缸的左右腔同时接通压力油，如图3－3所示，称为差动连接，此缸称为差动液压缸。

差动液压缸左、右腔压力相等，但左、右腔有效面不相等，因此，活塞向右运动。

差动连接时因回油腔的油液进入左腔，从而提高活塞运动速度，其推力和速度按下式计算

由图3-3可知

考虑容积效率ηV

向液压缸右腔输油，而左腔通油箱，活塞便向左运动，推力和速度与式（3-4）式（3-6）相同。

如要求v3和活塞向左运动的速度v2相等，即v3=v2，则必须使

。

2．柱塞式液压缸

单柱塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力，如图3－4a所示。

用两个柱塞缸组合，如图3－4b所示，也能用压力油实现往复运动。

柱塞运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此，缸筒内壁不需要精加工。

它特别适用于行程较长的场合。

柱塞缸输出的推力和速度为

式中d——柱塞直径。

3．伸缩式液压缸

伸缩式液压缸由两个或多个活塞套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。

伸出时，可以获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸。

图3－5所示为一种双作用式伸缩缸，在各级活塞依次伸出时，液压缸的有效面积是逐级变化的。

在输入流量和压力不变的情况下测液压缸的输出推力和速度也逐级变化。

其值为

式中i——i级活塞缸。

这种液压缸起动时，活塞有效面积最大，因此，输出推力也最大，随着行程逐级增长，推力随之逐级减小。

这种推力变化情况，正适合于自动装卸车对推力的要求。

（二）液压缸的典型结构

图3－6所示为空心双杆活塞式液压缸，它由缸筒10，活塞8，两空心活塞杆1、15，缸盖18、24，密封圈4、7、17，导向套6、19，压板11、20等主要零件组成。

这种液压缸活塞杆固定，缸筒带动工作台作往复运动。

活塞用锥销9、22与空心活塞杆连接，并用堵头2堵死活塞杆的一头，缸筒两端外圆上套有钢丝环12、21，用于阻止压板11、20向外，这样通过螺钉分别将缸盖18、24压紧在缸筒的两端。

缸筒相对活塞杆运动，由左右导向套导向。

为了提高密封性能、在活塞和缸简之间、缸盖和活塞杆之间、缸盖和缸筒之间装有密封圈和纸垫。

压力油经油口b、左端活塞杆的中心孔和孔a进入液压缸左腔，推动缸简向左移动。

液压缸右腔的回油经孔C和右端活塞杆中心孔，从油口d排出。

反之则向右移动。

当缸筒移动到左右终端时，径向孔a和c的开口逐渐减小，对移动部件起制动缓冲作用。

为了排除缸中空气，缸盖上设有排气孔14和5，经导向套环槽的侧面孔道（图中未示）引出与排气阀相连。

从上图可以看到，液压缸的结构可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。

缸筒和缸盖的常见连接结构形式如图3－7所示。

图3－7a采用法兰连接，结构简单、加工和装拆都方便，但外形尺寸和重量都大。

图3－7b为半环连接，加工和装拆方便，但是，这种结构须在缸筒外部开有环形槽而削弱其强度，有时要为此增加缸的壁厚。

图3－7C为螺纹连接，装拆时要使用专用工具，适用于较小的缸筒。

图3－7d为拉杆式连接，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重。

图3－7e为焊接式连接，结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引起变形。

活塞和活塞杆的结构形式很多，除了上例的锥销式连接外，还有螺纹式连接和半环式连接等，如图3－8所示。

前者结构简单，但需有螺母防松装置。

后者结构复杂，但工作较可靠。

此外，在尺寸较小的场合，活塞和活塞杆也有制成整体式结构的。

密封装置用来防止液压系统油液的内外泄漏和防止外界杂质侵入。

它的密封机理、结构

等将在第五章中详述。

缓冲装置是利用活塞或缸筒移动到接近终点时，将活塞和缸盖之间的一部分油液封住，迫使油液从小孔或缝隙中挤出，从而产生很大的阻力，使工作部件制动，避免活塞和缸盖的相互碰撞。

常见的缓冲装置如图3－9所示。

图3－9a所示为节流口可调式缓冲装置。

当活塞上的凸台进入端盖凹腔后，圆环形的回油腔中的油液只能通过针形节流阀流出，这就使活塞制动。

调节节流阀的开口，可改变制动阻力的大小。

这种缓冲装置起始缓冲效果好，随着活塞向前移动，缓冲效果逐渐减弱，因此它的制动行程较长。

图3－9b所示为节流口变化式缓冲装置，它在活塞上开有变截面的轴向三角形节流槽。

当活塞移近端盖时，回油腔油液只能经过三角槽流出，因而使活塞受到制动作用。

随着活塞的移动，三槽通流截面逐渐变小，阻力作用增大，因此，缓冲作用均匀，冲击压力较小，制动位置精度高。

排气装置用来排除积聚在液压缸内的空气。

常用的排气装置如图3－10所示。

图3－10a所示为在液压缸的最高部位设置排气孔与排气阀连接进行排气。

图3－10b为在液压缸的最高部位处安装排气塞。

（三）液压缸的特性

液压缸的特性是指它在稳态下工作时的各项参数间的关系。

1．液压缸的推力和速度

液压缸的推力和速度的数值由液压缸类型和工作方式决定，由本章第一节有关公式求出。

2．容积效率、机械效率和总效率

液压缸难免会存在泄漏，它的容积效率可用下式表示

式中q——输入液压缸的流量；

ql——液压缸的泄漏流量。

ql与采用的密封形式有关。

当采用橡胶圈密封时，q1较小，ηv≈1；采用间隙密封时，ql就大，ηV就低。

液压缸运动时，要克服密封装置和导向部分的摩擦力，就会造成机械损失，把这些损失折算成压力损失面户，则机械效率可表示为

式中p——液压缸的工作压力。

液压缸的机械效率，一般在额定压力下，可取ηm=0.9。

液压缸的总效率为

二、气缸

（一）气缸的类型

气缸是气动系统中使用最多的执行元件，它以压缩空气为动力驱动机构作直线往复运动。

气缸的分类如表3－1所示。

（二）普通气缸

普通气缸是在缸筒内只有一个活塞和一根活塞杆的气缸，有单作用气缸和双作用气缸两种。

图3－11所示为普通型双作用气缸的结构。

气缸一般由缸筒11，前后缸盖13、1，活塞8，活塞杆10，密封件和紧固件等零件组成。

缸筒在前后缸盖之间由四根拉杆和螺母将其紧固锁定（图中未画出）。

活塞与活塞杆相连，活塞上装有密封圈、导向环5及磁性环6。

为防止漏气和外部粉尘的侵入，前缸盖上装有活塞杆用防尘组合密封圈15。

磁性环用来产生磁场，使活塞接近磁性开关时发出电信号，即在普通气缸上装了磁性开关就构成开关气缸。

图3-1所示为普通型单作用气缸结构原理图，在活塞5的一侧装有使活塞杆9退回的弹簧7，在前缸盖10上开有呼吸孔。

除此之外，其结构基本上和双作用气缸相同。

图示单作用气缸的缸筒6和前后缸盖之间采用滚压铆接方式固定。

弹簧装在有杆腔，气缸活塞杆初始位置处于退回的位置。

这种气缸称为预缩型单作用气缸。

（三）其他型式气缸

1．无杆气缸

无杆气缸没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接实现往复直线运动。

这种气缸最大优点是节省了安装空间，特别适用于小缸径长行程的场合。

在自动化系统、气动机器入中获得了大量应用。

图3-13所示为无杆气缸结构原理图。

在气缸筒轴向开有一条槽，在气缸两端设置空气缓冲装置。

活塞5带动与负载相连的滑块6一起在槽内移动，且借助缸体上的一个管状沟槽防上其产生旋转。

因防泄漏和防尘的需要，在开口部采用聚氨脂密封带3和防尘不锈钢带4固定在两侧端盖上。

这种气缸适用缸径8～80mm，最大行程在缸径不小于40mm时可达6m。

气缸运动速度高，可达2m/s。

由于负载与活塞是和在气缸槽内运动的滑块连接的，因此在使用中必须考虑滑块上所受的径向和轴向负载。

为了增加承载能力，必须增加导向机构。

若需用无杆气缸构成气动伺服定位系统，可用内置式位移传感器的无杆气缸。

2．磁性气缸

图3－14所示为一种磁性耦合的无活塞杆气缸。

在活塞上装了一组高磁性的稀土永久磁环，磁力线穿过薄壁缸筒（不锈钢或铝合金非导磁材料）作用在套在缸筒外面的另一组磁环上。

由于两组磁环极性相反，两者间具有很强的吸力，当活塞在输入气压作用下移动时，则通过磁力线带动缸筒外的磁环套与负载一起移动。

在气缸行程两端设有空气缓冲装置。

它的特点是；体积小，重量轻，无外部空气泄漏，维护保养方便。

当速度快、负载大时，内外磁环不易吸住，且磁性耦合的无杆气缸中间不可能增加支承点，因此最大行程受到限制。

3开关气缸

开关气缸又称带磁性开关气缸，这是指在气缸活塞上置有永久磁环，利用直接安装在缸筒上的行程开关来检测气缸活塞位置的一种气缸。

一般的普通气缸、无杆气缸、磁性气缸、制动气缸、摆动马达、手指气缸等都能构成开关气缸。

以前，气缸行程位置的检测是在活塞杆端部设置挡块用行程机控阀来发讯的。

这种方法给装置设计、制造和安装带来诸多不便，而用开关气缸使位置检测方便，结构紧凑，利于机电一体化。

图3-15所示为开关气缸。

用于气缸发讯的行程开关有三种：

电子舌簧式行程开关、气动舌簧式行程开关和非接触式电感行程开关。

无论何种行程开关，在使用时都必须了解它的开关性能。

图3－16表示了行程开关的开关特性。

开关从接通状态至断开状态活塞上磁环移动的距离称为开关动作距离b。

若活塞朝一个方向移动使开关接通后，再朝反方向移动使开关断开，这两个状态之间的距离称为迟滞H。

若在一个开关气缸上同时安装两个行程开关，其间的最小距离应是Hmax+3mm，3mm为

安全裕量。

开关气缸用于在行程中途测开关信号时，气缸所允许的活塞最大速度v由下式决定

式中v——允许的活塞最大速度，单位为m／s；

b——开关动作距离，单位为mm；

t——负载动作时间，平位为ms。

当行程开关所带的感性负载（如电磁阀、继电器）断开时，在断开的瞬间会产生一个脉冲电压，这将损害行程开关的舌簧片电极而影响工作的可靠性。

因此，行程开关必须带保护电路。

4．制动气缸

带有制动装置的气缸称为制动气缸，也称锁紧气缸。

在气动自动化系统中采用三位问能控制气缸活塞杆停在行程任意位置，但在外界负载较大且波动，或气缸垂直安装使用，或在中间位置的定位精度与重复精度要求较高时，可选用制动气缸。

制动装置一般安装在普通气缸的前端，其结构有偏心凸轮、卡套锥面等多种形式。

按制动方式有弹簧制动、气压制动1

和弹簧气压制动三种方式。

图3-l7所示为一种制动装置工作原理图。

制动装置有两个工作状态，即自由状态（松闸）和制动状态。

（1）自由状态（图3-17b）气缸运动时，在C口输入气压，使制动活塞4下移，则制动钳2处于放松状态，气缸活塞杆可以自由移动。

（2）制动状态（图3-17a）当气缸活塞杆从运动状态进入制动状态时，C口迅速排气，复位弹簧1使制动活塞快速上移退回，制动钳在制动弹簧的作用下张开，卡紧活塞杆使之停止运动。

由动作原理可知，制动装置是靠弹簧力使活塞杆停在任意位置的，因此在动力源出现故障的情况下，制动装置仍能自动而且可靠地保持制动力。

同时，在交变载荷、工作压力脉动或系统出现泄漏的情况下，制动装置仍可使活塞杆长时间地精确制动和定位。

5坐标气缸

坐标气缸是一种单活塞杆双作用气缸，具有精密的导向功能，极强的抗扭仕能和良好的负载性能，位置重复精度高达0.01mm，常用来构成各种加工、定位的坐标系统，故称为坐标气缸，又称为直线驱动装置。

坐标气缸是构成模块化气动机械手水平移动和垂直移动的驱动模块。

图3－18所示为坐标气缸的结构。

该缸中导向筒可移动，而相对应的活塞杆是固定的。

在工作气压作用下，导向筒带动挡块一起运动，当到达行程终端时即停止。

由图可见，终端固定挡块可用来调整气缸的行程．在其内装置液压缓冲器和接近式传感器。

这种气缸的特点有：

l）气缸内置导向筒及防转动结构，精密导向有四个独立的、尤间隙的滚珠轴承，保证了高的弯曲强度、低振动及精密定位。

2）气缸在全行程L位置可调，通过内置的调整系统调节，且行程位置的调整并不影响气缸行程终端的缓冲。

3）行程终端设有液压缓冲器，使速度减至最小。

4）内置接近式传感器可检测活塞行程位置。

6手指气缸

气动手指气缸能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。

图3－19所示的手指气缸的特点有：

①所有的结构都是双作用的，能实现双向抓取，可自动对中，重复精度高；②抓取力矩恒定；③在气缸两侧可安装非接触式检测开关；④有多种安装、连接方式。

图3－19a所示为平行手指气缸，平行手指通过两个活塞工作。

每个活塞由一个滚轮和一对曲柄与气动手指相连，形成一个特殊的驱动单元。

这样，气缸手指总是轴向移动，每个手指是不能单独移动的。

如果手指反向移动，则先前受压的活塞处于排气状态，而另一个活塞处于受压状态。

图3－19b所示为摆动手指气缸，活塞杆上有一个环形槽，由于手指耳轴与环形槽相连，因而手指可同时移动且自动对中，并确保抓取力矩始终恒定。

图3－19C所示为旋转手指气缸，其动作和齿轮齿条的啮合原理相似。

活塞与一根可上下移动的轴固定在一起。

轴的末端有三个环形槽，这些槽与两个驱动轮的齿啮合。

因而，两个千指可同时移动并自动对中，其齿轮齿条原理确保了抓取力矩始终恒定。

7．气液阻尼缸

气液阻尼缸是一种由气缸和液压缸构成的组合缸。

由气缸产生驱动力，而用液压缸的阻尼调节作用获得平稳的运动。

这种气缸常用于机床和切削加工的进给驱动装置，克服了普通气缸在负载变化较大时容易产生的“爬行”或“自移”现象，满足驱动刀具进行切削加工的要求。

气液阻尼缸有串联式和并联式两种结构，如图3－20所示。

（1）串联式气液阻尼缸图3－20所示为这种气液阻尼缸的工作原理图及其速度特性。

它由一根活塞杆将气缸活塞和液压缸活塞串联在一起，两缸之间用中盖6隔开，防止空气与液压油互窜.在液压缸的进出口处连接了调速用的液压单向节流阀。

由节流阀3和单向阀4组成的节流机构可调节液压缸的排油量，从而调节活塞运动的速度。

当气缸活塞向右退回运动时，液压缸右腔排油，此时单向阀打开，回油快，使活塞快速退回。

图示节流机构能实现慢进一快退的速度特性（见图3－20b所示）。

若图中去掉单向阀，则能实现慢进一慢退的速度特性。

（2）并联式气液阻尼缸图3－20C所示为这种气液阻尼缸的工作原理图。

其特点是液压缸与气缸并联，用刚性连接板相联；液压缸活塞杆可在连接板内浮动一段行程（或调节）。

其工作原理和速度特性与串联式气液阻尼缸相同。

这种结构特点是，缸体长度短、占空间位置小，消除了气缸和液压缸之间的窜气现象。

液压缸能单独制造，便于选用。

使用时应注意：

液压缸活塞杆与气缸活塞杆轴线以及负载作用线应处在同一轴线上，否则运动时会产生附加力矩，引起运动速度的不稳定等现象。

第二节旋转运动执行元件

一、液压马达

液压马达是一种将液压能转换为机械能的转换装置，是实现连续旋转或摆动的执行元件。

（一）液压马达的工作原理

图3-21所示为轴向柱塞式液压马达的工作原理。

斜盘1和配油盘4固定不动，柱塞3可在缸体2的孔内移动，斜盘中心线与缸体中心线相交一个倾角δ。

高压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，处在高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上，斜盘对柱塞的反作用力F可分解为两个分力，轴向分力Fx和作用在柱塞上的液压力平衡，垂直分力Fy，使缸体产生转矩，带动马达轴5转动。

设第i个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为θ，则在柱塞上产生的转矩为

式中R——柱塞在缸体中的分布圆半径。

液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和，即

随着角θ的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液压马达产生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论泵流量脉动时的情况相似。

（二）液压马达的主要性能参数

1、作压力和额定压力

工作压力是指马达实际工作时的压力。

额定压力是指马达在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。

2、排量和理论流量

排量是指在没有泄漏的情况下，马达轴转一周所需输入的油液体积V。

理论流量qt是指在没有泄漏的情况下，达到要求转速所需输入油液的流量。

3、效率和功率

容积效率：

由于有泄漏损失，为了达到液压马达要求的转速时，实际输入的流量q必须大于理论流量qt，容积效率为

机械效率：

由于有摩擦损失，液压马达的实际输出转矩T一定小于理论转矩Tt。

因此机械效率为

马达的总效率为

马达输入功率Pi为

马达输出功率Po为

式中ΔP一＿马达进、出口的压力差；

Ω，n——马达的角速度和转速。

4、转矩和转速

液压马达能产生的理论转矩Tt为

液压马达输出的实际转矩为

液压马达的实际输入流量为q时，马达的转速为

（三）液压马达的分类和结构

液压马达和液压泵结构基本相同，按结构分有齿轮式、叶片式和柱塞式等几种。

按工作特性可分为高速马达和低速马达两大类。

图3－22所示是轴向点接触柱塞式液压马达的典型结构。

在缸体7和斜盘2间装入鼓轮4，在鼓轮的圆周上均匀分布着推杆10，液压力作用在柱塞上并通过推杆作用在斜盘上，推杆在斜盘反作用力的作用下产生一个对轴1的转矩，迫使鼓轮转动，又通过传动键带动马达轴，同时通过传动销6带动缸体旋转。

缸体在弹簧5和柱塞孔内的压力油作用下贴紧在配油盘8上。

这种结构使缸体和柱塞只受轴向力，因而配油盘表面、柱塞和缸体上的柱塞孔磨损均匀，又缸体内孔与马达轴的接触面较小，有一定的自位作用，使缸体的配油表面和配油盘的配油表面贴合好，减少了端面间的泄漏，并使配油盘表面磨损后能得到自动补偿。

这种液压马达的斜盘的倾角固定，所以是一种定量液压马达。

（四）低速液压马达

低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，它的特点是输入油液压力高、排量大，可在马达轴转速为10r/min以下平稳运转，低速稳定性好，输出转矩大，可达几百N·m到几千N·m。

所以又称低速大扭矩马达。

图3－23所示为连杆型径向柱塞马达的结构原理图。

在壳体1内有五个沿径向均匀分布的柱塞缸，柱塞2通过球铰与连杆3相连接，连杆的另一端与曲轴4的偏心轮外国接触，配油轴5与曲轴用联轴节相连。

压力油经配油轴进入马达的进油腔后，通过壳体槽①、②、③进入相应的柱塞拉的顶部，作用在柱塞上的液压作用力FN通过连杆作用于偏心轮中心O1，它的切向分力Fr对曲轴旋转中心形成转矩T，使曲轴逆时什方向旋转。

由于三个柱塞缸位置不同，所以产生的转矩大小也不同。

曲轴输出的总转矩等于与高压腔相通的柱塞所产生的转矩之和。

此时柱塞缸④、⑤与排油腔相通，油液经配油轴流回油箱。

曲轴旋转时带动配油轴同步旋转，因此，配流状态不断发生变化，从而保证曲轴会连续旋转。

若进、回油口互换，则液压马达反转，过程与以上相同。

这种液压马达的优点是结构简单，工作可靠，但其缺点是体积和重量较大，转矩脉动较

大，低速稳定性较差。

（五）摆动液压马达

摆动液压马达是一种实现往复摆动的液压执行元件。

它有单叶片式和双叶片式两种结构。

图3－24a所示为单叶片式摆动液压马达，压力油从进油口进入缸筒3，推动叶片1和轴一起作逆时针方向转动，回油从缸筒的回油口排出。

其摆动角度小于300o，分隔片2用以隔开高低压腔。

设进出油口压力为pl、p2,叶片宽度为b，叶片底端、顶端半径为R1、R2，输入流量为q，摆动液压马达机械效率、容效率分别为ηm、ηV。

则输出的转矩T和角速度ω为

图3－24b所示为双叶片式摆动液压马达。

它有两个进、出油口，其摆动角度小于150o。

在相同的条件下，它的输出转矩是单叶片式的两倍，角速度是单叶片式的一半。

如果在液压缸的活塞杆上带有齿条，使之和一小齿轮相啮合，则当活塞杆伸缩时便能使

小齿轮作回转运动，这种结构的液压缸也称为摆动马达，其摆角可以超过360o。

二、气动马达

气动马达是将压缩空气的能量转换为回转运动的气动执行元件。

（一）气动马达的分类

气动马达分类如表3－2所示。

（二）叶片式气动马达

1．工作原理

图3－25所示为叶片式气动马达结构原理图，其主要由转子1、定子2、叶片3及壳体构成。

压缩空气从输入口A进入，作用在工作腔两侧的叶片上。

由于转子偏心安装，气压作用在两侧叶片上产生转矩差，使转子按逆时针方向旋转。

作功后的气体从输出口B排出。

著改变压缩空气输入方向，即可改变转子的转向。

叶片式气动马达一般在中、小容量，高速回转的范围使用，其输出功率为0.1～20kw，转速为500～25000r/min。

叶片式气动马达起动及低速时的特性不好，在转速500r/min以下场合使用时，必须要用减速机构。

叶片式气动马达主要用于矿山机械和气动工具中。

2．特性曲线

图3－26所示为叶片式气动马达的基本特性曲线。

该曲线表明，在一定的工作压力下，气动马达的转速及功率都随外负载转矩变化而变化。

由特性曲线可知，叶片式气动马达的特性较软。

当外负载转矩为零（即空转）时，此时转速达最大值nmax，气动马达的输出功率为零。

当外负载转矩等于气动马达最大转矩Tmax时，气动马达停转，转速为零。

此时输出功率也为零。

当外负载转矩约等于气动马达最大转矩的一半时，其转速为最大转速的一半。

此时气动马达输出功率达最大值Pmax。

一般来说，这就是所要求的气动马达额定功率。

在工作压力变化时，特性曲线的各值将随压力的改变而有较大的改变。

第三节设计计算

一、液压缸的设计计算

设计液压缸时，要在对液压系统工作情况分析的基础上，根据液压缸在机构中所要完成的任务来选择液压缸的结构形式，然后按负载、运动要求、最大行程等确定主要尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后进行具体的结构设计。

（一）应注意的问题

1）尽量使活塞杆在受拉力状态下承受最大负载，或在受压状态下活塞杆应具有良好的纵向稳定性。

2）液压缸各部分的结构尽可能按推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽量做到结构简单、紧凑，加工、装配和维修方便。

3）考虑液压缸行