左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章分析
液压与气压传动课后答案（左健民）
第一章液压传动基础知识
1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1=
==8.9410kg/m v 1810
ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到
3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-?
由0P K V V ?=-?知： 64
3
070010110 1.45010
k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u
08 3.140.1/ 2.512/2f
u n D m s m s F T
A r rl πτπ==??===
由 du
dy du dy
τμ
τμ=?= 两边积分得
0220.422()()
22 3.140.20.0980.10.0510.512
a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴===
1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，
20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，
运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153
351
t E t ?=
== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水
槽中，液体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31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
解：设0P 为大气压，a P 为绝对压力，则真空度：
0a P P P =-
取水槽液面为基面，列出静力学基本方程：
0a p p
h g g
ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa
1-6 如图所示，有一直径为d ，质量为m 的活塞浸在液体中，并在力F 的作用下
处于静止状态。若液体的密度为ρ，活塞浸入深度为h ，试确定液体在测压管内的上升高度x 。
解：由题意知：
2
()4()F G
g x h A
F G x h g d
ρρπ+=++∴=-
1-7图示容器A 中的液体的密度ρA ＝900Kg/m 3,B 中液体的密度为ρB ＝1200 Kg/m 3， Z A =200mm, Z B =180mm,h=60mm,U 形管中的测试介质是汞，试求A,B 之间的压力差。
解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程：
P A +ρ A g Z A ＝ρ B g Z B + ρ
水银
g h + P B
得 ΔP AB ＝P A -P B ＝ρ B g Z B + ρ水银
g h -ρ A g Z
＝1200×9.8×0.18＋13.6×103×0.06－900×
9.8×0.2Pa=8350 Pa
1-9 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔口的出流流量以及点２处的表压力（取1?=，不计损失） 解：对0-0和2-2截面列理想液体能量方程：
22
002222p V p V H g g g g
ρρ+=+- 1 对2－2和1-1截面列理想液体能量方程：
22
221122p V p V g g g g ρρ+=+
2 显然，12a p p p == 0
20,0v v v ≈故
且有连续方程：1122V A V A q == 3
由12
3联立解得：
3111229.8100.020.28/q v A gH A m s ∴===???=
则２处的表压力即 2
222'12
2212(
)2
2
a q gH v v
A p p p p p ρρ--=-=-=
=
2
0.2829.810()
0.0410000.07352
pa Mpa ??-=
?=
1-10 如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积
421 3.210A m -=?，出口处管道截面积214A A =，h=1m ，求开始抽吸时，水平管中所必需通过的流量q （液体为理想液体，不计损失）。
解：对截面和建立液体的能量方程：
22
1
12222P V P V g g g g
ρρ+=+ （1）
连续方程
1122V A V A = （2）
又 12P gh P ρ+= （3） 方程（1）（2）（3）联立，可得流量
43221229.81
44 3.210/ 1.462/1515
gh q V A A m s L s -??==
?=???= 1-11 图示水平放置的固定导板，将直径d=0.1m,而速度为Ｖ＝20m/s 的射流转过
90度角，求导板作用于液体的合力大小和方向（31000/kg m ρ=） 解：射流流量
2
2333.140.120/0.157/44
d q Av v m s m s π?===?= 对射流列X 轴方向的动量方程
(0)10000.157(20)3141.6X F q v N N ρ=-=??-=-（“—”表示力的方向与X 轴正方向相反） 对射流列Y 轴方向的动量方程
(0)10000.157203141.6Y F q v N N ρ=-=??= 导板作用于液体的合力
22223141.63141.64442.2X Y F F F N N =+=+=合，方向与X 轴正方向成
135?
1-12如图所示的安全阀，阀座直径d=25mm ，当系统压力为5.0Mpa 时，阀的开度x=5mm 为，通过的流量q=600L/min ，若阀的开启压力为4.3Mpa ，油液的密度为900kg/m 3，弹簧的刚度k=20N/mm ，求油液的出流角。 解：对安全阀阀心列平衡方程 F F F =+液弹簧液动
其中，62(5 4.3)104
F pA d π
==-??液 F k x =弹簧 12(cos )F q v v ρα=-液动
而 1q v A =
222d d p p
v C C ρρ
??==
联立以上得，()cos 2d
q
pA kx q
A p
qc
ραρρ
-+=
代入数据得，28.2o α=
1-14有一液压缸，其流量为q=32L/min ，吸油管直径20mm ，液压泵吸油口距离
液面高500mm 。如只考虑吸油管中500mm 的沿程压力损失，油液的运动粘度为 20?610-2/m s ，油液的密度为9003/kg m ，问泵的吸油腔处的真空度为多少？
解：如图，对1-1截面和2-2截面建立液体能量方程：
22112222p v p v h g g g g ρρ+=++w +h 其中，0
20,0v v v ≈故
1a p p =
得到真空度：
2212a p p gh v g ρρρ-=+
+w h 21
2
gh v P ρρ=++?（P ?表示沿程压力损失） 3
2232
3210//0.663/1
60(3210)4
v q A m s m s π--?==
=????
6
0.6630.02
Re 66323202010
vd
υ
-?=
=
=
2222275175687.6Re 22
V l l P V Pa d V d d λρνρ?==???=
所以，真空度为
p=39009.840010-???+21
9000.8492
??+687.6a p =4539.9a p
1-15运动粘度ν=40×10－6m 2/s 的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m 3，管
道内径d=10mm,l=5m,进口压力P 1＝4.0MPa, 问流速为3 m/s 时，出口压力P 2为多少？
解：由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，所以产生沿程压力损失：
22
646422
e L v L v p R d vd d λρυρ==
=
62
644010590030.19230.010.012
pa Mpa -?????=? P 2＝P 1－ΔP λ＝4－0.192 MPa ＝3.81Mpa
1-16 有一薄壁节流小孔，通过的流量为q=25L/min ，压力损失为0.3Mpa ，试求
节流孔的通流面积，设流量系数C d =0.61，油液的密度900kg/m 3 解：由2d p
q C A ρ
?=，得
2d
q
A p
C ρ
=
?=3
2526
2510 2.651020.310600.61900
m m --?=?????
1-17图示柱塞直径d=19.9mm,缸套直径D=20mm,长l=70mm,柱塞在力F ＝40N 作用
下向下运动，并将油液从隙缝中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度μ=0.784×10－3Pa.s ，问柱塞下落0.1 m 所需的时间。
解：此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙
300122
dh dh q p u l ππμ=+
其中，2D d h -=，2
000.14
d q u A t π==， 24F p d π=
代入数据得，20.8t s =
1-18如图所示的液压系统从蓄能器A 到电磁阀B 的距离l=4m,管径d=20mm,壁
厚1mm δ=，管内压力2Mpa ，钢的弹性模量5
E=2.210Mpa ?，液体密度
3900/kg m ρ=，5/
m s ν=体积模量31.3310k Mpa =?，求，当阀瞬间关闭、
0.02和0.05关闭时，在管路中达到的最大压力各为多少？ 解：压力冲击波的传播速度
9
39
3111.3310900/1148.04/2010 1.331011110 2.2102240.0071148.04d c k
C m s m s
d k E l t s s
c ρδ--?===??++???=== （1） 阀瞬间关闭，属于直接冲击， 此时管道内瞬间压力升高值
0.0079001148.045 1.810.02
c t p cv
pa Mpa t ρ?==???= 管中最大压力
max 02 1.81 3.81p p p Mpa Mpa =+?=+=
（2） t=0.02>c t ，属于间接冲击 此时管道内瞬间压力升高值 0.007
9001148.0450.720.05
c t p cv pa Mpa t ρ?==???= 管中最大压力
max 020.72 2.72p p p Mpa Mpa =+?=+=
（3） t=0.05>c t ,属于间接冲击 此时管道内瞬间压力升高值
0.0079001148.0450.720.05
c t p cv
pa Mpa t ρ?==???= 管中最大压力
max 020.72 2.72p p p Mpa Mpa =+?=+=
第二章液压动力元件
2-1某液压泵的输出压力为5MPa ，排量为10mL/r ，机械效率为0.95
，容积效率
为0.9，当转速为1200r/min时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？
解：泵的输出功率：
-3
p p p v
p
p p nv5101012000.9
==0.9 606060
q
P KW
η????
==
驱动泵的电动机的功率：p
tp
p 0.9
=0.95 0.95
P
P KW
η
==
2-2设液压泵转速为950r/min，排量＝168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，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，所需电机驱动功率；
(5)驱动泵的转矩。
解：① q
t ＝V
p
n=168×950 L/min =159.6 L/min
②η
v =q/q
t
=150/159.6=94%
③η
m =η/η
v
=0.87/0.9398=92.5%
④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）w=84.77kw
⑤因为η=p q/T ω
所以T=p q/ηω
= p q/（2ηлn）
=29.5×106×150×10-3/（2×0.87×3.14×950）N m
=852.1N m
2-3某变量叶片泵转子外径d=83mm，定子内径D=89mm，叶片宽度B=30mm，试求：1）叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。
2）叶片泵最大可能的排量Vmax。
解：
2-4 试分析外反馈压力式变量叶片泵q p
-特性曲线，并叙述改变AB段上下位置，BC段的斜率和拐点B的位置的调节方法。
答：曲线形状分析：
1） 曲线AB 段。在此段，泵的反馈作用力小于泵的弹簧预紧力，泵的偏心距为初始最大值不变，泵的流量也是最大值，并保
持不变，曲线AB 段近似水平。但由于压力增加，泄漏也增加，故曲线AB 段随压力的增加而略有下降。
2）拐点B 。在B 点，泵的反馈作用力刚好等于泵的弹簧预紧力。对应的工作压力c s 0x p =k x /A ，其值由弹簧预压缩量0x 确定。
3）曲线BC 段。在此段，泵的反馈作用力大于泵的弹簧预紧力，定子左移，偏心距减小，泵的流量也减小。当泵的工作压力高到接近于C （实际上不能达到）点压力时，泵的流量已很小，这时因压力较高，故泄漏也增多，当泵的流量只能全部用于弥补泄漏时，泵的实际对外输出流量为零，这时，偏心距已很小且不会再变小，泵的工作压力也不会再升高，这就是C 点。 影响曲线形状的因素：
1）改变柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，从而改变泵的最大输出流量，即使曲线AB 段上、下平移。
2）改变弹簧刚度，可以改变曲线BC 段的斜率，弹簧刚度大，BC 段斜率小，刚度小，BC 段斜率大。
3）改变弹簧预紧力的大小，可改变压力c p 的大小，从而使曲线拐点左、右平移。
第三章液压执行元件
3-1已知某液压马达的排量V=250mL/r ，液压马达入口压力为p1=10.5Mpa ，出口
压力为p2=1.0Mpa ，其总效率m =0.9η，容积效率v =0.92η，当输入流量q=22L/min 时，试求液压马达的实际转速n 和液压马达的输出转矩T 。
解：液压马达的实际转速：3v q 22100.92
n===80.96r/min 250
V η??? 液压马达的输出转矩：
v t m m 0.9
p 0.92T=T ==p V=-=N m 222 3.14V η
ηηηππ??????????（10.51）250369.96
3-3图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积A 1＝100cm 2，有杆腔面积A 2＝80cm 2，缸1输入压力P 1＝0.9MPa ，输入流量q 1＝12 L/min 。不计损失和泄漏，试求：
①两缸承受相同负载时（F 1= F 2），负载和速度各为多少？ ②缸1不受负载时（F 1＝0），缸2能承受多少负载？ ③缸2不受负载时（F 2＝0），缸1能承受多少负载？
解：① 对缸1和2的活塞分别列平衡方程
F 1＝P 1 A 1－P 2 A 2
F 2＝P 2 A 1 其中，F 1＝F 2
联立以上方程得，
P 2=0.9×106×100×10-4/（80×10-4+100×10-4）Pa =0.5×106Pa 负载：
F 1＝F 2= P 2 A 1=0.5×106×100×10-4=5000N 缸的速度：
V 1＝q 1/ A 1=12×10－3/（100×10-4）m/min =1.2m/min 又由 V 1 A 2= V 2 A 1
得 V 2＝V 1 A 2/ A 1=0.96m/min ② 由 F 1＝P 1 A 1－P 2 A 2=0 得 P 2＝P 1 A 1/ A 2=1.125 MPa
F 2= P 2 A 1=1.125×106×100×10-4=11250 N
③ 由 F 2= P 2 A 1=0 得 P 2＝0
F 1＝P 1 A 1＝0.9×106×100×10-4N =9000 N
第四章液压控制元件
4-1 如图所示液压缸，221230,120,30000,A cm A cm F N ===液控单向阀作用锁以防止液压缸下滑，阀的控制活塞面积k A 是阀心承受面积A 的3倍。若摩擦力，弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液
压缸中最高压力为多少？
解：对刚缸体作受力分析有 112k PA P A F -= 由于控制面积k A 为阀心承压面积的3倍 故开启阀需
1k k p A p A ≥ 即13k p p ≥ 取临界条件13k p p =
113k K p A p A F -= 12
3.853k F
p Mpa A A ?=
=-
开启最高压力 1311.55k p p Mpa ==
4-2 弹簧对中型三位四通电液换向阀的先导阀及主阀的中位机能能否任意选
定？答：不能。
4-3 二位四通阀用作二位三通或而为二通阀时应如何连接？
答：作二位三通阀，将回油口T 堵死。
作二位二通阀，将回油口T 和某一工作油接通。
4-4如图所示系统，溢流阀的调定压力为5Mpa ，减压阀的调定压力为2.5Mpa 。试分析下列各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？
1）当泵口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A ，C 点压
力各为多少？
2）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降低到1.5Mpa 时（工件原处于
夹紧状态），A.C 点压力各为多少？
3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A.B.C点压力各为多少？
答：1）P
A =P
C
=2.5MPa, P
B
=5MPa;减压阀阀口处于关
闭状态。
工件夹紧后，由于泵的流量继续输出，使得A
点和C点的压力同时升高，当升高到减压阀的调定
压力时，减压阀工作，阀口关闭，并稳定A,C两点
压力为其调定压力2.5Mpa；B点的压力为溢流阀的调定压力5Mpa。
2）P
A =P
B
=1.5Mpa, P
C
=2.5Mpa;减压阀阀口处于打开状态。
当泵的出口压力降到1.5Mpa时，溢流阀和减压阀都不工作，溢流阀阀口
关闭，B点压力P
B =P
P
=1.5MPa; 减压阀阀口打开，即相当于一个通道，所以
P A =P
B
=1.5MPa;由于单向阀的作用，C中的压力仍为刚才的压力，即2.5MPa。
3）P
A
=P
B
=P
C
=0Mpa；减压阀阀口处于打开状态
当夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，负载压力P
L
=0MPa,因为 P
L
小于减压
阀的调整压力，所以减压阀阀口全开，P
C =P
B
=P
L
=0MPa; 由于溢流阀阀口关闭，
所以P
A =P
B
=0MPa
4-5 如图系统，液压缸的有效面积A
1=A
2
=100cm2，缸Ⅰ负载F
l
=35000N,缸Ⅱ运动
时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa，求下列三种工况下A、B和C处的压力。
1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；
2）1YA通电，液压缸Ⅰ运动时和到终端终止时；
3）1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ运动时和碰到档快停止运动时；
1） P
A = P
B
=4MPa P
C
=2MPa
当泵出口压力达到2MPa时，减压阀工作，使得P
C
=2MPa，此后，随泵的流量继
续输出，顺序阀打开，此后溢流阀打开，最后使得得P
A = P
B
=4MPa（溢流阀调定
压力）
2）运动时，P
C =2MPa P
A
= P
B
=3.5MPa
缸运动时的压力P
I =P
II
=F
L
/A=35000/100×10-4Pa=3.5MPa
缸运动时，顺序阀一直开启，溢流阀关闭，P
A = P
B
=3.5MPa
减压阀工作，P
C
=2MPa
终端时，P
C =2MPa P
A
= P
B
=4MPa
缸终端时，P
C
还是2MPa，顺序阀一直开启，当活塞运动到右端不动时，由于泵的流量继续输出，从而使得A、B点压力同时升高，当达到溢流阀的调整压
力4MPa时, 溢流阀溢流定压，此时，P
A =P
B
=4MPa。
3）运动时，P
A = P
B
=P
C
=0
缸II运动时，负载压力为0，此时减压阀口全开，所以P
A =P
C
=0
顺序阀关闭，所以P
B
=0
终端时，P
C =2MPa，P
A
= P
B
=4MPa
缸终端时，液压缸负载无穷大，使得减压阀工作，P C =2MPa ，由于泵的流量继续输出，从而使得A 、B 点压力同时升高，当达到溢流阀的调整压力4MPa 时, 溢流阀溢流定压，此时，P A =P B =4MPa 。
4-8液压缸活塞面积A=100cm 2,负载在500~40000N 的范围内变化，为使负载变化
是活塞运动速度恒定，在液压缸进口处使用一个调速阀。如将泵的工作压力调到其额定压力6.3MPa ，试问这是否合适？
解：缸的最大工作压力P=F/A=40000/10-2 Mpa =4 Mpa 。因调速阀正常工作时的压差要保持在0.4～0.5Mpa ，所以泵的工作压力
P p =P+△P=4+0.4(0.5) Mpa=4.4～4.5Mpa
如果将泵的工作压力调到 6.3MPa ，虽然调速阀有良好的稳定流量特性，但对节省泵的能耗不利。
4-9如图所示为插装式锥阀组成换向阀的两个例子。如果阀关闭时A ，B 有压差，
试判断电磁阀通电和断电时，图a 和b 的压力油能否开启锥阀而流动，并分析各自是作何种换向阀使用的。 答：电磁阀通电：
对a ）图，和作用力方向都向上，阀心可以开启，当B A p p >时，油
液从B A →；当A B p p >，油液A B →。
对B ）图，同理，当B A p p >时，油液从B A →；当A B p p >，油液A B →。
电磁阀断电：
对a ）图，要开启阀心，阀心受力（22B A p A p A -）的方向要向上，所以，需B A p p >，此时，油液从B A →。
对B ）图，要开启阀心，阀心受力（11A B p A p A -）的方向要向上，所以，需A B p p >，此时，油液从A B →。
第五章液压辅助元件
5-1某液压系统，使用YB 叶片泵，压力为6.3Mpa ，流量为40L/min 。试选油管的尺寸。
5-2一单杆液压缸，活塞直径为100mm ，活塞杆直径为56mm ，行程为500mm ，现有杆腔进油，无杆腔回油，问由于活塞的移动而使有效底面积为200cm 2的油箱内液面高度的变化是多少？
5-3皮囊式蓄能器容量为2.5L ，气体的充气压力为2.5Mpa ，当工作压力从p1=7Mpa 变化到4Mpa 时，蓄能器能输出的油液体积为多少？ 第六章液压基本回路
6-1 在图示回路中，若溢流阀的调整压力分
别为126, 4.5y y p Mpa p Mpa ==。泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时：1) 换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点和C 点的压力各为多少？2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点和C
点的压力各为多少？
解：1）换向阀下位接入回路时，即关闭2y p 的外泄油口（但换向阀有泄漏）。则泵的工作压力
16,6, 1.56p y B c p p Mpa p Mpa p Mpa ====（视换向阀的泄漏情况而定） 2）换向阀上位接入回路时，阀1和阀2并联，泵的工作压力为两者调整压力的较小者，故，2 4.5p y p p Mpa ==， 4.5,0B C p Mpa p Mpa ==（通油箱）。 6-2在图示回路中，已知活塞运动时的负载F ＝1200N ，活塞面积A ＝15×10－4，
溢流阀调整值为P p ＝4.5MPa ，两个减压阀的调整压力分别为p j1＝3.5 MPa 和p j2＝2 MPa ，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A,B,C 三点压力值。
解：1)运动时，0.8A B C p p p Mpa ===此时，P c =F/A=1200/（15×10－4）Pa ＝0.8MPa ，即12,j j p p p p <<，故两
减压阀都不工作，阀口常开，相当于一通道，又Y p p <，溢流阀关闭，所以，
0.8A B C p p p Mpa ===
2)停在终端位置时， 3.5, 4.5,2A B C p Mpa p Mpa p Mpa ===
此时，液压阀的负载无穷大，使得减压阀2、1相继工作，故
2, 3.5C A p Mpa p Mpa ==，随着泵的流量继续增加，B 点压力迅速憋高，使得该溢流阀工作，故 4.5B p Mpa =。
6-3 如图6-7所示的平衡回路中，若液压缸无杆面积为4218010A m -=?，有杆面积
4224010A m -=?，活塞与运动部件自重G=6000N ，运动时活塞上的摩擦力为2000f F N =，
向下运动时要克服负载阻力为24000L F N =，试问顺序阀和溢流阀的最小调整压力各为多少？
解：顺序阀最小调整压力
4
26000
1.54010G P pa Mpa A -=
==?， 溢流阀最小调整压力： 6224
240002000 1.5106000 3.258010L f F F P A G
P pa Mpa A
-++-++?-=
==?
6.4 如教材6-10图所示的回油节流调速回路，已知液压泵的供油量
25/min p q L =，负载40000N ，溢流阀调整压力 5.4p p Mpa =，液压缸无杆面积为4218010A m -=?，有杆面积4224010A m -=?，液压缸工进速度
0.18
/m i n v m =，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：
1）液压缸工进时液压系统的效率
2）当负载为0时，活塞的运动速度和回油腔的压力。 解： 1） 63400000.18/60
6.7%5.4102010/60
c FV p q ρρη-?=
==??? 2） 对液压缸列平衡方程
1122
l
P A P A F
=+ 在F=0时，回油路压力
64111
204
22 5.410801010.84010
Y P A P A P Pa MPa A A --???====? 此时，有杆腔回油量（节流阀过流量）
20
00
22d d P P
q C A C A ρ
ρ
?== （1）
在F=40000N 时，回油压力
6411214
2 5.4108010400000.84010l
P A F P Pa MPa A ---???-===?
此时，有杆腔回油量（节流阀过流量）
20
00
222d d P P
q C A C A A V ρ
ρ
?===
436340100.18/60/1210/m s m s --=??=? （2）
两式相比得 636
3200121210.81210/44.110/0.8
P q q m s m s P --=
?=??=? 604
244.110
0.011/66/m i n
4010
q V m s c m A --?====? 6.5 如教材6-9a 所示的进油节流调速回路，已知液压泵的供油流量
6/min p q L =，溢流阀调定压力 3.0p p Mpa =，液压缸无杆腔面积4210.0310A m -=?，负载为4000N ，节流阀为薄壁孔口，开口面积为
4220.0110,0.62,900/T d A m C kg m ρ-=?==，求 1）活塞的运动速度
2）溢流阀的溢流量和回路的效率
3）当节流阀的开口面为和时，分别计算液压缸的运动速度和以溢流阀的溢流量
解： 1）液压缸活塞平衡方程为： 11P A F = 14
14000
22010F P Pa MPa A -=
==? 设泵出口压力 p Y P P =， 则节流阀过流量
64
22(32)10
0.62
0.0110900
d T
P
q C A ρ
--??-?==???
5
3332.9210/0.110/
P m s q m s
--=?<=
? 所以，溢流阀稳定溢流，活塞运动速度
5
3
4
1 2.9210/14.610/2010
q V m s m s A ---?===?? 2）溢流阀溢流量
3
5
343
0.110 2.9210/0.71
0/
y p q q q m s m s ---
=-=?-
?=
?
回路效率
3
63
400014.61019.4%3100.110c FV p q ρρη--??===??? 3）当420.0310T A m -=?时 同 1） 节流阀过流量
6
-4
-53-33p 12(32)10q =0.620.0310=8.6710m /s -?-?????=?节 溢流阀工作，溢流阀溢流量 3 5 343 10.1108.7610/ 0.12410/ y p q q q m s m s ---=-=?- ?= ?节 活塞运动速度 53 14 18.7610/43.810/2010q V m s m s A ---?===??节 当420.0510T A m -=?时 同理 5 333 p 2q 14.610/ q 0.110 / m s m s --=?>=?节 显然不可能，所以节流阀不起作用 33p 2q q 0.110/m s -==?节 活塞运动速度 3 24 0.110/0.05/2010 q V m s m s A --?===?节 溢流阀当安全阀用 0y q = 6-6 在 6-58 所示的调速阀节流调速回路中已知 4242225/min 1005010p q L m A m --===?1，A ，，F 由0增至30000N 时活塞向右移动速度基本无变化，0.2/min V m =，若调速阀要求的最小压差为 min 0.5p Mpa ?=，试求： 1）不计调压偏差时溢流时溢流阀调整压力y p 是多少？泵的工作压力是多少？ 2）液压缸所能达到的最高工作压力是多少？ 3）回路的最高效率为多少？ 解：1）无杆腔流量， 4310.210010/2/min p q VA m s L q -==??=< 所以溢流阀处于稳定溢流状态， p y p p = 当负载为3000N 时，对液压缸列平衡方程： 1122max L p A p A F =+ 式中，12min ,Y p p p p ==? 所以，462min max 4 150100.51030000 3.2510010 L Y A p F p pa Mpa A --?+???+===? 2）由以上等式1122max L p A p A F =+知，1p Y p =恒定，当L F 最小时，2p 最大 此时122100 3.25 6.550 Y A p p Mpa Mpa A = =?= 3）回路最高效率436 3100.2 7.4%3.25251010 c p p FV p q η-??===??? 6-7 如教材6-16所示的限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，若变量泵的拐点坐标为（2Mpa,10L/min ），且在 2.8p p Mpa =时0p q =，液压缸无杆面积为4215010A m -=?， 有杆面积4222510A m -=?，调速阀的最小工作压差为0.5Mpa ，背压阀调压值为0.4Mpa ，试求： 1）在调速阀通过的流量q=5L/min 时，回路的效率是多少？ 2）若q 不变，负载减小4/5时，回路的效率为多少？ 3）如何才能使负载减小后的回路得以提高？ 解： 1)在稳态工作时，1p q q =，由其调速特性图知2 2.8 2.42 p p Mpa Mpa += = 则 1(2.40.5) 1.9p p p p Mpa Mpa =-=-= 1221 / 1.90.425/50 70.8%2.4 c p p p A A p η--?= = = 2）在负载减小4/5，即' 1/5F F = '' 1/1 14.2%5 c c p F A p ηη=== 3）宜采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路，当 1 1.9p Mpa =时，11 1.9 86%1.90.5 c p p p η===++，该回路适合负载变化大，速 度较低的系统。 6-8 有一液压传动系统，快进时需最大流量25L/min ，工进时液压缸工作压力为 1 5.5p Mpa =，流量为2/min L ，若可采用单泵流量为25L/min 和双联泵流量为4L/min 及25L/min 两种泵分别对系统供油，设泵的总效率为0.8η=，溢流阀调定压力 6.0P p Mpa =，双联泵中低压泵卸荷压力20.12p Mpa =，不计其他损失，计算分别采用这两种泵供油时系统得效率（液压缸效率为100%） 机械设计手册第五版 第1卷包括: 第1篇:一般设计资料， 第2篇:机械制图、极限与配合、形状和位置公差及表面结构，第3篇:常用机械工程材料， 第4篇:机构； 第2卷包括： 第5篇:连接与紧固， 第6篇:轴及其连接， 第7篇:轴承， 第8篇:起重运输机械零部件， 第9篇:操作件、小五金及管件； 第3卷包括： 第10篇:润滑与密封， 第11篇:弹簧， 第12篇:螺旋传动、摩擦轮传动， 第13篇:带、链传动， 第14篇:齿轮传动； 第4卷包括： 第15篇:多点啮合柔性传动， 第16篇:减速器、变速器， 第17篇:常用电机、电器及电动(液)推杆与升降机， 第18篇:机械振动的控制及利用， 第19篇:机架设计， 第20篇:塑料制品与塑料注射成型模具设计； 第5卷包括： 第21篇:液压传动， 第22篇:液压控制， 第23篇:气压传动等 第1卷目录 第1篇一般设计材料 第1章常用基础资料和公式 第2章铸件设计的工艺性和铸件结构要素 第3章锻造和冲压设计的工艺性及结构要素 第4章焊接和铆接设计工艺性 第5章零部件冷加工设计工艺性与结构要素 第6章热处理 第7章表面技术 第8章装配工艺性 第9章工程用塑料和粉末冶金零件设计要素 第10章人机工程学有关功能参数 第11章符合造型、载荷、材料等因素要求的零部件结构设计准则第12章装运要求及设备基础 第2篇机械制图、极限与配合、形状和位置公差及表面结构 第1章机械制图 第2章极限与配合 第3章形状和位置公差 第4章表面结构 第5章空间距偏差 第3篇常用机械工程材料 第1章黑色金属材料 第2章有色金属材料 第3章非金属材料 第4章其他材料及制品 第4篇机构 第1章机构分析的常用方法 第2章基本机构的设计 第3章组合机构的分析与设计 第4章机构参考图例 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； 计量单位m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/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cSt(mm 2 /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。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为 （m 3/s 即米 3 /秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 （√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 3-1 填空题 1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ?=0或pq P =0）表示。 2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。 3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。 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）。（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。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际 单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为（m3/s 即米3/秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。（√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 2-3 问答题 1. 静压力的特性是什么? 一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于_负载_，速度决定于流量。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升 高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄 漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是 （ C ） A Re紊流< Re临界 液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23 -3 m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31 (7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置 文档从网络中收集，已重新整理排版.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 0word 版本可编辑.欢迎下载支持. 第一章液压传动基础知识课后答案 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得 转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 第一章 1-4 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体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31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： a p p h g g ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa 1-5 1-8 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔子的出流流 量以及点２处的表压力（取1?=，不计损失） 1-11泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q＝150L/min,油液的运动粘度 =34×10－6m2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。吸油管直径d＝60厘米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ＝0.2，吸油口粗滤网的压力损失Δp＝ 不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度 0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度P b h（液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计） 1-15运动粘度 =40×10－6m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m3，管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P 1 ＝4.0MPa, 问流速为3 m/s时，出口压力P 2 为多少？ 解：沿程压力损失：ΔP λ =0.17 MPa 所以P 2＝P 1 －ΔP λ＝4－0.17＝3.83MPa 第二章 2-5设液压泵转速为950r/min ，排量＝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 ，额定工况下的总功率为0.87，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，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转速。 解：① q t ＝V p n=168×950=159.6 L/min ② ηv =q/q t =150/159.6=93.98% ③ ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57% ④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤ T=Pi/ω = Pi/（2лn ） =852.1N.m 第三章 3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D ，d ，如进入液压缸的 流量为q ，压力为p ，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。 解：对于图a 22()4F p D d π =- 22()4 q q V A D d π= = - 受拉，液压缸左移 对于图b 24F pd π= 2 4 q q V A d π== 受压，液压缸右移 对于图c 24F pd π= 24 q q V A d π== 受压，液压缸右移 3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A 1＝100cm2，有杆腔面积A 2＝40 cm2，输入油压力p ＝2 MPa ，输入流量q ＝40 L/min ，所有损失忽略不计，试求： 《液压与气压传动》课程试题库及参考答案一、填空题 1. 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。（负载；流量） 2. 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 （动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件） 3. 液体在管道中存在两种流动状态，（）时粘性力起主导作用，（）时惯性力起主导作 用，液体的流动状态可用（）来判断。 （层流；紊流；雷诺数） 4. 在研究流动液体时，把假设既（）又（）的液体称为理想流体。（无粘性；不可压缩） 5. 由于流体具有（），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（）损失和（）损失两部分组 成。 （粘性；沿程压力；局部压力） 6. 液流流经薄壁小孔的流量与（）的一次方成正比，与（）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对 （）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。（小孔通流面积；压力差；温度） 7. 通过固定平行平板缝隙的流量与（）一次方成正比，与（）的三次方成正比，这说明液压元件内的 （）的大小对其泄漏量的影响非常大。（压力差；缝隙值；间隙） 8. 变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有（）、（）、（）其 中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 9. 液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。（大；小） 10. 斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（与）、（与）、（与）。 （柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘） 11. 20号液压油在40C时，其运动粘度的平均值约为（）cSt。 （20 cSt） 12. 相对压力又称（），它是（）与（）之差。真空度是 （）。 （表压力；绝对压力；大气压力；大气压力与绝对压力之差） 13. 流体在作恒定流动时，流场中任意一点处的（）、（）、（）都不随 时间发生变化。 （压力；速度；密度） 14. 流体流动时，有（）和（）两种状态之分，我们把（）作为判断流动状态 的标准，对于光滑的圆型金属管道，其临界值大致为（）。 （层流；紊流；雷诺数；2320） 15. 液压泵是靠（）的变化来进行工作的，所以又称液压泵为（）式泵。 （密闭容积；容积式泵） 16. 液压泵按结构特点一般可分为：（）、（）、（）三类泵。 （齿轮泵；叶片泵；柱塞泵） 液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010 k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 液压与气压传动考试题及答案一.单项选择题（每小题2分，共50分） 1. 二位五通阀在任意位置时，阀芯上的油口数目为--------- A .2 B.3 C.5 D.4 2. 应用较广.性能较好，可以获得小流量的节流口形式为------------ A .针阀式或轴向三角槽式 B.偏心式或周向缝隙式 C.轴向三角槽式或周向缝隙式 D.针阀式或偏心式 3. 调压和减压回路所采用的主要液压元件是--------- A.换向阀和液控单向阀 B.溢流阀和减压阀 C.顺序阀和压力继电器 D.单向阀和压力继电器 4. -------管多用于两个相对运动部件之间的连接，还能吸收部分液压冲击。 A. 铜管 B.钢管 C.橡胶软管 D.塑料管 5. ------是液压系统的储能元件，它能储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。 A.油箱 B.过滤器 C.蓄能器 D.压力计 6. 能输出恒功率的容积调速回路是------------- A.变量泵---变量马达回路 B.定量泵---变量马达 C.变量泵---定量马达 D.目前还没有 7. 溢流阀的作用是配合油泵等溢出系统中多余的油液，使系统保持一定的------- A.压力 B.流量 C.流向 D.清洁度 8. 当环境温度较高时，宜选用粘度等级-----的液压油 A.较低 B.较高 C.都行 D.都不行 9. 能将液压能转换为机械能的液压元件是--------- A.液压泵 B.液压缸 C.单向阀 D.溢流阀 10. 下列压力控制阀中，哪一种阀的出油口直接通向油箱--------- A.顺序阀 B.减压阀 C.溢流阀 D.压力继电器 11. 液压系统的动力元件是----------- A.电动机 B.液压泵 C.液压缸 D.液压阀 12. 活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于----- A.液压缸中油液的压力 B.负载阻力的大小 C.进入液压缸的流量 D.液压泵的输出流量 13. 不能作为双向变量泵的是----------- A.双作用叶片泵 B.单作用叶片泵 C.轴向柱塞泵 D.径向柱塞泵 14. 在液压系统中用于调节进入执行元件液体流量的阀是------------ A.溢流阀 B.单向阀 C.调速阀 D.换向阀 15. 压力控制回路包括----------- A.换向和闭锁回路 B.调压.减压和卸荷回路 C.调压与换向回路 D.节流和容积调速回路 16. 液压系统中减压阀处的压力损失是属于-------- A.沿程压力损失 B.局部压力损失 C.两种都是 D.两种都不是 17. 柱塞泵是用于---------系统中 A.高压 B.中压 C.低压 D.都不可以 18. 下列液压缸中可以进行差动连接的是------------- 液压与气压传动考试题及答案 一.单项选择题（每小题2分，共50分） 1. 二位五通阀在任意位置时，阀芯上的油口数目为--------- A .2 B.3 C.5 D.4 2. 应用较广.性能较好，可以获得小流量的节流口形式为------------ A .针阀式或轴向三角槽式 B.偏心式或周向缝隙式 C.轴向三角槽式或周向缝隙式 D.针阀式或偏心式 3. 调压和减压回路所采用的主要液压元件是--------- A.换向阀和液控单向阀 B.溢流阀和减压阀 C.顺序阀和压力继电器 D.单向阀和压力继电器 4. -------管多用于两个相对运动部件之间的连接，还能吸收部分液压冲击。 A. 铜管 B.钢管 C.橡胶软管 D.塑料管 5. ------是液压系统的储能元件，它能储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。 A.油箱 B.过滤器 C.蓄能器 D.压力计 6. 能输出恒功率的容积调速回路是------------- A.变量泵---变量马达回路 B.定量泵---变量马达 C.变量泵---定量马达 D.目前还没有 7. 溢流阀的作用是配合油泵等溢出系统中多余的油液，使系统保持 一定的------- A.压力 B.流量 C.流向 D.清洁度 8. 当环境温度较高时，宜选用粘度等级-----的液压油 A.较低 B.较高 C.都行 D.都不行 9. 能将液压能转换为机械能的液压元件是--------- A.液压泵 B.液压缸 C.单向阀 D.溢流阀 10. 下列压力控制阀中，哪一种阀的出油口直接通向油箱--------- A.顺序阀 B.减压阀 C.溢流阀 D.压力继电器 11. 液压系统的动力元件是----------- A.电动机 B.液压泵 C.液压缸 D.液压阀 12. 活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于----- A.液压缸中油液的压力 B.负载阻力的大小 C.进入液压缸的流量 D.液压泵的输出流量 13. 不能作为双向变量泵的是----------- A.双作用叶片泵 B.单作用叶片泵 C.轴向柱塞泵 D.径向柱塞泵 14. 在液压系统中用于调节进入执行元件液体流量的阀是------------ A.溢流阀 B.单向阀 C.调速阀 D.换向阀 15. 压力控制回路包括----------- A.换向和闭锁回路 B.调压.减压和卸荷回路 C.调压与换向回路 D.节流和容积调速回路 液压与气压传动模拟卷 A 一、画出下列图形符号 1.单向顺序阀 2.双作用卸荷式叶片泵 3.气动三联件 4.梭阀 5.三位四通(M型中位机能)电磁换向阀 二、名词解释 1.液体的粘性：液体在外力作用下流动时，分子间内聚力的存在使其流动受到牵制，从而沿其界面产生摩擦力，这一特性称为液体的粘性。 2.恒定流动：如果空间上的运动参数压力P、速度V、密度 在不同的时间内有确定的值，即它们只随空间点坐标的变化而变化，不随时间t变化，对液体的这种运动称为恒定流动。 3.差动连接：单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为“差动连接” 4.中位机能：换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式，称为中位机能。 5.困油现象：封闭腔容积的减小会使被困油液受挤压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，油液发热，并使机件（如轴承等）受到额外的负载；而封闭腔容积的增大双会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象。这些都将使泵产生强烈的振动和噪声。这就是齿轮泵的困油现象。 三、填空 1.液压传动与气压传动系统是由能源装置，执行装置，控制调节装置，辅助装置， 等组成的；其中能源装置，执行装置为能量转换装置。2．液体的流动状态分为层流，湍流，用雷诺数来判断。 光滑金属管道其临界雷诺数为 2000~2320 。 3溢流阀在液压系统中的作用是稳压，调压，限压，。 4．调速回路主要有节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。 5．容积式液压泵吸油时密闭容积由小变大，压油时由大变小；外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱离啮合的一侧是吸油腔，进入啮合的一侧是压油腔。 6．液压泵的实际流量比理论流量小，液压马达实际流量比理论流量大。 7．在变量泵---变量马达调速回路中，为了在低速时获得较大的输出转矩，高速时获得较大功率，往往在低速段，先将变量马达调至最大，用变量泵调速；而在高速段，将变量泵调至最大，用变量马达调速； 四、选择题 1.流量流量连续性方程是（ C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（ A ）在流体力学中的表达形式。 （A）能量守恒定律（B）动量定理（C）质量守恒定律（D）其他 2．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A ）。 （A）5MPa （B） 10MPa （C）15MPa （D）20MPa 3．双伸出杠液压缸，采用活塞杆固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的（ B ）；采用缸筒固定安装时，工作台的移动范围为活塞有效行程的（ A ）。 《液压与气压传动》第一阶段作业 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 2．液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判断。 4．在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 5．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。 6．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 8．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量 泵有( 单作用叶片泵、)、( 径向柱塞泵)、( 轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。 二、选择题 1．流量连续性方程是（C）在流体力学中的表达形式，而伯努力方程是（A ）在流体力学中的表达形式。 （A）能量守恒定律（B）动量定理（C）质量守恒定律（D）其他 2．液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的（A ）和小孔前后压力差的（B ）成正比。 （A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方 3．流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（D ）和缝隙前后压力差的（A ）成正比。 （A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方 液压传动试题1 一、填空题 1．液压系统由 元件、 元件、 元件、 元件和 元件五部分组成。 2．节流阀通常采用 小孔；其原因是通过它的流量与 无关，使流量受油温的变化较小。 3．液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是 ，另一种是 。区分这两种流动状态的参数是 。 4．在液压系统中，当压力油流过节流口、喷嘴或管道中狭窄缝隙时，由于 会急剧增加，该处 将急剧降低，这时有可能产生气穴。 5．液压马达把 能转换成 能，输出的主要参数是 和 。 6．液压泵的容积效率是该泵 流量与 流量的比值。 7．液压缸的泄漏主要是由 和 造成的。 8．外啮合齿轮泵中，最为严重的泄漏途径是 。 9．和齿轮泵相比，柱塞泵的容积效率较 ，输出功率 ，抗污染能力 。 10．在旁油路节流调速回路中，确定溢流阀的 时应考虑克服最大负载所需要的压力，正常工作时溢流阀口处于 状态。 11．常用方向阀的操作方式有 、 、 等三种。 二、选择题 1．液压缸差动连接工作时，缸的（ ）。 A ．运动速度增加了 B ．压力增加了 C ．运动速度减小了 D ．压力减小了 2．液压缸差动连接工作时活塞杆的速度是（ ）。 A ．2 4d Q v π= B ．)(222 d D Q v -=π C ．2 4D Q v π= D ．)(42 2d D Q -π 3．液压缸差动连接工作时作用力是（ ）。 A ．)(2 2 2d D p F -=π B ．2 2 d p F π= C ．)(4 2 2d D p F -=π D ．42d p F π= 4．在液压系统中，液压马达的机械效率是（ ）。 A ．T M M ?= η B ．M M M T T ?+=η C ．T M M ?-=1η D ．M M M T ?+?=η 5．在液压系统中，液压马达的容积效率是（ ）。 A ．T Q Q ?-=1η B ．T T Q Q Q ?-=η C ．T Q Q ?= η D ．Q Q Q T T ?+=η 6．液压系统的真空度应等于（ ）。 A ．绝对压力与大气压力之差 B ．大气压力与绝对压力之差 C ．相对压力与大气压力之差 D ．大气压力与相对压力之差 7．调速阀是用（ ）而成的。 A ．节流阀和定差减压阀串联 B ．节流阀和顺序阀串联 C ．节流阀和定差减压阀并联 D ．节流阀和顺序阀并联 8．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通，回油封闭，则此阀的滑阀机能为（ ）。 液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010 k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?， 运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153 351 t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 液压与气动参考答案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN# 液压与气压传动模拟卷 A 一、画出下列图形符号 1.单向顺序阀 2.双作用卸荷式叶片泵 3.气动三联件 4.梭阀 5.三位四通(M型中位机能)电磁换向阀 二、名词解释 1.液体的粘性：液体在外力作用下流动时，分子间内聚力的存在使其流动受到牵制，从而沿其界面产生摩擦力，这一特性称为液体的粘性。 2.恒定流动：如果空间上的运动参数压力P、速度V、密度 在不同的时间内有确定的值，即它们只随空间点坐标的变化而变化，不随时间t变化，对液体的这种运动称为恒定流动。 3.差动连接：单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为“差动连接” 4.中位机能：换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式，称为中位机能。 5.困油现象：封闭腔容积的减小会使被困油液受挤压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，油液发热，并使机件（如轴承等）受到额外的负载；而封闭腔容积的增大双会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象。这些都将使泵产生强烈的振动和噪声。这就是齿轮泵的困油现象。 三、填空 1.液压传动与气压传动系统是由能源装置，执行装置，控制调节装置，辅助装置， 等组成的；其中能源装置，执行装置为能量转换装置。 2．液体的流动状态分为层流，湍流，用雷诺数来判断。光滑金属管道其临界雷诺数为 2000~2320 。 3溢流阀在液压系统中的作用是稳压，调压，限压，。 4．调速回路主要有节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。5．容积式液压泵吸油时密闭容积由小变大，压油时由大变小；外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱离啮合的一侧是吸油腔，进入啮合的一侧是压油腔。6．液压泵的实际流量比理论流量小，液压马达实际流量比理论流量大。 7．在变量泵---变量马达调速回路中，为了在低速时获得较大的输出转矩，高速时获得较大功率，往往在低速段，先将变量马达调至最大，用变量泵调速；而在高速段，将变量泵调至最大，用变量马达调速； 四、选择题 1.流量流量连续性方程是（ C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（ A ）在流体力学中的表达形式。 （A）能量守恒定律（B）动量定理（C）质量守恒定律（D）其他 2．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A ）。 （A）5MPa （B） 10MPa （C）15MPa （D）20MPa 3．双伸出杠液压缸，采用活塞杆固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的 （ B ）；采用缸筒固定安装时，工作台的移动范围为活塞有效行程的（ A ）。 （A）1倍（B）2倍（C）3倍（D）4倍 4．液压泵单位时间内排出油液的体积称为泵的流量。泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为（ C ）；在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为（ B ），它等于排量和转速的乘积。 （A）实际流量（B）理论流量（C）额定流量（D）瞬时流量 《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，而液体机械设计手册(第五版)目录(共5卷)_9页
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