液压与气压传动第三版 许福玲 陈尧明 第六章课后习题答案

第三章二、作业题3-1某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=52.5N.m ，转速n=30r/min 。

设液压马达排量V=12.5cm 3/r ，容积效率ηMv =0.9，机械效率ηMm =0.9，求所需要的流量和压力各为多少？解：π2pV T t =t M Mm T T =η610*5.12*9.0*2*5.522-==πηπVT p Mm M =29.3MPa60*9.030*10*5.12/6-==Mv M Vn q η=s m /10*9.636-3-2 某液压马达排量V=70cm 3/r ，供油压力p=10MPa ，输入流量q=100L/min, 容积效率ηMv =0.92，机械效率ηMm =0.94，液压马达回油腔背压0.2MPa ，求马达的输出转矩与转速。

解：=-==-πη294.0*10*70*10*)2.010(*66Mm t M T T 102.68N.m====--6310*70*6092.0*10*100Vq Vq n MvM t η21.8r/s=1314r/min3-3 某液压马达排量V=40cm 3/r ，当马达在p=6.3MPa 和转速n=1450r/min 时，马达的实际流量q=63L/min,马达的实际输出转矩为37.5N.m ，求马达的容积效率、机械效率和总效率。

解：====-ππη2/10*40*10*3.65.372/66pV T T T M tM Mm 0.93====--3610*5.371450*10*40MMt Mv q Vn q q η0.923-4 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=50*10-4m 2，有杆腔的面积A 2=20*10-4m 2，输入流量q=3L/min ，负载F1=5000N,F2=4000N,不计损失与泄漏，求 （1）两缸工作压力p1,p2两缸的运动速度v1,v2解：对两缸进行受力分析21212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa速度：v1=q/A1=0.1m/s1221A v A v = V2=0.25 m/s3-5若要求差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍，试确定活塞面积A1与活塞杆面积A2之比3-6 如图所示，液压缸活塞直径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm ，进入液压缸的流量q=25L/min ，压力p1=2MPa ，回油背压p2=0.2MPa ，试计算三种情况下运动速度与方向及最大推力（实际计算其中一种。

6-1 如图6-1所示的进油节流调速回路，已知液压泵的供油流量q p min L/6=，溢流阀调定压力p p MPa 0.3=，液压缸无杆腔面积241m 1020-⨯=A ，负载N 4000=F ，节流阀为薄壁孔口，开口面积为24T m 1001.0-⨯=A ，C d 62.0=，3m /kg 900=ρ。

试求：（1）活塞的运动速度v 。

（2）溢流阀的溢流量和回路的效率。

（3）当节流阀开口面积增大到A T124m 1003.0-⨯=和A T224m 1005.0-⨯=时，分别计算液压缸的运动速度和溢流阀的溢流量。

解：（1）由11P A F ⋅= 得4114000020102P F A MPa -=/=/⨯=1321p P P P MPa ∆=-=-=14430.620.01100.29210d T q C A m s--==⨯⨯=⨯/44110.2910100.0146v q A m s--=/=⨯/20⨯=/（2）441431100.292100.70810p q q q m s---∆=-=⨯-⨯=⨯/64400000.014619.5310110c p p F v p q -⋅⨯η===%⋅⨯⨯⨯ （3）114330.87610T T q q m s -==⨯/1330.01460.0438s T v v m ==⨯=/144431100.876100.12410p T q q q m s---∆=-=⨯-⨯=⨯/因为225T T p q q q =>所以243110T p q q m s -==⨯/244111020100.05T p v q A m s --=/=⨯/⨯=/6-2 如图6-2所示的回油节流调速回路，已知液压泵的供油流a )b )图6-1 进油节流调速回路a ）回路图b ）速度负载特性量q p min L/20=，负载N 40000=F ，溢流阀调定压力p p 5.4MPa =，液压缸无杆腔面积A 124m 1080-⨯=，有杆腔面积A 224m 1040-⨯=，液压缸工作速度min /m 18.0=v ，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：（1）液压缸工作时液压系统的效率。

1-2. 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。

解：压缩率MPaV V K p kp v V K 4.150)509.49(7001)(100=--=∆-=∆=∂∂-=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 ⋅μ为多少?运动粘度s m /2=υ为多少?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 3，试求容器内的真空度。

解：以液面为等压面，p +ρgh = p a 所以真空度为p a －p = ρgh 1-6塞直径为d ，重量为F G 浸入液体深度为h 解：深度为h 上的压力平衡方程为则 gd F F x G ⋅+=ρπ2)(41-10.细管处断面积12.3A =m h 1=1-11.口处的压力为p 2，管道通流面积为A ，通过流量为Q ，流速为v ，油液密度为ρ。

解：取管道入口和出口断面间的液体为控制体积，弯管对控制体积在x 和y 方向的作用力分别为y F F x 和。

列出x 方向动量方程 列出x 方向动量方程液体对弯管的作用力大小与F 相等，方向与F 相反1-17.d=20mm 的柱塞在力F=40N 作用下向下运动，导向孔与柱塞的间隙h=01mm ，导向孔长度l=70mm ，试求当油液粘度μ=0.784×10-3p a ●s ，柱塞与导向孔同心，柱塞下移0.1m 所需的时间。

解：2-2.某液压泵在转速n=950r/min 时，排量为v=168ml/r 。

在同样的转速和压力29.5MP a 时，测得泵的实际流量为150L/min ，总效率η=087，求： (1) 泵的理论流量；(2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率； (3) 泵在上述工况下所需的电动功率； (4) 驱动泵的转矩多大？解：(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×10-3m 3/s（2）94.060/106.15960/1015033=⨯⨯==--t v q q η (3) 电机的驱动功率 (4) 驱动泵的转矩另解:3-1.液压马达的排量V=250 ml/r ，入口压力p 1=10.5MPa ，出口压力p 2=1.0MPa ，容积效率ηv =0.92，机械效率ηm =0.9，若输入流量q=22 L/min ，求马达的实际转速n 、输出转矩T 、输入功率和输出功率各为多少？ 解：3-2.某液压泵当负载压力为8MPa 时，输出流量为96L/min ，而负载为10MPa 时，输出流量为94L/min 。

目录第一章液压与气压传动概述 (2)第二章液压传动的基础知识 (3)第三章液压泵与液压马达 (16)第四章液压缸 (25)第五章液压基本回路与控制阀 (33)第六章液压辅助元件 (60)第七章液压系统实例 (62)第八章液压系统的设计计算 (65)第九章液压伺服系统 (74)第十章气源装置与气动辅件 (78)第十一章气缸 (78)第十二章气动控制元件与基本回路 (80)一液压与气压传动概述1.1答：液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的。

液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成：（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。

1.2答：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。

调速范围一般可达100：1，甚至高达2000：1。

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。

第一章液压与气压传动概述1.1谓液压传动和气压传动？液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？答：液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的。

液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成：（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。

1.2气压传动与液压传动有什么不同?答：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。

调速范围一般可达100：1，甚至高达2000：1。

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。

（3）由于工作过程中有较多能量损失（如管路压力损失、泄漏等），因此，液压传动的效率还不高，不宜用于远距离传动。

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.液压传动系统由（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。

（×）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。

（×）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。

（×）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；1m2/s ＝（106）厘斯。

3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o 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）。

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。

习题解第一章 1— 3：解：p 1汞gh 13600 9.81 1 133416 Pap A p 1gZ A 133416900 9.81 0.5133416 4414.5 129001.5 Pa1— 4：解：Q p p a ghp 真 p a pgh1000 9.81 0.54905Pa1— 5：解：(x h)g4( F mg)d 24(F mg)hxg d21— 6：解：4q4 16 10 3 0.85m / svd2600.022Revd0.850.02 15452320 层流20.11 104hv 20.20.85 2 0.0074 m或 pgh63.88Pa2g9.812hlv 27520.85 2 0.179m 或 pgh 1545.3 Pad 2g1545 0.022 9.81列油箱液面与泵进口出的伯努利方程，以管子中心为基础：p a 1v 12z 1p 2 2 v 22z 2 h wg2gg 2g式中： v 1z 10.7mz 2h w hh则：p 2p agz 1g2 v 22hh2g105 880 9.81 0.7 880 9.812 0.852 0.00740.179：2 9.81106042.988632.8 0.26 106042.982244.53 103798.45Pa0.1MPa1— 9：解：方法一：p4F4 30001528662PaD 20.052qc d A 0 2d 2 2 0.012 58.28p0.611528662 0.61490040.61 0.0000785 58.28 0.0028m 3sv 24q 4 0.0028 35.7 msd 2 0.012 v 14q 4 0.0028D 221.4m0.05s由动量方程：设缸底对液体的作用力为 f ，方向向左，取 β=1 ，则：F f q v 2 v 1fFq v 2 v 13000 900 0.0028 35.7 1.430002.52 34.3 3000 86.4 2913.6 N则液体对缸底的作用力方向向右。

液压与气压传动的课后习题答案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.液压传动系统由（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。

（× ）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。

（× ）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。

（× ）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；226计量单位m/s是表示（运动）粘度的单位；1m/s ＝（10）厘斯。

o23．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40C时（运动）粘度的中心值为22厘斯cSt(mm/s)。

4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。