第一章 液压传动与控制

第一章液压传动概述一、判断题1、工作机构的运动速度决定于一定时间内进入液压缸液体体积的多少和液压缸推力的大小。

（）2、液体在不等截面的管中流动，液体速度和液体压力与横截面积的大小成反比。

（）3、液压千斤顶能用很小的力举起很重的物体，因而能省功。

（）4、为了降低成本，防止泄漏造成污染，液压系统通常是用水作为工作介质的。

（）5、液压传动的能量损失较大，系统效率较低，而且大部分转化为热量，引起热变形。

（）6、液压传动不能获得很大的力或力矩，控制也比较困难。

（）7、在输出同等功率下，采用液压传动设备体积大、重量大、因此惯性大，难于实现频繁换向和迅速的起制动，操纵力也较大。

（）8、液压传动可实现较宽范围的调速，而且能较方便地实现无级调速。

（）9、液压传动无法实现过载保护。

但液压系统发生故障后很容易诊断和排除。

（）10、液压系统中混入空气后，会使执行机构（液压缸或液压马达）出现爬行和噪声。

（）二、填空题1、液压传动是利用液体的来传递运动和动力的一种传动形式，液压传动过程是将进行转换和传递的过程。

2、液压系统主要由装置、装置、装置和装置组成。

3、液压传动系统中，力的传递遵循原理：在密闭的容器内，施加在静止液体表面的力将以值地传到液体各点；运动的传递则遵循密闭工作容积变化相的原则。

第二章液压流体力学基础一、判断题1、液压油的密度随压力增加而加大，随温度升高而减小，但一般情况下，由压力和温度引起的这种变化较小，可以忽略不计。

（）2、液压油具有粘性，用粘度作为衡量流体粘性的指标。

（）3、液压系统对液压油粘性和粘温特性的要求不高。

（）4、由于吸油管上安装有过滤器，液压系统对液压油的润滑性能有一定的要求，而对其纯净度的要求不高。

（）5、液压油可以无所谓寿命问题。

（）6、用于测量系统工作压力的压力表所示的压力是绝对压力。

（）7、液压油在经过阀门、管接头、弯头等管径局部变化处将引起压力损失，而经过水平直管时不会引起压力损失。

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流动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：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。

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。

北京市工业技师学院李兵第一章液压传动基本知识一,液压传动的工作原理一部机器通常是由三部分组成,即原动机一传动机一工作机.原动机的作用是把各种形式的能量转变为机械能,是机器的动力源;工作机是利用机械能对外做功:传动装置设在原动机和工作机之间,起传递动力和进行控制的作用.传动的类型有多种,按照传统所用的机件或工作介质的不同可以分为:机械传动,电力传动,气压传动和液体传动.用液体作为工作介质进行能量传递和控制的传动方式,称为液体传动.按其工作原理不同,又可分为液压传动和液力传动两种.前者主要利用液体的压力能来传递动力:后者主要利用液体的动能传递动力.液压传动是以液体为工作介质,利用密封容积内液体的静压能来传递动力和能量的一种传动方式.以如图所示的液压千斤顶为例可以说明液压传动的工作原理.液压千斤顶在工作过程中进行了两次能量转换.小液压缸将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出,称为动力元件;大液压缸将油液的压力能转换为机械能输出,顶起重物,称为执行元件.在这里大,小液压缸及单向阀和油管等组成了最简单的液压传动系统,实现了运动和动力的传递.及单向阀和油管等组成了最简单的液压传动系统,实现了运动和动力的传递.液压千斤顶工作原理示意图l-杠杆手柄2-小缸体3-小活塞4-单向阀5-吸油管6-排油管7-单向阀8-大活塞9-大缸体10-管道ll-截止阀12-油箱二,液压传动工作特性l,液压传动中的液体压力的大小取决于负载.即压力只随负载的变化而变化,与流量无关.2,执行机构的运动速度的大小取决于输入的流量而与压力无关.三,液压传动系统的组成无论液压设备规模大小,系统复杂与否,任何一个液压系统都是由以下几部分组成的:液压系统组成示意图从以上液压系统的组成部分可以看出,在液压传动中有两次能量转换过程,即液压泵将机械能转换为液压能;而液压缸或液压马达又将液压能转换为机械能.1,动力元件动力元件主要是各种液压泵.它把机械能转变为液压能,向液压系统提供压力油液,是液压系统的能源装置.2,执行元件执行元件其作用是把液压能转变为机械能,输出到工作机构进行做功.执行元件包括液压缸和液压马达,液压缸是一种实现直线运动的液动机,它输出力和速度;液压马达是实现旋转运动的液动机,它输出力矩和转速.3,控制元件控制元件是液压系统中的各种控制阀.其中有:改变液流方向的方向控制阀,调节运动速度的流量控制阀和调节压力的压力控制阀三大类.这些阀在液压系统中占有很重要的地位,系统的各种功能都是借助于这些阀而获得的.4,辅助元件为保证系统正常工作所需的上述三类元件以外的其他元件或装置,在系统中起到输送,储存,加热,冷却,过滤及测量等作用.包括油箱,管件,蓄能器,过滤器,热交换器以及各种控制仪表等.虽然称之为辅助元件,但在系统中却是必不可少的.5,工作介质工作介质主要包括各种液压油,乳化液和合成液压液.液压系统利用工作介质进行能量和信号的传递.四,液压传动系统的图形符号按GB/T 786.1—93绘制第二章常用液压元件一,液压泵液压泵是液压系统中的能量转换元件,它将原动机的机械能转换成工作液体的压力能.在液压系统中,液压泵作为动力源,提供液压传动系统所需要的流量和压力.1,液压泵的基本工作原理液压泵是通过密封容积的变化来完成吸油和压油的,其输出流量的大小取决于密封容积的变化量,故称其为容积式液压泵.容积式液压泵基本工作原理是:(1)必须能形成密封的工作空间,其容积能做周期性变化.(2)必须有与容积变化相协调的配流方式.2,液压泵的类型液压泵按其结构形式不同可分为齿轮泵,叶片泵,柱塞泵和螺杆泵等类型.按输出流量能否变化可分为定量泵和变量泵.按液压泵的输油方向能否改变可分为单向泵和双向泵.3,外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵的壳体,端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔.当齿轮旋转时,吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开,密封工作容积逐渐增大,形成部分真空,因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下,经吸油管进入吸油腔,将齿间槽充满,并随着齿轮旋转,把油液带到压油腔内.在压油区一侧,由于轮齿在这里逐渐进入啮合,密封工作腔容积不断减小,油液便被挤出去,从压油腔输送到压力管路中去.在齿轮泵的工作过程中,只要两齿轮的旋转方向不变,其吸,排油腔的位置也就确定不变的.这里啮合点处的齿面接触线一直起着分隔离高,低压腔的作用,因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构.外啮合齿轮泵的泄漏,困油和径向液压力不平衡是影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题.①泄漏齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位:齿轮端面和端盖间:齿轮外圆和壳体内孔间以及两个齿轮的齿面啮合处.其中对泄漏影响最大的是齿轮端面和端盖间的轴向间隙,通过轴向间隙的泄漏量可占总泄漏量的75—80%,因为这里泄漏途径短,泄漏面积大.轴向间隙过大,泄漏量多,会使容积效率降低;但间隙过小,齿轮端面和端盖之间的机械摩擦损失增加,会使泵的机械效率降低.因此设计和制造时必须严格控制泵的轴向间隙.②困油齿轮泵要平稳工作,齿轮啮合的重叠系数必须大于1,也就是说要求在一对轮齿即将脱开啮合前,后面的一对轮齿就要开始啮合,在这一小段时间内,同时啮合的就有两对轮齿,这时留在齿间的油液就困在两对轮齿和前后泵盖所形成的一个密闭空间中,当齿轮继续旋转时,这个空间的容积逐渐减小,由于油液的可压缩性很小,当封闭空间的容积减小时,被困的油液受挤压,压力急剧上升,油液从零件接合面的缝隙中强行挤出,使齿轮和轴承受到很大的径向力;当齿轮继续旋转,这个封闭容积又逐渐增大,而容积增大又会造成局部真空,使油液中溶解的气体分离,产生气穴现象,这些都将使齿轮泵产生强烈的噪声,这就是齿轮泵的困油现象.消除困油的方法,通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽.③径向不平衡力在齿轮泵中,作用在齿轮外圆上的压力是不相等的,在高压腔和吸油腔处齿轮外圆和齿廓表面承受着工作压力和吸油腔压力,在齿轮和壳体内孔的径向间隙中,可以认为压力由高压腔压力逐渐分级下降到吸油腔压力,这些液体压力综合作用的结果,相当于给齿轮一个径向的作用力(即不平衡力)使齿轮和轴承受载.工作压力越大.径向不平衡力也越大.径向不平衡力很大时能使轴弯曲,齿顶与壳体产生接触,同时加速轴承的磨损,降低轴承寿命.为了减小径向不平衡力的影响,有的泵上采取了缩小压油口的办法,使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内,同时适当增大径向间隙,使齿轮在压力作用下,齿顶不能和壳体相接触.齿轮泵是定量泵,排量不可改变:齿轮泵一般应用于中,低压系统.4,叶片泵根据各密封工作容积在转子旋转一周吸,排油液次数的不同,叶片泵分为两类,即完成一次吸,排油液的单作用叶片泵和完成两次吸,排油液的双作用叶片泵,单作用叶片泵多为变量泵.①单作用叶片泵的工作原理在定子,转子,叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间,当转子回转时,吸油区叶片逐渐伸出,叶片间的工作空间逐渐增大,从吸油口吸油;在排油区,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,工作空间逐渐缩小,将油液从压油口压出,实现排油.转子每转一周,每个工作空间完成一次吸油和压油,因此称为单作用叶片泵.转子不停地旋转,泵就不断地吸油和排油.②双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵也是由定子,转子,叶片和配油盘等组成,转子和定子中心重合,定子内表面由两段长半径,两段短半径和四段过渡曲线所组成.当转子转动时,叶片在离心力和(建压后)根部压力油的作用下,在转子槽内作径向移动而压向定子内表面,由叶片,定子的内表面,转子的外表面和两侧配油盘间就形成若干个密封空间,当转子旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数.5,双级叶片泵和双联叶片泵双级叶片泵是由两个普通压力的单级叶片泵装在一个泵体内在油路上串接而成的;双联叶片泵是由两个单级叶片泵装在一个泵体内在油路上并联组成.两个单级叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转.6,柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵,按柱塞的排列和运动方向不同,可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类.①径向柱塞泵径向柱塞泵有轴配流式和阀配流式两种形式.径向柱塞泵的柱塞径向排列安装在缸体(转子)中,阀配流式径向柱塞泵一般由偏心轴驱动,轴配流式径向柱塞泵的定子和转子之间有偏心距e,当转子回转一周时,每个柱塞底部的密封容积完成一次吸压油,转子连续运转,即完成吸压油工作.②轴向柱塞泵轴向柱塞泵有两种形式,直轴式(斜盘式)和斜轴式(摆缸式).直轴式轴向柱塞泵主要由缸体,配油盘,柱塞和斜盘等组成.柱塞沿圆周均匀分布在缸体内.传动轴与缸体轴线重合,斜盘与缸体轴线倾斜一角度Y,柱塞靠机械装置或低压油作用下压紧在斜盘上,配油盘和斜盘固定不转,当原动机通过传动轴使缸体转动时,由于斜盘的作用,迫使柱塞在缸体内作往复运动,并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油.缸体每转一周,每个柱塞各完成吸,压油一次,如改变斜盘倾角γ,就能改变柱塞行程的长度,即改变液压泵的排量,改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即成为双向变量泵.斜轴式轴向柱塞泵的缸体轴线相对传动轴轴线成一倾斜角γ,传动轴端部用万向铰链,连杆与缸体中的每个柱塞相联结,当传动轴转动时,通过万向铰链,连杆使柱塞和缸体一起转动,并迫使柱塞在缸体中作往复运动,借助配油盘进行吸油和压油.二,液压缸液压缸是液压系统中的一种执行元件,其作用是将油液的压力能转换成机械能,输出的是力和速度.按结构特点不同,可将液压缸分为活塞缸,柱塞缸,伸缩缸和摆动缸等类型.按作用方式来分,液压缸有单作用式和双作用式两种.单作用式液压缸中的液压力只能使活塞(或柱塞)单方向运动,反方向运动必须依靠外力(重力或弹簧力)实现.双作用式液压缸可由液压力实现两个方向的运动.1,液压缸的类型,图形符号和工作特点液压缸的类型, 图形符号和特点2,液压缸的差动连接单杆活塞液压缸,由于无杆腔的有效工作面积大于有杆腔的有效工作面积,故当缸两腔同时接通压力油管时,活塞(或缸体)仍能移动,这种连接方式称为差动连接.差动连接时,有效工作面积相当于活塞杆截面积,适用与轻载快速场合.3,伸缩式液压缸伸缩式液压缸又叫多级缸.它有单作用和双作用两种形式.伸缩式液压缸由两个或多个活塞套装而成,前级活塞缸的活塞是后级活塞缸的缸筒.这种液压缸在各级活塞依次伸出时可得到很大行程,但缩入后轴向尺寸很小.4,液压缸的组成①缸体组件缸体组件由液压缸缸筒与端盖组成,缸筒与端盖有多种联接形式.②活塞组件活塞组件由活塞与活塞杆构成,活塞和活塞杆除常用的螺纹联接外,也可采用"非螺纹式"联接.③密封装置在活塞和活塞杆的运动部分,端盖和缸筒间的静止部分等处都需要设置可靠的密封.密封是提高系统性能与效率的有效措施.④缓冲装置大型,高速及高精度的液压缸应设有缓冲装置,常见的液压缸缓冲装置有环状间隙式,节流口可调式和节流口可变式等几种.⑤排气装置液压缸中存在空气将使其运动不平稳,当压力增大时会产生绝热压缩而造成局部高温,因此应在液压缸的最高部位上设置排气装置.排气装置通常有珠形阀式排气阀和锥形阀式排气阀两种形式.三,液压马达液压马达和液压泵同样是能量能换装置,它是液压系统中的执行元件.液压泵是在原动机驱动下旋转,输入转距和转速即机械能,输出一定流量的压力油即液压能,液压马达则相反,是在一定流量的压力油推动下旋转,而输出转距和转速,即将液压能转换成机械能.1,液压泵和液压马达结构上的差异从原理上讲,液压泵和液压马达可互换使用,这叫做液压泵和液压马达的可逆性.但事实上,由于使用目的不一样,对结构的要求有某些差异.例如:①液压泵的吸油腔压力一般为局部真空,为改善吸油性能和增加抗气蚀能力,通常把吸油口做得比排油口大,而液压马达的排油腔压力高于大气压力,所以没有上述要求.②液压马达需要正,反转,所以内部结构上应具有对称性,而液压泵一般是单方向旋转,可不考虑上述要求.如叶片马达的叶片只能径向布置,而不能象叶片泵那样叶片前倾或后倾.轴向柱塞马达的配油盘要采用对称结构等.③液压马达由于其转速范围要求很宽,在确定轴承结构形式及其润滑方式时,要保证其能正常工作,当液压马达转速很低时要选用滚动轴承或静压轴承,否则不易形成润滑油膜,而液压泵的转速高且变化小,故没有这个要求.④液压马达的最低稳定转速要低,而液压泵的转速变化很小.⑤要求液压马达有较大的起动扭矩,以便于从静止状态带负荷起动,而液压泵无此要求.⑥液压泵在结构上必须保证有自吸能力,而液压马达没有这个要求.⑦叶片泵是靠叶片随转子高速旋转产生的离心力而使叶片贴紧定子起密封使用,形成工作容积.若将它当液压马达用,因起动时,没有力使叶片贴紧定子,不起密封作用,马达无法起动.2,液压马达的分类液压马达按其转速的大小可分为高速和低速液压马达两类.一般认为,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.液压马达按其结构形式分有齿轮式,叶片式,螺杆式和柱塞式.柱塞式分为径向柱塞式和轴向柱塞式. 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高,转动惯量小,便于起动和制动;调速和转向灵敏,通常输出的扭矩不大,所以又称为高速小扭矩液压马达.低速液压马达的基本型式是径向柱塞式,它又可分为单作用曲轴连杆式,静力平衡式和多作用内曲线式等.低速液压马达的主要特点是排量大,体积大,转速低,因此可以直接与工作机构连接,不需减速装置,通常低速液压马达的输出扭矩较大,所以又称为低速大扭矩液压马达.四,液压控制阀液压控制阀简称液压阀,是液压系统的控制元件.其功用是用来控制液压系统中工作油液的流动方向,压力和流量,从而满足液压执行元件对运动方向,力,运动速度,动作顺序等方面的要求. 液压阀包括方向控制阀,压力控制阀和流量控制阀.从结构上讲,液压阀是由阀体,阀芯和操纵机构三部分组成;从原理讲,液压阀是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口大小来工作的.液压控制阀在系统中不做工功,也不进行能量转换,只是对液压系统起控制作用.1,对液压阀的基本性能要求:①动作灵敏可靠,工作平稳,冲击和振动小;②油液流过时压力损失小;③密封性能好,内泄漏小;④结构简单紧凑,安装,调试及维护方便通用性好.2,阀的连接方式:(1)管式连接类①螺纹连接②法兰连接(2)板式连接类(3)集成连接类①集成块类②叠加类阀③插装类阀3,方向控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之间液流通断关系的阀类.(1)普通单向阀普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动,不许它反向倒流.对单向阀的要求主要有:①通过液流时压力损失要小,而反向截止时密封性要好:②动作灵敏,工作时无撞击和噪声.(2)液控单向阀当控制口无压力油通入时,它和普通单向阀一样,不能反向倒流.当控制口接通控制油压时,即可推动控制活塞,顶开单向阀的阀芯,使反向截止作用得到解除,液体即可在两个方向自由通流.(3)换向阀换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动,使与阀体相连的各油路实现接通,切断,或改变液流方向的阀类.①换向阀结构换向阀主要由阀体(开有沉割槽),阀芯(有凸肩,或称台肩),操纵部分组成.②换向原理操纵部分控制阀芯的移动,从而改变阀芯凸肩与阀体沉割槽的相对位置.即,变更阀内通道之间的开闭关系来控制油流的方向.③换向阀的操纵方式主要有手动,机动,电磁动,液动,电液动等.④滑阀机能换向阀处于原始位置时,各油口的连通关系称滑阀机能.不同的滑阀机能可满足系统的不同要求.常用三位四通换向阀的滑阀机能(即中位机能)有0型,Y型,P型,M型,H型等.4,压力控制阀液压系统中控制油液压力高低的液压阀,统称为压力控制阀.它是利用阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作的.常用的压力控制阀有溢流阀,减压阀,顺序阀等.(1)溢流阀溢流阀的主要作用是维持液压系统中的压力基本恒定,其结构有直动式和先导式两种.①直动式溢流阀直动式溢流阀是利用作用于阀芯有效面积上的液压力直接与弹簧力平衡来工作的.②先导式溢流阀先导式溢流阀由主阀和先导阀组成.先导阀起调压作用,主阀起溢流作用.其远程控制口如果与另一个远程调压阀连接,调节远程调压阀的弹簧力,即可调节主阀芯上端的液压力,从而对溢流阀的溢流压力实现远程调压,但远程调压阀所能调节的最高压力不得超过溢流阀本身先导阀的调整压力.另外,当远控口接通油箱时,主阀芯上腔的油压便降得很低,又由于主阀平衡弹簧很软,故溢流阀入口油液能以很低的压力顶开主阀流回油箱,使主油路卸荷.③溢流阀的应用1)溢流定压作用在定量泵节流调速系统中,溢流阀处于常开状态,保证了泵的工作压力基本不变.2)防止系统过载在变量泵调速系统中,系统正常工作时,溢流阀口处关闭状态,液压泵输出流量全部进入执行元件.当系统超载,系统的压力超过溢流阀调定值时,溢流阀迅速打开,油液流回油箱,系统压力不再升高,确保系统安全.此时的溢流阀称为安全阀.3)背压作用在液压系统的回油路上串接一个溢流阀,造成可调的回油阻力,形成背压,以改善执行元件的运动平稳性.4)远程调压和系统卸荷作用利用远控口进行远程调压或系统卸荷.(2)减压阀减压阀是将阀的进口压力(一次压力)经过减压后使出口压力(二次压力)降低并稳定的一种阀,又叫定值输出减压阀.减压阀有直动式和先导式两种,先导式减压阀最为常用.先导式减压阀是由主阀和先导阀两大部分组成.减压阀的作用是调节与稳定出口压力,所以它是由出口引压力油与弹簧力相平衡来工作的;减压阀不工作时阀口是常开的,由于其进,出油口都有压力,因此它的泄油口须单独从外部接回油箱.减压阀主要用于降低和稳定某支路的压力.由于其调压稳定,也可用来限制工作部件的作用力以及减小压力波动,改善系统性能等.(3)减压阀与溢流阀比较减压阀和溢流阀都是利用油液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作的.它们外形和结构都很相似,主要零件可通用.然而,它们有下列不同之处:①减压阀是利用出油口压力与弹簧相平衡以保持出口的压力稳定,而溢流阀则是利用进油口压力与弹簧力相平衡来保持进油口压力稳定的.②减压阀的阀口开度随着出油口压力的升高而减小,而溢流阀阀口的开度随着进油口压力升高而增大.③在静止状态时,减压阀是常开的,而溢流阀是常闭的.④减压阀进出口都通压力油,所以泄油不能通入出油口,必须单独接回油箱,溢流阀则不必.⑤减压阀通常串联在主油路中使用,为的是获得较低的平稳压力,溢流阀则是并联在系统中,主要功用是调定压力,起定压溢流或安全作用.5,流量控制阀液压系统中执行元件运动速度的大小,由输入执行元件的油液流量的大小来确定.流量控制阀就是依靠改变阀口通液面积(节流口局部阻力)的大小或通流通道的长短来控制流量的液压阀类.(1)节流阀可通过调节手柄使阀芯作轴向移动,改变节流口的通流截面积来调节流量.(2)影响节流口流量稳定性的因素①节流口前后压差②油温③小流量时的节流口阻塞(3)调速阀调速阀是在节流阀前面串接一个定差减压阀组合而成.无论调速阀的进口油液压力或出口油液压力发生变化时,由于定差减压阀的自动调节作用,节流阀口前,后压差总能保持不变,从而保持流量稳定.但是,当压力差很小时,由于减压阀阀芯被弹簧推至最下端,减压阀阀口全开,不起稳定节流阀前后压力差的作用,故这时调速阀的性能与节流阀相同,所以调速阀正常工作时,至少要求有0.4～0.5MPa以上的压力差.五,液压辅助元件液压辅助元件是液压系统的重要组成部分,主要包括管件,密封件,过滤器,蓄能器,油箱,热交换器和压力表开关等.液压辅助元件的正确选择和合理使用对保证液压系统的工作可靠性和稳定性具有非常重要的作用.1,蓄能器。

第一章1.液压传动的概念原理1.1.1概念液压传动是以密闭管道中受压液体为工作介质，进行能量转换，传递，分配，称之为液压技术，有称之为液压传动。

1.1.2工作原理1）帕斯卡原理即“施加于密封容器内平衡液体中的某一点的压力等值地传递到全部液体”因此有F1/A1=P1=P=P2=F2/A22）连续性原理如果不考虑液体的可压缩性，泄露和构件的变形，则挤压出的液体的体积等于推动上移的体积。

3）能量守恒定律略1.1.3液压系统的组成部分及作用若干液压元件和管路组成以完成一定动作的整体称液压系统。

（1）动力元件又称液压泵（2）执行元件见液压能转换成机械能的装置。

它是与液压泵作用相反的能量转换装置，是液压缸和液压马达的总称。

（3）控制元件液压系统中控制液体压力，流量和流动方向的元件总称为控制元件。

（4）辅助元件包括油箱管道管接头滤油器蓄能器加热器冷却器等。

（5）工作介质为液体通常是液压油。

1.2液压传动的主要特点及其应用1.2.1液压传动的主要优点（1）可实现大范围地无极调速，调速功能不受功率大小的限制（2）液压传动具有质量轻体积小惯性小响应快等特点。

（3）液压传动均匀平稳，负载变化时速度稳定。

（4）可实现过载自动保护。

（5）可根据设备要求与环境灵活安装，适应性强。

（6）以液压油为工作介质，具有良好的润滑条件。

（7）液压元件易于标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和推广应用。

1.2.2液压传动的主要缺点（1）效率较低（2）泄露问题（3）对污染敏感（4）检修困难（5）对温度敏感（6）对元件加工的精确度要求高第二章工作介质2.1液压油的主要物理特性2.1.1密度和重度定义：密度（重度）的定义为单位体积液体的质量（重量）。

2.1.1黏性和黏度1）牛顿黏性定律——黏度表达式t=f/a=udu/daa——相对运动层面积f——相对运动层内内摩擦力t——液体内部切应力（单位面积上的内摩擦力）du/dy——速度梯度u——比例系数称动力黏度2）黏度的表示方法和单位（1）动力黏度上式中的u为油液种类和温度决定的比例系数，他表示液体黏性的内摩擦程度，称动力黏度或绝对黏度。

液压传动与气动技术课程教案-液压控制阀第一章：液压控制阀概述1.1 教学目标1. 了解液压控制阀的基本概念和作用2. 掌握液压控制阀的分类和基本结构3. 理解液压控制阀的工作原理1.2 教学内容1. 液压控制阀的定义和作用2. 液压控制阀的分类2.1 方向控制阀2.2 压力控制阀2.3 流量控制阀3. 液压控制阀的基本结构3.1 滑阀3.2 球阀3.3 锥阀4. 液压控制阀的工作原理1.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的基本概念、分类和结构2. 通过实物展示和示意图解释液压控制阀的工作原理3. 进行课堂讨论，解答学生疑问1.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第二章：液压控制阀的性能参数2.1 教学目标1. 掌握液压控制阀的主要性能参数2. 理解液压控制阀的选型依据2.2 教学内容1. 液压控制阀的主要性能参数1.1 流量1.2 压力1.3 方向2. 液压控制阀的选型依据2.1 系统压力2.2 系统流量2.3 控制精度2.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的性能参数和选型依据2. 分析实际案例，解释选型过程2.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第三章：液压控制阀的设计与计算1. 掌握液压控制阀的设计原则2. 学会液压控制阀的计算方法3.2 教学内容1. 液压控制阀的设计原则1.1 结构设计1.2 材料选择1.3 制造工艺2. 液压控制阀的计算方法2.1 流量计算2.2 压力计算2.3 功率计算3.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的设计原则和计算方法2. 分析实际案例，演示计算过程3.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第四章：液压控制阀的应用与维护4.1 教学目标1. 学会液压控制阀的应用方法2. 了解液压控制阀的维护保养知识1. 液压控制阀的应用方法1.1 安装与调试2.1 使用与维护2. 液压控制阀的维护保养知识2.1 清洁2.2 检查2.3 更换密封件4.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的应用方法和维护保养知识2. 观看实际操作视频，了解操作细节4.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第五章：液压控制阀的故障诊断与维修5.1 教学目标1. 学会液压控制阀的故障诊断方法2. 掌握液压控制阀的维修技巧5.2 教学内容1. 液压控制阀的故障诊断方法1.1 外观检查1.2 性能测试2. 液压控制阀的维修技巧2.1 维修工具与设备2.2 维修步骤与注意事项5.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的故障诊断方法和维修技巧2. 分析实际案例，演示维修过程5.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第六章：典型液压控制阀的分析与应用6.1 教学目标1. 熟悉典型液压控制阀的结构与工作原理2. 掌握典型液压控制阀的应用案例6.2 教学内容1. 方向控制阀的分析与应用1.1 单向阀1.2 换向阀2. 压力控制阀的分析与应用2.1 溢流阀2.2 减压阀3. 流量控制阀的分析与应用3.1 节流阀3.2 调速阀6.3 教学方法1. 采用PPT讲解典型液压控制阀的结构、工作原理和应用案例2. 分析实际案例，解释应用过程6.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第七章：液压控制阀的现代设计方法7.1 教学目标1. 了解液压控制阀的现代设计方法2. 学会运用计算机辅助设计（CAD）进行液压控制阀设计7.2 教学内容1. 液压控制阀的现代设计方法1.1 有限元分析1.2 计算机辅助设计（CAD）2. 运用CAD进行液压控制阀设计的过程2.1 建立三维模型2.2 进行强度与稳定性分析3. 确定设计参数与优化方案7.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的现代设计方法和CAD应用过程2. 实际操作演示，让学生了解设计过程7.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第八章：液压控制阀的仿真与实验8.1 教学目标1. 学会使用液压控制阀仿真软件2. 了解液压控制阀的实验方法8.2 教学内容1. 液压控制阀仿真软件的使用1.1 软件介绍与操作界面1.2 建立仿真模型2. 液压控制阀的实验方法2.1 实验设备与仪器2.2 实验步骤与数据处理8.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀仿真软件的使用和实验方法2. 实际操作演示，让学生熟悉实验过程8.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第九章：液压控制阀在工程应用中的案例分析9.1 教学目标1. 熟悉液压控制阀在工程应用中的实际案例2. 学会分析液压控制阀在工程应用中的优缺点9.2 教学内容1. 液压控制阀在工程机械中的应用案例1.1 挖掘机2.1 装载机2. 液压控制阀在航空航天中的应用案例2.1 飞行器控制系统3. 液压控制阀在工业自动化中的应用案例3.19.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀在工程应用中的实际案例2. 分析案例中液压控制阀的优缺点，进行讨论9.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第十章：液压控制阀的发展趋势与展望10.1 教学目标1. 了解液压控制阀的发展趋势2. 展望液压控制阀的未来发展前景10.2 教学内容1. 液压控制阀的发展趋势1.1 微型化2.1 智能化3. 环保型2. 液压控制阀的未来发展前景2.1 新材料的应用2.2 新型控制技术的融合10.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的发展趋势和未来发展前景2. 进行课堂讨论，激发学生的创新思维10.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业重点和难点解析一、教案结构的完整性确保教案包含课程概述、教学目标、教学内容、教学方法、教学评估等基本部分，以保证教学的系统性和连贯性。

《液压传动与控制》习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前言《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写，于1994年6月由重庆大学出版社出版。

阅历十余年，液压传动的内容发展很快，所以修订后再出版。

为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。

编者2005年月目录绪论 (4)第一章工作介质及液压流体力学基础 (4)第二章液压泵及液压马达 (7)第三章液压缸 (9)第四章控制阀 (10)第五章液压辅件 (13)第六章液压基本回路 (14)第七章典型液压系统分析 (19)第八章液压系统的设计与计算 (20)第九章液压伺服控制系统 (20)第十章液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护 (21)第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)绪论0-1 何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?0-2 结合图0-2所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较，有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。

1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么?1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定?1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm 3的液压油，在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ；同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2＝51s 。

该油的恩氏粘度oE 50、运动粘度v 、动力粘度μ各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么?解：3511532150==t t E ＝()cst E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-⨯=-=()cp v 19109001012.2136=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ旧牌号 20 ；新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt ，其密度ρ = 900kg ／m 3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解：()cp v 1810900102036=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ由 t t E E v/64.80.8-= 导出 064.80.8=--t t E v E()1626204264.88420202±=⨯-⨯⨯-±=t E 875.21=t E 375.02-=t E（舍去）1-10如图所示直径为d ，重量为G 的柱塞浸没在液体中，并在F 力作用下处于静止状态。