左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章
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==??===
g
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-?-??∴===g g
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-==??g
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 +ρA g Z A ＝ρB g Z B + ρ水银g h + P B 得 ΔP AB ＝P A -P B ＝ρB g Z B + ρ水银g h -ρA 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 == 020,0v 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：
221
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
4322144 3.210/ 1.462/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
2
333.140.120/0.157/44
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
4442.2F 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
==-??V 液 F kx =弹簧 12(cos )F q v v ρα=-液动
而 1q v A =
2d v C C ==
联立以上得，()cos 2d
q
pA kx q
A p
qc
ραρρ
-+=
V 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：
22
112222p v p v h g g g g
ρρ+=++w +h 其中，020,0v 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?==???=g g
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==
V =
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
?=V ，得
2d
A p
C ρ
=
?V =3
2526
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=+V
其中，2
D d h -=，2000.14d q u A t π==， 24F p d π=V
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5E=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 2.2102240.0071148.04
d 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/ηv =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
g
=852.1N m
g
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 P A 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/min 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
1122l 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）
0d d q C A C A == （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）
02d d q C A C A A V ===
436340100.18/60/1210/m s m s --=??=? （2）
两式相比得
6363011210/44.110/q q m s m s --=
=?=? 6
04
244.1100.011/66/min 4010q V m s cm 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
4
0.620.0110d T
q C A -==?? 53332.9210/0.110/P m s q m s --=?<=? 所以，溢流阀稳定溢流，活塞运动速度
53
4
1 2.9210/14.610/2010q V m s m s A ---?===?? 2）溢流阀溢流量
353430.110 2.9210/0.710/y p q q q m s m s ---=-=?-?=? 回路效率
3
63400014.61019.4%3100.110c FV p q ρρη--??===???
3）当420.0310T A m -=?时 同 1） 节流阀过流量
-4
-53-33p 1q =0.620.031010m /s 溢流阀工作，溢流阀溢流量 3534310.1108.7610/0.12410/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 5333p 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 324 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 =-=-=V 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= ==++V ，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 液压与气动作业（三） 1 调速阀是由______和节流阀串联而成的。答：压差式减压阀。 2 液压控制阀按其用途可分________ 阀、________ 阀和_________ 阀三大类。答：方向控制阀，压力控制阀，流量控制阀 3方向控制阀按其用途可分为_______和_______两大类。答：单向阀，换向阀。 4 如图2 所示，开启压力分别为0.2MPa，0.3MPa，0.4MPa 的三个单向阀实现串联或并联，当O 点刚有油液流过时，p 点压力各为：串联（图a）时p ＝_________，并联（图b）时p ＝________ 。 答：0.9MPa，0.2MPa。 5 流量控制阀是通过改变________ 的局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。 答：节流口通流面积或通流通道的长短。 6溢流阀在液压系统中起调压溢流作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是的，溢流量为（），当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口是（），溢流阀开始（）。（关闭、0、开启、溢流） 7 先导式溢流阀由（）和（）两部分组成。（先导阀、主阀） 8比较节流阀和调速阀的主要异同点。 答：（1）结构方面：调速阀是由定差减压阀和节流阀组合而成，节流阀中没有定差减压阀。 （2）性能方面：a相同点：通过改变节流阀开口的大小都可以调节执行元件的速度。b 不同点：当节流阀的开口调定后，负载的变化对其流量稳定性的影响较大。而调速阀，当其中节流阀的开口调定后，调速阀中的定差减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差基本为一定值，基本消除了负载变化对流量的影响。 9先导式溢流阀的远程控制油口分别接入油箱或另一远程调压阀时，会出现什么现象？ 答：（1）先导式溢流阀阀体上有一远程控制口k，当将此口通过二位二通阀接通油箱时，阀芯上腔的压力接近于零，此时主阀芯在很小的压力作用下即可向上移动，且阀口开得最大，泵输出的液压油在很低的压力下通过阀口流回油箱，起卸荷作用。 （2）如果将阀口接到另一个远程控制调压阀上，使打开远程控制调压阀的压力小于打开溢流阀先导阀的压力，则主阀芯上腔压力就由远程控制阀来决定，就可实现对系统的远程调压控制。 10分析下列回路中个溢流阀的调定压力分别为p Y1 =3MPa，p Y2 =2MPa，p Y3=4MPa，问外负载无穷大时，泵的出口压力各位多少？ 解：（a）p = 2MPa ；（b）p = 9MPa ；（c）p = 7MPa 11图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa，减压阀的调整压力为1.5MPa，活塞运动时负载压力为1MPa，其它损失不计，试分析： （1）活塞在运动期间A、B点的压力值。 （2）活塞碰到死挡铁后A、B点的压力值。 （3）活塞空载运动时A、B两点压力各为多少？ 答：（1）p A=1MPa；p B=1MPa （2）p A=1.5MPa；p B=5MPa （3）p A=0MPa；p B=0MPa 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。 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 《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 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-==?? 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》平时作业 平时作业（一） 第一章概述 1.液压传动系统由哪几部分组成？各个组成部分的作用是什么？ 答:（1）能源装置：将原动机所提供的机械能转变成液压能的装置，通常称液压泵。 （2）执行元件：将液压泵所提供的液压能转变称机械能的元件。 （3）控制元件：控制或调节液压系统中液压油的压力、流量和液压油的流动方向元件。 （4）辅助元件：上述三部分以外的其他元件，例如油箱、油管、管接头、蓄能器、滤油器、冷却器、加热器及各种检测仪表等，它们的功能各不相同，但对保证系统正常工作有重要作用。 （5）工作介质：油液或液压液，是液压传动中能量传递的载体。 2.液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点： （1）与机械传动、电力传动同功率相比较时，液压传动的体积小、重量轻、结构紧凑。 （2）工作平稳、反应快、冲击小、能高速启动、制动、能够频繁换向。 （3）可实现大范围的无级调速，能在运行过程中进行调速，调速范围可达（2000：1）。 （4）控制方便，易于实现自动化，对压力、流量、方向易于进行调节或控制。 （5）易于实现过载保护。 （6）液压元件已经标准化、系列化和通用化，在液压系统的设计和使用中都比较方便。 （7）有自润滑和吸振性能。 缺点：（1）不能保证严格的传动比。 （2）损失大，有利于远距离传输。 （3）系统工作性能易受温度影响，因此不易在很高或很低的温度条件下工作。 （4）液压元件的制造精度要求高，所以元件价格贵。 （5）液压诉故障不易查找。 （6）工作介质的净化要求高。 第二章液压油与液压流体力学基础 1.试解释下列概念 （1）恒定流动：液体流动时，若液体中任何一点的压力、流速和密度都不随时间而变化，这种流动就称为恒定流动。 （2）非恒定流动：流动时压力、流速和密度中任何一个参数会随时间变化，则称为非恒定流动（也称非定常流动）。 （3）通流截面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通流截面。 （4）流量：单位时间内，流过通流截面的液体体积为体积流量，简称流量。 （5）平均流速：液压缸工作时，活塞的运动速度就等于缸内液体的平均流速。 （6）密度：单位体积液体的质量称为该液体的密度。 2.什么叫液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？他们之间如何换算？ 答：液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力阻碍分子间的相对运动，而产生内摩擦力的性质称为粘性。 常用的粘度有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。 3.什么是压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与负载有什么关系？ 答：（1）液体单位面积上所受的法向力称为压力。 （2）压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。以绝对真空作为基准进行度量的压力，称为绝对 《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 《液压与气动》必做作业参考答案作业一： 1.液压与气压传动系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？ 答：(1）液压与气压传动系统均由以下五个部分组成:能源装置；执行装置;控制调节装置；辅助装置；工作介质。 （2）能源装置的作用是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的装置；执行装置的作用是将液体或气体的压力能转换成机械能的装置；控制调节装置的作用是对系统中流体的压力、流量、流动方向进行控制和调节的装置;辅助装置是指除上述三个组成部分以外的其他装置。分别起散热、贮油、过滤、输油、连接、测量压力和测量流量等作用,是液压系统不可缺少的组成部分;工作介质的作用是进行能量的传递。 2.液压传动的优缺点有哪些? 答:(１）液压传动与其它传动相比有以下主要优点: ①液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。 ②液压传动能很方便地实现无级调速,调速范围大，且可在系统运行过程中调速。 ③在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接,其布局、安装有很大的灵活性,可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。 ④液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其反应速度快,故可实现频繁换向。 ⑤操作简单,调整控制方便,易于实现自动化。特别是和机、电联合使用,能方便地实现复杂的自动工作循环。 ⑥液压系统便于实现过载保护,使用安全、可靠。由于各液压元件中的运动件均在油液中工作,能自行润滑,故元件的使用寿命长。 ⑦液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造、维修和推广使用。 （2）液压传动与其它传动相比,具有以下缺点： ①油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性,故无法保证严格的传动比。 ②对油温的变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度条件下工作。 ③能量损失(泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等)较大,传动效率较低,也不适宜作远距离传动。 ④系统出现故障时,不易查找原因。 3.气压传动的优缺点有哪些? 答：（1）气压传动与其它传动相比,具有如下优点： ①工作介质是空气,来源于大自然空气,取之不尽，用之不竭,使用后直接排入大气而无污染,不需要设 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 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㎏/m3，试求容器内的真空度。 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：已知： 则泵的输出功率： 驱动泵的电动机功率： 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： 3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=100×10-4m 2，有杆腔的面 积A 2=80×10-4m 2，缸1的输入压力p 1=0.9MPa ，输入流量q=12 L/min ，不计摩擦损失和泄漏， 求： （1） 两缸承受相同负载（F 1=F 2）时，该负载的数值及两缸的运动速度； （2） 缸2的输入压力是缸1的一半（P 2=P 1/2）时，两缸各能承受多少负载？ （3） 缸1不承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？ 解： （1） 3P Θ为大气压 30P ∴≈ （2） (3) 因为 022111=-=A P A P F 所以 ()MPa A A P P 125.110 8010100109.044 62112=????==-- 4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A 1=100×10-4m 2，缸I 负载F=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 。求在下列三中情况下，A 、B 、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1活塞移动时及活塞运动到终点时； （3）1YA 断电，2Y A 通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块 解：(1) （2）I 移动： I 到达终端： MPa p p B A 4== （3）Ⅱ移动：MPa p p p c B A 0=== Ⅱ碰到固定挡块时： MPa p p B A 4== 4-8.液压缸的活塞面积为A=100×10-4m 2，负载在 500～40000N 的范围内变化，为使负载变化时活塞运动速 度稳定，在液压缸进口处使用一个调速阀，若将泵的工作 P 3 液压气动技术作业1 （参考答案） 第1章 一、填空题 1．液压传动系统和气压传动系统主要由____动力____元件、____执行____元件、____控制____元件和辅助元件组成。 2．液压系统中的压力取决于________，而输入的流量决定执行元件的____________，压力与流量的乘积就是液压系统的________。负载 速度、功率 二、判断题 1．液压传动不易获得很大的力和转矩。（ × ） 2．气压传动传动平稳，可以传递很大的力和转矩。（ × ） 三、单选题 1．液压系统的工作压力取决于___ C ___。 A ．泵的额定压力 B. 溢流阀的调定压力 C ．负载 第2章 一、填空题 1．动力粘度是液体在单位速度梯度下流动时，液体层间单位面积上的____内摩擦力_____；而运动粘度是液体的动力粘度与同温度下液体的______密度___之比。 2．gh p p ρ+=0是液体___静力学______基本方程，当p 0为大气压时，gh ρ称为 _____液体自重_____压力，p 称为 ____静止液体任一点______压力。 3．液体的流动状态有两种即：__________和__________。层流紊流 4．实验证明，液体在管中的流动状态不仅与管内液体的__________有关，还与管道__________及液体的__________粘度有关，而以上述三个因数所组成的一个无量纲数就是雷诺数。平均流速直径运动 5．液体在管道中流动时的压力损失可分为________压力损失和________压力损失两种。局部沿程 6．缝隙流动有两种情况：一种是内缝隙两端的压差引起的流动，为________；另一种是形成缝隙的两壁面作相对运动所产生的流动，为________。压差流剪切流 二、判断题 1．液体的体积模量越大，表明该液体抗压缩的能力越强。（）√ 2．静止液体不呈粘性，液体只有在流动或具有流动趋势时才显示粘性。（）√ 3．动力粘度无物理意义，但却在工程计算时经常使用。（）× 4．一台工程机械，在高温下工作，应当选用粘度较高的液压油。（）√ 5．一般情况下，压力对液压油粘度的影响不大，特别当压力较低时，可不考虑。但是在高压时对粘度的影响明显。（）√ 6．重力作用下的静止液体的等压面是水平面。（）√ 7．液体真空度的数值接近于一个大气压时，液体的绝对压力接近于零。（）√ 8．连续性方程表明恒定流动中，液体的平均流速与流通圆管的直径大小成反比。（）× 9．流经薄壁小孔的流量与液体的密度和粘度有关。（）× 10．气穴现象多发生在阀口和液压泵的出口处。（）× 三、单选题 1．在液压传动中，工作液体不起______的作用。A A．升温B．传递动力C．传递速度D．润滑液压元件2．我国采用40℃时液压油的______值为其粘度等级符号。B 第四章液压控制与辅助元件思考与练习题解 4-1 简述液压控制阀的作用和类型。 液压控制阀，简称为液压阀，它是液压系统中的控制元件，其作用是控制和调节液压系统中液压油的流动方向、压力的高低和流量的大小，以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求。 液压阀的类型如表4-1所示。 表4-1 液压阀的类型 单向阀可分普通单向阀和液控单向阀两种。 1．普通单向阀的作用、组成和工作原理 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流，故又称为止回阀。 如图4-1所示为普通单向阀的外形图，图4-2所示为其结构和图形符号图，这种阀由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。当压力油从阀体左端的通口P1流入时，油液在阀芯的左端上产生的压力克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b，从阀体右端的通口P2流出。当压力油从阀体右端的通口P2流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。 (a)结构图(b)图形符号图 1—阀体；2—阀芯；3—弹簧 图4-2 普通单向阀 2．液控单向阀的作用、组成和工作原理 液控单向阀可使油液在两个方向自由通流，可用作二通开关阀，也可用作保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。 (a)结构图(b)图形符号图 1—控制活塞；2—顶杆；3—阀芯 图4-3 液控单向阀 如图4-3所示为液控单向阀的结构和图形符号图，这种阀由控制活塞1、顶杆2、阀芯3和弹簧等组成。当控制口K处无控制压力油通入时，它的工作原理和普通单向阀一样，压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油通入时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口（图中未画出），活塞1右移，推动顶杆2克服弹簧的压力，顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。 液控单向阀具有良好的单向密封性，常用于执行元件需要长时间保压、锁紧的回路中。 4-3 简述三位四通电液换向阀的作用、组成和工作原理。 电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组成的复合阀。电磁换向阀为先导阀，它用来改变控制油路的方向；液动换向阀为主阀，它用来改变主油路的方向。这种阀的优点是用反应灵敏的小规格电磁阀方便地控制大流量的液动阀换向。 如图4-12所示为三位四通电液换向阀的结构和图形符号图，当电磁换向阀的两个电磁铁均不通电时，电磁换向阀阀芯4在其对中弹簧作用下处于中位，此时来自液动换向阀P 口或外接油口的控制压力油均不进入主阀芯的左、右两油腔，液动换向阀芯左右两腔的油液通过先导电磁换向阀中间位置的A′、B′两油口与先导电磁阀T′口相通，再从液动换向阀的T 口或外接油口流回油箱。液动换向阀阀芯在两端对中弹簧的预压力的推动下，依靠阀体定位，准确地回到中位，此时主阀的P、A、B和T油口均不通；当先导电磁换向阀左边的电磁铁3通电后，使其阀芯向右边位置移动，来自液动换向阀P口或外接油口的控制压力油可经先导电磁换向阀的A′口和左单向阀进入液动换向阀左端油腔，并推动主阀阀芯向右移动，这机械设计手册(第五版)目录(共5卷)_9页
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