液压与气压传动习题课

11-2. 某液压油在大气压下的体积是L 50，当压力升高后，其体积减少到L 9.49，设液压油的体积弹性模数MPa K 700=求压力升高值。

求压力升高值。

解：压缩率压缩率MPaV V Kp k p v V K 4.150)509.49(7001)(1=--=D -=D =¶¶-=1-4. 用恩氏粘度计测得ρ=850kg/m 3的某液压油200mL 流过的时间为t 1=153s 。

20℃时200mL 蒸馏水流过的时间t 2=51s 。

问该液压油的E为多少？动力粘度)(s Pa ×m 为多少?运动粘度s m /2=u 为多少?解：解：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㎏/m 33，试求容器内的真空度。

解：以液面为等压面，由液体静压力基本方程得由液体静压力基本方程得 p +ρgh = p a 所以真空度为所以真空度为p a －p =ρgh =1000×9.89.8××1 =9800（Pa Pa）） 1-6．如图所示，密闭容器中充满了密度为ρ的液体，柱塞直径为d ，重量为F G ，在力F 作用下处于平衡状态，柱塞浸入液体深度为h 。

试确定液体在测压管内上升的高度x 。

解：深度为h 的平面为等压面，的平面为等压面，列出柱塞和测压管在等压面列出柱塞和测压管在等压面上的压力平衡方程为上的压力平衡方程为则 h gd F F x G -×+=r p 2)(4 1-10.如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处断面积212.3cm A =，出口处管道面积124A A =，m h 1=，求开始能够抽吸时，水平管中所必需通过的流量Q 。

按理想液体计算。

按理想液体计算。

解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准1-11.如图示弯管，试利用动量方程求流动液体对弯管的作用力。

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,而液体流动时呈现阻碍液体分子之间相对运动的这种性质称为液体的粘性;粘温特性：液体粘度随温度变化的性质称为液体的粘温特性;粘度是液体流动时阻力的度量,它是衡量粘性大小的指标,是液压油最重要的性质;液压油的粘度大,流动阻力大,流动时压力损失也大,动作反应变慢,机械效率降低；液压油粘度小可以降低阻力,提高机械效率,但容易泄漏,造成容积效率降低;因此,粘度是选择液压油的重要依据,它的大小关系到液压系统的正常工作、效率和动作灵敏度等;4、伯努利方程和连续性方程的物理意义是什么在液压传动系统中为什么只考虑油液的压力能答：伯努利方程的物理意义：理想液体在重力场作稳定流动时,具有压力能、位能和动能三种形式,它们之间可以相互转化,且总和保持不变;连续性方程物理意义：液体在管道中做作稳定流动时,管内液体的质量不会增多也不会减少,因而单位时间内液体流经管道任意截面的质量相等;液压传动中压力能的数量级远远大于位能和动能的数量级;5、液体的流动状态有几种各自的特点以及判别方法是什么答：液压的流动状态有层流和紊流两种：⑴层流：液体流动呈现层状,粘性力起主导作用,液体质点受粘性的约束,流动时能量损失小;⑵紊流：液体流动呈现混杂状,惯性力起主导作用,粘性力的制约作用减弱,流动时能量损失大;流态用雷诺数Re来判断,当Re〈Rec时,为层流；当Re〉Rec时,为紊流;6、管路中的液压冲击是否就是管路中压力升高为什么如何防止液压冲击答：液压冲击并不是管路中简单压力的升高;液压冲击是指液压系统中,由于某种原因引起液体局部压力在瞬间急剧升高,形成很大的压力峰值的现象;减小液压冲击的主要措施有以下几点：⑴限制管中液流的流速和运动部件的速度,减少冲击波的强度;⑵开启阀门的速度要慢;⑶采用吸收液压冲击的能量装置如蓄能器等;⑷在出现有液压冲击的地方,安装限制压力的安全阀;⑸适当加大管道内径或采用橡胶软管;7、什么是气穴现象如何防止答：当液体某一点处的绝对压力降到了相应温度的饱和蒸气压以下时,油液中的空气就会分离出来,产生大量的气泡,这种现象称为气穴现象;泵的吸入口、油液流经节流部位、突然启闭的阀门、带大惯性负载的液压缸、液压马达在运转中突然停止或换向时等都将产生气穴现象;为了防止产生气穴和气蚀现象,一般可采用以下的预防措施：⑴减少流经节流口及缝隙前后的压力差,一般希望节流口或缝隙前后压力比小于3.5；⑵正确确定液压泵吸油管内径,对管内液体的流速加以限制,降低液压泵的吸油高度,尽可能减少吸油管路中的压力损失；⑶提高管道的密封性能,防止空气的渗入；⑷提高零件的机械强度和降低零件表面的粗糙度,采用抗腐蚀能力强的金属材料如铸铁和青铜等,以提高元件的抗气蚀能力;8、有200mL的液压油,密度ρ为900kg/m3,在40℃时流过恩氏粘度计的时间t1=150s；而200mL的蒸馏水,在20℃时流过的时间是t2=50s;试计算油液在40℃时的恩氏粘度、运动粘度、动力粘度各是多少9、根据连续性方程和伯努利方程判别,液体在一个水平放置的管道中流动,不考虑压力损失,分别流过三个不同面积的截面A1、A2、A3,且A1＜A3＜A2,请问通过这三个截面时,流量q1、q2、q3之间的大小关系是怎样的流速v1、v2、v3之间的大小关系又是怎样的10、某液压系统,如图2-18所示,两液压缸串联,缸1的活塞是主运动,缸2的活塞对外克服负载从动运动;已知小活塞的面积Al=14cm2,大活塞的面积A2=40cm2,连接两液压缸管路的流量q=25L／min,试求两液压缸的运动速度及速比;第3章液压泵与液压马达1、举例说明液压泵的工作原理;如果油箱完全封闭不与大气相通,液压泵是否还能工作答：以柱塞泵为例,其工作原理为：随着偏心轮转动,柱塞与泵体所形成的密封工作容积发生变化,当工作容积由小变大时,形成真空,油箱油液在大气压作用下通过吸油单向阀进入到工作容积;当工作容积由大变小时,油液受挤压,压力增大,油液通过排油单向阀进入到液压系统;偏心轮连续转动,泵不断的吸油和排油;如果开式油箱完全封闭不与大气相通,就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件,从而无法完成吸油过程,液压泵便不能工作了;2、为什么说液压泵的工作压力取决于负载答：液压泵的工作压力是指液压泵在工作时建立起来的压力; 以千斤顶为例,输出的油液进入液压系统,输入到工作油缸,油缸顶起重物时克服阻力：重物负载所造成的阻力,管道摩擦阻力,两种阻力都属于负载,使系统的液压油压力逐渐升高并建立起压力,直至升高到能克服阻力,于是重物被顶起;所以液压泵工作压力取决于负载;3、为什么液压泵的压力升高会使流量减少答：液压泵的输出流量与泵的结构参数、转速、容积效率有关;由于泵的工作容积的相邻零件之间存在着间隙,不可避免的产生泄漏,负载越大,压力越高,泄漏越大,流量减少;4、什么是液压泵的实际工作压力,排量的大小取决于什么答：液压泵的实际工作压力是指液压泵在实际工作时建立起来的压力;液压泵排量取决于密封可变容积的几何变化量;不同的泵,因结构参数不同,所以排量不一样;5、齿轮泵的困油现象、径向力不平衡是怎样引起的对其工作有何影响如何解决答：困油现象：为保证齿轮连续传动,必须要求前一对轮齿尚未脱开前,后一对轮齿就要进入啮合,即重叠系数大于1,因此有一部分液体被困在两对轮齿、啮合线及前后端盖之间形成的密封可变容积内;对工作的影响：当密封容积由大变小时,被困在容积内的液体受到挤压,压力急剧升高;从缝隙强行挤出,这时齿轮和轴承受到很大的径向力,功率损失增加,磨损加剧;当密封容积由小变大时,剩余的被困液体压力下降,形成局部真空,使溶解在液体中气体析出或液体本身汽化形成汽蚀,使泵产生振动和噪声;解决措施：为消除困油现象,可以采取一些卸荷措施,使密封容积及时与吸油或压油腔连通;即在轴套或者是在前后端盖上开两个卸荷槽;径向力不平衡：齿轮轴上主要受到齿轮啮合时产生的力和油液压力产生的径向液压力;后者要比前者大得多,对轴承受力起主要作用;从低压的吸油腔到高压的压油腔,压力沿齿轮旋转方向逐齿递增,因此齿轮和轴受到径向不平衡力的作用;对工作的影响：径向力不平衡加速了轴承磨损,降低了轴承的寿命,甚至使轴变形,造成齿顶与泵体内壁的摩擦等;解决措施：为了解决径向力不平衡问题,可在齿轮泵的泵体上开均压槽和减小压油口尺寸;6、为什么齿轮泵的齿数少而模数大第四章液压缸1、液压缸的主要组成部分有哪些缸固定和杆固定液压缸其工作台的最大活动范围有何差别答：液压缸的主要组成包括缸筒组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等五大部分;双杆活塞缸缸固定其工作台的最大活动范围约为活塞有效行程的三倍,杆固定其工作台最大活动范围约为活塞有效行程的二倍;单杆活塞缸无论是缸固定还是杆固定其工作台最大活动范围约为活塞有效行程的两倍;2、某液压系统执行元件为双杆活塞缸见图4-1,液压缸的工作压力p=4MPa,活塞直径为D=80mm,活塞杆直径d=50mm,工作时进给速度v=0.02m/s;请问液压缸能克服多大的负载进入液压缸的流量为多少8、第五章液压控制阀1、换向阀有几种操纵方式答：换向阀有五种操纵方式：手动、机动、液动、电磁、电液动;2、什么是换向阀的中位机能 O、P、Y、M和H型各具有那些特点答：换向阀的中位机能：三位换向阀的阀芯在中间位置时,各油口的连通方式及对系统产生的性能称为换向阀的中位机能; O型：P、A、B、T四口全封闭,液压泵不卸荷,液压缸闭锁,可用于多个换向阀的并联工作； P型：P、A、B口相通,T口封闭,泵与缸两腔相通,可组成差动回路； Y型：P口封闭,A、B、T 三口相通,活塞浮动,在外力作用下可移动,泵不卸荷； M型：P、T口相通,A、B口均封闭,活塞闭锁不动,泵卸荷,也可用于多个M型换向阀串联工作； H型：四口全串通,活塞处于浮动状态,在外力作用下可移动,泵卸荷;3、试说明电液动换向阀的组成、特点和适用范围答：电液动换向阀是电磁阀和液动阀的组合,电磁阀起先导作用,以改变液动阀的阀芯位置,液动阀控制主油路换向; 电液动换向阀用较小的电磁铁来控制较大的液动阀,换向时间可调; 适用于大流量、换向平稳的场合;4、溢流阀、减压阀和顺序阀各起什么作用在控制方式上、阀芯常态上、泄漏方式上有和区别顺序阀能否用作溢流阀使用答：顺序阀能作溢流阀使用;9、节流阀的最小稳定流量有什么意义答：当节流阀的开口面积很小时,通过节流阀的流量会出现断流现象,节流阀能够输出无断流的最小流量;保证了液压缸的最小稳定速度;10、调速阀和节流阀在结构和性能上有何异同各适用于什么场合答：在结构上,调速阀是由定差减压阀与节流阀串联组成的流量控制阀,而节流阀仅是通过改变阀口通流面积的大小实现流量调节的流量控制阀,结构组成上无定差减压阀;在性能上,节流阀受外负载的影响,外负载变化,执行元件速度变化；调速阀不受外负载的影响;通过阀的流量稳定,使执行元件速度平稳;适用场合：节流阀用于执行元件速度稳定要求低调速系统,调速阀用于执行元件速度稳定要求高调速系统;11、为什么叠加阀获得了广泛的应用答：叠加阀是在板式阀集成化基础上发展起来的一种新型元件;将阀体都做成标准尺寸的长方体,使用时将所用的阀在底板上叠积,然后用螺栓紧固;这种连接方式从根本上消除了阀与阀之间的连接管路,组成的系统更简单紧凑,配置方便灵活,工作可靠; 11.插装阀有什么特点各适用于什么场合答：插装阀是一种较为新型的液压元件,它的特点是通流能力大,密封性能好,动作灵敏,结构简单,因此,在大流量系统中获得了广泛的应用;12、13、电液比例阀有什么特点适用于什么场合答：它是一种利用输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行实时控制的阀;它与手动调节的普通液压阀相比,电液比例阀能够提高液压系统的参数控制,它与伺服阀相比,电液比例阀在某些性能方面稍差一些,但它的结构简单、成本低,因此,广泛应用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制,但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中;第六章液压辅助装置1、蓄能器起什么作用在执行机构附近的蓄能器有什么作用答：在液压系统中,蓄能器的是储存油液的压力能;常常用作：辅助动力源和应急能源；减少压力冲击与脉动；保持系统压力;在执行机构附近的蓄能器主要是提高液压缸的动态响应速度,常应用在比例或伺服系统;2、过滤器安装有那些位置各起什么作用答：1安装在液压泵的吸油管路上;液压泵的吸油管路上一般安装网式或线隙式粗过滤器,目的是滤除掉较大颗粒的杂质,以便保护液压泵;同时要求过滤器有较小的压力降和很大的通流能力通常是液压泵流量的两倍以上;2安装在液压泵的压油管路上;这种安装方式常将过滤器安装在对杂质敏感的调速阀、伺服阀等元件之前;由于过滤器在高压下工作,要求滤芯有足够的强度;为了防止过滤器堵塞,可并联一旁通阀或堵塞指示器;3安装在回油管路上;安装在回油路上的过滤器能使油液在流回油箱之前得到过滤,以控制整个液压系统的污染度;4安装在旁油管路上;在大型液压系统中,常在旁油管路上安装过滤器和冷却器,构成独立的过滤系统;3、油箱起什么作用答：油箱的作用是储存油液、散发热量、沉淀杂质和分离混入油液中的空气和水分;4、热交换器起什么作用图形符号上有什么区别答:热交换器的作用主要是控制油液的温度,油箱上常安装冷却器和加热器;图形符号箭头向里表示加热器,箭头向外表示冷却器;5、密封圈有那些形式各适用于那些场合答：1O形密封圈：结构简单、安装尺寸小、使用方便、摩擦阻力小、价格低,主要应用于静密封;2Y形密封圈：适用于运动速度较高的场合;3V形密封圈：适用于相对运动速度不高的场合;第七章液压基本回路1.容积节流调速回路中的流量阀和变量泵之间是如何实现流量匹配的答：设变量泵的流量为qb,流量阀的流量为qj,工作时流量匹配qb=qj,若qb=〉qj时,泵的压力升高,偏心减小,流量qb减小,使流量匹配qb=qj,若qb=〈qj时,泵的压力降低,偏心增大,流量qb增加,使流量匹配qb=qj;2.试说明图7-32中,单向阀和液控单向阀在该容积调速回路中的功用;在液压缸正反向移动时,为了向系统提供过载保护,安全阀应如何接试作图表示;答：液压缸运动时输入与输出流量不相等,这与双向变量泵的流量不匹配,液压缸活塞杆伸出时,双向变量泵的吸油量不足,需从单向阀补油；液压缸活塞杆缩回时,液压缸无杆腔排油量过多,需从液控单向阀排油;将液压缸的进出油口处各接一个安全阀或进出油口处各接一个单向阀后再与安全阀连接;3.不同操纵方式的换向阀组成的换向回路各有什么特点答：手动换向阀：实现换向,换向和运行的速度可调；机动换向阀：实现换向,换向位置准确；电磁换向阀：实现换向,便于自动化控制；液动换向阀：实现换向,换向平稳,适应大流量；电液动换向阀：实现换向,便于自动化控制,换向平稳,适应大流量;4.锁紧回路中三位换向阀的中位机能是否可任意选择为什么答：锁紧回路选择三位换向阀的中位机能时主要考虑瞬态响应是否影响锁紧效果,即瞬态关闭的可靠性,若有瞬态可靠关闭的要求时,应选用H、Y型,若无瞬态可靠关闭的要求时,可以任意选择;5.如图7-33所示的液压调速回路,可以实现“快进→工进→块退”动作活塞右行为进,左行为退,如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向,试问：图中有哪些错误应该如何改正答：1调速回路为进油调速,单向阀装反了；2压力继电器位置不对,应该放在无杆腔的进口处；3快进时,不需要背压,工进时,需要背压,提高运动平稳性,但位置装错了,应该把接到换向阀T1口的背压阀改接到T2口;6.图7-17所示回路中,如将阀1的外控油路上的阀包括阀2、阀3、和阀4改接到泵的出口,是否可以同样实现三级调压两种接法有什么不同答：１可以实现三级调压；２两种接法流量规格不同,阀2、阀3、和阀4原很小规格流量需要换成泵的流量规格;7.三个溢流阀的调定压力如图7-34所示,试问泵的供油压力有几级数值各是多大答：１可以实现八级压力调定,分别为０、2、4、6、8、10、12、14; 8.在液压系统中,当工作部件停止运动后,使泵卸荷有什么益处常用的卸荷方法有哪些答：１当工作部件停止运动后,使泵卸荷可以降低功率损耗,减少系统发热,避免了泵的频繁启动; 2常用的卸荷方法有压力卸荷和流量卸荷,压力卸荷主要有换向阀和卸荷阀的卸荷方式；流量卸荷主要是变量泵的卸荷方式;9.回路7-35能否实现“夹紧缸Ⅰ先夹紧工件,然后进给缸Ⅱ再移动”的要求夹紧缸Ⅰ的速度必须能调节为什么应该怎么办答：不能,因为1缸前安装了节流阀并且必须能调速,那么节流阀前压力已升高并且打开了顺序阀Px；应将内控顺序阀改为外控顺序阀并且必须安装在节流阀的出口处; 10.请列表说明图示7-36所示的压力继电器顺序动作回路是怎样实现1→2→3→4顺序动作的在元件数目不增加时,如何实现1→2→4→3的顺序动作答：见表7-1电磁铁、行程开关和继电器动作顺序表;表7-1 电磁铁、行程开关和继电器动作顺序表10.第八章思考题与习题1.说明图8-2所示的动力滑台液压系统有哪些基本液压回路组成是如何进行差动的单向阀5在系统中的作用是什么答：系统中设有换向回路、快速运动回路、容积节流调速回路、二次进给调速回路、速度换接回路、卸荷回路等基本回路;按下启动按钮,此时为空载快进,顺序阀因系统压力不高仍处于关闭状态,这时进油路为：变量泵1→单向阀2→换向阀6左→行程阀11下位→液压缸14左腔；回油路：液压缸14右腔→换向阀6左位→单向阀5 →行程阀11下位→液压缸14左腔;液压缸回油经过单向阀5进入了液压缸进油腔,这时液压缸14差动连接;单向阀5的作用：差动快进时打开,工作进给时关闭,将高低压分开;2.说明在图8-4所示的压力机液压系统中,顺序阀10、单向阀12和13的作用有哪些答：顺序阀10的作用,打开此阀需要一定的压力,为此给控制油路提供了压力；液控单向阀12的作用,控制液压缸5停留在任意位置并锁紧；单向阀13的作用,通过防止油液倒流来达到保压;3.说明在图8-6所示的汽车起重机液压系统中,为什么采用弹簧复位式手动换向阀控制各个执行元件动作答：采用弹簧复位式手动换向阀控制起重机的各个动作适用于起重机作业,起重机无固定的作业程序,完全靠视觉观察作业,手动换向阀既可以控制速度又可以控制换向,操作灵活,弹簧复位停止;4.一般液压系统中产生振动和噪声的原因有哪些如何解决答:第九章液压系统设计1.试编制液压系统设计步骤的程序流程图;答：液压系统设计步骤程序流程图如图9-1所示2.设计省略3.设计省略第十章思考题与习题1.液压伺服系统主要由哪些部分组成有何特点答：液压伺服系统由以下五部分组成：1液压控制阀：用以接收输入信号,并控制执行元件的动作;2执行元件：接收控制阀传来的信号,并产生与输入信号相适应的输出信号;3反馈装置：将执行元件的输出信号反过来输入给控制阀,以便消除原来的误差信号;4外界能源：为了使作用力很小的输入信号获得作用力很大的输出信号,就需要外加能源,这样就可以得到力或功率的放大作用;5控制对象：负载;2.液压伺服系统与液压传动系统有什么区别使用场合有何不同。

某液压马达每转排量V M=70mL/r,供油压力p=10MPa,输入流量q=100L/min，液压马达的容积效率=，机械效率=，液压马达回油腔的背压为,试求 1.液压马达输出转矩 2.液压马达的转速
液压马达的排量V M=40ml/r,当马达在p=和n=1450r/min 时，马达输入的实际流量q M=63L/min,马达的实际输出转矩T M=，求液压马达的容积效率机械效率和总效率
如图所示，A1和A2分别为两液压缸有效作用面积，A1=50cm2, A2=20cm2,液压泵流量q P=3L/min,负载W1=5000N，W2=4000N，不计损失，求两缸工作压力p1 p2及两活塞运动速度V1 V2
如图所示为某专用铣床液压系统，已知：泵的输出流量q P=30L/min,溢流阀调整压力P Y=,液压缸两腔作用面积分别为A1=50cm2, A2=25cm2，切削负载F L=9000N，摩擦负载F f=1000N,切削时通过调速阀的流量为q i=min,若忽略元件的泄漏和压力损失，试求1.活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度v1及回路的效率n2
2.切削进给时，活塞的工进速度v2及回路的效率n2
1.快进时，1Y断电，2Y得电，只克服摩擦负载
2.切削进给时，由调速阀调速，1Y得电。

2Y得电
有一齿轮泵,已知顶圆直径=48mm，齿宽B=24mm,齿数z=13。

若最大工作压力p=10MPa，电动机转速n=980r/min。

求电动机功率（泵的容积效率，总效率。

项目六习题参考答案
1.简述典型液压系统的分析方法和步骤。

（1）了解设备的功用及对液压系统动作和性能的要求,如工作循环、顺序动作等。

（2）初步分析液压系统图,按执行元件数将其分解为若干个子系统。

（3）对每个子系统进行分析，按执行元件的工作循环分析实现每步动作的进油和回油路线。

（4）根据设备对系统中的各子系统之间的顺序、同步等要求，分析各子系统之间的联系。

（5）归纳出设备液压系统的特点,加深对整个液压系统的理解。

2.如何从典型的液压系统中拆分出基本回路?
掌握每个基本回路及每种回路的工作原理
一、压力控制回路：调压回路，减压回路，增压回路，卸荷回路，平衡回路，保压回路和泄压回路，缓冲回路，制动回路。

二、速度控制回路：调速回路，常用快速运动回路，速度换接回路。

三、方向控制回路：换向回路，锁紧回路，位置保持回路。

四、多执行元件动作回路：顺序动作回路，同步动作回路，防干扰回路，多执行元件卸荷回路。

五、叠加阀控制回路。

六、插装阀控制回路。

七、常用液压源回路：开式液压系统油源回路，闭式液压系统油源回路及补油泵回路，压力油箱油源回路。

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.液压传动系统山（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。

(X)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。

(X)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。

(X)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；l m2/s = (10心厘斯。

3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。

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。

某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=,转速n=30r/min。

设液压马达的排量V M=r,液压马达的容积效
率=，机械效率=,求所需要的流量和压力各为多少
某液压马达每转排量V M=70mL/r,供油压力p=10MPa,输入流量q=100L/min，液压马达的容积效率=，机械效率=，
液压马达回油腔的背压为,试求 1.液压马达输出转矩 2.液压马达的转速
液压马达的排量V M=40ml/r,当马达在p=和n=1450r/min 时，马达输入的实际流量q M=63L/min,马达的实际输出转矩
T M=，求液压马达的容积效率机械效率和总效率
如图所示，A1和A2分别为两液压缸有效作用面积，A1=50cm2, A2=20cm2,液压泵流量q P=3L/min,负载W1=5000N，W2=4000N，不计损失，求两缸工作压力p1 p2及两活塞运动速度V1 V2
如图所示为某专用铣床液压系统，已知：泵的输出流量q P=30L/min,溢流阀调整压力P Y=,液压缸两腔作用面积分别为A1=50cm2, A2=25cm2，切削负载F L=9000N，摩擦负载F f=1000N,切削时通过调速阀的流量为q i=min,若忽略元件的泄漏和压力损失，试求1.活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度v1及回路的效率n2
2.切削进给时，活塞的工进速度v2及回路的效率n2
1.快进时，1Y断电，2Y得电，只克服摩擦负载
2.切削进给时，由调速阀调速，1Y得电。

2Y得电
有一齿轮泵,已知顶圆直径=48mm，齿宽B=24mm,齿数z=13。

若最大工作压力p=10MPa，电动机转速n=980r/min。

求电动机功率（泵的容积效率，总效率。

第1章绪论1-1什么是液压传动？什么是气压传动？参考答案：液压与气压传动的基本工作原理是相似的，都是以流体的压力能来传递动力的。

以液体（液压油）为工作介质，靠液体的压力能进行工作称为液压传动。

以压缩空气为工作介质，靠气体压力能进行工作的称为气压传动。

1-2液压与气压传动系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？参考答案：液压传动系统和气压传动系统主要有以下部分组成：（1）动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力。

（2）执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气压马达，它们的功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动。

（3）控制元件：压力流量和方向控制阀，它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。

（4）辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计等。

（5）传动介质：指传递能量的流体，即液压油或压缩空气。

1-3液压与气压传动主要优缺点有哪些？参考答案：液压传动的主要优点：在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。

可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。

传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。

操作简单，易于实现自动化，特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。

不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。

易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。

液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。

液压传动的主要缺点：（1）油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不宜用于精确传动比的场合。

（2）由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较大的场合工作。

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 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。

1.3 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。

习题课重点、难点习题讲解2－4 泵的额定流量为100L/min，额定压力为2.5Mpa，当转速为1450r/min 时，机械效率为ηm＝0.9。

由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5Mpa时，流量为100.7L/min，试求：1）泵的容积效率；2）如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？3）上述两种转速下泵的驱动功率。

解：1）ηv1＝q1/qt1=100.7/106=0.95=95%* 额定流量反映的是同类型泵的指标，而q1则是这台泵的实际情况。

2）该泵的排量为V＝qt1/n1=0.0731 L/r；泄漏流量为Δq=qt1-q1=5.3 L/min；* 缝隙流动分为压差流和剪切流，转速不同只带来剪切流的变化；而与压差流相比，剪切流比例很小。

故当压差相同时，泄漏流量亦不变。

∴ q2＝Vn2－Δq＝31.25 L/min此时泵的容积效率为ηv2＝q2/qt2＝（Vn2－Δq）/ Vn2＝0.85＝85％* 显然，对液压泵而言，在不同的转速下，其容积效率是不同的。

3）P＝pq/ηm ηv* 机械效率反映机械摩擦所带来的损失，可以认为其与转速变化无关。

则在上式中带入不同转速下的相应参数，即可计算出两种转速下泵的驱动功率。

3－9 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力py＝0.4Mpa，泵最大排量Vpmax ＝100mL/r，转速np＝1000r/min，容积效率ηvP＝0.9，机械效率ηmp ＝0.85，马达的相应参数为Vm＝50mL/r，ηvm＝0.95，ηmm ＝0.9。

不计管道损失，当马达的输出转矩为Tm＝40Nm，转速为nm＝160r/min时，求变量泵的排量、工作压力和输入功率。

解：* 变量泵定量马达系统，为实现马达的调速范围，必须变量泵的供给流量满足马达的需要；因此泵的最大排量只体现系统的一种能力指标，而变量泵的排量应根据马达的转速来确定。

（完整版）液压与⽓压传动课后习题答案《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。