液压传动系统公式

第二章液压传动基础液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。

液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。

因此，了解工作介质的种类、基本性质和主要力学特性，对于正确理解液压传动原理及其规律，从而正确使用液压系统都是非常必要的。

这些内容也是液压系统设计和计算的理论基础。

第一节液压传动的工作介质一、工作介质的物理特性（一）密度Vm （kg/m 3或kg/cm 3）（2-1）式中，m ──液体的质量（kg ）；V ──流体的容积（m 3或cm 3）。

流体的密度随温度和压力而变化，对于液压系统的矿物油，在一般使用温度与压力范围内，其密度变化很小，可近似认为不变。

其密度900kg/m 3。

空气的密度随温度和压力变化的规律符合气体状态方程。

在标准状态下空气的密度为12.93 kg/m 3。

（二）流体的粘性1.粘性的含义液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。

由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。

处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。

粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。

2.牛顿内摩擦定律粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。

图2-1 液体的粘性示意图当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图2-1所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度0u 向右运动，下平板固定不动。

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：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。

1.4 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。

流体力学公式流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科。

它涉及了流体的运动、压强、温度、密度等物理性质，以及液压、气动、船舶、飞行器等领域的应用。

在流体力学中，有许多重要的公式，用于描述和计算流体的性质和行为。

本文将介绍几个流体力学公式，并探讨其应用。

1. 流体静力学公式流体静力学研究的是稳定的静止流体的力学性质。

以下是常见的流体静力学公式：压强公式在静止的流体中，压强（P）定义为单位面积上施加的力（F）与该面积（A）的比值。

压强公式如下：P = F / A其中，P为压强，单位为帕斯卡（Pa），1Pa = 1N / m²；F 为力，单位为牛顿（N）；A为压力作用面积，单位为平方米（m²）。

压力的液柱公式当液体静止时，在柱状液体中，液体的压力与液柱的高度和液体密度有关。

液柱公式如下：P = ρgh其中，P为液体的压力，单位为帕斯卡（Pa）；ρ为液体的密度，单位为千克/立方米（kg/m³）；g为重力加速度，单位为米/秒²（m/s²）；h为液柱的高度，单位为米（m）。

2. 流体动力学公式流体动力学研究的是流体在运动过程中的力学性质。

以下是常见的流体动力学公式：连续方程流体在不可压缩条件下的连续方程描述了质量守恒的原理，其表达式为：∇·v = 0其中，∇·v表示速度场的散度，v表示速度矢量。

动量方程流体运动的动量方程描述了流体在外力作用下的运动规律。

对于不可压缩流体，动量方程可表示为：∂v/∂t + (v·∇)v = -1/ρ ∇P + ν∇²v其中，∂v/∂t表示速度场对时间的偏导数；(v·∇)v表示速度场的对流项；-1/ρ∇P表示压力梯度的力学作用；ν∇²v表示速度场的粘性耗散。

能量方程流体运动的能量方程描述了流体在热力学条件下的能量转换规律。

对于不可压缩流体，能量方程可表示为：∂e/∂t + (v·∇)e = -P(∇·v) + κ∇²T其中，∂e/∂t表示能量场对时间的偏导数；(v·∇)e表示能量场的输送项；-P(∇·v)表示压强梯度的功率项；κ∇²T表示温度场的传导项。

液压传动课后思考题和习题解答第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。

1.4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。

课题一液压传动装置【知识要点】一、液压常识1．液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。

2．液压传动装置实质上是一种能量转换装置。

3．液压系统图一般采用元件的图形符号来表示，用来表示元件的职能。

4．优点：速度、扭矩、功率均可无级调节，而且能迅速换向和改变速度，调速范围宽。

能传递较大功率。

易实现过载保护。

液压元件已系列化、标准化。

易于实现自动控制。

缺点：传动效率较低。

不宜于高温或低温条件下工作。

不能保证精确的传动比。

使用维修困难。

二、液压传动的基本概念1．液体系统中的工作压力取决于外负载。

2．流量是指单位时间内流过管道或液压缸某一截面的油液体积。

公式：Q＝V/t 流量的单位为m3/s。

3．平均流速v ＝Q/A 单位：v —m/s；Q —m3/s；A —m34．活塞运动速度与流量的关系：根据液流连续性理论，即油液流经无分支管道时，每一横截面上通过的流量一定是相等的。

可得到，油液流经无分支管道时，通过不同截面的流速与其截面积大小成反比。

三、液压泵1．将电动机输出的机械能转换为液体的压力能的能量转换装置。

2．液压系统泵站的内容：电动机、液压泵、油箱、安全阀等。

作用是为系统提供压力油。

3．按其流量是否可改变，分为定量泵和变量泵；按其输油方向能否改变分为单向泵和双向泵；按结构不同，可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。

单向定量泵和单向变量泵应用最广泛。

4．工作原理：依靠密封容积变化来进行吸油和排油，容积增大，吸油，容积减小，压油。

液压泵又称容积式液压泵。

5.液压泵的必备条件：有若干个可周期性变化的密封容积。

有配流装置。

油箱内液体与大气相通或采用密闭充气油箱。

四、液压缸1．液压缸是将液体的压力能转换为机械能，实现执行元件的直线往复运动。

2．按结构不同，可分为活塞式、柱塞式、摆动式。

3．活塞式液压缸分为双出杆活塞式液压缸和单出杆活塞式液压缸，前者活塞往复运动的速度和推力相等，后者活塞往复运动的速度和推力不相等。