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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。
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—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／m3；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。
2—7 图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11．96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动力粘度η= 0．065Pa·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0．5 m／s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F＝3000 N。
液压泵的练习题液压泵是一种常见的能够产生流体压力的装置，广泛应用于工业、农业、建筑等领域。
对于液压泵的学习和理解，除了了解其原理和工作方式外，练习题也是一种常见的学习方法。
本文将结合实际案例，通过一些练习题来帮助读者更好地掌握液压泵的知识。
1. 练习题一：流量计算某机械设备工作时液压泵的压力为10MPa，泵的排量为50mL/r，每分钟转速为1500转，求该液压泵的流量。
解析：流量的计算公式为：Q = V × n其中，Q表示流量，V表示排量，n表示转速。
根据题目中的数据，可以得出：Q = 50mL/r × 1500转/60s = 1250mL/s所以，该液压泵的流量为1250mL/s。
2. 练习题二：功率计算某液压系统的工作压力为20MPa，液压泵的排量为40mL/r，每分钟转速为1800转，求该液压系统的功率。
解析：功率的计算公式为：P = Q × p其中，P表示功率，Q表示流量，p表示压力。
根据题目中的数据，可以得出：P = 40mL/r × 1800转/60s × 20MPa = 24000mL/s × 20MPa转换单位得到：P = 24000cm³/s × 20N/cm² = 480000N·m/s = 480kW所以，该液压系统的功率为480kW。
3. 练习题三：效率计算某液压泵的输入功率为30kW，排出流量为60L/min，求该液压泵的效率。
解析：效率的计算公式为：η = 输出功率 / 输入功率其中，η表示效率。
根据题目中的数据，可以得出：输出功率 = 排出流量 ×工作压力 × 10⁻³输出功率 = 60L/min × 20MPa × 10⁻³ = 1200L/min × 10⁻³ = 1.2L/s 所以，该液压泵的效率为：η = 1.2L/s / 30kW = 0.04即，该液压泵的效率为4%。
典型例题及解答第二章 液压油和液压流体力学基础[题目1]在图2-1所示管道中，当油在管道内流动时，用测压计测A 、曰两点间的压力损失hw=1.91m油柱。
A 、B 点间距离l=3m ，d=20mm ，油在管中流速v=1m ／s ，ρ=920kg/m 3。
水银的密度ρ =13600kg ／m 3。
试求在管中油流方向不同时，差压计读数值△h 为多少?图2-1[解答]（1）油流方向从A 一B 列出伯努利方程w B BA Ah gv gp gv gp +++=++212022αραρ得w B A gh gl p p ρρ+=- （1）以水银差压计的0—0为等压面11h g gl p h g p Hg B A ∆++=∆+ρρρ （2）将式2代人式1，得w w Hg gh gl gh gl g h ρρρρρρ=-+=-∆)()(1所以m h h Hg w 139.09201360092091.11=-⨯=-=∆ρρρ（2）油流方向从B 一A 时w ABh gp l g p +=+ρρ)(l h g p p w A B -=-ρ以水银差压计的0—0为等压面22h g gl p h g p B Hg A ∆++=∆+ρρρ得： m h h Hg w 139.09201360092091.12=-⨯=-=∆ρρρ[题目2]某流量Q=16L ／min 的油泵安装在油面以下，如图2-2所示。
设所用油液ρ=917kg ／m3，粘度ν=1lcSt ，管径d=18mm 。
如不考虑油泵的泄漏，且认为油面能相对保持不变(即油箱容积相对较大)。
试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。
图2-2[解答](1)求吸油管内油液的流速vs m dQA Q v /048.1)1018(60/1016442332=⨯⨯⨯===--ππ(2)求吸油管内液流的雷诺数Re）（近似取层流1)(2320171510111018048.12163==<=⨯⨯⨯==--αανvdR e(3)求沿程压力损失△p LpavdL R vdL p eL 6.26912048.1917101810)20200(171575275223222=⨯⨯⨯⨯+⨯=⋅⋅=⋅⋅=∆--ρρλ (4)求油泵人口处的绝对压力p2列出油面I —I 与油泵人口处Ⅱ一Ⅱ两选定断面处的伯努利方程式L h gv gp h gv g p h +++=++2222222111ρρ由于油箱液面为相对静止，故v l =O 。
液压泵与液压马达2．1填空题1．齿轮泵有外啮合和内啮合两种；叶片泵有双作用式和单作用式两种；柱塞泵有径向和轴向两种。
2．液压泵的实际流量是液压泵工作时实际输出的流量，由于泵存在内泄漏，所以实际流量小于理论流量。
3．液压泵的排量是指泵每转一转，由其密封油腔几何尺寸变化所计算得出的输出液体的体积，用V cm/r。
表示。
常用单位34．在高压齿轮泵中，为了减少泄漏，常用的有浮动轴套和弹性侧板两种自动补偿端面间隙装置。
5．变量叶片泵依靠偏心距的变化的变化，来改变泵的流量，柱塞泵是改变柱塞的行程，使密封容积变化，来实现吸压油。
2．2选择题1．液压泵进口处的压力称为 D ；泵的实际工作压力称为 A ；泵在连续运转时允许使用的最高工作压力称为 C ；泵短时间内超载所允许的极限压力称为 B 。
A．工作压力 B.最大压力 C.额定压力 D.吸入压力2．在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算得到的流量称为 C ；泵在规定转速和额定压力下输出的流量称为 B ；泵在某工作压力下实际输出的流量称为 A ；A．实际流量 B.额定流量 C.理论流量3．调节图2-11中的弹簧3的压缩量的大小，就可使图2-12中的曲线 A 。
A．BC左右平移 B. AB上下移动 C. BC的斜率变化4．液压马达工作存在泄漏，因此液压马达的理论流量 B 其输入流量。
A．大于 B.小于 C.等于5．液压泵的理论流量 A 实际流量。
A．大于 B.小于 C.等于2．3判断题1．双作用叶片泵可改变泵的流量。
（×）2. 齿轮泵的吸油口尺寸比压油口大，是为了减小径向不平衡力。
（√）3. 液压泵的工作压力取决于液压泵的额定压力的大小。
（×）4. 限压式变量泵主要依靠泵出口压力变化来改变泵的流量（√）5. 齿轮泵、叶片泵和柱塞泵相比较，柱塞泵最高压力最大，齿轮泵容积效率最低，双作用叶片泵噪音最小。
（√）6．YB型叶片泵中的叶片是依靠离心力和叶片根部的油压力，紧贴在定子内表面的。
第二章液压泵和液压马达练习题第二章液压泵和液压马达三、习题(一)填空题1．常用的液压泵有、和三大类。
2．液压泵的工作压力是，其大小由决定。
3．液压泵的公称压力是的最高工作压力。
4．液压泵的排量是指。
5．液压泵的公称流量。
6．液压泵或液压马达的总效率是和的乘积。
7．在齿轮泵中，为了，在齿轮泵的端盖上开困油卸荷槽。
8．在CB-B型齿轮泵中，减小径向不平衡力的措施是。
9．是影响齿轮泵压力升高的主要原因。
在中高压齿轮泵中，采取的措施是采用、、自动补偿装置。
10．双作用叶片泵定子内表面的工作曲线是由、和组成。
常用的过渡曲线是。
11．在YB1型叶片泵中，为了使叶片顶部和定子内表面紧密接触，采取的措施是。
12．在高压叶片泵中，为了减小叶片对定子压紧力的方法有和。
13．变量叶片泵通过改变，来改变输出流量，轴向柱塞泵通过改变，来改变输出流量。
14．在SCYl4-1B型轴向柱塞泵中，定心弹簧的作用是。
15．在叶片马达中，叶片要放置，叶片马达的体积小，转动惯量小，动作灵敏，适用于的场合。
由于泄漏大，叶片马达一般用于、、和的场合。
(二)判断题1．液压泵的工作压力取决于液压泵的公称压力。
( )2．YB1型叶片泵中的叶片是依靠离心力紧贴在定子内表面上。
( ) 3．YB1型叶片泵中的叶片向前倾，YBX型叶片泵中的叶片向后倾。
( )4．液压泵在公称压力下的流量就是液压泵的理论流量。
( )5．液压马达的实际输入流量大于理论流量。
( )6．CB-B型齿轮泵可作液压马达用。
( )(三)选择题1．液压泵实际工作压力称为；泵在连续运转时，允许使用的最高工作压力称为；泵在短时间内过载时所允许的极限压力称为。
A．最大压力 B．工作压力 C．吸入压力 D．公称压力2．泵在单位时间内由其密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积称为。
A．实际流量 B．公称流量 C．理论流量3．液压泵的理论流量实际流量。
A．大于 B．小于C．等于4．YB1型叶片泵中的叶片靠紧贴在定子内表面；YBX型变量叶片泵中的叶片靠紧贴在定子内表面。
液压分析计算题[题目1]液压泵转速为950r ／min ，排量Vp=168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L ／min ，额定工况下的总效率为O.87，试求：1）泵的理论流量。
2）泵的容积效率。
3）泵的机械效率。
4）泵在额定工况下，所需电动机驱动功率。
5）驱动泵的转矩。
[解答]1）泵的理论流量min /6.159950101683L n V q p t =⨯⨯==-2）泵的容积效率94.06.159150===tVq q η3）泵的机械效率926.094.087.0===V m ηηη 4）额定工况下，所需电动机驱动功率kW W pqP 77.841077.8487.060/10150105.293361=⨯=⨯⨯⨯==-η5）驱动泵的转矩Nm n P T i i 5.85260/95021077.8423=⨯⨯==ππ [题目3]一液压泵与液压马达组成的闭式回路，液压泵输出油压p p =1OMPa ，其机械效率ηmp =0.95，容积效率ηvp =0.9，排量q p =lOmL ／r ；液压马达机械效率ηmM =0.95，容积效率ηvM =0.9，排量q M =lOmL ／r 。
若不计液压马达的出口压力和管路的一切压力损失，且当液压泵转速为1500r ／min 时，试求下列各项：(1)液压泵的输出功率；(2)电动机所需功率；3)液压马达的输出转矩；(4)液压马达的输出功率；5)液压马达的输出转速(nM)图3-2[解答](1)液压泵的输出功率P 0PkW q n P Q P P Vpp p P p p P 25.2609.01010150010606030=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=⋅=-η(2)电动机所需功率P ipkW P P P mp Vp P ppiP 63.295.09.025.200=⨯=⋅==ηηη(3)液压马达的输出转矩T MNm q P q P T mM Mp mM M M M 1.1595.02101010102266=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅⋅=-πηπηπ(4)液压马达的输出功率P OMkW P P P mM VM p M iM M 92.195.09.025.200=⨯⨯=⋅⋅=⋅=ηηη(5)液压马达的输出转速n Mmin/1215109.09.0150010r q n q q Q q Q q Q q Q n M VMVp P P M VM Vp iP M VM P M VM M M iM M =⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅=⋅==ηηηηηη[题目1]在图4-1(a)所示的液压回路中，所采用的是限压式变量叶片泵。
第二章 液压油和液压流体力学基础[题目1]在图2-1所示管道中，当油在管道内流动时，用测压计测A 、曰两点间的压力损失hw=1.91m油柱。
A 、B 点间距离l=3m ，d=20mm ，油在管中流速v=1m ／s ，ρ=920kg/m 3。
水银的密度ρ =13600kg ／m 3。
试求在管中油流方向不同时，差压计读数值△h 为多少?图2-1[解答]（1）油流方向从A 一B 列出伯努利方程 得w B A gh gl p p ρρ+=- （1）以水银差压计的0—0为等压面11h g gl p h g p Hg B A ∆++=∆+ρρρ （2）将式2代人式1，得 所以（2）油流方向从B 一A 时 以水银差压计的0—0为等压面 得： m h h Hg w 139.09201360092091.12=-⨯=-=∆ρρρ[题目2]某流量Q=16L ／min 的油泵安装在油面以下，如图2-2所示。
设所用油液ρ=917kg ／m3，粘度ν=1lcSt ，管径d=18mm 。
如不考虑油泵的泄漏，且认为油面能相对保持不变(即油箱容积相对较大)。
试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。
图2-2[解答](1)求吸油管内油液的流速v (2)求吸油管内液流的雷诺数Re (3)求沿程压力损失△p Lpav d L R v d L p e L 6.26912048.1917101810)20200(171575275223222=⨯⨯⨯⨯+⨯=⋅⋅=⋅⋅=∆--ρρλ (4)求油泵人口处的绝对压力p2列出油面I —I 与油泵人口处Ⅱ一Ⅱ两选定断面处的伯努利方程式由于油箱液面为相对静止，故v l =O 。
以Ⅱ一Ⅱ为基准面，故h 2=0。
因不计局部损失，故h ξ=0。
则上式变为整理后得 即注：取大气压力为p 1=105Pa[题目3]在图2-3中，液压缸的有效面积A=50cm2，负载F=12500N，滑阀直径d=20mm，同心径向间隙h=0.02mm，间隙配合长度l=5mm，油液粘度ν=10×10-6m2/s，密度ρ=900kg/m3，泵的供油量q=10L/min，若考虑油液流经滑阀的泄漏，试按同心和完全偏心两种不同情况计算活塞的运动速度。
液压泵液压马达油缸作业题答案1．某液压泵⼏何排量为10ml/r，⼯作压⼒为107Pa，转速为1500r／min，泄漏系数λb=2.5310-6m1/Pa.s机械效率为0.90，试求(1)输出流量；(2)容积效率；(3)总效率；(4)理论输出和实际输⼊功率；(5)理论输⼊扭矩。
答案：(1) 理论流量为：Qt=q*n=10x1500x10-3=15 L/min泄漏量Q1=λb*⊿p=2.5310-6x107=1.5 L/min输出流量：Qe=Qt- Q1=13.5 L/min(2)容积效率ηv= Qe/ Qt=13.5/15=0.9(3)总效率ηv=ηv*ηj=0.81(4)理论输出功率和输⼊功率计算⽅法⼀理论输出功率N Bt=p* Q Bt=107x15x10-3/60=2.5x103⽡输⼊功率N Bi= N Bt/ηBJ=2.5x103/0.9=2.77x103⽡计算⽅法⼆泵的实际输出功率N Be=p* Q Be=107x13.5x10-3/60=2.25x103⽡输⼊功率N Bi= N Be/ηB=2.25x103/0.81=2.77x103⽡(5)理论输⼊扭矩T Bt= N Bt x60/(2πn)=15.9N m（注：实际输⼊扭矩T Be= N Bi x60/(2πn)=17.7N m）2．某液压泵⼏何排量为12ml/r，⼯作压⼒为107Pa，理论流量为24l／min，容积效率为0.90，机械效率为0.80。
试求(1)转速和⾓速度；(2)实际输出和实际输⼊功率；(3)液压泵输⼊轴上的扭矩。
（1）Q Bt=q*n速度：n= Q Bt/q=24/(12x10-3)=2000 r/min⾓速度：ω=2πn=2πx2000/60=66.67π/秒(2)输出功率N B out=Qe*p=Qt*ηv*p=24x10-3x0.9x10-7/60=3.6 KW输⼊功率N B i= N B out/(ηv*ηv)=3.6/(0.9x0.8)=5 KW(3) 液压泵输⼊轴上的扭矩根据N B i =n*T/9550 （注：此公式中n的单位是r/min, Nein 的单位是KW，T为N m）或根据公式N B i =2nπ*T （该公式中n的单位r/秒，N B i 为⽡，T为N m）T =N B i*9550/n=23.875 N m3．恒功率变量泵调速特性曲线及调速原理如图，简述其⼯作原理。
