液压传动压力流量损失和功率计算共19页

液压与气压传动实验实验一油泵性能一、实验目的1、通过实验了解油泵的主要技术性能，测定油泵的流量特性、容积效率和总效率。

2.、掌握小功率油泵的测试方法。

3、产生对油泵工作状态的感性认识，如振动、噪声、油压脉动和油温变化等。

二、实验内容1、油泵的流量特性油泵运转后输出一定的流量以满足液压系统工作的需要。

由于油泵的内泄漏，从而产生一定的流量损失。

油泵的泄漏量是随油泵的工作压力的增高而增大的，油泵的实际流量是随压力的变化而变化的。

因此需要测定油泵在不同工作压力下的实际流量，即得出油泵的流量特性曲线Q＝f(P)．2、油泵的容积效率油泵的容积效率，是指它的实际流量Q与理论流量Q0之比，即：vQ100%QO式中：Q0可通过油泵的转速和油泵的结构参数计算。

对于双作用叶片泵：RrQ02b(R2r2)SZncoR、r分别为定子圆弧部分的长短半径b为叶片宽度θ为叶片的倾角S为叶片厚度Z为叶片数n油泵转速在实验中，为便于计算，用油泵工作压力为零时的实际流量Qk（空载流量）来代替理论流量Q0，所以vQ100%Qk由于油泵的实际流量Q随工作压力变化而变化，而理论流量Q0(或空载流量Qk)不随压力产生变化，所以容积效率也是随油泵工作压力变化的一条曲线。

通常所说的油泵容积效率是指油泵在额定工作压力下的容积效率。

3、油泵的总效塞油泵的总效率是指油泵实际输出功率Nc与输入功率NR之比即Nc100%NR式中：Nc=1·P·Q(kw)，60P——油泵工作压力(MPa)，Q——油泵实际流量(L／min)；NR——104.7M·n(kw)，M——电机输出扭矩(N·m)，n——电机转速(r·p·m)。

由预先测出的电机输入功率NdR与电机总效率d的关系曲线(见图1-1)，用三相电功率表测出油泵在不同工作压力下电机的输入功率NdR，然后根据电机效率曲线查出电机总效率d，就可以计算出电机输出功率Ndc，这也就是油泵的输入功率NR。

第1章思考题和习题解1.1 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的动能来传递动力的。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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。

液压传动系统设计计算例题1. 引言液压传动系统是一种常用的能量传递和控制系统，广泛应用于工程机械、航空航天、冶金、石油化工等领域。

本文将通过一个设计计算例题，介绍液压传动系统的设计过程和计算方法。

2. 设计要求设计一个液压传动系统，满足以下要求：•最大输出功率为100kW•最大工作压力为10MPa•最大转速为1500rpm•传动比为5:13. 功率计算根据设计要求，最大输出功率为100kW，转速为1500rpm，可以通过以下公式计算液压机的排量：功率（kW）= 排量（cm^3/rev） × 转速（rpm） × 压力（MPa） × 10^-6由于传动比为5:1，液压泵的排量为液压马达的5倍，因此液压泵的排量为：排量（cm^3/rev） = 功率（kW） / (转速（rpm） × 压力（MPa） × 10^-6 × 5)= 100 / (1500 × 10 × 10^-6 × 5)= 0.133 cm^3/rev4. 泵和马达的选择根据计算结果，液压泵的排量为0.133 cm^3/rev。

在实际中，可以选择一个接近或等于该排量的标准泵来满足需求。

假设我们选择了一台0.15 cm^3/rev的液压泵。

由于传动比为5:1，液压马达的排量为液压泵的1/5，因此液压马达的排量为：排量（cm^3/rev） = 液压泵排量 / 5= 0.15 / 5= 0.03 cm^3/rev同样地，我们可以选择一个接近或等于该排量的标准马达。

5. 油液流量计算油液流量可以通过以下公式计算：流量（L/min） = 排量（cm^3/rev） × 转速（rpm） / 1000液压泵的流量为：流量（L/min） = 0.15 × 1500 / 1000= 0.225 L/min液压马达的流量为：流量（L/min） = 0.03 × 1500 / 1000= 0.045 L/min6. 液压系统元件选择在设计液压传动系统时，除了液压泵和液压马达，还需要选择其他的液压元件，如油箱、油管、阀门等。

液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下：1.明确设计要求，进行工况分析。

2.初定液压系统的主要参数。

3.拟定液压系统原理图。

4.计算和选择液压元件。

5.估算液压系统性能。

6.绘制工作图和编写技术文件。

根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。

第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。

1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。

2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。

3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。

图9-1位移循环图在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。

一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。

1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。

该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。

2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。

图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。

江苏职教高考机电一体化类（液压与气动）课程知识框架第一章液压传动的基本概念重点第二章液压元件第三章液压基本回路及传动系统第四章气压传动重点第一章液压传动的基本概念本章重难点分析第一节液压传动原理及其系统组成第二节液压传动系统的流量和压力第三节压力、流量损失和功率计算考核要求1、了解液压传动的工作原理。

2、理解液压传动的组成及功用。

3、理解液体的基本特性（粘性、可压缩性）。

4、掌握流量和压力的基本概念。

5、理解静压传递原理和流量连续性原理的基本概念。

6、了解液压传动的压力损失和流量损失的机理。

7、掌握液压传动系统中液体压力、流量、速度和功率、效率之间的关系，并能进行相应计算。

第一节液压传动原理及其系统组成知识点1液压传动原理一、液压传动原理液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。

液压传动是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理发展起来的一门技术，在工农业生产中得到了广泛的应用。

下图a所示为液压千斤顶的工作原理图。

液压千斤顶的工作原理图a）工作原理图1-手柄2-泵体3、11一活塞4、10-油腔5、7-单向阀6-油箱8-放油阀9-油管12-缸体用手向上提起杠杆手柄1，小活塞3被带动上行，如图b所示，泵体2内油腔4的容积增大，形成局部真空，在大气压的作用下，油箱6中的油液经单向阀5流入油腔4，同时单向阀7处于关闭状态。

b）泵的吸油过程用手向下压杠杆手柄1小活塞3被带动下行，如图c所示，泵体2内油腔4的容积减小，其中的油液被挤出因单向阀5处于关闭状态，油液通过单向阀7流人缸体12的油腔10内，使油腔10中油液的体积增大，在压力的作用下，推动大活塞11上升。

反复提、压杠杆手柄，就可以使重物不断上升，达到起重的目的。

c）泵的压油过程提、压杠杆的速度越快，重物上升的速度就越快；重物越重下压杠杆的力就越大。

停止提、压杠杆，重物保持在某一位置不动。

由此可见，液压传动是利用密封容积内受压液体的压力来传递动力（力或力矩），利用密封容积的变化来传递运动（使执行机构获得位移或速度），从而输出机械能的一种传动装置。

液压机构传动效率计算公式液压传动是一种常见的动力传动方式，它利用液体的压力来传递动力。

液压传动系统通常由液压泵、液压缸、液压阀等组成，其中液压机构是实现动力传递和控制的重要部分。

在液压机构中，传动效率是一个重要的性能指标，它反映了液压机构在能量传递过程中的损失情况。

传动效率的计算对于液压机构的设计和优化具有重要意义。

传动效率的计算公式可以通过能量平衡来推导。

液压机构的传动效率可以定义为输出功率与输入功率的比值，即：η = (输出功率 / 输入功率) × 100%。

其中，η表示传动效率，输出功率和输入功率分别表示液压机构的输出功率和输入功率。

在液压机构中，输出功率可以通过液压缸的工作速度和工作压力来计算，输入功率则可以通过液压泵的流量和压力来计算。

因此，传动效率的计算公式可以进一步表示为：η = (输出流量×输出压力×缸有效面积 / 输入流量×输入压力×泵有效面积) × 100%。

在这个公式中，输出流量表示液压缸的工作流量，输出压力表示液压缸的工作压力，缸有效面积表示液压缸的有效工作面积；输入流量表示液压泵的流量，输入压力表示液压泵的压力，泵有效面积表示液压泵的有效工作面积。

传动效率的计算公式可以帮助工程师和设计师在液压机构的设计和优化过程中进行合理的能量平衡分析，从而选择合适的液压元件和参数，提高液压机构的传动效率。

传动效率的计算公式也可以用于液压机构的性能测试和评估，帮助用户了解液压机构的实际工作情况。

在实际工程应用中，传动效率的计算还需要考虑一些实际因素的影响，例如液压元件的摩擦损失、密封件的泄漏损失、管路的压降损失等。

这些因素会对传动效率产生影响，因此在进行传动效率计算时需要进行适当的修正和补偿。

除了传动效率的计算公式外，还可以通过实验方法来测定液压机构的传动效率。

通过在实验台上搭建液压传动系统，可以通过测量输入功率和输出功率来计算传动效率，从而验证计算公式的准确性，并对液压机构的传动效率进行评估和优化。

液压传动系统设计与计算一、液压缸的设计计算1.初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑以下因素：(1)各类设备的不同特点和使用场合。

(2)考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重；压力选得高一些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。

所以，液压缸的工作压力的选择有两种方式：一是根据机械类型选；二是根据切削负载选。

如表9-2、表9-3所示。

表9-2 按负载选执行文件的工作压力表9-3 按机械类型选执行文件的工作压力2.液压缸主要尺寸的计算缸的有效面积和活塞杆直径，可根据缸受力的平衡关系具体计算，详见第四章第二节。

3.液压缸的流量计算液压缸的最大流量：qmax=A·vmax (m3/s) (9-12)式中：A为液压缸的有效面积A1或A2(m2)；vmax为液压缸的最大速度(m/s)。

液压缸的最小流量：qmin=A·vmin(m3/s) (9-13)式中：vmin为液压缸的最小速度。

液压缸的最小流量qmin，应等于或大于流量阀或变量泵的最小稳定流量。

若不满足此要求时，则需重新选定液压缸的工作压力，使工作压力低一些，缸的有效工作面积大一些，所需最小流量qmin也大一些，以满足上述要求。

流量阀和变量泵的最小稳定流量，可从产品样本中查到。

二、液压马达的设计计算1.计算液压马达排量液压马达排量根据下式决定：vm=6.28T/Δpm*ηmin(m3/r) (9-14)式中：T为液压马达的负载力矩(N·m)；Δpm为液压马达进出口压力差(N/m3)；ηmin为液压马达的机械效率，一般齿轮和柱塞马达取0.9～0.95，叶片马达取0.8～0.9。

2.计算液压马达所需流量液压马达的最大流量：qmax=vm·nmax(m3/s)式中：vm为液压马达排量(m3/r)；nmax为液压马达的最高转速(r/s)。

如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示。

表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位：N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制，快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm，工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。

快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。

4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。

表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式，因此活塞杆直径为d=58.3mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=56mm。

此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：根据计算出的液压缸的尺寸，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。

表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。

速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。

此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，本钱低，节约能源，工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知，该组合机床工作时，要求低速运动平稳行性好，速度负载特性好。

液压传动及气压试题(总19页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除《液压传动》试题一湖北三峡职业技术学院《液压与气动技术》试卷适用班级：考试班级_______________ 姓名_____________ 学号________________空题（每空2分，共24分）压传动是以液体为工作介质，利用密闭系统中的来传递运动和动力的一种传动方式。

压系统中的压力,即常说的表压力，指的是压力，绝对压力不足于大气压力的数值称为。

液压油的正确要求是闪点和燃点要，凝固点要低。

要有适宜的黏度和良好的黏温特性。

体在直管中流动时，产生沿程压力损失；而在弯管和突变截面中流动时会产生损失。

除齿轮泵中的困油现象可采用在端盖上开的方法。

序阀的功用是以使多个执行元件自动地按先后顺序动动作量控制阀是通过改变节流口的或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量进荷回路的功用是在液压泵的驱动电机不频繁起闭，且使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少长泵和电机的使用寿命。

度换接回路的功用是使执行元件在一个中，从一种运动速度变换到另一种运动速度。

动三联件指的是分水滤气器、、减压阀和油雾器三元件。

择题（将正确答案填入括号中，每小题2分共20分。

）机械传动相比，液压传动的优点是（）。

效率高 B 要求的加工精度低可方便的实现无级调 D 运动平稳世界上第一台水压机问世算起，液压传动至今已有（）余年的历史。

50 B 100 C 150 D 200压系统工作温度一般（）℃为宜。

40-60 B 30-50 C 40-65 D 20-65常在泵的吸油口装（）。

粗过滤器 B 普通过滤器 C 精过滤器 D 特精过滤器、广泛应用的换向阀操作方式是（）。

手动式 B 电磁式 C 液动式 D 电液动式位四通阀在中位工作时可使液压缸锁紧，液压泵卸荷的是（）。

"O" 型阀 B "P" 型阀 C "Y"型阀 D "M"型阀压阀工作时，阀口（）着。