液压、气动
一、液压传动
1、理解：液压传动是以流体为工作介质进行能量传递的传动方式。
2、组成原件
1、把机械能变换为液体（主要是油）能量（主要是压力能）的液压泵
2 、调节、控制压力能的液压控制阀
3、把压力能转换为机械能的液压执行器（液压马达、液压缸、液压摆动马达）
4 、传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件
液压系统的形式
3、部分元件规格及参数
衡力，磨损严重，泄漏较大。
叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。
柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。
一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，
但应用不如上述3种普遍。
适用工况和应用举例
【KCB/2CY型齿轮油泵】工作原理：
2CY、KCB齿轮式输油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。A为入吸腔，B为排出腔。泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿化从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空，液体被吸入。被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B)，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵的排出口排出泵外。
KCB/2Y型齿轮油泵型号参数和安装尺寸如下：
【KCB/2CY型齿轮油泵】性能参数：
【KCB/2CY型齿轮油泵】安装尺寸图：KCB18.3~83.3与2CY1.1~5安装尺寸图
电动机
KCB200~960与2CY8~150安装尺寸图
双联叶片泵（两个单级泵并联组成，有多种规格）
以下为YYB—AA型
YYB—AB型
η
η
(2)液压马达：是把液体的压力能转换为机械能的装置
分类：1、按照额定转速选择：分为高度和低速两大类，高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等，高速液压马达主要具有转速较高，转动惯性小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。低速液压马达的基本形式为径向柱塞式，主要具有排量大、体积大、转速低、传动机构较简化。
2、按照结构类型选择：分为叶片式、轴向柱塞式、摆动式等。叶片马达具有体积小、转动惯性小、动作灵敏、可以实现换向频率高，但泄漏较大，不能低速工作。轴向柱塞马达具有输出扭矩小。
常用液压马达的主要技术参数
1.绪论 例1：图1中，两个液压缸水平放置，活塞5用以推动一个工作台，工作台的运动阻力为Fr 。活塞1上施加作用力F ，缸2的孔径为20mm ，缸4的孔径为50mm ，Fr=1962.5N 。计算以下几种情况下密封容积中液体压力并分析两活塞的运动情况。 （1） （1） 当活塞 1上作用力F 为314N 时； （2） （2） 当F 为 157N 时； （3） （3） 作用力 F 超过314N 时。 解： （1）密封腔内液体压力为 1Mpa N/m 01102.04/3142621=?=?== πA F p 液体作用在活塞5上的力为 1962.5N /0.020.05314F F 221 2 ' R =?=? =A A 由于工作台上的阻力F R 为1963.5N ，故活塞1通过液体使活塞5和工作台作等速运动，工作台速度为活塞1速度的4/25。 （2）密封腔内液体压力为 Mpa 5.0N/m 010.502.04/1572 621=?=?== πA F p 作用于活塞5上的力为 N 981425 157F F 12' R =?=? =A A 不足以克服工作台的阻力，活塞1和活塞5都不动。 （3）由于工作台上阻力为1962.5N ，由（a ），当活塞1上作用力为314N 时，两活塞即以各自的速度作等速运动。故作等速运动时，活塞1上的力只能达到314N
例2：图1-8中有两个同心圆筒，内筒外径 ?100mm，内筒外壁与外筒内孔在半径方向的间隙为0.05mm 。筒长200mm ，间隙内充满某种液体。当外筒不转，内筒以每分钟120转的速度旋转时，测得所需转距1.44N ·m （不计轴承上的摩擦转距）。已知液体密度为870kg/m 3。 求液体的动力粘度和运动粘度。 解： 由F=μAdu/dz 因为间隙很小，所以可以看成 F=μAU/h 轴上的转距为 22D h U A D F M μ== 所以 AUD Mh 2= μ 1 .060120 1.02.01.0105.044.124 ?????????= -ππ =3.6×10-2Pa ·S /s m 100.41870 106.324-2 ?=?==ρυu 所以图1-8表示了一种测量油液粘度的方法。 2.流体力学基础 2-1、如图2-4（a ）所示U 型管测压计内装有水银，U 型管左端与装有液体的容 器相连，右端开口与大气相通，已知：mm h mm h 30,201==，容器内液体为水， 水银的密度为3 3/106.13m kg ?。 （1） （1） 试利用静压力基本方程中等压面的概念，计算A 点的相对压力和 绝对压力。 （2） （2） 又如图2-4（b ）所示，容器内装有同样的水，mm h mm h 30,151==试求A 点处的真空度和绝对压力。
第三章液压泵和液压马达 3.1概念 一．液压泵和液压马达的工作原理 单作用柱塞泵为例 原理：液压泵是靠密封油圈容积的变化来进行工作的，所以称为容积式泵。泵的输油量取决于密封工作油腔的数目以及容积变化的大小和频率。 二．液压泵和液压马达的分类 ???? ?? ????? ??????? ??????????? ???? ?? 内 齿轮泵外螺杆泵定量泵定量叶片泵定量径向柱塞泵泵定量轴向柱塞泵 变量叶片泵变量泵变量径向柱塞泵 变量轴向柱塞泵 ?????? ??? ??????????????????????? ?? ???????????齿轮 定量螺杆叶片，径向，轴向高速叶片变量径向马达轴向径向柱塞式轴向柱塞式低速叶片马达摆线马达 三．液压泵和液压马达的基本性能要求 性能要求： （1）结构简单、紧凑、体积小、重量轻、维护方便、价格低廉、使用寿命长 （2）摩擦损失小、泄漏小、发热小、效率高 （3）对油污染不敏感 （4）自吸能力强 （5）输出流量脉动小、运转平稳、噪声小 主要向性能参数： 1.工作压力和额定压力 额定压力：在正常条件下按试验标准规定能连续运转的最高压力。 低压 中压 中高压 高压 超高压 5.2≤ 2.5~8 8~16 16~32 〉32 a Mp 2.液压泵和液压马达的排量和流量 排量v t q =vn 理论流量 t q 泵 t l t l q =q -q =q -k p 实际流量q 马达 t l t l q =q +q =q +k p 其中： l k —泄漏系数或流量损失系数 3.液压泵和液压马达的功率和效率 理论功率： 泵 t t P pq pvn == 马达 2t t t P T nT ωπ== 其中： t T —理论转矩 ω—角速度
3.1 某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=, 转速n=30r/min。设液压马达的排量V M=12.5cm3/r,液压马达 的容积效率=0.9，机械效率=0.9,求所需要的流量和 压力各为多少？ 3.2 某液压马达每转排量V M=70mL/r,供油压力p=10MPa,输 入流量q=100L/min ，液压马达的容积效率=0.92，机械效率=0.94，液压马达回油腔的背压为0.2MPa,试求1. 液压马达输出转矩2.液压马达的转速 3.3 液压马达的排量V M=40ml/r,当马达在p=6.3MPa和n=1450r/min时，马达输入的实际流量q M=63L/min,马达的 实际输出转矩T M=37.5N.m ，求液压马达的容积效率机械效率和总效率 3.4 如图所示，A1和A2分别为两液压缸有效作用面积，A1=50cm2, A2=20cm2,液压泵流量q P=3L/min,负载W1=5000N，W2=4000N，不计损失，求两缸工作压力p1 p2及两活塞运动速度 V1 V2 6.6如图所示为某专用铣床液压系统，已知：泵的输出流量q P=30L/min,溢流阀调整压力P Y=2.4MPa,液压缸两腔作用面积分别为A1=50cm2, A2=25cm2，切削负载F L=9000N，摩擦负载F f=1000N,切削时通过调速阀的流量为q i=1.2L/min,若忽略元件的泄漏和压力损失，试求 1.活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度v1及回路的效率n2 2.切削进给时，活塞的工进速度v2及回路的效率n2 1.快进时，1Y断电，2Y得电，只克服摩擦负 载2.切削进给时，由调速阀调速，1Y得电。2Y得电 2.9 有一齿轮泵,已知顶圆直径=48mm，齿宽B=24mm,齿数z=13。若最大工作压力p=10MPa，电动机转速n=980r/min。求电动机功率（泵的容积效率，总效率
液压、气动 一、液压传动 1、理解：液压传动是以流体为工作介质进行能量传递的传动方式。 2、组成原件 1、把机械能变换为液体（主要是油）能量（主要是压力能）的液压泵 2 、调节、控制压力能的液压控制阀 3、把压力能转换为机械能的液压执行器（液压马达、液压缸、液压摆动马达） 4 、传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件 液压系统的形式 3、部分元件规格及参数 衡力，磨损严重，泄漏较大。 叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。 柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。 一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，
但应用不如上述3种普遍。 适用工况和应用举例
【KCB/2CY型齿轮油泵】工作原理： 2CY、KCB齿轮式输油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。A为入吸腔，B为排出腔。泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿化从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空，液体被吸入。被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B)，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵的排出口排出泵外。 KCB/2Y型齿轮油泵型号参数和安装尺寸如下： 【KCB/2CY型齿轮油泵】性能参数：
【KCB/2CY型齿轮油泵】安装尺寸图：KCB18.3~83.3与2CY1.1~5安装尺寸图 电动机 KCB200~960与2CY8~150安装尺寸图
液压油泵性能参数 液压泵是靠密封容腔容积的变化来工作的。如何为机械选择适合的液压油泵？首先我们要了解液压油泵的工作原理和性能参数中，下面由金中液压系统厂家设计部告诉大家液压油泵的性能参数： 工作压力指液压泵出口处的实际压力值。工作压力值取决于液压泵输出到液压系统中的液体在流动过程中所受的阻力。阻力(负载)增大，则工作压力升高；反之则工作压力降低。 额定压力指液压泵在连续工作过程中允许达到的最高压力。额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。超过这个压力值，液压油泵有可能发生机械或密封方面的损坏 排量V指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。可见，排量的大小 只与液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关。排量的常用单位是（ml/r）。 理论流量qt 指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。其值等于泵的 排量V和泵轴转数n的乘积，即qt=Vn(m3/s) 实际流量q指单位时间内液压泵实际输出油液体积。由于工作过程中泵的出口压力 不等于零，因而存在内部泄漏量Δq（泵的工作压力越高，泄漏量越大），使得泵的实际流量小于泵的理论流量，即 q=qt-△q 显然，当液压泵处于卸荷（非工作）状态时，这时输出的实际流量近似为理论流量。 额定流量qn 泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。 输入功率Pi 驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出，即pi=ωT 输出功率po液压泵输出的液压功率，即泵的实际流量q与泵的进、出口压差Δp的乘积po=△pq 当忽略能量转换及输送过程中的损失时，液压泵的输出功率应该等于输入功率，即泵的理论功率为pi=△pq=△pVn=ωTt 式中, ω—液压泵转动的角速度；Tt—液压泵的理论转矩 际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。 容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率表 征，即 实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。 容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率表 征，即 式中取泄漏量Δq=klp。这是因为液压泵工作构件之间的间隙很小，泄漏液体的流动状态可以看作是层流，即泄漏量和泵的工作压力p成正比。kl是液压泵的泄漏系数。 机械损失指液压泵内流体粘性和机械摩擦造成的转矩损失。机械损失的大小用机械 效率表征，即 式中，ΔT是损失掉的转矩。 液压泵的总效率泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，即 液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以通过实验测得。图3.2给出了某液压泵的性能
练习 一、填空题： 1.变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( )其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 （排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 2．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。（小；大） 3．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（）与（）、（）与（）、（）与（）。 （柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘） 4．外啮合齿轮泵的排量与（）的平方成正比，与的（）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（），减少（）可以增大泵的排量。（模数、齿数；模数齿数）5．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（）腔。 （吸油；压油） 6．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（），使闭死容积由大变少时与（）腔相通，闭死容积由小变大时与（）腔相通。（卸荷槽；压油；吸油）7．齿轮泵产生泄漏的间隙为（）间隙和（）间隙，此外还存在（）间隙，其中（）泄漏占总泄漏量的80%～85%。 （端面、径向；啮合；端面） 8．双作用叶片泵的定子曲线由两段（）、两段（）及四段（）组成，吸、压油窗口位于（）段。
（长半径圆弧、短半径圆弧、过渡曲线；过渡曲线） 9．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉（弹簧预压缩量），可以改变泵的压力流量特性曲线上（）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（）。（拐点压力；泵的最大流量） 二、选择题： 1．双作用叶片泵从转子_径向力_平衡考虑，叶片数应选_偶数__；单作用叶片泵的叶片数常选__奇数__，以使流量均匀。 (a) 轴向力、(b)径向力；(c) 偶数；(d) 奇数。 2、_________叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；___________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。 3、对于直杆式轴向柱塞泵，其流量脉动程度随柱塞数增加而____________， ___________柱塞数的柱塞泵的流量脉动程度远小于具有相邻_____________柱塞数的柱塞泵的脉动程度。 (a) 上升；(b) 下降。(c) 奇数；(d) 偶数。 4、液压泵的理论输入功率____________它的实际输出功率；液压马达的理论输出功率__________其输入功率。 (a) 大于；(b) 等于；(c) 小于。 5、双作用叶片泵具有（）的结构特点；而单作用叶片泵具有（）的结构特点。 （A）作用在转子和定子上的液压径向力平衡 （B）所有叶片的顶部和底部所受液压力平衡 （C）不考虑叶片厚度，瞬时流量是均匀的 （D）改变定子和转子之间的偏心可改变排量 （A、C；B、D）
第三章液压泵和液压马达 一.判断题. 1. 因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量.( ) 2．液压泵的容积效率与液压泵的泄漏量有关，而与液压泵的转速无关.（） 3. 流量可改变的液压泵称为变量泵.( ) 4. 定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵.( ) 5. 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.( ) 6. 齿轮泵的吸油腔就是轮齿不断进入啮合的那个腔.（） 7. 齿轮泵多采用变位修正齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象.( ) 8. 双作用叶片泵每转一周，每个密封容积就完成二次吸油和压油.（） 9. 单作用叶片泵转子与定子中心重合时，可获稳定大流量的输油.（） 10.对于限压式变量叶片泵，当泵的压力达到最大时，泵的输出流量为零.（） 11.双作用叶片泵既可作为定量泵使用，又可作为变量泵使用.（） 12.双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长.( ) 13.双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环.( ) 14.配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量.( ) 15.液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化.( ) 16.液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用.( ) 17. 液压泵输油量的大小取决于密封容积的大小.( ) 18. 外啮合齿轮泵中，轮齿不断进入啮合的那一侧油腔是吸油腔.( ) 二.选择题.
第四章 液压泵和液压马达 液压泵完成吸油和排油，必须具备什么条件 泵靠密封工作腔的容积变化进行工作，容积增加吸油，容积减小排油。 什么是齿轮泵的困油现象有何危害如何解决 一部分的油液困在两轮齿之间的密闭空间，空间减小，油液受积压，发热，空间增大，局部真空，气穴、振动、噪声。在两侧盖板上开卸荷槽。 齿轮泵、双作用叶片泵、单作用叶片泵各有哪些特点。如何正确判断转向、油腔和进出油口。 齿轮泵结构简单、尺寸小、重量轻、价格低、流量压力脉动大、泄漏大。 叶片泵流量压力脉动小、噪声小、结构复杂、吸油差、对污染敏感。 单作用叶片泵可做成变量泵。 叶片泵根据叶片方向判断转向。根据容积变化判断进出油口。 为什么轴向柱塞泵适用于高压 柱塞泵配合精度高、泄漏小、容积效率高。 已知泵的额定压力和额定流量，管道压力损失忽略不计，图c 中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下泵出口处的工作压力值。 a) b) c) d) e) F F T ,n M 题图 a) b)油回油箱，出口压力为0。 c) 节流小孔流量ρP A C q d ???=20
出口压力 20)( 2A C q P d ?=?ρ d) 出口压力A F P = e) 功率关系M T T V q T T q P ? ?=?=?πω2 出口压力M V T P ?=π2 设液压泵转速为950r/min ，排量为V P =168m l /r ，在额定压力和同样转速下，测得的实际流量为150l /min ，额定工况下的总效率为，求： 1) 泵的理论流量q t ； 2) 泵的容积效率ηv ； 3) 泵的机械效率ηm ； 4) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率P ； 5) 驱动泵的转矩T 。 1)理论流量min /6.159/168min /950l r ml r V n q p t =?=?= 2) 容积效率94.06 .159150===t v q q η 3) 机械效率93.094 .087.0===v m ηηη 4) 电机功率kW l Mpa q p P 48.887.0min//15095.2/=?=?=η 5) 转矩Nm n P P T 3.85602===πω 某液压马达排量V M =250ml/r ，入口压力为，出口压力为，总效率η=，容积效率ηV =。当输入流量为×10-3m 3/s 时，试求： 1) 液压马达的输出转矩； 2) 液压马达的实际转速。 1）功率关系n T V n p p m m ??=???-πη2)(21 输出转矩Nm V p p T m m 5.3622)(21=??-=π η v m ηη η=
第二章液压泵和液压马达三、习题 (一)填空题 1．常用的液压泵有、和三大类。 2．液压泵的工作压力是，其大小由决定。 3．液压泵的公称压力是的最高工作压力。 4．液压泵的排量是指。 5．液压泵的公称流量。 6．液压泵或液压马达的总效率是和的乘积。 7．在齿轮泵中，为了，在齿轮泵的端盖上开困油卸荷槽。 8．在CB-B型齿轮泵中，减小径向不平衡力的措施是。 9．是影响齿轮泵压力升高的主要原因。在中高压齿轮泵中，采取的措施是采用、、自动补偿装置。 10．双作用叶片泵定子内表面的工作曲线是由、和组成。常用的过渡曲线是。 11．在YB1型叶片泵中，为了使叶片顶部和定子内表面紧密接触，采取的措施是。 12．在高压叶片泵中，为了减小叶片对定子压紧力的方法有和。 13．变量叶片泵通过改变，来改变输出流量，轴向柱塞泵通过改变，来改变输出流量。 14．在SCYl4-1B型轴向柱塞泵中，定心弹簧的作用是。 15．在叶片马达中，叶片要放置，叶片马达的体积小，转动惯量小，动作灵敏，适用于的场合。由于泄漏大，叶片马达一般用于、、和的场合。 (二)判断题 1．液压泵的工作压力取决于液压泵的公称压力。( ) 2．YB1型叶片泵中的叶片是依靠离心力紧贴在定子内表面上。( ) 3．YB1型叶片泵中的叶片向前倾，YBX型叶片泵中的叶片向后倾。( ) 4．液压泵在公称压力下的流量就是液压泵的理论流量。( ) 5．液压马达的实际输入流量大于理论流量。( ) 6．CB-B型齿轮泵可作液压马达用。( ) (三)选择题
1．液压泵实际工作压力称为；泵在连续运转时，允许使用的最高工作压力称为；泵在短时间内过载时所允许的极限压力称为。 A．最大压力 B．工作压力 C．吸入压力 D．公称压力 2．泵在单位时间内由其密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积称为。 A．实际流量 B．公称流量 C．理论流量 3．液压泵的理论流量实际流量。 A．大于 B．小于C．等于 4．YB1型叶片泵中的叶片靠紧贴在定子内表面；YBX型变量叶片泵中的叶片靠紧贴在定子内表面。 A．叶片的离心力 B．叶片根部的油液压力 C．叶片的离心力和叶片根部的油液压力 5．CB-B型齿轮泵中，泄漏途径有三条，其中对容积效率的影响最大。 A．轴向间隙 B．径向间隙 C．啮合处间隙 6．对于要求运转平稳，流量均匀，脉动小的中、低压系统中，应选用。 A．CB-B型齿轮泵 B．YB1型叶片泵 C．径向柱塞泵 7．液压泵的最大工作压力应其公称压力，最大输出流量应其公称流量。 A．大于 B．小于 C．等于 D．大于或等于 E．小于或等于 8．公称压力为6.3MPa的液压泵，其出口接油箱。则液压泵的工作压力为。A．6.3MPa B．O C．6.2MPa (四)问答题 1．液压泵要完成吸油和压油，必须具备的条件是什么? 2．在齿轮中，开困油卸荷槽的原则是什么? 3．在齿轮泵中，为什么会产生径向不平衡力? 4．高压叶片泵的结构特点是什么? 5．限压式变量叶片泵的工作特性是什么? (五)计算题 1．某液压泵的工作压力为10MPa，实际输出流量为60L/min，容积效率为0.9，机械效率为O.94，试求： 1)液压泵的输出功率。 2)驱动该液压泵的电动机所需功率。 2．某液压马达的排量为V M=100mL/r，输入压力为p=10MPa，背压力为1MPa，容积效率ηMV=O.96，机械效率ηMm=0.86，若输入流量为40L/min，求液压马达的输出转速、转矩、输入功率和输出功率。 3．已知液压泵的输出压V M=100mL/r力p=12MPa，其机械效率ηm=0.94，容积效率ηV=0.92，排量V=10mL/r；马达的排量为V M=100mL/r，马达的机械效率为ηMm=0.92，马达的容积效率ηMV=O.85，
第四章 液压泵和液压马达 4.1 液压泵完成吸油和排油，必须具备什么条件？ 泵靠密封工作腔的容积变化进行工作，容积增加吸油，容积减小排油。 4.2 什么是齿轮泵的困油现象？有何危害？如何解决？ 一部分的油液困在两轮齿之间的密闭空间，空间减小，油液受积压，发热，空间增大，局部真空，气穴、振动、噪声。在两侧盖板上开卸荷槽。 4.3 齿轮泵、双作用叶片泵、单作用叶片泵各有哪些特点。如何正确判断转向、油腔和进出油口。 齿轮泵结构简单、尺寸小、重量轻、价格低、流量压力脉动大、泄漏大。 叶片泵流量压力脉动小、噪声小、结构复杂、吸油差、对污染敏感。 单作用叶片泵可做成变量泵。 叶片泵根据叶片方向判断转向。根据容积变化判断进出油口。 4.4 为什么轴向柱塞泵适用于高压？ 柱塞泵配合精度高、泄漏小、容积效率高。 4.5 已知泵的额定压力和额定流量，管道压力损失忽略不计，图c 中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下泵出口处的工作压力值。 a) b) c) d) e) F F T ,n M 题4.5图 a) b)油回油箱，出口压力为0。 c) 节流小孔流量ρP A C q d ???=20
出口压力 20 )(2A C q P d ?=?ρ d) 出口压力A F P = e) 功率关系M T T V q T T q P ??=?=?πω2 出口压力M V T P ?=π2 4.6设液压泵转速为950r/min ，排量为V P =168m l /r ，在额定压力2.95MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150l /min ，额定工况下的总效率为0.87，求： 1) 泵的理论流量q t ； 2) 泵的容积效率ηv ； 3) 泵的机械效率ηm ； 4) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率P ； 5) 驱动泵的转矩T 。 1)理论流量min /6.159/168min /950l r ml r V n q p t =?=?= 2) 容积效率94.06 .159150===t v q q η 3) 机械效率93.094.087 .0===v m ηηη 4) 电机功率kW l Mpa q p P 48.887.0min//15095.2/=?=?=η 5) 转矩Nm n P P T 3.8560 2== =πω 4.7 某液压马达排量V M =250ml/r ，入口压力为9.8MPa ，出口压力为0.49Mpa ，总效率η=0.9，容积效率ηV =0.92。当输入流量为0.3×10-3m 3/s 时，试求： 1) 液压马达的输出转矩； 2) 液压马达的实际转速。 1）功率关系n T V n p p m m ??=???-πη2)(21 输出转矩Nm V p p T m m 5.3622)(21=??-=πη v m ηηη=
例1如图所示，液压泵从油箱吸油，吸油管直径为6cm,流量q=150L/min液压泵入口处的真空度为0.02MPa,油的运动粘度为30*10-6m2/s,密度为900kg/m3,弯头处的局部阻力系数为0.2,管道入口处的局部阻力系数为0.5。求：（1）沿程损失忽略不计时的吸油高度是多少？；（2）若考虑沿程损失，吸油高度又是多少？ 解：取1-1, 2-2截面列伯努利方程：
例2.某泵排量v = 50cm3/r, 总泄漏量Δq=,29*10-5cm3/Pa.min泵以1450r/min的转速转动,分别计算p=0、10MPa时泵的实际流量和容积效率。如泵的摩擦损失转矩为2Nm，试计算上述几种压力下的总效率？所需电机功率是多少？ 解：泵的实际流量 例3、图示的两个系统中，各溢流阀的调整压力分别为P A＝4MPa, P B＝3MPa, P C＝2MPa,如系统的外负载趋于无限大，泵的工作压力各为多少？流量是如何分配的？ 解：图1是三个溢流阀串联，因此泵的工作压力P = P A＋P B＋P C 图2是三个溢流阀并联，因此泵的工作压力P取其中的最小值，即P = P C = 2MPa 图1泵输出的流量经三个溢流阀流回油箱。 图2泵输出的流量主要经溢流阀A流回油箱,小部分控制油液经溢流阀B、 溢流阀C流回油箱。
1.说明溢流阀、减压阀、顺序阀的异同和特点。 2.液压传动有哪些优缺点？ 3.写出雷诺数的表达式，并说明其作用。 4.动力粘度的物理意义是什么？ 5.什么是换向阀的位和通？ 6.管路的压力损失有哪几种？各受哪些因素的影响？ 7.什么是泵的排量和泵的容积效率？ 8.什么是换向阀的中位机能，并举例说明。 9. 简述液压系统是由哪些部分组成的，并说明其作用。 10. 什么是开式回路？什么是闭式回路？ 11. 节流阀的最小稳定流量有什么意义？影响其值的因素主要有哪些？ 12. 简述容积调速回路的工作原理及特点？ 13. 20号机械油的含义是什么？ 14.简述液压系统是由哪些部分组成的，并说明其作用？ 15.理想液体的特点是什么？ 16.压力和温度对粘度有何影响? 17.如果液压泵的出口减小，流量是否减少? 当出口压力升高时，流量是否减少? 20. 什么是动力粘度、运动粘度和相对粘度？ 18.节流阀为什么能改变流量？ 19.调速回路应满足哪些基本要求？ 20.换向阀的“O”、型“H”型中位机能是什么？ 21.液体层流和紊流的定义是什么？ 22.液压泵的工作压力取决于什么? 23.简述容积式泵和马达的工作原理? 26. 什么是大气压力、相对压力、绝对压力和真空度？它们之间有什么关系？液压系统中的 压力指的是什么压力？ 24.用什么来判断液体的流动状态？什么是层流和紊流？ 25.液压传动中常用的液压泵分为哪些类型？ 26.用溢流节流阀的节流调速回路中，为何溢流节流阀只能安装在进油路上? 27.什么是流体的体积弹性系数?它表示了流体的哪一方面的性质? 28.什么是液控单向、其工作原理如何? 有何用途? 29.溢流阀的用途有哪几种、试画出回路原理加以说明? 30.液压缸的作用是什么?有哪些类型? 31.压系统中的压力是怎样形成的？ 32.什么是液压油的粘性？ 33.什么是进口节流调速回路？有何特点？应用在什么场合？
五、计算题 1、某泵输出油压为10MPa，转速为1450r/min，排量为200mL/r，泵的容积效率为Vp=，总效率为p=。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的入口油压）。 解：泵的输出功率为： 电机所需功率为： 2、已知某液压泵的转速为950r/min，排量为V P=168mL/r，在额定压力和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为，求： （1）液压泵的理论流量q t； （2）液压泵的容积效率ηv； （3）液压泵的机械效率ηm； （4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率P i； （5）驱动泵的转矩T。 解：（1）q t=V n=950×168÷1000=159.6L/min （2）ηv=q/q t =150/=； （3）ηm== （4） P i=pq/(60×=； （5） T i=9550P/n=9550×950=852Nm 3、已知某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为，容积效率为，转速为1200r/min，求：（1）液压泵的总效率； （2）液压泵输出功率； （3）电动机驱动功率。 解：（1）η=ηVηm=×= （2）P=pqηv/60=5×10×1200×(60×1000)= （3）P i=P/η=×= 4、如图，已知液压泵的输出压力p p=10MPa，泵的排量V P＝10mL／r，泵的转速n P＝1450r／min，容积效率
ηPV=，机械效率ηPm=；液压马达的排量V M＝10mL／r，容积效率ηMV=，机械效率ηMm＝，泵出口和马达进油管路间的压力损失为，其它损失不计，试求： （1）泵的输出功率； （2）驱动泵的电机功率； （3）马达的输出转矩； （4）马达的输出转速； 解：（1）P po=p p q p=p p V p n pηPV=10×10×10?3×1450×60= （2）P Pi=P Po/ηp= P Po/(ηPVηMm)= P M=P P?ΔP=10?= （3）T M=p M V MηVM/2π=×10×2π= （4）n M=-n p V pηPVηMV/V M=1450×10××10=min 5、如图所示，由一直径为d，重量为G的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度x。 解：设柱塞侵入深度h处为等压面，即有 (F+G)/(πd2/4)=ρg(h+x) 导出：x=4(F+G)/(ρgπd2)?h 6、已知液压马达的排量V M=250mL/r；入口压力为；出口压力为；此时的总效率ηM=；容积效率ηVM=；当输入流量为22L/min时，试求： （1）液压马达的输出转矩(Nm)； （2）液压马达的输出功率(kW)； （3）液压马达的转速(r/min)。 解：（1）液压马达的输出转矩 T M=1/2π·Δp M·V M·ηMm=1/2π×－×250×=·m （2）液压马达的输出功率 P MO=Δp M·q M·ηM/612=－×22×60= （3）液压马达的转速
1-1下图中两个水平放置的液压缸，其他情况和图1-1相似。活塞5用以推动一个工作台，工作台上运动力为F R。活塞１上施加作用力Ｆ。液压缸２的缸径为２０ｍｍ，而液压缸４的缸径为５０ｍｍ。F R为１９６０Ｎ。在以下几种情况下，计算密封容积种液体压力并分析两活塞的运动。 （a）当活塞１上作用力Ｆ为３１４Ｎ； （b）当Ｆ为１５７Ｎ； （c）当Ｆ为６２８Ｎ。 （不考虑活塞与液压缸之间的摩擦力以及液体通过间隙的泄漏）。 图１－２两个水平放置的液压缸 １-2自我检测题１-1中，其他条件不变，只是使活塞1上的作用力F反向（即拉活塞1），问活塞5能否产生运动？为什么？如果工作台上运动阻力F R为零，则又将怎样？ 1-3图1-9中有两个同心圆筒，内筒外经φ100mm，内筒外壁与外筒内孔在半径方向 上的间隙为0.05mm。筒场200mm，间隙内充满某种粘 度的液体。当外筒不转，内筒以每分钟120转的速度等 速旋转时，测得需扭矩1.44N·m（不计轴承上的摩擦扭 矩）。已知液体密度为900Kg/m3，求液体的动力粘度、 运动粘度和恩氏粘度。 提示：利用式（1-15），由于间隙很小，式（1-15） 可改写成 T=μAU/h 2-1如图2-4（a）所示U形管侧压计内装有水银，U形管左端与装有液体的容器相连，右端开口与大气相通。已知：h=20cm，h1=30cm，容器内液体为水，水银的密度为13.6 ×103Kg/m3。试利用静压力基本方程是中等压面的概念，计算A点的相对压力和 绝对压力。 又如图2-4（b）所示，容器内同样装有水，h1=15cm，h2=30cm，试求A点的真空度和绝对压力。
率，并画出其容积效率曲线。又如泵的摩擦损失扭矩为 算上述几种压力下的总效率并画出其总效率曲线。当用电动机带动时，电动功率应多大？ 3-2如果配流盼偏离正确位置一定角度会产生什么现象？当偏离90°时又将有怎样的结果？ 4-1试分析泵的流量脉动以及马达的扭矩脉动在实际使用时对执行元件速度、扭矩以及系统压力的影响。
液压泵的主要技术参数 （1）泵的排量（mL/r）泵每旋转一周、所能排出的液体体积。 （2）泵的理论流量（L/min）在额定转数时、用计算方法得到的单位时间内泵能排出的最大流量。（3）泵的额定流量（L/min）在正常工作条件下；保证泵长时间运转所能输出的最大流量。 （4）泵的额定压力（MPa）在正常工作条件下，能保证泵能长时间运转的最高压力。 （5）泵的最高压力（MPa）允许泵在短时间内超过额定压力运转时的最高压力。 （6）泵的额定转数（r/min）在额定压力下，能保证长时间正常运转的最高转数。 （7）泵的最高转数（r/min）在额定压力下，允许泵在短时间内超过额定转速运转时的最高转数。（8）泵的容积效率（%）泵的实际输出流量与理论流量的比值。 （9）泵的总效率（%）泵输出的液压功率与输入的机械功率的比值。 （10）泵的驱动功率（kW）在正常工作条件下能驱动液压泵的机械功率。 2.2 液压泵的常用计算公式（见表2） 表2 液压泵的常用计算公式 液压泵功率= 60压力 转速 排量? ? 第三章液压泵 3.1重点、难点分析 本章的重点是容积式泵和液压马达的工作原理；泵和液压马达的性能参数的定义、相互间的关系、量值的计算；常用液压泵和马达的典型结构、工作原
理、性能特点及适用场合；外反馈限压式变量叶片泵的特性曲线(曲线形状分析、曲线调整方法)等内容。学习容积式泵和马达的性能参数及参数计算关系，是为了在使用中能正确选用与合理匹配元件；掌握常用液压泵和马达的工作原理、性能特点及适用场合是为了合理使用与恰当分析泵及马达的故障，也便于分析液压系统的工作状态。 本章内容的难点是容积式泵和液压马达的主要性能参数的含义及其相互间的关系；容积式泵和液压马达的工作原理；容积式泵和液压马达的困油、泄漏、流量脉动、定子曲线、叶片倾角等相关问题；。限压式变量泵的原理与变量特性；高压泵的结构特点。 1．液压泵与液压马达的性能参数 液压泵与液压马达的性能参数主要有：压力、流量、效率、功率、扭矩等。 （1）泵的压力 泵的压力包括额定压力、工作压力和最大压力。液压泵（马达）的额定压力是指泵（马达）在标准工况下连续运转时所允许达到的最大工作压力，它与泵 （马达）的结构形式与容积效率有关；液压泵（马达）的工作压力p B (p M )是指泵 （马达）工作时从泵（马达）出口实际测量的压力，其大小取决于负载；泵的最大压力是指泵在短时间内所允许超载运行的极限压力，它受泵本身密封性能和零件强度等因素的限制；工作压力小于或等于额定压力，额定压力小于最大压力。 （2）泵的流量 泵的流量分为排量、理论流量、实际流量和瞬时流量。泵（马达）的排量V B（V M）是指在不考虑泄漏的情况下，泵（马达）的轴转过一转所能输出（输入）
液压与气压传动的课后习题答案08254
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m2/s是表示（运动）粘度的单位；1m2/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(mm2/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（m3/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（2.5）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。（×）
浅谈液压泵的主要性能参数 液压泵的主要参数有压力、排量、流量、功率和效率等。 1.压力 液压泵压力有工作压力、额定压力、最高允许压力和吸人压力等。用P表示，单位为Mpa 1)工作压力p 工作压力是指液压泵实际工作时的输出压力。工作压力的大小取决于负载和管路的压力损失，随着外负的变化而变化，和液压泵的流量无关。 2)液压泵的额定压力Pn 液压泵的额定压力指液压泵在正常工作条件下，按试验标淮规定的连续运转最高巧-力。液压泵的实际工作压力要小于额定压力，如果工作压力大于额定压力时，液压泵就过载。3)最高允许压力Pmax 最高允许压力是指液压泵按试验标准规定的，允许短时间超过额定压力运行的最大压力值。 4)吸人压力 吸人压力是指液压泵进口处的压力。为了保证液压泵正常工作而不产生气穴，应限制液压泵的吸油髙度，即最低吸人压力必须大于相应的空气分离压力。 2，排量和流量 1)排量 排量是指液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得排出的液体体积。排量用V 表示，其单位为L/r排量可啁节的液压泵为变量泵，徘量不可调节的液压泵为定量泵。 流量 液压泵的流量是指在单位时间内排出的液体体积，有理论流量、实际流量和额定流量之分。用q表示，单位为L/min。 (1)理论流量q1。理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下，在单位时间内所徘出的液体的体积。裉然，如果液压泵的排量为V，其主轴转速为"，则该液压泵的理论流量为q1=Vn (2)实际流量qp。实际流量是指液压泵在工作时，考虑液压泵泄漏而输出的流量。它等于理论流量减去泄漏流量△q即 qp=q1-△q (3)额定流量qn额定流量是指液压泵在正常工作条件下，试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。实际流量和额定流量都小于理论流量。 3)功率 液压泵的功率有输人功率、理论输出功率和实际输出功率。用P表示.单位是W 或KW。(1）输入功率P1。液压泵是通过电动机带动，输人的是转矩T和转速n；即输人能量为机械能。输人功率p1,指作用在液压泵主轴上的机械功率。
液压马达与液压泵的区别详解 液压马达习惯上是指输出旋转运动的,将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置. 三维网技术论坛- {, ^8 V/ f- H* c 一、液压马达的特点及分类https://www.doczj.com/doc/8c3113765.html,1 C& y/ D1 w& E$ e- v https://www.doczj.com/doc/8c3113765.html,& |& U) l, p( s8 |; O 从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。 三维网技术论坛+ X3 D r6 g9 U% a" U- \ 但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。 5 Y) [' G7 R1 M' h$ v8 d 液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于500r／min的属于高速液压马达，额定转速低于500r／min的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大，所以又称为低速大转矩液压马达。 _- s" u, J/ S1 k; y 二、液压马达的工作原理 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江8 G# E' v6 i& e7 ?& Q 1.叶片式液压马达 由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。三维网技术论坛7 j9 N7 B" W6 l5