6-1 如图6-1所示的进油节流调速回路，已知液压泵的供油流量q p
min L/6=，溢流阀调定压力
p p MPa 0.3=，液压缸无杆腔面积241m 1020-?=A ，负载
N 4000=F ，
节流阀为薄壁孔口，开口面积为24T m 1001.0-?=A ，C d 62.0=，3m /kg 900=ρ。试
求
：
（1）活塞的运动速度v 。
（2）溢流阀的溢流量和回路的效率。
（3）当节流阀开口面积增大到A T124m 1003.0-?=和A T224m 1005.0-?=时，分别计算液压缸的运动速度和溢流阀的溢流量。
解：（1）由11P A F ?= 得4114000020102P F A MPa -=/=/?=
1321p P P P MPa ?=-=-=
（2）
4414
3
1100.292100.70810p q q q m s
---?=-=?-?=?/
（3）1
1
4330.87610T T q q m s -==?/
因为2
2
5T T p q q q =>
所以2
43110T p q q m s -==?/
6-2 如图6-2所示的回油节流调速回
路，已知液压泵的供油流量q p min L/20=，负载N 40000=F ，溢流阀调定压力p p
5.4MPa =，液压缸无杆腔面积
A 124m 1080-?=，有杆腔面积A 224m 1040-?=，液压缸
工作速度min /m 18.0=v ，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：
（1）液压缸工作时液压系统的效率。 （2）当负载0=F 时，活塞的运动速度和回油腔的压力。 解：（1）63
400000.18
5.335.4102510c p p F v p q -??η=
==%????
a) b)
图6-1 进油节流调速回路
a ）回路图
b ）速度负载特性
图6-2 回油节流调速回路
（2）当F=0时，由1122P A P A ?=? 得： 当F=4000N 时，由'1122P A P A F ?=?+得：
由d T q C A A v ==?可知：速度与压差的0.5次方成正比
6-3 在图6-39所示稳流节流阀节流调速回路中，已知q p = 25L/min ，
A 124m 10001-?=，A 224m 1050-?=，F 由零增至N 30000时活塞向右移动速度基本无变
化，min /m 2.0=v ，若稳流节流阀要求的最小压差为Δp min MPa 5.0=，试求：
（1）不计调压偏差时溢流阀调整压力p y 是多少？液压泵的工作压力是多少？
（2）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？ （3）回路的最高效率是多少？ 解：(1)工作过程中溢流阀一直处于溢流状态
由1122P A P A F ?=?+，
2min 0.5P P MPa =?=，F=30000N 得：
所以1 3.25p y P P P MPa === （2）由1122P A P A F ?=?+，F=0，1 3.25P MPa
=得：
（3）63
300000.2
7.45.4102510
c p p F v p q -??η=
==%???? 6-4 在图6-7所示的限压式变量泵和稳流节流阀的容积节流调速回路中，若变量泵的拐点坐标为（MPa 2，min /L 10），且在p p 2.8MPa =时，q p 0=，液压缸无杆腔面积A 124m 1050-?=，有杆腔面积A 224m 1025-?=，稳流节流阀的最小工作压差为0.5MPa ，背压阀调压值为0.4MPa ，试求：
（1）在稳流节流阀通过q 1min 5L/=的流量时，回路的效率为多少？
图6-39 题6-3图
（2）若q 1不变，负载减小5/4时，回路的效率为多少？
（3）如何才能使负载减小后的回路效率得以提高？能提高多少？ 解：（1）正常工作时满足： 由
2
2.82010510
p P --=--得： 若要η最大0.5P MPa ?=, （2）回路负载：由1122P A P A F ?=?+得： 减小45/后1700F N =
因q 1不变，故液压缸速度不变，
负
载变化为原来的1/5, 则输出功率为原来的1/5。q 1不变，由图6-7 b ）可知，液压泵出口压力不变，即液压泵输出功率不变。那么系统效率
（3）宜采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路，当1 1.9MPa p =时，c 86%η=，适用于负载变化大、速度较低的系统。
6-9 如图6-43所示回路，已知两活塞向右运动时，缸Ⅰ的负载压力为2.5MPa ，缸Ⅱ的负载压力为0.5MPa ，负载为阻力负载。如果顺序阀、减压阀和溢流阀的调定压力分别为p x MPa 5.3=、p J 2MPa =和p Y MPa 5.4=。三种压力阀全开时的压力损失均为0.2MPa ，其他阀处的压力损失不计。试说明图示状态下两液压缸的动作顺序，并说明在两液压缸运动过程中A 、B 、C 、D 四点处的压力变化情况。
图6-43 题6-9图
解：两液压缸动作顺序和A 、B 、C 、D 四点的压力示于题表-3。
题表-3 两液压缸动作顺序和各点压力
图6-7 限压式变量泵和稳流节流阀的容积节流调
速回路
a ）回路图
b ）调速特性
1—变量泵 2—稳流节流阀 3—液压缸 4—背压阀
2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道压力损失，说明图示各种工况 下液压泵出口处的工作压力值。 解：a)0p = b)0p = c)p p =? d)F p A = e)2m m T p V π= 2-2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。溢流阀的调整压力是 P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？ 答：节流阀A 通流截面最大时，液压泵出口压力P=0，溢流阀B 不打开，阀A 通流截面逐渐关小时，液压泵出口压力逐渐升高，当阀A 的通流截面关小到某一值时，P 达到P y ，溢流阀B 打开。以后继续关小阀A 的通流截面，P 不升高，维持P y 值。 2-3试分析影响液压泵容积效率v η的因素。 答：容积效率表征容积容积损失的大小。 由1v t t q q q q η?= =- 可知：泄露量q ?越大，容积效率越小 而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有 111v t n k k p q v η= =- 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。
2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为η m ＝0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min，压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求： ①泵的容积效率； ②如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？ ③上述两种转速下泵的驱动功率。 解：①通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q t ＝106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则 η v ＝100.7 /106=0.95=95% ②q t =106×500/1450 L/min =36.55 L/min,因压力仍然是额定压力，故此时泵流量为36.55×0.95 L/min=34.72 L/min。 ③当n=1450r/min时, P=pq/(η v η m )=2.5×106×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）w=4.91kw 当n=500r/min时, P=pq/(η v η m )=2.5×106×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）w=1.69kw 2-5设液压泵转速为950r/min，排量＝168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转矩。 解：① q t ＝V p n=168×950 L/min =159.6 L/min ②η v =q/q t =150/159.6=94% ③η m =η/ηv =0.87/0.9398=92.5% ④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）w=84.77kw ⑤因为η=p q/T ω
一、填空题（每空1分，共20分） 1.液压传动是以（压力）能来传递和转换能量的。 2.、液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅 助元件）和（工作介质）五部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3.液体在管中流动时，存在（层流）和（湍流）两种流动状态。液体的流 动状态可用（雷诺数）来判定。 4.液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（相对）压力。 5.在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬 间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（液压冲击）。 6.单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（一）次，同一转速的情 况下，改变它的（偏心距）可以改变其排量。 7.三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同 的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（中位机能）。 8.压力阀的共同特点是利用（液体压力）和（弹簧力）相平衡的原理来进 行工作的。 9.顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口（启闭），以实现执行元件顺 序动作的液压元件。 10.一般的气源装置主要由空气压缩机、冷却器、储气罐、干燥器和（油水 分离器）等组成。 二、选择题（请在所选择正确答案的序号前面划√或将正确答案的序号填入 问题的空格内）（每选择一个正确答案1分，共10分） 1．流量连续性方程是（ C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（ A ）在流体力学中的表达形式。 A能量守恒定律； B动量定理；C质量守恒定律； D 其他；2．液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为（C） A)等于10MPa；B)小于10MPa；C)大于10MPa 3．（A）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；（ B ）叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 A 单作用；B、双作用 4. 一水平放置的双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位 时，液压泵卸荷，液压缸浮动，其中位机能应选用（D）；要求阀处于 中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（B）。 A. O型 B. M型 C 、 Y型 D. H型 5．（B）在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通；（A）、（C） 在常态状态时，阀口是常闭的，进、出油口不通。 A) 溢流阀；B)减压阀；C)顺序阀
第一章绪论 一、填空题 1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成， 即 、 、 2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。 3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。 4 、液压传动主要利用 的液体传动。 5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括 和 。 二、计算题： 1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。试求： 1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ； 2 ）力 F 需要作用的时间； 3 ）活塞 2 的输出功率。
二、课后思考题： 1 、液压传动的概念。 2 、液压传动的特征。 3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？ 4 、帕斯卡原理的内容是什么？ 5 、液压传动系统的组成。 6 、液压系统的压力取决于什么？ 第一章绪论答案 一、填空题 第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空 ：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动 二、计算题：
答案： 1 ）由活塞 2 上的重物 G 所产生的液体压力 =20×10 6 Pa 根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力 由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力 2 ）根据容积变化相等的原则 求得力 F 需施加的时间 3 ）活塞 2 的输出功率
一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于___负载__________，速度决定于_____流量________。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显着升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（ B ） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液
3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（ B ）A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ）A 没有空隙 B 没有泄漏C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是 （ C ） A Re紊流< Re临界 2.1 要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 解答：（1）困油现象。采取措施：在两端盖板上开卸荷 槽。（2）径向不平衡力：采取措施：缩小压油口直径；增大扫膛处的径向间隙；过渡区连通；支撑上采用滚针轴承或滑动轴承。（3）齿轮泵的泄 漏：采取措施：采用断面间隙自动补偿装置。 ? 2.2 叶片泵能否实现反转?请说出理由并进行分析。解答：叶片泵不允许反转，因为叶片在转子中有安放角，为了提高密封性叶片本身也有方向性。? 2.3 简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。 ?解答：（1）齿轮泵: 优点：结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；主要缺点：流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。应用：齿轮泵被广泛地应用于采矿设备，冶金设备，建筑机械，工程机械，农林机械等各个行业。（2）叶片泵：优点：排油均匀，工作平稳，噪声小。缺点：结构较复杂，对油液的污染比较敏感。应用：在精密仪器控制方面应用广泛。（3）柱塞泵：优点：性能较完善，特点是泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作。缺点：结构复杂，造价高。应用：在凿岩、冶金机械等领域获得广泛应用。? 2.4 齿轮泵的模数m=4 mm，齿数z=9，齿宽B=18mm，在额定压力下，转速n=2000 r／min时，泵的实际输出流量Q=30 L／min，求泵的容积效率。 ?解答： ηv=q/qt=q/(6.6~7)zm2bn =30/(6.6×9 ×42×18×2000 ×10-6)=0.87 ? ? 2.5 YB63型叶片泵的最高压力pmax=6.3MPa，叶片宽度B=24mm，叶片厚度δ=2.25mm，叶片数z =12，叶片倾角θ=13°,定子曲线长 径R=49mm，短径r=43mm，泵的容积效率ηv=0.90，机械效率ηm=0.90，泵轴转速n=960r／min，试求：(1) 叶片泵的实际流量是多少?(2)叶片泵的输出 功率是多少?解答： ? 2.6 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角β=20°，柱塞直径d=22mm，柱塞分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7，机械效率ηm=0.90，容积效率ηV=0.97，泵转速n=1450r／min，泵输出压力p=28MPa，试计算：(1)平均理论流量；(2)实际输出的平均流量；(3)泵的输入功率。 ?解答：（1） qt=πd2zDntanβ/4 = π ×0.0222×7×0.068tan20°/4=0.0016 (m3/s) ?（2） q= qt ×ηV=0.0016 ×0.97=0.00155(m3/s) ?（3）N入=N出/ (ηm ηV)=pq/(ηm ηV)?=28 ×106×0. 00155/(0.9 ×0.97) 《液压传动》期末考试试题(A 卷) 一、填空题(每空2分，共30分) 1. 液压传动系统中，将液体的压力能转换成机械能的是执行元件。 2. 某液压油在40℃时运动粘度为32×10-6m 2/s ，其牌号为N32。 3. 在密闭管道中作稳定流动的理想液体具有压力能、位能、动能三种形式的能量。在沿管道流动的过程中，这三种能量可以相互转换，但在任一过流截面处，三种能量之和为一常数。 4. 液压泵的排量为V ，转速为n ，则理论流量q t =V*n 。 5. 液压泵的机械效率为95%,总效率为90%,则泵的容积效率为94.7%。 6. 柱塞泵是依靠柱塞在柱塞缸体内作往复运动,使泵内的密封容积产生变化来实现泵的吸油和压油的. 7. 液压基本回路按功能分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路及多缸控制回路。 8. 某一单杆活塞液压缸的活塞横截面积为100cm 2，活塞杆横截面积为60 cm 2，液压油的压力为1MPa ，则活塞杆向前的推力为9806N 。（注：本题答10000N 、9800N 也算对） 9. 液压管道上的压力表读数5Kg/cm 2，则管道内液体的压力约为0.5MPa 。 10. 顺序阀是用来控制液压系统中两个或两个以上的工作机构的先后顺序。 11. 直动式溢流阀与先导式溢流阀中,工作时易产生振动和噪声,且压力波动比较大的是直动式溢流阀。 12. 变量叶片泵是通过调整定子与转子之间的偏心距来达到调整其输出流量的目的的. 二、判断题（每小题2分，共20分） 1. 当液体静止时,单位面积上所受的法向力称为压力,在物理学中则被称为压强。 （∨） 2. 真空度=绝对压力-大气压力。 （×） 3. 连续性方程是质量守恒定律在液体力学中的一种表达方式，伯努力方程是能量守恒定律在液体力学中的一种表达方式。 （ ∨） 4. 液压系统中由于某种原因所引起的压力在瞬间急剧上升的现象称为液压冲击。 （∨） 5. 液压传动中，作用在活塞上的压力越大，活塞的运动速度就越快。 （×） 6. 顺序阀、调速阀、减压阀和节流阀均属于压力控制阀。 （×） 7. 液压系统压力的大小取决于液压泵的额定工作压力。 （×） 8. 齿轮泵CB-B20的额定压力为2.5MPa,额定流量为 20 L /min 。 （∨） 9. 齿轮泵多用于高压系统中，柱塞泵多用于中、低压系统中。 （∨ ） 10. 双作用式叶片泵转子每旋转一周，每相邻叶片间的密封容积就发生一次变化，实现一 次吸油和压油的过程。 （× ） 三、选择题(每小题2分，共20分)： 1. 液压系统的最大工作压力为10MPa ，安全阀的调定压力应为（ B ） A 、等于10MPa ； B 、小于10MPa ； C 、大于10MPa D 、不知道。 2． 在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是( C )，而主阀的作用主要作用是( A )。 A 、 减压； B 、增压； C 、调压。 3、有两个调整压力分别为5 MPa 和10 MPa 的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ B ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（ A ）。 A 、5 MPa ； B 、10 MPa ； C 、 15 MPa ； D 、20 MPa ； 4、液压系统的控制元件是（ A ）。 A 、 液压阀 B 、 液压泵 C 、 电动机 D 、 液压缸或液压马达 5、要实现工作台往复运动速度不一致，可采用（B ）。 A 、双杆活塞缸 B 、单杆活塞缸的差动连接 C 、伸缩式液压缸 D 、组合柱塞缸 1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件， 它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件， 它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（ × ） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（ × ） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时， 易实现较复杂的自动工作循环。（ √ ） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（ × ） 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。 2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/s ＝（106 ）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C 时（运动）粘度的中心值为22厘斯cSt(mm 2 /s )。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为 （m 3/s 即米 3 /秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 （√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 3-1 填空题 1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ?=0或pq P =0）表示。 2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。 3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。 2-6 伯努利方程的意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区别？ 伯努利方程的物理意义：在密闭管道内做恒定运动的理想液体，具有三种形式的能量，即压力能 动能 位能，他们之间可以相互转化，但在管道内任意位置，单位质量的液体包含的这三种能的总和是一定的。 理论式；g h u p g h u p 22 212 11 2 2++=++ρρ 实际式; g h g h a g h p w ++2 = ++ 22 211 11 2 υυαρ 区别：实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，产生摩擦力，消耗能量，同时管道局部产生形状和尺寸产生变化，所以需要加入修正系数α和能量损失w h 。 2-13,如图所示， d1=20mm.d2=40mm,D1=75mm,D2=125mm,q=25L/min,求v1,v2,q1,q2. s m A q 094.0106010004256=?75????== -21πυ s m A q 034.010 6010004256=?125????==-22πυ 左侧活塞杆运动由两部分产生， 所以q Q d =+4 1 112π υ 得：min 22.23121L d q Q =4 -=1 π υ 同理得；44.222=Q 2-29如图所示，柱塞受F=100N,的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泻出。设缝隙厚度 δ=0.05mm,缝隙长度l=80mm,柱塞直径d=20mm,油的动力粘度μ=50?310-Pa s ?.求柱塞和 缸孔同心时，下落0.1所需要的时间是多少。 02 1u d p l d q δπμδπ-12=3 1 A u q 0= 2 2 4d F A F p π= = 3 联立123得 s m u 401065.1-?= s u l t 2.606== 液压传动第三章3-12 3-16 3-18答案。 3-12.当泵的额定压力和额定流量为已知时，试说明下列各工况下压力表的读数（管道压力损失除图c 为外均忽略不计）。 a:p=0 b:p=F/A c:p= d:p=0 e:p=Pm 3-16.要求设计输出转矩TM=52.5N M,转速nM=30r/min 的液压马达。设液压马达的排量VM=105cm 3/r,求所需要的流量和压力各为多少？（液压马达的机械效率、容积效率均为0.9） 解：（1）q t =V M n M =105×10-3 ×30=3.15L/min 第2章习题 1-1液压缸直径D=150mm ，活塞直径d=100mm ，负载F=5 104N 。若不计液压油自重及活塞及缸体质量，求如下图a,图b 两种情况下的液压缸内压力。 （a ）：设液压缸压力为p 根据流体静力学原理，活塞处于静力平衡状态，有： F=p ·πd 2 /4 p=4F/πd 2=20 104/3.14 0.12 p=6.37 106 pa （b ）：设液压缸压力为p 根据流体静力学原理，活塞处于静力平衡状态，有： F=p ·πD 2 /4 p=4F/πD 2=20 104/3.14 0.152 p=2.83 106 pa 此题做法有待于考虑 F=p ·Πd 2 /4 p=4F/Πd 2=20 104/3.14 0.12 p=6.37 106 pa 1-2如图所示 的开式水箱（水箱液面与大气相通）。其侧壁开一小孔，水箱液面与小孔中心距离为h 。水箱足够大，h 基本不变（即小孔流出水时，水箱液面下降速度近似等于0）。不计损失，求水从小孔流出的速度（动能修正系数设为1）。（提示，应用伯努利方程求解） 解：取水箱液面为1-1过流断面，小孔的外部截面为2-2过流断面，设大气压为p 1 根据伯努力方程： 1-3判定管内流态：(1)圆管直径d=160mm ，管内液压油速度u=3m/s ；液压油运动黏度 =114mm 2/s ； (2)圆管直径d=10cm ，管内水的流速u=100cm/s 。假定水温为20 C （相应运动粘度为1.308mm 2/s 。 解：管内流态根据雷诺数判断. 雷诺数计算公式： (1)： 管内液流状态为：湍流状态 （2）232076452101.30810.1Re 6 - =??= 管内液流状态为：湍流状态 1-4 如图，液压泵从油箱吸油，吸油管直径 d=10cm ，泵的流量为 Q=180L/min, 油液的运动粘度υ=20 x10-6 m 2/s ，密度ρ=900kg/m 3，当泵入口处的真空度 p =0.9x105pa 时，求泵最大允许吸油的高度 h 。 （提示：运用伯努利方程与压力损失理论） 解：取油箱液面为1-1过流断面，油泵进油口为2-2过流断面，设大气压为p 0 由伯努力方程得： 判断油管的流动状态： 油管的流态为层流：动能修正系数为：22=α 局部压力损失----沿程压力损失： 层流状态：e /64R =λ 2 382.09001.0e 642 ?=?h R p f =21.99h 带入伯努力方程得： 测试题（液压传动） 姓名：得分： 一、填空题（每空2分，共30分） 1．液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。 2．液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 3．仅允许油液按一个方向流动而反方向截止的液压元件称为（）。 4．溢流阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油必须单独引回油箱。 5．为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装（），为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流，蓄能器与液压泵之间应安装（）。 二、选择题（每题2分，共10分） 1.将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是（）。 A.液压泵 B.液压马达 C.液压缸 D.控制阀 2.溢流阀一般是安装在（）的出口处，起稳压、安全等作用。 A.液压缸 B.液压泵 C.换向阀 D.油箱。 3．液压泵的实际流量是（）。 A.泵的理论流量和损失流量之和 B.由排量和转速算出的流量 C.泵的理论流量和损失流量的差值 D.实际到达执行机构的流量 4.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的。 A.泵的输出压力 B.泵的最高压力 C.泵的额定压力 5.流量控制阀使用来控制液压系统工作的流量，从而控制执行元件的（）。 A.运动方向 B.运动速度 C.压力大小 三、判断题（共20分） 1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（） 2．流量可改变的液压泵称为变量泵。（） 3．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（） 4．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。（） 5．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。（）6．节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。（） 7．单向阀可以用来作背压阀。（） 8．同一规格的电磁换向阀机能不同，可靠换向的最大压力和最大流量不同。（）9．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。（） 10．因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。（） 四、问答题（共40分） 1、说明液压泵工作的必要条件？（15分） 2、在实际的维护检修工作中，应该注意些什么？（25分） 第三章 3.18 液压泵的额定流量为100 L/min ，液压泵的额定压力为2.5 MPa ，当转速为1 450 r/min 时，机械效率为ηm =0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min ；压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：（1）液压泵的容积效率ηV 是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min ，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？ 解：（1）ηv t q q = ==1007106 095.. （2）=??= = =95.01061450 500111v t v q n n Vn q ηη 34.7L/min （3）在第一种情况下： 3 3 6 0109.460 9.010 106105.2?=????= == -m t m t i pq P P ηηW 在第二种情况下： 3 3 6 1 1 011069.195 .0609.010 7.34105.2?=?????= == -m t m t i pq P P ηηW 答：液压泵的容积效率ηV 为0.95，在液压泵转速为500r/min 时，估算其流量为34.7L/min ，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9?103W ，在第二种情况下的驱动功率为1.69?103 W 。 3.20 某组合机床用双联叶片泵YB 4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p = 1 MPa 。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为0），只有小泵供油，这时系统压力p = 3 MPa ，液压泵效率η = 0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率又是多少？ 解：（1）快速时液压泵的输出功率为： 6 3 0111110(1663)10 1316.760 P p q -??+?== = W 工进时液压泵的输出功率为： 6 3 022******** 80060 P p q -???== = W 电动机的功率为： 16468 .07.131601 === η P P 电 W 液压传动部分课后习题答案3-16 3-18 4-2 4-4 4-5 4-8 4-9 4-71 4-72 6-3 8-1．液压泵输出流量Q p =10L/min 液压缸无杆腔面积A 1 =50cm 2 ，有杆腔面积A 2 =25cm 2 。溢流 阀调定压力p Y =2.4MPa ，负载F =10000N 。节流阀按薄壁孔，流量系数C d =0.62，油液密度ρ =900kg/m 3，节流阀开口面积A T =0.01cm 2 ，试求： （1）液压泵的工作压力； （2）活塞的运动速度； （3）溢流损失和回路效率。 解：（1）求液压泵的工作压力 此油路为采用节流阀的回油节流调速回路 液压泵的工作压力由溢流阀调定。 MPa p p Y p 4.2== （2）求活塞的运动速度 列出液压缸的力平衡方程，求回油路压力p 2 F A p A p +=2211 MPa 8.0Pa 10810 2510000 1050104.254 462112=?=?-???=-=--A F A p p 节流阀两端的压差 MPa 8.02==?p p 回油路流量 900 108.0210 01.062.026 4 2????=?=-ρ p A C Q T d /s m 1026.03 4 -?= L/min 57.1= 活塞速度 m/s 0104.010251026.04 4 22=??==--A Q v （3）求溢流损失和回路效率 由 2211A Q A Q v == 进油路流量 L/min 14.357.1222 1 1=?== Q A A Q 溢流量 min /86.614.3101L Q Q Q p =-=-=? 溢流损失 kW p Q P p Y 27.060/4.286.6=?=??=? 回路效率 26.0104.2101060 0104.0100006 3=?????=?=-p p p Q Fv η 8-2．如图所示的平衡回路，液压缸无杆腔面积A 1 =80cm 2 ，有杆腔面积A 2 =40cm 2 ，活塞与运 动部分自重G =6000N ，运动时活塞上的摩擦阻力F 1=2000N ，向下运动时的负载阻力F =24000N ，试求顺序阀和溢流阀的调定压力各为多少？ 解：（1）求顺序阀调定压力p x 平衡回路要求顺序阀有一定的调定压力，防止换向阀 处于中位时活塞向下运动，起到锁紧作用。 G A p x =?2 MPa 5.1Pa 105.110 406000 64 2 =?=?= =-A G p x 由液压回路工作时缸的力平衡关系 ()G F F A p A p x Y -++=121 MPa Pa A G F F A p A p x Y 25.31025.310 806000 200024000105.1216461112=?=?-++??=-++= - 8-3.图示回路，液压泵流量Q p =25L/min ，负载F =40000N ，溢流阀的调定压力p Y =5.4MPa 。 液压缸活塞速度v =18cm/min ，不计管路损失，试求： （1）工作进给（推动负载）时回路的效率； 1.什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么? 答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是液体。2?液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力 源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和 工作机构的工作要求。 （3 ）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转 矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4 ）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、 管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少 的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 （5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。 3.如图所示的液压千斤顶，小柱塞直径d=10 mm行程S=25 mm大柱塞直径D=50 mm重物产生的力=50 000 N，手压杠杆比L 1=500 25,试求：（1）此时密封容积中的液体压力是多少？（2）杠杆端施加力为多少时，才能举起重物？（3）杠杆上下动作一次，重物的上升高度是多少？ 解：（1）p空一50000一25.46 106Pa = MPa A2- （50 10 3）2 4 6 3 2 （2）F pA 25.46 10 （10 10 ）2000 N 4 l 25 F1 F 2000 100 N L 500 A1 d、2 10、2 ’ （3）S2 Si Si （） 25 （） 1 mm A D 50 答：密封容积中的液体压力p= MPa，杠杆端施加力F1 =100 N，重物的上升高度S2=1 mm 学年 学期 液压传动试题三 （满分80分） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 一、 填空（15分） 1． 液压传动利用液体的________来传递能量；而液力传动利用液体的_______来传 递能量。 2． 对液压油来说，压力增大，粘度_________；温度升高，粘度_________。 3． 32号液压油是指这种油在40℃时的______粘度平均值为32mm 2/s 。 4． 液压油的粘度有 、 和 三种。 5． 齿轮泵按照啮合形式可分为_________式和_________式两种。 6． 液压泵按结构的不同可分为 式、 式和 式三种；按单位时 间内输出油液体积能否调节可分为 式和 两种。 7． 流量控制阀中的调速阀是由 阀和 阀 联而成。 8． 理想液体是没有__________和不可__________的假想液体。 9． 液压阀按用途分为______控制阀、_____控制阀和______控制阀。 10． 液压缸按结构特点可分为______式、______式和______式三大类。 11． 柱塞泵按柱塞排列方向不同分为__________和___________两类。 12． 绝对压力是以_______为基准进行度量，相对压力是以______为基准进行度量 的。 二、 简要回答下列问题（15分） 1．液压传动系统由哪几部分组成？（2分） 班 号 姓 名 学 号 注 意行为规范，遵守考试纪律 2．写出实际液体的伯努利方程，并说明公式中各项的物理意义。（4分）3．解释层流、紊流，并说明用什么来判别（4分） 4．简述溢流阀在液压系统中的应用。（5分） 三、绘制下列各曲线图（15分） 1．液压泵的压力－理论流量、实际流量、容积效率和总效率特性曲线。（5分）2．直动式和先导式溢流阀压力－流量特性曲线（3分） 第一章 1-1 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''3343049.9105010110V V V m ---?=-=?-?=-? 64 3 070010110 1.45010 k V p Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：外筒内壁液体粘度： ()()0 2 4222/2 /2 408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512 p f D d a n D m s T T N m A DA D l d dy d dy dy d D d P S u F μπτπμτμτμμτμμ τμμ-==??=??= ====???=?===-?-∴===?? ? 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长 度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 F=F f ＝μA(du /dy) 其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L 又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 所以 F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N 1-5 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度 为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： a p p h g g ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa 1-7液压缸直径D=150mm ，柱塞直径d=100mm ，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N 的 力，不计油液的重量，求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少？ 解 : 00224 6.34 6.3aa a a bb b p p gh p F F a p p Mp A d F F b p p Mp A D ρππ=+≈====== ==缸缸缸图中图中 1-8图示容器A 中的液体的密度ρA ＝900Kg/m3,B 中液体的密度为ρB ＝1200 Kg/m3， Z A =200mm, Z B =180mm,h=60mm,U 形管中的测试介质是汞，试求A,B 之间的压力差。 解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程解决： P A +ρ A g Z A ＝ρ B g Z B + ρ 水银 g h + P B 所以ΔP AB ＝P A -P B ＝ρ B g Z B + ρ水银 g h -ρ A g Z A 因为76厘米高水银柱为P 0 则60毫米高水银柱形成的压力P ＝(60/760) × P 0 所以（取g=10 P 0＝105Pa ） 一、填空题（每空1分，共20分） 5．液体流动时的压力损失可以分为两大类，即（沿程）压力损失和( 局部)压力损失。 6．在液流中，由于压力降低到有气泡形成的现象统称为（空穴）现象。 7．双作用叶片泵一般为( 定量泵）；单作用叶片泵一般为( 变量泵）。 9、三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种 不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（中位机能）。 10．压力阀的共同特点是利用（液体压力）和（弹簧力）相平衡的原理来进行工作的。 液压传动是以（压力）能来传递和转换能量的。 1、液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、和（辅助元件）四部分 组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 2、液体在管中流动时，存在（层流）和（紊流）两种流动状态。液体的流动状态可用（临界 雷诺数）来判定。 3、液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（相对压力）。 4、在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力 峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（液压冲击）。 5、单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（1 ）次，同一转速的情况下，改变它的（偏心距） 可以改变其排量。 6、三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种 不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（中位机能）。 7、压力阀的共同特点是利用（液体压力）和（弹簧力）相平衡的原理来进行工作的。 8、顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口（启闭），以实现执行元件顺序动作的液压元件。 二、选择题（请在所选择正确答案的序号前面划√或将正确答案的序号填入问题的空格内）（每选择 一个正确答案1分，共10分） 1．流量连续性方程是（C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（A ）在流体力学中的表达形式。 A能量守恒定律；B动量定理；C质量守恒定律； D 其他； 2．液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为（C ） A)等于10MPa；B)小于10MPa；C)大于10MPa 3．（ A ）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；（ B ）叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 A 单作用；B、双作用 4. 一水平放置的双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，液压缸 浮动，其中位机能应选用（ D ）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（ B ）。 A. O型 B. M型 C 、Y型 D. H型 5．（减压阀）在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通；（ A ）、（ C ）在常态状态时，阀口是常闭的，进、出油口不通。 A) 溢流阀；B)减压阀；C)顺序阀 6、有两个调整压力分别为5 MPa和10 MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为 （ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（ A ）。 A、5 MPa； B、10 MPa； C、15 MPa； D、20 MPa； 7．在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是( C )，而主阀的作用主要作用是( A )。 A、减压； B、增压； C、调压。 三、图形符号识别题（10分）(完整版)液压课后答案
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