第1章思考题和习题解
液体传动有哪两种形式它们的主要区别是什么
答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体流动的动能来传递动力的。
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。
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：在液压系统中，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：工作介质指用来传递能量的液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。
液压传动的主要优缺点是什么
答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。
（2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。
（3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。
（4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。
（5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。
（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。
答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。
（2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低。
（3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作。
（4）液压传动在出现故障时不易找出原因。
结合图简述工作台左右运动时，阀5和阀7的位置及进、回油液的流动路线。
答：工作台向左运动时：阀5的位置处于左位，阀7的位置处于右位。
进油流动路线：1→2→3→5（左）→6→7（右）→液压缸右腔
回油流动路线：液压缸右腔→7→油箱
工作台向右运动时：阀5的位置处于左位，阀7的位置处于左位。
进油流动路线：1→2→3→5（左）→6→7（左）→液压缸左腔
回油流动路线：液压缸左腔→7→油箱
图液压系统的工作压力和液压缸9活塞的运行速度是怎样调节的
答：液压系统的工作压力主要由溢流阀4调节，通过手柄调节调压弹簧的压缩量可调节液压泵的出口压力，即系统的工作压力。液压缸9活塞的运行速度由节流阀6调节，通过手柄调节节流阀6的开口量，可调节流经节流阀的流量，进而调节活塞的运行速度。
第2章 思考题和习题解
液压油液的粘度有几种表示方法它们各用什么符号表示它们又各用什么单位 答：液压油液的粘度有三种表示方法：
（1）动力粘度μ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：f F du A dy
μ=确定。液体动力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为Pas （Ns/m 2）。
（2）运动粘度 ：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即：
ηνρ
= 液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位中只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m 2/s ，常用的单位为mm 2/s 。
（3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。我国采用恩氏度E 。相对粘度无量纲。
液压油液有哪几种类型液压油的牌号与粘度有什么关系
答：液压油有两大类，即石油基液压油和难然液压液。液压油的运动粘度是划分牌号的依据。国家标准GB/T3141-1994中规定，液压油的牌号就是用它在温度为40C ?时的运动粘度平均值（单位为mm 2/s ）来表示。
密闭容器内液压油的体积压缩系数为×103-/MPa ，压力在1 MPa 时的容积为2 L 。求在压力升高到10 MPa 时液压油的容积为多少 解：根据体积压缩系数公式：0
1V V p ??-=κ 可得：961.5102(101)100.027V V p κ-?=-??=-???-?=-L
则：压缩后油的容积为V t = 2 = 1.973 L
答：压缩后油的容积为 L
20℃时200 mL 蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51 s ，如果200 mL 的某液压油在40℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为232 s ，已知该液压油的密度为900 kg/m 3，求该液压油在40℃时的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度各是多少
解：恩氏粘度：E 21232 4.5551
t t =
== 运动粘度： νo 666o 6.31 6.317.31E 107.31 4.551031.8710E 4.55---????=-?=?-?=? ? ????
?m 2/s 动力粘度：6231.8710900 2.8710ηνρ--==??=? Pas
答：恩氏粘度 E = ，运动粘度：631.8710ν-=? m 2/s ，动力粘度22.8710η-=? Pas 。
液压油的选用应从哪几个方面给予考虑
答：对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。
液压传动的介质污染原因主要来自哪几个方面应该怎样控制介质的污染
答：液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方面：
（1）残留物的污染：这主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染。
（2）侵入物的污染：液压传动装置工作环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点，如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染。
（3）生成物的污染：这主要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。
控制污染的方法主要有：
（1）减少外来的污染：液压传动系统在装配前后必须严格清洗。组成液压系统的管件，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压传动系统在组装后要进行全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最好要经过几次清洗来保证清洁。油箱要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油机，对外露件应装防尘密封，并经常检查，定期更换。液压传动系统的维修，液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行。
（2）滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装适当精度的过滤器，并且要定
期检查、清洗或更换滤芯。
（3）控制液压油液的工作温度：液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用温度。
（4）定期检查更换液压油液：应根据液压设备使用说明书的要求和维护保养规程的有关规定，定期检查更换液压油液。更换液压油液时要清洗油箱，冲洗系统管道及液压元件。
有两种粘度不同的液压油分别装在两个容器中，不用仪器，你怎样判别哪个容器中的粘度大
答：只需测量它们单位体积的（同等体积）流过同一小孔所需的时间。时间长的粘度就大。
第3章 思考题和习题解
什么叫压力压力有哪几种表示方法液压系统的压力与外界负载有什么关系
答：液体在单位面积上所受的内法线方向的力称为压力。压力有绝对压力和相对压力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是以大气压为基准来进行度量的。 由公式A F p =可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。 如题图中，液压缸直径D = 150 mm ，柱塞直径d = 100 mm ，负载F = 5×104N 。若不计液压油自重及活塞或缸体重量，试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少
题图
解：两种情况下柱塞有效作用面积相等，即：42d A π=
则其压力：24d F p π=()234
101001054-????=π= MPa
答：在这两种情况下液体压力均等于 MPa 。
如题图所示的液压千斤顶，小柱塞直径d = 10 mm ，行程S 1 = 25 mm ，大柱塞直径D = 50 mm ，重物产生的力F 2= 50 000 N ，手压杠杆比L ：l = 500：25，试求：（1）此时密封容积中的液体压力p 是多少（2）杠杆端施加力F 1为多少时，才能举起重物（3）在不计泄漏的情况下，杠杆上下动作一次，重物的上升高度2S 是多少
题图
解：（1）623225000025.4610(50
10)4F p A π
-===???Pa = MPa （2）632125.4610(1010)20004
F pA π-==????= N 1252000100500
l F F L ==?= N （3）221211210()25()150
A d S S S A D ===?= mm 答：密封容积中的液体压力p = MPa ，杠杆端施加力F 1 =100 N ，重物的上升高度2S =1 mm 。
如题图所示的连通器内装两种液体，其中已知水的密度1= 1000 kg/m 3，h 1= 60 cm ，h 2= 75 cm ，试求另一种液体的密度 2是多少
题图
解：在1-1等压面上，有：a a p gh p gh +=+2211ρρ
则：11
2210006080075
h h ρρ?===kg/ m 3 答：另一种液体的密度2ρ是800 kg/ m 3。
解释下述概念：理想流体、定常流动、通流截面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。
答：理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。
定常流动：流体流动时，流体中任何空间点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，称这种流动为定常流动。
通流截面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通流截面。
流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量，简称流量。
平均流速：流量与通流截面积的比值即为平均流速。A udA q A A
υ
?
==。
层流：液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。
紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动。
雷诺数：由平均流速υ、管径d和液体的运动粘度ν三个参数组成的无量纲数，是用来表明液体流动状态的数。
说明连续性方程的本质是什么它的物理意义是什么
答：连续性方程的本质是质量守恒定律。它的物理意义是单位时间流入、流出控制体积的质量流量之差，等于体积V中液体质量的变化率。当液体在某一刚性管道内作定常流动时，流过各通流截面的流量均相等。
说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程有什么区别
答：伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。
理想液体伯努利方程的物理意义是：在密闭管道中做定常流动的理想液体具有压力能、位能和动能三种形式的能量。在液体流动过程中，这三种能量可以相互转化，但各通流截面上三种能量之和为恒定值。
实际液体的伯努利方程的物理意义是：实际液体在管道中作定常流动时，具有压力能、动能和位能三种形式的机械能。在流动过程中这三种能量可以相互转化。但是上游截面这三种能量的总和等于下游截面这三种能量总和加上从上游截面流到下游截面过程中的能量损失。
实际液体的伯努利方程比理想液体伯努利方程多了一项损耗的能量
w
h和比动能项中的动能修正系数。
理想液体伯努利方程：22p z g g υρ++=const 实际液体伯努利方程：221112221222w p p z z h g g g g
αυαυρρ++=+++ 如题图中所示的压力阀，当p 1=6 MPa 时，液压阀动作。若d 1=10 mm ，d 2=15 mm ，p 2= MPa ，试求：（1）弹簧的预压力F s ；（2）当弹簧刚度k =10 N/mm 时的弹簧预压缩量x 0。（忽略钢球重量的影响）
题图
解：（1）22211144s F p d p d ππ+=
2121()4
s F p p d π=-=6261010410)5.06(-????-π=（N ）≈432（N ）
（2）03431.751010s F x k ===?=（m ）=（mm ） 答：弹簧的预压力Fs 为432 N ，预压缩量0x 为43.2 mm 。
压力表校正装置原理如题图所示，已知活塞直径d = 10 mm ，丝杆导程S = 2 mm ，装置内油液的体积弹性模量K = ×103 MPa 。当压力为1个大气压（p a ≈ MPa ）时，装置内油液的体积为200 mL 。若要在装置内形成21 MPa 压力，试求手轮要转多少转
题图
解：由：011.V K p V ?=-
?得：0p V V K ???=- 则：002244
p V p V V K L A Kd d ππ??????=== 因此：19.2210
2)1010(102.11020010)1.021(443396
620=?????????-?=??=?=---ππS Kd V p S L n 答：手轮要转转。
如题图所示，液压泵的流量q = 25 L/min ，吸油管直径d = 25 mm ，泵口比油箱液面高出400 mm 。如果只考虑吸油管中的沿程压力损失?p 沿，当用32号液压油，并且油温
为40℃时，液压油的密度 = 900 kg/m 3。试求油泵吸油口处的真空度是多少
题图
解：吸油管路中液压油的流速：
324251040.84960q q A d υππ-??====???-32（2510）
m/s 雷诺数：3
60.84925106633210
e d R υν--??===?2320 吸油管路中液压油的流动为层流。在吸油管路1—1截面（液面）和2—2截面（泵吸油口处）列写伯努利方程：
221112221222w p p z z h g g g g
αυαυρρ++=+++ 式中：10z =，10p =，10υ=（因为12υυ=）。
则：22222()2p gz p ρ
ραυ=-++?
其中：900ρ=kg/m 3，20.4z =m ，22α=，20.849υ=m/s ，
223
750.4900(0.849)5872Re 25102
l p d ρυλ-??===? Pa 将已知数据代入后得：
22900(9009.810.420.849587)47672
p =-??+??+=- Pa 答：液压泵吸油口真空度为 MPa 。
如题图所示，液压泵从一个大容积的油池中抽吸润滑油，流量为q = 1.2 L/s ，油液的粘度E = 40，密度 = 900 kg/m 3，假设液压油的空气分离压为2.8 m 水柱，吸油管长度l = 10 m ，直径d = 40 mm ，如果只考虑管中的摩擦损失，求液压泵在油箱液面以上的最大允许安装高度是多少
题图
解：运动粘度：
ν6646.31 6.31(7.31E )10(7.3140)10 2.9210E 40
---=-
??-?=?o o ＝m 2/s 液压油的流速：3
226
1.210/0.95540104
q A υπ--?===??m/s 由于40.95540.04Re 130.823202.9210d υν-?===
沿程压力损失：22
7510900(0.955)0.5882130.80.042
l p d ρυλ??=== Pa 22111122221122
p gh v p gh v p ραρραρ++=+++?沿 式中：10υ=（因为1υ2υ），8.22=p m 水柱 5102744.0?=Pa ，50110013.1?==p p Pa ，01=h ，g
p v p p h ρρα沿?---=22221221
()5252 1.0130.2744100.590020.9550.588109009.8h -?-???-?=? 1.614=m
答：最大允许安装高度1.614m 。
第4章 思考题和习题解
从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系
答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。它们都是能量转换装置。
从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的，但是由于各自所要完成的任务不同，为了保证他们具有各自的特性，在结构上有些差别。 液压泵的工作压力取决于什么液压泵的工作压力和额定压力有什么区别
答：液压泵的工作压力取决于负载，负载越大，工作压力越大。液压泵的工作压力是指在实际工作时输出油液的压力值，即液压泵出油口处的压力值，也称为系统压力。
额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。
4.3 如题图所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，设管道内压力损失和液压缸、液压马达的摩擦损失忽略不计，而题图（c ）中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。
题图
答：（a ）0p =，（b ）0p =，（c ）1
c T q p p cA φ
??=?= ???，（d ）F p A =，（e ）2M
T p V π=。 如何计算液压泵的输出功率和输入功率液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量
损失产生这些损失的原因是什么
答：液压泵的输入功率为：P T nT i ==ωπ2，
输出功率为：0P F pA pq υυ===。
功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因内外泄漏、气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。 试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。
答：齿轮泵要正常工作，齿轮的重合度必须大于1（ε >1），于是在齿轮连续啮合转动过程中总有两对轮齿同时啮合的时段，在此时段内有一部分油液被困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。当此封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。
齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响可以采取哪些措施来提高齿轮泵的工作压力
答：齿轮泵压力的提高主要受压力油泄漏的影响。通常采用的方法是自动补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板式齿轮泵。
试说明叶片泵的工作原理。并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺点。
答：叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子旋转时叶片向外伸出，密封工作腔容积逐
渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作原理。
双作用叶片泵结构复杂，吸油特性不太好，但径向力平衡，转子每转一周每一对叶片吸、压油两次，流量脉动小；单作用叶片泵存在着不平衡的径向力。但是他可制成变量泵。
限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节在调节时，叶片泵的压力流量曲线将怎样变化
答：调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，这时BC段曲线左右平移；调节流量调节螺钉可以改变流量的大小，AB段曲线上下平移（如下图所示）。
A A’
B
B’
p
c
p
c
’
q
t
C
p
p
max
液压泵的额定流量为100 L/min，液压泵的额定压力为MPa，当转速为1 450 r/min
时，机械效率为
m
=。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 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）液压泵在压力下的泄漏流量为
106100.7 5.3/min l t q q q L =-=-=
因此，500r/min 时的实际流量
2221106500 5.31450
36.6 5.331.3/min
t t l l q q q q n q n L =-=?-=?--=B 此时，液压泵的效率为
2231.30.8636.6
t q q η=
=B （3）在第一种情况下： 63
301 2.51010610 5.2100.90.9560t t
i m V P pq P ηηη-???===???B W 在第二种情况下：
63
3011
2 2.51034.710 1.5100.90.9560t t i m V P pq P ηηη-???====???W 答：液压泵的容积效率ηV 为，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103W ，在第二种情况下的驱动功率为103W 。
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 = 。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：
63
0111110(1663)101316.760
P p q -??+?=== W
工进时液压泵的输出功率为：
63
0222310161080060
P p q -???=== W 电动机的功率为：
16468.07.131601===η
P P 电 W （2）电动机的功率为：1250608.010201033
6=????==-ηpq
P 电 W 答：所需电动机功率是1646 W ，如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率是1250 W 。
定量叶片泵转速为1500r/min ，在输出压力为时，输出流量为53L/min ，这时实测液压泵轴消耗功率为7kW ，当泵空载卸荷运转时，输出流量为56L/min ，求：(1)该泵的容积效率是多少(2)该泵的总效率是多少
解：（1）液压泵的容积效率为
530.9556V t q q η=== （2）液压泵的输出功率为
6336.3105310 5.5651060o P pq -???===?（W ）=（kW ） 则该泵的总效率为
5.5650.7957o i P P η=
== 答：该泵的容积效率为0.95；该泵的总效率为0.795。
斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角为2230'?，柱塞直径为22 mm ，柱塞分布圆直径为68 mm ，柱塞个数为7，该泵的容积效率为0.98，机械效率为0.90，转速为960 r/min ，求：（1）该泵的理论流量是多少（2）该泵的实际流量是多少（3）若泵的输出压力为10 MPa 时，所需电动机的功率是多少
解：（1）斜盘式轴向柱塞泵的理论流量为 23233
(tan )(2210)6810tan 22307960/60 1.201044t q d D zn π
π
γ---'==????????=?（m 3/s ）
（2）实际流量为
331.20100.98 1.1810t V q q η--==??=?（m 3/s ）
（3）斜盘式轴向柱塞泵的输入功率为
63
1010 1.181013378.70.980.9i V m pq
P ηη-???===?（W ）=（kW ）
答：该柱塞泵的理论流量是×10-3m 3/s ；实际流量是×10-3m 3/s ；所需电动机的功率
是。
第5章 思考题和习题
已知单杆液压缸缸筒直径D = 100 mm ，活塞杆直径d = 50 mm ，工作压力p 1=2 MPa ，流量为q = 10 L/min ，回油背压力为2P = MPa ，试求活塞往复运动时的推力和运
动速度。
解：（1）无杆腔进油时：()[]22221221114d p D p p A p A p F +-=
-=π ()6626212100.5100.10.5100.054F π??=??-??+????
41.2810=? N 3
12110100.0210.1604
q A υπ-?===??m/s （2）有杆腔进油时：()[]21221122124d p D p p A p A p F --=
-=π ()6626222100.5100.12100.054F π??=??-??-????
410785.0?= N 3
222210100.028(0.10.05)604
q A υπ-?===?-? m/s 答：当无杆腔进油时的活塞推力是104 N ，运动速度是0.021 m/s ；当有杆腔进油时活塞的推力是104 N ，运动速度是0.028 m/s 。
已知单杆液压缸缸筒直径D = 50 mm ，活塞杆直径d = 35 mm ，泵供油流量为q = 10 L/min ，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F = 1 000 N ，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）
解：（1）32210100.170.03560
44q
d υπ
π
-?===?? m/s （2）04.1035.04100042
2=?==π
π
d F
p MPa 答：液压缸差动连接时的运动速度是 m/s ；若缸在差动阶段所能克服的外负载F =1 000 N 时，缸内油液压力是 MPa 。
一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p ，流量为q ，缸筒直径为D ，柱塞外径为d ，内孔直径为d 0，试求柱塞缸所产生的推力F 和运动速度
υ。
解：p
d pA F 24π==，2244q q
q A d
d υππ=== 答：柱塞缸所产生的推力等于24F d p π
=，运动速度等于2
4q d υπ=。 如题图所示的叶片泵，铭牌参数为q = 18 L/min ，p = MPa ，设活塞直径D = 90 mm ，活塞杆直径d = 60 mm ，在不计压力损失且F = 28 000 N 时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少（p 2=2 MPa ）
题图
解：（a ）4.409.04
280002
=?==πA F p MPa （b ）()5.509.0406.009.0410*******
22622=?-???+=+=ππA
A p F p MPa （c ）0p p = 如题图所示的串联油缸，A 1和A 2为有效工作面积，F 1和F 2是两活塞杆的外负载，在
不计损失的情况下，试求p 1，p 2，1υ和2υ各是多少
解：由11121222p A F p A p A F =+??=?，得22212
112F p A F F p A A ?=????=+??
；11p q A υ=，22p q A υ=
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
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 2-6 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 《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。 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） 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 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==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=,缝隙长度l=80mm,柱塞直径d=20mm,油的动力粘度μ=50?3 10-Pa s ?.求柱塞和缸孔同心时，下落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=M,转速nM=30r/min 的液压马达。设液压马达的排量VM=105cm3/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） 解：（1）q t =V M n M =105×10-3×30=min 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） 课 后 习 题 解 答 2-13. 如图所示，用一倾斜管道输送油液，已知h ＝15m ，p 1＝0.45MPa ，p 2＝0.25MPa ，d ＝10mm ，L ＝20m ，ρ＝900kg/m 3，运动粘度ν＝45×106-m 2/s ，求流量Q 。 解：取截面1-1、2-2 取A 点水平面为参考平面，列伯努利方程 损h h g v g p h g v g +++=++22 22121122p αραρ ① {221121V A V A Q Q === V 1=V 2 h=0 h 2=h Re= ν vd 损h =22222521Re 7521gd vl g v d g v d υλ==} 代入①，得 s m v v gd l v g p /2229.001.08.9220104575158.990010)25.045.0(22515p 2 662 21=?????+ =?-+=--?υρ s m v d Q /1025.12229.0)01.0(443522-?=??== π π 2-14某圆柱形滑阀如图所示，已知阀芯直径d=20mm ，进口油压p 1=9.8MPa ，出口油压p 2=9.5MPa ，油液密度ρ=900kg/m 3，阀口的流量系数C d =0.62，阀口开度x=0.2cm ，求通过阀口的流量。 解：圆柱滑阀当阀口开度较小时，油液流经阀口的流动特性相当于薄壁小孔。 过流面积 a ＝πdx 压差 Δp ＝p 1－p 2＝9.8－9.5＝0.3MPa 代入流量公式 p a C Q d ?=ρ 2 min /10351.3/m 00201.0103.09002 02.002.062.0836 L s -?==??? ???=π 2-15某一液压泵从一邮箱吸油，吸油管直径d=60mm,流量Q=150L/min,油液的运动粘度 s /m 103026-?=ν,密度为3 /900m kg =ρ,弯头处的局部损失系数为2.01=ξ,吸油口粗滤网上的压力损失Pa 510178.0p ?=?。若希望泵吸油口处的真空度不大于Pa 5104.0?。求泵的安装（吸 油）高度h （吸油管浸入油液部分的沿程损失可忽略不计）。 取1-1, 2-2为截面，列伯努利方程： 损h h g v g p h g v g +++=++22 22121122p αραρ ① 为层流 ∴<=???===?????===----2320 1760103088.01060Re /88.060)1060(14.310150446 33 32υπdv s m d Q A Q v 在上式①的伯努利方程式中h h h P P P P ==≈====211212a 1,00v 2；；；；αα ∴ m m h P P P P h v d l P N P P gh v gh gh gh v P P h h h g v g p g l l l l a 3.2) (3.2104.010178.0h 5.247h 10900792a 104.0a 10178.0h 5.2472 88.090010601760752)m /(79288.0900v 22p 5 5 5523 2222 2222a 2 2泵的安装高度不高于真空度真空度不大于又其中真空度损损损损∴≤∴?≤?++??+=∴??=?=?=????==?=?=?+?++=+++=-=∴++++=- ρλρρρρρρρρρ 液压与气压传动习题库及参考答案 一、填空题 1、液压传动的工作原理是（）定律。即密封容积中的液体既可以传递（），又可以传递（）。（帕斯卡、力、运动） 2、液压管路中的压力损失可分为两种，一种是（），一种是（）。（沿程压力损失、局部压力损失） 3、液体的流态分为（）和（），判别流态的准则是（）。（层流、紊流、雷诺数） 4、我国采用的相对粘度是（），它是用（）测量的。（恩氏粘度、恩氏粘度计） 5、在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为（）。（液压冲击） 6、齿轮泵存在径向力不平衡，减小它的措施为（）。（缩小压力油出口） 7、单作用叶片泵的特点是改变（）就可以改变输油量，改变（）就可以改变输油方向。（偏心距e、偏心方向） 8、径向柱塞泵的配流方式为（），其装置名称为（）；叶片泵的配流方式为（），其装置名称为（）。（径向配流、配流轴、端面配流、配流盘） 9、V型密封圈由形状不同的（）环（）环和（）环组成。（支承环、密封环、压环） 10、滑阀式换向阀的外圆柱面常开若干个环形槽，其作用是（）和（）。（均压、密封） 11、当油液压力达到预定值时便发出电信号的液－电信号转换元件是（）。（压力继电器 12、根据液压泵与执行元件的组合方式不同，容积调速回路有四种形式，即（）容积调速回路（）容积调速回路、（）容积调速回路、（）容积调速回路。（变量泵－液压缸、变量泵－定量马达、定量泵－变量马达、变量泵－变量马达） 13、液体的粘性是由分子间的相互运动而产生的一种（）引起的，其大小可用粘度来度量。温度越高，液体的粘度越（）；液体所受的压力越大，其粘度越（）。（内摩擦力，小，大） 14、绝对压力等于大气压力（），真空度等于大气压力（）。（+相对压力，－绝对压力） 15、液体的流态分为（）和（）两种，判断两种流态的准则是（）。（层流，紊流，雷诺数） 16、液压泵将（）转换成（），为系统提供（）；液压马达将（）转换成（），输出（）和（）。（机械能，液压能，压力油；液压能，机械能，转矩，转速） 17、在实际工作中，泵的q实（）q理，马达的q实（）q理，是由（）引起的，缩小q实、q理二者之差的主要措施为（）。（＜，＞，泄漏，提高加工精度、改善密封＝ 18、齿轮泵困油现象的产生原因是（），会造成（），解决的办法是（）。（齿轮重合度ε≥1，振动和噪音，在泵盖上加工卸荷槽） 19、双作用叶片泵通常作（）量泵使用，单作用叶片泵通常作（）量泵使用。（定，变） 20、轴向柱塞泵改变（）的倾角可改变（）和（）。（斜盘，排量，流量） 21、单杆液压缸可采用（）连接，使其活塞缸伸出速度提高。（差动） 22、在先导式溢流阀中，先导阀的作用是（），主阀的作用是（）。（调压、溢流） 23、液压传动的工作原理是（）定律。即密封容积中的液体既可以传递（），又可 《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。 ⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3) 空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力，而液体液压传动课后习题答案解析总
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