课时授课计划
图4-1滑阀的稳态液动力
a）液流流出阀口b）液流流入阀口
稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所需的力。
在高压大流量情况下，这个力将会很大，使阀心的操纵成为突出的问题。这时必须采取措施补偿或消除这个力。
为了减小液压卡紧力，可以采取下述一些措施：
1）提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心。阀心的圆度和圆柱度允差为0.003～0.005mm，要求带顺锥，阀心的表面粗糙度Ra值不大于0.2μm，阀孔R a值不大于0.4μm。
2）在阀心台肩上开出平衡径向力的均压槽。如图4-6所示。槽的位置应尽可能靠近高压端。槽的尺寸是：宽0.3～0.5mm，深0.5～0.8mm，槽距1～5mm。
3）使阀心或阀套在轴向或圆周方向上产生高频小振幅的振动或摆动。
4）精细过滤油液。
4、阀的泄漏
◆锥阀不产生泄漏。
◆滑阀由于阀心和阀孔间有一定的间隙，在压力作用下要产生泄漏。
一、单向阀( check valve)
单向阀包括普通的单向阀、液控单向阀和机控单向阀等几种形式。
1、普通单向阀(单向阀) check valve
它只允许油液沿一个方向通过，而反向液流被截止，亦称逆止阀、止回阀，要求其正向液流通过时压力损失较小，反向截止时密封性能好。
图形符号
1-阀体2-阀芯
3-弹簧
2-阀芯1-阀体3-弹簧
应用：
（1）单向阀安置在液压泵的出口，一方面防止由于系统压力突然升高而损坏液压泵或因系统压力冲击影响泵的正常工作；另一方向在泵不工作时防止系统的油液到流经泵回油箱。
（2）将单向阀换上较硬的弹簧，使开启压力达到0.2～0.6 M Pa或(0.3～0.5) M Pa，放置在回油路上，可作背压阀用。
（3）单向阀可与减压阀、节流阀、顺序阀并联组成复合阀。
2、液控单向阀 hydraulically operated check valve
液控单向阀是一种通入控制压力油后允许油液双向流动的单向阀，它由单向阀和液控装置两部分组成。
当控制油口K不通压力油时，作用与普通单向阀相同，油液只能从P1到P2正向通过，反向P2到P1不通；当控制油口K通入压力控制油时，控制活塞顶推，推动顶杆，将阀芯强行顶开，使油口A与B相通，这时油液就可两方向流通。
组成：普通单向阀 + 小活塞缸
特点：a.无控制油时，与普通单向阀一样， b.通控制油时，正反向都可以流动。
K
1p
2
p
液控单向阀图形符号
液控单向阀根据控制活塞的背压腔的泄油方式的不同，分为外泄式和内泄式，外泄式控制活塞的背压腔直接回油箱，内泄式控制活塞的背压腔与单向阀的P 1口相通，一般在反向出油腔无背压或背压较低时采用内泄式；反向出油腔背压较高时采用外泄式，以降低控制压力。
应用：
将两个液控单向阀组成液压锁lock valve (又称双向液控单向阀)，常用在汽车起重机的液压支腿油路。
如图所示，支腿油缸工作时，支腿活塞杆上受有很大负载R ，油缸上腔为高压，若不采用液压锁，虽然换向阀3处于中位时，油缸上下腔通道关闭，但油缸上腔高压油仍可经过换向阀的密封间隙泄漏，支腿缩回，造成事故。
换向阀的“位”——阀芯在阀体内可能有的工作位置数；换向阀的“通”——阀上主油路进、出油口的数目。
2、换向阀的工作原理
阀芯阀体
3、换向阀的结构形式
4、滑阀的中位机能(又称滑阀机能)
中位机能：根据不同的使用要求，使三位换向阀处于中间位置时，其各油口间的各种不同连接方式称“中位机能”或“滑阀机能”。
机能4通符号5通符号性能特点
O型
或
M型
H型
Y型
P型
各油口全封闭，油缸两腔闭锁，油泵
不卸荷，可用于多个换向阀并联工作，
利用中位油缸停止，能保压。
压力油P与A、B通，O封闭，油泵与
油缸两腔相通，可组成差动回路，中
位停止，泵不卸荷，差动油缸不能停
止，换向平稳。
P口封闭，A、B、O三口相通，油缸
浮动，油泵不卸荷，缸在外力作用下
可移动，中位停止，可用于差动油缸
停止，因有泄漏换向不平稳。
四口全通，油缸浮动状态，在外力作
用下可移动，油泵卸荷，系统不能保
压，停止时有泄漏，换向不平稳。
油口P与O相通，A与B均封闭，油缸
两腔闭锁不动，油泵卸荷，换向平稳，
适用于停止位置时，缸不动，可用于
差动油缸停止。
对中位机能的选用应从执行元件的换向平稳性要求，换向位置精度要求，重新启动时能否允许有冲击、是否需要浮动或差动、是否需要卸荷和保压等方面加以考虑。
在分析和选择中位机能时，通常考虑以下因素：
（1）系统保压
（2）系统卸荷
（3）换向平稳性与精度
（4）启动平稳性
（5）液压缸“浮动”和在任意位置上的停止
第三节压力控制阀
压力控制阀：控制油液压力高低或利用压力变化实现某种动作的阀。常见的压力控制阀按功用分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。
共同特点：利用作用于阀芯上的液体压力和弹簧力相平衡的原理进行工作
一、溢流阀
功用：溢流阀使进口压力恒定，溢流定压。实现稳压、调压或限压作用。
对溢流阀的主要要求：调压范围的大、调压偏差小、压力振摆小、动作灵敏、过流能力达、噪声小。
分类：直动式溢流阀、先导式溢流阀
1、直动式溢流阀
工作原理：阀芯受液压作用力和弹簧预压力作用，当液压力等于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口溢回油箱，最终阀芯受液压作用力和弹簧力平衡。
工况：进口压力等于阀的调定压力时，阀口打开，实现溢流定压。溢流阀使进口压力等于调定压力。
调节弹簧的预压缩量即调节了阀的调定压力大小。
小结：溢流阀使进口压力恒定，控制油来自阀的进油口；溢流阀出口接油箱,没有单独的(弹簧腔)泄油油路。
图4-22直动式滑阀型溢流阀
1－调节螺母2－弹簧3－上盖
4－阀心5－阀体
2、先导式溢流阀
结构组成：由先导阀和主阀组成。有两个阻尼孔2和8。
先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀心为锥阀。
主阀心上有一阻尼孔，油液流过时有压力损失，主阀心弹簧很软, 只在阀口关闭时起复位作用。
工作情况：
先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。
通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1％，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。
主阀芯开启是利用液流流经阻尼孔形成的压力差。阻尼孔一般为细长孔，孔径很小φ=0.8～1.2mm，孔长l = 8～12mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。
先导阀前腔有远程控制口K，用于卸荷和遥控。
远程控制口K情况:
先导阀上有一个远程控制口K，用于卸荷和遥控。
（1）K口堵死时，调定压力由先导阀调定。
（2）K口接油箱时，使阀入口压力为零，实现卸荷。
（3）K口接远程调压阀时，可实现远程调压。
两个溢流阀并联在
图4-25溢流阀的特性曲线
、溢流阀的主要用途
：溢流阀有溢流时，可维持阀进口亦即系统压力恒定。
：系统超载时，溢流阀才打开，对系统起过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的。
：溢流阀（一般为直动式的）装在系统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。
图4-27直动式减压阀工作原理
减压阀出口压力与出口负载有关：
）当出口负载压力大于或等于减压阀的调定压力时，减压阀才起减压作用且保持出口压力恒定。
当出口负载压力为无穷大时，减压阀仍然工作，
）当出口负载压力小于调定压力时，减压阀不工作，阀口常开，开口最大，
2、先导式减压阀
先导式减压阀由压力先导阀和主阀组成。
出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀开启，主阀芯上移，减压缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值。
符号：
直动式减压阀先导式式减压阀
先导式减压阀和先导式溢流阀有以下几点不同之处：
1）减压阀保持出口处压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。2）在不工作时，减压阀进出口互通，而溢流阀进出口不通。
3）减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。减压阀的p2-q 特性曲线
图4-30减压阀的特性曲线
3、应用
减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。减压定压。
三、顺序阀
1、顺序阀
（1）功用
顺序阀用来控制多个执行元件的顺序动作。
通过改变控制方式、泄油方式和二次油路的接法，顺序阀还可用作背压阀、平衡阀或卸荷阀用。
分类：
根据结构不同：直动式、先导式
根据控制压力来源：内控式、外控式
根据泄油方式：内泄式、外泄式。
（2）工作原理和结构
结构与溢流阀基本相似，但出口接油路，弹簧腔的泄油口需单独接油箱。
机械设计手册第五版 第1卷包括: 第1篇:一般设计资料， 第2篇:机械制图、极限与配合、形状和位置公差及表面结构，第3篇:常用机械工程材料， 第4篇:机构； 第2卷包括： 第5篇:连接与紧固， 第6篇:轴及其连接， 第7篇:轴承， 第8篇:起重运输机械零部件， 第9篇:操作件、小五金及管件； 第3卷包括： 第10篇:润滑与密封， 第11篇:弹簧， 第12篇:螺旋传动、摩擦轮传动， 第13篇:带、链传动， 第14篇:齿轮传动； 第4卷包括： 第15篇:多点啮合柔性传动， 第16篇:减速器、变速器， 第17篇:常用电机、电器及电动(液)推杆与升降机， 第18篇:机械振动的控制及利用， 第19篇:机架设计， 第20篇:塑料制品与塑料注射成型模具设计； 第5卷包括： 第21篇:液压传动， 第22篇:液压控制， 第23篇:气压传动等
第1卷目录 第1篇一般设计材料 第1章常用基础资料和公式 第2章铸件设计的工艺性和铸件结构要素 第3章锻造和冲压设计的工艺性及结构要素 第4章焊接和铆接设计工艺性 第5章零部件冷加工设计工艺性与结构要素 第6章热处理 第7章表面技术 第8章装配工艺性 第9章工程用塑料和粉末冶金零件设计要素 第10章人机工程学有关功能参数 第11章符合造型、载荷、材料等因素要求的零部件结构设计准则第12章装运要求及设备基础 第2篇机械制图、极限与配合、形状和位置公差及表面结构 第1章机械制图 第2章极限与配合 第3章形状和位置公差 第4章表面结构 第5章空间距偏差 第3篇常用机械工程材料 第1章黑色金属材料 第2章有色金属材料 第3章非金属材料 第4章其他材料及制品 第4篇机构 第1章机构分析的常用方法 第2章基本机构的设计 第3章组合机构的分析与设计 第4章机构参考图例
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 ---?=-=?-?=-? 643070010110 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 /20408 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 μπτπμτμτμμτμμτμμ-==??=??=====???=?===-?-∴===??? 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 : 00 224 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。
第一章 液压泵与液压马达 3.1 简述液压泵与液压马达的作用和类型。 3.2 液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？ 3.3 什么是液压泵的排量、理论流量和实际流量？它们的关系如何？ 3.4 液压泵在工作工程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？ 3.5 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取措施来提高齿轮泵的压力？ 3.6 试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量如何调节？调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化？ 3.7 双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别? 3.8 为什么轴向柱塞泵适用于高压 3.9 外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项 3.10 试比较各类液压泵性能上的异同点。 3.11 某液压泵在转速m i n /950r n =时，理论流量m i n /160L q t =。在同样的转速和压 M P a p 5.29=时，测得泵的实际流量为min /150L q =，总效率87.0=η，求： (1)泵的容易效率； (2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率； (4)驱动泵的转矩多大？ 3.12 液压马达的排量r mL V /100=，入口压力MPa p 101=，出口压力MPa p 5.02=，容积效率95.0=v η，机械效率85.0=m η，若输入流量min /50L q =，求马达的转速n 、转矩T 、输入功率i P 和输出功率P 。各为多少？ 3.13 某液压泵当负载压力为MPa 8时，输出流量为min /96L ，而负力为MPa 10时，输出流量为min /94L 。用此泵带动一排量为r cm /803的液压马达，当负载转矩为m N ?120时液压马达的机械效率为0.94，其转速为min /1100r ，试求此时液压马达的容积效率为多少？
液压与气压传动课后答案（左健民）
第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23 -3 m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa 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：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31 (7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置
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 3070010110 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 /20408 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 μπτπμτμτμμτμμτμμ-==??=??=====???=?===-?-∴===??? 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
液压与气压传动的课后习题答案精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
第一章习题答案 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。（×） 第二章习题答案 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(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。
第一章习题答案 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。（×） 第二章习题答案 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(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。（×） 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。（√） 2-3 问答题 1. 静压力的特性是什么?
液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010 k V p pa 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：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa Mpa V --?????=-==? 1-2 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 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：设外筒内壁液体速度为0u 由 du dy du dy τμτμ=?= 两边积分得 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝厘米，活塞长度L ＝ 14厘米，若油的粘度μ＝，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：对活塞列平衡方程： 对上式两边积分得： 1-5 如图所示，一具有一定真空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 31000/kg m ρ=，试求 h=1m,设液体的密度为容器内真空度。
液压与气压传动考试题及答案 一.单项选择题（每小题2分，共50分） 1. 二位五通阀在任意位置时，阀芯上的油口数目为--------- A .2 B.3 C.5 D.4 2. 应用较广.性能较好，可以获得小流量的节流口形式为------------ A .针阀式或轴向三角槽式 B.偏心式或周向缝隙式 C.轴向三角槽式或周向缝隙式 D.针阀式或偏心式 3. 调压和减压回路所采用的主要液压元件是--------- A.换向阀和液控单向阀 B.溢流阀和减压阀 C.顺序阀和压力继电器 D.单向阀和压力继电器 4. -------管多用于两个相对运动部件之间的连接，还能吸收部分液压冲击。 A. 铜管 B.钢管 C.橡胶软管 D.塑料管 5. ------是液压系统的储能元件，它能储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。 A.油箱 B.过滤器 C.蓄能器 D.压力计 6. 能输出恒功率的容积调速回路是------------- A.变量泵---变量马达回路 B.定量泵---变量马达 C.变量泵---定量马达 D.目前还没有 7. 溢流阀的作用是配合油泵等溢出系统中多余的油液，使系统保持
一定的------- A.压力 B.流量 C.流向 D.清洁度 8. 当环境温度较高时，宜选用粘度等级-----的液压油 A.较低 B.较高 C.都行 D.都不行 9. 能将液压能转换为机械能的液压元件是--------- A.液压泵 B.液压缸 C.单向阀 D.溢流阀 10. 下列压力控制阀中，哪一种阀的出油口直接通向油箱--------- A.顺序阀 B.减压阀 C.溢流阀 D.压力继电器 11. 液压系统的动力元件是----------- A.电动机 B.液压泵 C.液压缸 D.液压阀 12. 活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于----- A.液压缸中油液的压力 B.负载阻力的大小 C.进入液压缸的流量 D.液压泵的输出流量 13. 不能作为双向变量泵的是----------- A.双作用叶片泵 B.单作用叶片泵 C.轴向柱塞泵 D.径向柱塞泵 14. 在液压系统中用于调节进入执行元件液体流量的阀是------------ A.溢流阀 B.单向阀 C.调速阀 D.换向阀 15. 压力控制回路包括----------- A.换向和闭锁回路 B.调压.减压和卸荷回路 C.调压与换向回路 D.节流和容积调速回路
第三章 二、作业题 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 。设液压马达排量V=r ，容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，求所需要的流量和压力各为多少？ 解： π 2pV T t = t M Mm T T = η 6 10*5.12*9.0*2*5.522-== π ηπV T p Mm M = 60 *9.030*10*5.12/6-==Mv M Vn q η=s m /10*9.636- 3-2 某液压马达排量V=70cm 3 /r ，供油压力p=10MPa ，输入流量q=100L/min, 容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，液压马达回油腔背压，求马达的输出转矩与转速。 解：=-==-πη294 .0*10*70*10*)2.010(*66Mm t M T T ====--6 310 *70*6092.0*10*100V q V q n Mv M t η 某液压马达排量V=40cm 3 /r ，当马达在p=和转速n=1450r/min 时，马达的实际流量q=63L/min,马达的实际输出转矩为，求马达的容积效 率、机械效率和总效率。 解：==== -π πη2/10*40*10*3.65 .372/66pV T T T M t M Mm ====--3 610*5.371450*10*40M M t Mv q Vn q q η 3-4 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=50*10-4m 2 ，有杆腔的面积A 2=20*10-4m 2 ，输入流量 q=3L/min ，负载F1=5000N,F2=4000N,不计损失与泄漏，求 （1）两缸工作压力p1,p2两缸的运动速度v1,v2 解：对两缸进行受力分析2 1212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa 速度：v1=q/A1=s 1221A v A v = V2= m/s 3-5若要求差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍，试确定活塞面积A1与活塞杆面积A2之比 3-6 如图所示，液压缸活塞直径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm ，进入液压缸的流量q=25L/min ，压力p1=2MPa ，回油背压p2=，试计算三种情况下运动速度与方向及最大推力（实际计算其中一种。其余用公式表示） 解：设作用面积，无杆腔A1=*10-3m 2 ,有杆腔A2=4*10-3m 2，活塞杆面积A=*10-3m 2 （1）方向向左 == 1 A q v s =-=2211A p A p F (2)方向向左
第一章液压传动基础知识课后答案 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23 -3m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa 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：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?， 运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153 351 t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010 k V p pa 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：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?， 运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153 351 t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
1-5．如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面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ρ=1000㎏/m3，试求容器内的真空度。 2-1.某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？ 解：已知： 则泵的输出功率： 驱动泵的电动机功率： 2-2.某液压泵在转速n=950r/min时，排量为v=168ml/r。在同样的转速和压力29.5MP a时，测得泵的实际流量为150L/min，总效率η=087，求： (1) 泵的理论流量； (2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率； (3) 泵在上述工况下所需的电动功率； (4) 驱动泵的转矩多大？
解：(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×10-3m 3 /s （2）94.060 /106.15960/1015033=??==--t v q q η (3) 电机的驱动功率 (4) 驱动泵的转矩 另解: 3-1.液压马达的排量V=250 ml/r ，入口压力p 1=10.5MPa ，出口压力p 2=1.0MPa ，容积 效率ηv =0.92，机械效率ηm =0.9，若输入流量q=22 L/min ，求马达的实际转速n 、输出转矩 T 、输入功率和输出功率各为多少？ 解： 3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=100×10-4m 2，有杆腔的面 积A 2=80×10-4m 2，缸1的输入压力p 1=0.9MPa ，输入流量q=12 L/min ，不计摩擦损失和泄漏， 求： （1） 两缸承受相同负载（F 1=F 2）时，该负载的数值及两缸的运动速度； （2） 缸2的输入压力是缸1的一半（P 2=P 1/2）时，两缸各能承受多少负载？ （3） 缸1不承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？ 解： （1） 3P Θ为大气压 30P ∴≈ （2） (3) 因为 022111=-=A P A P F 所以 ()MPa A A P P 125.110 8010100109.044 62112=????==-- 4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A 1=100×10-4m 2，缸I 负载F=35000N ， 缸Ⅱ运动时负载为零。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，溢流阀、顺序阀和减压阀的调定 压力分别为4MPa 、3MPa 和2MPa 。求在下列三中情况下，A 、B 、C 处的压力。 （1）液压泵启动后，两换向阀处于中位； （2）1YA 通电，液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时； （3）1YA 断电，2Y A 通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块 解：(1) （2）I 移动： I 到达终端： MPa p p B A 4== （3）Ⅱ移动：MPa p p p c B A 0=== Ⅱ碰到固定挡块时： MPa p p B A 4== 4-8.液压缸的活塞面积为A=100×10-4m 2，负载在 500～40000N 的范围内变化，为使负载变化时活塞运动速 度稳定，在液压缸进口处使用一个调速阀，若将泵的工作 P 3
第一章 1-1某液压油在大气压下的体积是 50 10 3m 3，当压力升高后，其体积减少到 49.9 10 3m 3，取油压的体积模量为K 700.0Mpa ，求压力升高值。 解： ' ' 3 3 4 3 V V V 49.9 10 50 10 1 10 m k V 700 106 1 10 4 d … p 3 1.4Mpa V 0 50 10 3 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。 1-4图示一液压缸，其缸筒内径 D = 12厘米，活塞直径d =厘米，活塞长度L = 14厘米，若油的粘度 =，活塞回程要求的稳定速度为v=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 = A(du /dy) 其中，A 为活塞表面积，A =^d L 又 du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 解：外筒内壁液体粘度: U P n D 8 3.14 0.1 2.512m/s F f 2T A DA 2T 2 40 10 2 2 0.1 3.14 0.2 4 2 4 10 N /m dy D/2 dy d/2 dy d D/2 d /2 4 104 0.05 0.049 2.512 0.051F a S
所以 F= A(du /dy)= Xj dL x v/{(D-d)/2}=xxxx 14 xx 2 x (X = 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1000kg/m3，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: 上h旦 g g 则真空度为: 3 P a p gh 1000 9.8 1 9.8 103 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： P缸P0gh P o 图a中p 缸p aa F A a 4F d2 6.3Mp a 图b中p 缸p bb F4F 2 6.3Mp 1- 8图示容器A中的液体的密度p = 900Kg/m3,B中液体的密度为P B= 1200 Kg/m3, Z=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+ p g Zx= p g Z B + p 水银g h + P B 所以/P AB=P A-F B= p g Z B + p水银g h -p g Z A 因为76厘米高水银柱为P0 则60毫米高水银柱形成的压力P= (60/760) X P0 所以(取g=10 P)= 105Pa) i s
习题解 第一章 1— 3：解： 1136009.811133416p gh Pa ρ==??=汞 11334169009.810.51334164414.5129001.5A A p p gZ Pa ρ=-=-??=-= 1— 4：解： 10009.810.54905a a p p gh p p p gh Pa ρρ=-∴=-==??=Q 真 1— 5：解： h d g mg F x d mg F g h x -+=+= +2 2 )(4)(4)(πρπρ 1— 6：解： 3 22 4416100.85/600.02 q v m s d ππ-??==≈?? 4 22 22 0.850.02 Re 154523202 0.11100.850.20.007463.88229.817520.850.1791545.3215450.0229.81 vd v h m p gh Pa g l v h m p gh Pa d g ζζζλλλαυζρλρ-?= = =<=?==?≈?==?=??=??≈ ?==?层流 或或 列油箱液面与泵进口出的伯努利方程，以管子中心为基础： ζ λαραρh h h z m z v h z g v g p z g v g p w w a +====+++=++07.00 2221122 2 221211式中： 则： 2 222125 220.85108809.810.78809.810.00740.17929.81106042.988632.80.26106042.982244.53103798.450.1a v p p gz g h h g Pa MPa λζαρρ?? =+-++ ? ?? ?? ?=+??-??++ ???? =-?=-==： 1— 9：解：
液压与气压传动课后答案(左健民) 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为18 10 3m 3，质量为16.1kg ，求此液压油的密度 解： =m = 16.1 3 =8.9 4 102kg/m 3 v 18 10 1-2某液压油在大气压下的体积是 50 10 3m 3 ，当压力升高后，其体积减少到 49.9 10 3m 3，取油压的体积模量为 K 700.0Mpa ，求压力升高值。 V V ' V 0 49.9 10 3 50 10 3m 3 1 10 4m 3 P k -V 700 5, J 10 pa 1.4Mpa V 0 50 10 两边积分得 1-4用恩式粘度计测的某液压油( 850kg / m 3 )200MI 流过的时间为h=153s , 20 C 时200MI 的蒸馏水流过的时间为t 2 =51s ，求该液压油的恩式粘度 E ， 运动粘度 和动力粘度各为多少？ 解: 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：设外筒内壁液体速度为U 0 u 0 n D 8 3.14 0.1m/s 2.512m/s F f T A rg2 rl 丄 du 由 dy du dy T 2 2 F7(d D U 0 0.4 ( 2 2、 2 3.14 0.2 (0.098 0.1 0.512 P a gs 0.051p a gs 解: 立空3 t 2 51 (7.31 E 6.31 、 E ) 10 6m 2 /s 5 2 1.98 10 5 m 2 /s
g 1.68 10 2Pa s 1-5如图所示，一具有一定真空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1000kg/m3，试求容器内真空度。 解：设R为大气压，Pa为绝对压力，则真空度： P P o P a 取水槽液面为基面，列出静力学基本方程： P o h P a g g 则真空度为：P a P gh 100 0 9.8 1 9.8 1 03 pa 1-6如图所示，有一直径为d，质量为m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，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：由题意知: g(x h) 4(F G) g d2 1- 7图示容器A中的液体的密度P A = 900Kg/m 3,B中液体的密度为P B= 1200 Kg/m 3，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：
第一章 1-1某液压油在大气压下的体积是 50 10 3m 3，当压力升高后，其体积减少到 49.9 10 3m 3，取油压的体积模量为K 700.0Mpa ，求压力升高值。 解： ' ' 3 3 4 3 V V V 0 49.9 10 50 10 1 10 m k V 700 106 1 10 4 d … p 3 1.4Mpa V 0 50 10 3 1- 3图示为一粘度计，若D=100mmd=98mm,l=200mm 外卜筒转速n=8r/s 时，测得 转矩T=40Ncm,试求其油液的动力粘度。 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 =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? 又 du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} dy dy d D/2 dy d/2 d D/2 d/2 4 4 10 0.05 0.049 0 2.512 0.051 F a S 解：外筒内壁液体粘度: U P n D 8 3 ?14 z 2?512m/s F f 2T A DA 2T 2 40 10 2 0.1 3.14 0.2 4 2 4 10 N/m 解：F 力受到液体粘性的影响，根据液体的 粘性有 其中，A 为活塞表面积，A =^ d L F=F = A(du /dy)
所以 F= A(du /dy)= X 丑 dL X v/{(D-d)/2}=0.065 X 3.14 X 11.96 X 0.01 X 14X 0.01 X 2 X 0.5/((12-11.96) X 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1000kg/m3，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: 上h旦 g g 则真空度为: 3 P a p gh 1000 9.8 1 9.8 10 pa 1-7液压缸直径D=150m，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，求图示的两种情况卜液压缸中压力分别等于多少？ 解： P缸P Q gh P Q 图a中p 缸p aa F A a 4F d2 6.3Mp a 图b中p 缸p bb F A b 4F D2 6.3Mp 1- 8图示容器A中的液体的密度p A= 900Kg/m3,B中液体的密度为p B= 1200 Kg/m3, Z A=200mm, Z =180mm,h=60mm,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+ P A g Z A=P B g Z B + p 水银g h + P B 所以△ P A B= P\ -P B=P B g Z B + P 水银g h - P A g Z A 因为76厘米高水银柱为P Q 则60毫米高水银柱形成的压力P= (60/760) X P Q 所以(取g=10 P Q= 105Pa) 1 s lil