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第一章液压传动概述11. 什么叫液压传动？液压传动有哪两个工作特性？液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？液压传动：以液体为工作介质，主要利用液体压力能来进行能量传输的传动方式。
两个工作特性：液体压力的大小取决于负载，与流量大小无关。
速度或转速的传递按“容积变化相等”原则进行液压系统的组成：1）能源装置（或称动力元件）：把机械能转化成液体压力能的装置。
液压泵。
2）执行装置（或称执行元件）：把液体压力能转化成机械能的装置。
液压缸和液压马达。
3）控制调节装置（或称控制元件）：对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。
各类控制阀。
4）辅助装置（或称辅助元件）：保证系统有效、稳定、持久地工作。
指以上三种组成部分以外的其它装置。
如各种管接件、油管、油箱、过滤器、蓄能器、压力表等。
2. 液压传动与机械传动（以齿轮传动为例）、电传动比较有哪些优点？为什么有这些优点？比较优点：（1）在同等功率情况下，液压执行元件体积小、结构紧凑；（2）液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置；（3）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向；（4）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1），它还可以在运行的过程中进行调速；（5）一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；（6）容易实现直线运动；（7）既易实现机器的自动化，又易于实现过载保护，当采用电液联合控制甚至计算机控制后，可实现大负载、高精度、远程自动控制。
（8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。
3. 试讨论液压传动系统图形符号的特点。
特点：•图形符号仅表示元件的功用，不表示其结构；•图形符号通常按元件地静止位置或零位（初始位置）画出；•图形符号系统图只表示元件间的连接关系，不表示其实际安装位置；•对无规定的元件图形符号可以派生。
•使液压系统图简单明了，便于工程技术的交流。
一、问答题1、液压泵的工作原理是什么？为什么液压传动中几乎无一例外地采用容积式液压泵？依靠密封容积变化的原理来进行工作的2、液压泵的额定压力与工作压力有什么不同？液压泵的流量与压力有无关系？流量和排量有什么不同？①工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关；其值受液压泵的容积效率和使用寿命的限制。
②流量q随着压力p的增大而减小。
③在不考虑泄漏的情况下，液压泵每转一转所排出的液体体积，它只与液压泵的工作容积的几何尺寸有关；在不考虑泄漏的情况小，液压泵在单位时间内所排出的液体体积。
它等于理论流量qt减去泄漏和压缩损失后的流量ql。
3、齿轮泵径向不平衡力的危害有哪些？减小齿轮泵径向不平衡力的措施有哪些？㈠、径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。
㈡、①通过在端盖上开设平衡槽A、B，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与吸油腔和压油腔对应的液压径向力，起平衡作用。
②采取减小压油口的办法，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内。
③减少齿轮的齿数，这样减小了齿顶圆直径，承压面积减小。
④适当增大径向间隙。
4、何谓困油现象？困油产生的危害有哪些？如何解决齿轮泵的困油现象？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到如图c所示的最大位置，当容积增大时会造成局部真空，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。
使闭死容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，同时产生功率损失及液体发热等不良现象；溶解于液体中的空气便析出产生气泡，产生气蚀现象，引起振动和噪声。
在齿轮泵的侧板上或浮动轴套上开两条卸荷槽。
必须保证在任何时候都不能使吸油腔与压油腔相互串通。
5、液压控制阀有哪些共同点？应具备哪些基本要求？⑴在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯和驱动阀芯动作的元部件（如弹簧、电磁铁等）等组成；⑵在工作原理上，所有阀的阀口大小，阀进、出油口的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合小孔流量公式（q = KA△pm），只是各种阀控制的参数各不相同而已。
1顺序阀和溢流阀是否可以互换使用？答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。
2试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点答：相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力。
结构大体相同，只是泻油路不同。
不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。
出油口与油箱相连。
泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力，在系统中的联结方式是并联。
起限压、保压、稳压的作用。
减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。
出油口与减压回路相连。
泄漏形式为外泄式。
常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上。
在系统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。
顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力。
出油口与工作油路相接。
泄漏形式为外泄式。
常闭，进出油口相通，进油口压力允许继续升高。
实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。
不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断4，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，3如图5.12所示溢流阀的调定压力为MPa试判断下列情况下压力表读数各为多少？（1）Y断电，负载为无限大时；2时；（2）Y断电，负载压力为MPa2时(3 )Y通电，负载压力为MPa答：（1）4；（2）2；（3）00.5，减压阀的调整压力为4如图5.13所示的回路中，溢流阀的调整压力为MPa5.2，试分析下列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？MPa（1）当泵压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C点的压力各为多少？5.1时（工作原先处于夹紧状态）（2）当泵压力由于工作缸快进压力降到MPaA、C点的压力各为多少？（3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压力各为多少？（3） 工件夹紧时，夹紧缸压力即为减压阀调整压力，Mpa p p C A 5.2==。
液压与气压传动习题与答案第一章绪论1－1 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。
1－2 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。
1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。
小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。
求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密__________________________________________________闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。
图题 1—3第二章液压油液2－1 什么是液体的粘性？2－2 粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3 压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／s；2）30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？____________________________________________________________________________________________________ 2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m 2／s ，密度ρ＝1000kg ／m 3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m 2／s ，密度ρ＝1.2kg ／m 3；试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。
2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )(A) 粘度较大； (B) 粘度因压力变化而改变较大；(C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大。
习 题1-1．液体传动装置由哪几部分组成的，各有什么作用？1-2．某5MN 油压机，压制工件时液体最大压力p max =25MPa ，滑块最大行程为0.9m ，油缸内径为0.5m ，油的体积压缩系数为6.5×10-10m 2/N 。
求该压机油缸中油液压缩时能够吸收的最大能量。
解： V p 21L pA 21L F 21w ∆=∆=∆= Vp V κ=∆ )J (3589545.09.0)10250(105.621V p 21w 225102=⨯π⨯⨯⨯⨯⨯⨯=κ=- （相当将质量为100Kg 的重物提升35m ）1-3．如图所示液压缸，直径D=120mm ，d=119.8mm ，L=140mm ，油液粘度u=0.065pa·s ，活塞以速度v=0.5m/s 运动时，求油液产生的磨擦力（间隙较小时速度按线性分布）。
题1-3图解： y u A F ∆∆μ= DL A π= m 0001.02/)1198.012.0(y =-=∆ N 15.170001.05.014.012.0065.0F =⨯⨯⨯π⨯= 1-4．图中液压缸直径D=150mm ，活塞直径d=100mm ，负载F=5×104N 。
若不计液压油自重及活塞或缸体重量，求a 、b两种情况下液压缸内的压力。
题1-4图1-5．比压计中水银面高差h=0.36m ，(a)DdF(b)dD其它液体为水，A 、B 两管道位置高差为1m ，试求A 、B 管道中心处压力差p A -p B 。
解：gh )h x h (g p gx p hg 1B A ρ++-ρ-=ρ+=-B A p p 1hg gh gh gh ρ-ρ-ρ=12.5×9.81×0.36-1000×9.81×1=3.45×104Pa1-6．有一管道充满了密度为ρ的油液，用水银压力计测定压力p 。
现将压力计向下移动一段距离α，问压力计的读数变化∆h 为多少？1-7．伯努利方程的物理意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区别？题1-6图1-8．如图所示管路，由两根不同直径的管子和一段渐变管组成，其中d A=200mm，d B=400mm；A点相对压力为0.7大气压，B点相对压力0.4大气压；B断面流速υB=1m/s，A、B两点高差 Z=1m，要求判明水流方向，并计算两断面水头损失h W。
（水的运动粘度取10-6m2/s）s m 242B 4b 313.04.01d q =⨯⨯=υ=ππ由连续性方程：s m 138.4d q A4A ==υπ 827600d R A A e =νυ= 判断为紊流，α1＝α2＝1 设流动方向从A 流向B ，在A －A 、B －B 截面列伯努力方程：w 2B B B 2A A A h g2g p z g 2g p z +υ+ρ+=υ+ρ+ g2g 2g p g p z z h 2B 2A B A B A w υ-υ+ρ-ρ+-= m 88.281.921138.481.91000104.0107.010255=⨯--⨯⨯-⨯+-损失能量（高度表示）为正，方向假设正确。
1-9．如图所示，液压泵的流量为32L/min ，吸没管通径d=20mm ，液压泵吸油口距液面高h=500mm ，粗滤网的压力降∆p r =104Pa 。
油的密度ρ=900kg/m 3，油的运动粘度ν=210-5m 2/s 。
求液压泵吸油口的真空度。
解：s m 7.102.014.36041032A q 23=⨯⨯⨯⨯==υ- 2320169710202.07.1d R 5e <=⨯⨯=νυ=- 判断为层流 α＝2沿程阻力损失： Pa 1420202.016977.19005.0752d L R 75p 22e f =⨯⨯⨯⨯⨯=ρυ=∆ （λ取64/Re 也正确，要求按实际管道计算）列伯努力方程：由于，取相对压力－坐标原点取在A A ;0;A A B ≈υυ>>υ ζ∆+∆+ρυα++ρp p 2p gh 0f B B B ＝Pa 1843510000142027.190025.081.9900p 2B -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯⨯+⨯⨯＝－答：真空度＝18435Pa1-10．如图所示，文丘里流量计水平放置，入口直径为d 1，喉部直径为d 2，试按理想液体推导流量计算公式。
解：该题要用伯努力方程，理想液体α1=α2=1;水平放置，z 1＝z 2＝0求p a--p bh g gx p h g gx p hg b a ∆ρ+ρ+=∆ρ+ρ+ ()h g p p hg b a ∆ρ-ρ=-列伯努力方程和连续性方程：2p 2p 2b b 2a a ρυ+=ρυ+ b 2a 24d 4D υπ=υπ可以求出：h )(g 2D d 1d 4d q hg 4424b 2∆ρρ-ρ-=υπ=π 1-11．某圆柱形滑阀部分结构原理如图所示，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=0.65，阀口开度x=2mm 。
求通过阀口的流量。
1-12．柱塞在力F 作用下运动，已知F=1200N 。
D=39.8mm ，δ=0.1mm ，L=40mm ，油的运动粘度ν=0.2cm 2/S ，密度为880kg/m 3，试求柱塞下降的速度。
（设活塞、缸筒处于同心状态）解：Pa 1065.90398.01200A F p 52414.3⨯=⨯==∆d x p 2p 1题 1-14 图δπυ-η∆δπ=υπ=d 2L 12p d 4dq 32()s m 0114.020001.040398.004.0880102.01210646.9101.024d L 12p45333=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛δ+η∆δ=υ-- ρν=η2-1．某液压泵额定压力为32MPa ，实际最大工作压力为25MPa ，转速为1450r/min ，排量为175mL/r ，液压泵的容积效率为0.91，总效率为0.87，求该泵工作时最大输入功率和最大输出功率。
解：KW21.9691.0101756014501025pnV pq P 66v o =⨯⨯⨯⨯⨯=η==- KW 6.11087.021.96P P P o in ==η= 2-2．一液压泵的负载为液压马达。
已知电动机输入液压泵的功率是2.6KW ，泵的排量为10mL/r ，转速为1450r/min ，容积效率为0.9，总效率为0.85。
管道压力损失为0.5MPa ，液压马达的排量是10mL/r ，容积效率为0.91，总效率为0.87。
求液压马达输出转矩和输出转速。
解：1、求转速rpm6.118791.09.0101010101450V V n V q V q n 66mvPv m PP m mv Pv PL mv m mi m =⨯⨯⨯⨯⨯=ηη=ηη=η=--2、求扭矩（从后向前推导）Pv p P P P P Pi P P Mi Mv M Mm Mm M Mi V n q ;q p p ;p p p ;;2V p T η=η=∆-=ηη=ηηπ=Nm 7.14105.09.01010601450106.291.014.3287.01010p V n P 2V T 6685.036Pv P P PP Mv Mm M =⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-ηηπηη=-⨯-2-3．已知双作用定量叶片泵的结构尺寸为：定子长径D=65mm ，短径d=57mm ，叶片厚度b=2025mm ，叶片宽度B=24mm ，叶片数z=12，叶片倾角θ=13○。
求转速n=960rpm时的理论流量。
2-4．一变量轴向泵，有9个柱塞，其分布圆直径D=125mm，柱塞直径d=16mm，若泵以3000rpm转动，测定输出流量为50L/min。
求斜盘的倾角是多少？（忽略泄漏）2-5．齿轮泵的困油现象是如何产生的，有何危害。
叶片泵和轴向柱塞是否有困油现象？答：齿轮啮合的重叠系数大于1，使闭死容积发生体积变化，……双作用叶片泵理论上无困油现象，单作用叶片泵和柱塞泵有困油现象。
2-6．对双作用叶片泵的定子内曲线有什么要求，双作用叶片是否可作液压马达使用？2-7．某变量叶片泵的转子外径d=83mm，定子内径D=89mm，叶片宽度b=30mm。
求：(1)当泵的排量为16mL/r时，定子与转子之间的偏心量有多大？(2)泵的最大排量是多少？3-1．结合溢流阀的特点回答下列问题：(1)先导式溢流阀的阻尼小孔有何作用；可否扩大或堵死；如果这样扩大或堵死，有何后果？(2)遥控口可否接油箱，主阀和先导阀分别处于何种状态？(3)溢流阀的进、出油口可否接反，说明原因。
答：3-2．一溢流阀调定压力为30MPa ，溢流量为95L/min ，该阀溢流时消耗的功率为多少？解：KW 5.47wW 475006010951030pq P 36==⨯⨯⨯==-3-3．直动式溢流阀和直动式顺序阀的调定压力均为9MPa ，给两阀的进、出油口均通10MPa 的压力油，那个阀可以开启，为什么？3-4．先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔直径d0=1mm，长度为L=12mm，通过小孔的流量为0.5L/min，油液密度 =860kg/m3，运动粘度r=20mm2/s，试求小孔两端压力差。
3-5．把减压阀的进出油口反接行不行？为什么？题3-6图答：a）图读书为p；b）图读数为2p。
3-7．现有两块阀，铭牌看不清，要求不拆开阀，根据阀的工作原理判断哪个是先导式溢流阀，哪个是先导式减压阀？3-8．何谓换向阀的位，通和中位机能？试举例说明。
答：3-9．在图示回路中，任一电磁铁通电，液压缸都不动，这是为什么？如何解决？题3-9图3-10．图中溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa，设缸的无杆腔面积为50cm2液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，压力损失分别为0.2MPa和0.3MPa。
试问：当负载F分别为0，7.5KN和30KN时(1)、缸能否移动？(2)、A、B和C三点压力数值各为多少？（不计摩擦力和液体流动阻力）题3-10图解：1、判断是否能运动，如果系统的压力大于负载要求的压力就能动，否则不动。
系统调定的最高压力为5MPa。
F＝0时，p0＝0，液压缸可以运动；F＝7.5KN时，p=1.5MPa,可以运动；F＝30KN时，p=6MPa,液压缸不动。
2、A、B、C 3点压力需分开讨论：1）F=0, p c=0; p b=0.2PMa; p a=0.5MPa;2) F=7.5KN, p c=1.5MPa; p b=1.7MPa; p a=2.0MPa;3) F=30KN, p c=6Mpa(2.5Mpa); p b=2.5MPa; p a=5.0MPa;3-11．流量控制阀的节流口采用哪种形式最好，为什么？3-12．调速阀和节流阀有何不同？4π中图：差动连接，缸向右运动，cm 2d 4F ηπ= ；cv 24d qη=υπ，右图：为柱塞缸，缸只能向右运动，速度、推力同中图。
