《液压和气压传动》(第二版)课后习题答案解析

第一章

1-1 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： ''3343049.9105010110V V V m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯

64

3

070010110 1.45010

k V p 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：外筒内壁液体粘度：

()()0

2

4222/2

/2

408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512

p

f

D d a n D m s

T T N m A DA D l d dy d dy

dy d D d P S

u

F μπτπμτμτμμτμμ

τμμ-==⨯⨯=⨯⨯=

====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰

⎰

1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长

度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？

解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有

F=F f ＝μA(du /dy)

其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L

又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2}

所以

F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N

1-5 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

1-7液压缸直径D=150mm ，柱塞直径d=100mm ，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N 的 力，不计油液的重量，求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少？

解 :

00224 6.34 6.3aa a a bb b p p gh p F F a p p Mp A d

F F b p p Mp A D

ρππ=+≈======

==缸缸缸图中图中 1-8图示容器A 中的液体的密度ρA ＝900Kg/m3,B 中液体的密度为ρB ＝1200 Kg/m3， 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解决：

P A +ρA g Z A ＝ρB g Z B + ρ水银g h + P B

所以ΔP AB ＝P A -P B ＝ρB g Z B + ρ水银g h -ρA g Z A 因为76厘米高水银柱为P 0

则60毫米高水银柱形成的压力P ＝(60/760) × P 0 所以（取g=10 P 0＝105Pa ）

ΔP AB ＝1200×10×180×10－3＋60/760×105－900×10×200×10－3

＝2160＋7.89×103－1800＝8250 Pa

1-9 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） 解：取Ｂ面为基面，据图示两截面列出的能量方程：

22

112222p V p V g g g g

ρρ+=+ 由于１截面与大气接触，则 1a p p = 2a p p g h

ρ

=+ 且有连续方程：1122V A V A q ==

30.326/q m s ∴=

=

=

则２处的表压力即 '3211010100.1a p p p gH Mpa ρ=-==⨯⨯⨯= 1-11有一液压缸，流量为25L/min ，吸油管直径25mm ，泵的吸油口比油箱液面

高出400mm 。如只考虑吸油管中的沿程压力损失，油液的运动粘度为 30⨯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截面建立实际能量方程：

22

112212112211223352,)22/,/0.326/101010100.1a a p v p v h p p p p gh g g g g v A v A q v q A v q A q m s

P gh Mpa

ρρρρ+=++==+====∴=

=

=∆==⨯⨯==其中（又故

1-12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ν=34

×10－6m 2/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 ＝0.0178MPa 。如希望泵入口处的真空度P b 不大于0.04 MPa ，求泵的吸油高度h （液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计）

解：以油池液面为基准，定为1－1截面，泵吸油处为2－2截面泵吸油口液体流速：

V 2 =4 q/лd 2=4×150×10－3/(л×602×10－6) =53.1m/min=0.89m/s

Re= V 2d/ν=0.89×60×10－3/(34×10－6)=1570.6<2320

故油在管中为层流流动。 λ＝75/R e l=h

所以 沿程压力损失为ΔP λ＝λ×(l/d)× ρ×V 22/2

＝(75/1570.6)×(h/0.6)×(900×0.892/2) ＝28.4h

局部压力损失为ΔP ξ=ξ×ρ×V 22/2=0.2×900×0.892/2=71.3Pa 所以 所有压力损失为ΔP ＝ΔP λ +ΔP ξ+ ΔP 口 所以P b = P a －P 泵 =ρgh +ρV 22 /2+ ΔP ≤0.04 MPa 带入数字 解得H ≤2.36m

1-13 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：设导板对射流的作用力为F ，，由动量方程得：

21()F g v v ρ=-

其中，1,2v v v 大小均为，方向相差90度，由图示

1v = 方向与1v 成135度.

22221()100020 3.140.0544402

d

F v N ρπ===⨯⨯⨯=

其方向与水平方向1v 成135度

1-15有 一管径不等的串联管道，大管内径为20mm ，小管内径为10mm,流过粘度

为30⨯310pa s -⋅的液体，流量为q=20L/min ，液体的密度ρ=900kg/3m ,问液流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。 解：

2

321

3

113

2

322

3

223

1102060 1.06/1(2010)4

1.0620106363010/900

1102060 4.24/1(1010)4

4.24101013010/900

q m s

A V d q m s

A V d πνπν--------⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯1e12e2大管径： 平均流速：V 雷诺数： R 小管径： 平均流速：V 雷诺数：R 272 1-16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：

ΔP λ＝λ×(l/d)× ρ×v /2 其中λ＝75/ R e R e ＝vd/ν

＝75ρνl v/ 2d 2

=75×900×40×10－6×5×3/（2×10×10－3×10×10－3）

=0.2025 MPa

所以P 2＝P 1－ΔP λ＝4－0.2025＝3.80MPa

1-17 试求如图所示两并联管的流量各为多少？已知总流量

q=25L/min,121250,100,30,50d mm d mm l mm l mm ====,假设沿程压力损失系数120.04,0.03,λλ==则并联管路中的总压力损失等于多少？

解：设两并联管中的流量是1q ，2q ，，则有

12q q q =+，

由于两管并联，即有两管管端的压力差相等，即两管的压力损失相等 则：12p p λλ∆=∆

22

112212

12

22l v l v d d ρρλλ⇒= 22

1230500.040.03

2502100

v v ⨯=⨯⨯22122415v v ⇒=

2111

1122222210.24q Av d v q A v d v ∴==== 1212 4.2/min,20.8/min q q q q L q L =+⇒==

31123

1 4.260/1000

0.128/150104

q v m s A π-⨯∴=

==⨯⨯ 2

113

300.0419.650210

v p pa λρ-∆=⨯=⨯⨯ 12p p p λλ∆=∆=∆=19.6pa

1-19圆柱形滑阀如图所示：已知阀芯直径d=2cm ，进口液压1p =9.8pa,出口液

压20.9p Mpa =油液的密度3900/,kg m ρ=通过阀口时的流量系数

0.65,d C =阀口开度x=0.2cm,求流过阀口的流量。

解：当阀的开口较小时，可看作薄壁小孔，阀口的流量截面积: 0A dx π= 流过阀口的流量：

230.652100.2100.0115/d d q C A C m s

ππ--===⨯⨯⨯⨯⨯=1-20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，油液的运动粘度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

所以有q 0=лdh 3Δp/12μl+лdhu 0/2

其中 h=(D-d)/2=0.05×10－3m

q 0=u 0A=u 0лd 2/4 Δp=4F/（лd 2） u 0=0.1/t

有0.1лd 2 /(4t)＝(4F лd h 3/12μl лd 2)＋(0.1лdh/2 t) 分别带入数字， 则有t=20.8s

1-21 在一直径D=25mm 的液压缸中放置着一个具有4条矩形截面()a b ⨯槽的活塞，液压缸左腔表压为0.2p M p a

=，右腔直接回油箱，设油的粘度33010,

p a s μ-=⨯⋅进口处压力损失可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿四条槽泄露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是2,1,120a mm b mm l mm ===。

解：由题意得，四条槽可以看作四个细长孔。 水力直径 2221

1.3321

H ab d mm a b ⨯⨯=

==++ 则所求的流量：

4346

333

44(1.3310)0.2100.01710/12812830100.12

H d q p m s l ππμ---⨯⨯⨯⨯=∆==⨯⨯⨯⨯ 1-23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 ς=，钢的弹性模量5E=2.210⨯ 解：压力冲击波的传播速度C ：

1148.04/2240.0071148.04

d c C m s l t s

c ===⨯=== （1） 阀瞬间关闭，属于直接冲击：

max 0 5.177017p cv Mpa

p p p Mpa

ρ∆===+∆=

（2） t=0.02>c t 属于间接冲击

max max

0max 1.813.81c

t p cv Mpa

t

p p p Mpa

ρ∆===+∆= （3） t=0.05>c t ,属于间接冲击

max max 0max 0.72 2.72p Mpa

p p p Mpa

∆==+∆=

第二章

2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工

况下液压泵出口处的工作压力值。

解：a)0p = b)0p = c)p p =∆

d)F

p A

=

e)2m m T p V π=

2-2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。溢流阀的调整压力是

P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？

答：当阀A 流通截面小于某一值时，P 维持P y ，B 打开。 阀A 流通截面继续增大，增大到最大值时，P=0,B 不打开。

2-3试分析影响液压泵容积效率v η的因素。 答：容积效率表征容积容积损失的大小。 由1v t t

q q

q q η∆=

=- 可知：泄露量q ∆越大，容积效率越小 而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有

111v t n

k k p

q v η=

=- 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵

排

量越小，转速越底，那么容积效率就越小。

2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为η

m

＝0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min，压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求：

①泵的容积效率；

②如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？

③上述两种转速下泵的驱动功率。

解：①通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q

t

＝106 L/min

由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则

η

v

＝100.7 /106=0.95=95%

②泄漏流量Δq只于压力有关,由于压力没变所以则有

q

t /

=qn

/

/n=100.7×500/1450=34.7 L/min

③当n=1450r/min时,

P=pq/(η

v η

m

)=25×105×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）=4.91kw

当n=500r/min时,

P=pq/(η

v η

m

)=25×105×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）=1.69kw

2-4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)驱动泵的转速。

解：① q

t ＝V

p

n=168×950=159.6 L/min

②η

v =q/q

t

=150/159.6=93.98%

③η

m

=η/ηv =0.87/0.9398=92.57%

④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=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） =852.1N.m

2-6 分析双作用叶片泵配油盘的压油窗口端开三角须槽，为什么能降低压力脉动

和噪声？

答：液压泵在工作过程中，由于西油容积突然和压油腔接通，或压油容积突然和

吸油腔接通时，会产生流量和压力突变而产生噪声。泵的流量脉动引起压力脉动。在压油窗口端开三角须槽，油液留经压油窗口的三角须槽到压油口，从而消除泵内液压急剧变化，降低压力脉动和噪声。

2-7双作用叶片泵两叶片之间夹角为,配油盘上封油区夹角为ε，定子区表面曲

线圆弧段的夹角为β，它们之间应满足怎样的关系？为什么？ 答：为了保证配油盘的吸、压油窗口在工作中能隔开，必须ε≥2л/Z ； 为了防止产生困油、气穴现象，必须β≥ε。

2-8 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：AB 段是泵的不变量段，这由于s F F >，max e 是常数，压力增加时，泄漏量增加，实际输出量略有减少，BC 段，泵的实际输出流量随着工作压力增加而减少。调节流量调节螺钉b ，可改

变泵的最大流量。AB 段曲线上下平移；变更刚 度不同的弹簧，则可以改变BC 段的斜率，弹簧越软，BC 段越陡，调节弹簧预压量X ，便可改变c p 和max p 的值，工作压力0/c p ksx Ax =，BC 段左右平移。

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= 24

q q

V A d π== 受压，液压缸右移

对于图c 24F pd π= 24q q

V A d π== 受压，液压缸右移

3-2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 F 1＝P 1 A 1－P 2 A 2 F 2＝P 2 A 1 因为F 1＝F 2

所以P 1 A 1－P 2 A 2＝P 2 A 1

0.9×106×100×10-4－P 2×80×10-4= P 2×100×10-4 P 2=0.5×106Pa

则有F 1＝F 2= P 2 A 1=0.5×106×100×10-4=5000N V 1＝q 1/ A 1=12×10－3/（100×10-4）=1.2m/min 因为 V 1 A 2= V 2 A 1

所以 V 2＝V 1 A 2/ A 1=0.96m/min ② F 1＝P 1 A 1－P 2 A 2=0

所以 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 F 2= P 2 A 1=0 所以 P 2＝0

所以 F 1＝P 1 A 1＝0.9×106×100×10-4＝9000 N

3-3图示液压缸，输入压力为1p ，活塞直径为D ，柱塞直径为d ，求输出压力2p ，

为多少？

解：由受力可知：

1122

22122

2111

44

()p A p A p D p D D

p p d

ππ==∴=即 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： ①液压缸能产生最大推力；

②差动快进时管内允许流速为4m/s ，进油管径应选多大？ 解：① 因为 F= P 1（A 1－A 2）ηm 所以 F max ＝P 1×（A 1－A 2）×1

＝2×106

×（100－40）×10-4

×1

＝1.2×10-4N=12kN

② V =q/（A 1－A 2）=40×10-3/(60×60×10-4）＝1/9 m/s V A 1= V 管A 管

所以A 管＝(1/9)×100×10-4/4＝лd 2/4 有 d=18.8mm 应取20mm

3-5图示一个与工作台相连的柱塞缸，工作台质量980Kg ，缸筒柱塞间摩擦阻力

F f ＝1960N ，D=100mm,d ＝70mm ，d 0＝30mm ，试求：工作台在0.2时间内从静止加速到最大稳定速度v ＝7m/min 时，泵的供油压力和流量各为多少？

解： 根据动量定理，Ft=mv 2-mv 1

所以F 总=m(v 2-v 1)/t=980×7/(0.2×60)=571.67N 工作台开始上升时 F-G-F f =F 总

则F=F 总+G+ F f =571.67+980×10+1960=12331.67N

又根据柱塞缸推力公式 可得F=p лd 02ηm /4, ηm =1注意 此处应取d 0＝30mm

p=4F/лd 02=4×12331.67/[3.14×(30×10-3)2]=17.45Mp a 又根据柱塞缸速度公式v=4q ηv /лd 02 ,ηv =1 可得 q=лd 02v/4=3.14×(30×10-3)2×7×103/4=4.95L/min

3-6一单杆油压快进时采用差动连接，快退时油压输入缸的有杆腔，设缸的快

进快退速度均为0.1m/s,工作时杆受压，推力为25000N 。已知输入流量q=25L/min,背压20.2p Mpa =， 试求：（1）缸和活塞直径D ，d;

(2)缸筒壁厚，缸桶材料为45号钢 解：（1）由324v

q

V d

ηπ=

其中1v η≈

'73d mm ===

取d=75mm

因为快进快退得速度相同，所以

'103=mm,取D=105mm （2）45号钢600,[]600/5120b Mpa Mpa σσ=== 设此时为薄壁

1.53105

22[]2120

2.5

y p D

mm

ςσς⨯⨯≥

=

=⨯= 取 其中y p 的值，查表8-7可取为3Mpa

3-7图为定量泵和定量马达系统。泵输出压力P p ＝10 Mp a ，排量V p ＝10 mL/r ，转

速n p ＝1450r/min ，机械效率ηmp ＝0.9，容积效率ηvp ＝0.9，马达排量Vm ＝10 mL/r ，机械效率ηmm ＝0.9，容积效率ηvm ＝0.9，泵出口和马达进口间管道压力损失0.2MPa ，其它损失不计，试 求： ①泵的驱动功率； ②泵的输出功率；

③马达输出转速、转矩和功率。

解： ①P 驱=p p v p n P /ηmp

=10×106×10×10-6×1450/(60×0.9) =2.69Kw

②P 出=pvn ηvp =10×106×10×10-6×1450×0.9/60

=2.18Kw

③泵的输出等于马达的输入量

V m n m /ηvm =v P n P ηvp 所以n m = v P n P ηvp ηvm / V m

=10×10-6×1450×0.9×0.9/(10×10-6) =1174.5r/min

马达的输出功率

P=pvn ηvm =（10－0.2）×106×10×10-6×(1174.5/60)×0.9=1.73KW 马达的转矩

T=p/2πn=1730/(2×3.14×(1174.5/60))=14.03N.m

3-8 图示系统，泵和马达的参数如下：泵的最大排量max 115/p V mL r =，转速

1000/min p n r =，机械效率0.9mp η=，总效率0.84p η=；马达排量max 148/p V mL r =，机械效率0.9mm η=，总效率0.84p η=，回路最大允许压

力r p =8.3Mpa ，若不计管道损失，试求：

1）马达最大转速及该转速下的的输出功率和输出转矩。 2）驱动泵所需的转矩。

解：泵的流出流量等于流入马达的流量 p m q q = 即有 max m M

p p vp vm

n V n V q η=

max 0.840.84

10001150.90.9676.9/148

p p vp vm

m m

n V n r min V ηη⨯⨯⨯

=

=

=

输出转矩 66118.310148100.917622r m mm T p V N m ηππ

-==⨯⨯⨯⨯⨯=⋅ 输出功率 0676.9

2217612.560m p n T kw ππ==⨯⨯=

驱动泵所需的转矩max max

168.822P r P mp mp

pV p V T N m πηπη∆=

==⋅

3-9 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力y p =0.4Mpa ，泵的

最大排量max 100/p V mL r =，转速1000/min p n r =，容积效率0.9vp η=，

机械效率0.85mp η=。马达相应参数为50/mm V mL r =，，0.9

5vm η=，

0.9mm η=。不计管道损失，当马达的输出转矩为40m T N m =⋅，转速为

160/min m n r =时，求变量泵的排量，工作压力和输入功率。

解：泵的流出流量等与流入马达的流量 p m q q =

0.90.9510050609.36/p p V V mL r ⇒⨯⨯=⨯⇒=

由马达的输出转矩 1

2m m m T pV ηπ

=

∆ 6

2240

5.5850100.9

m m m T p Mpa V ππη-⨯⇒∆=

==⨯⨯ 5.98y p p p Mpa =+∆=

由p Vp p p

q n V η=

得 10009.36

173/600.9

p p

p Vp

n V q ml s η⨯=

=

=⨯

功率 6617310 5.9810 1.03p p p P p q kw -==⨯⨯⨯=

第四章

4-1 图4 -115 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，将T 通路与B 通路接成共路

作二位二通，将B 通路与A 通路接通，且将A 通路与T 通路接通

4-4图4-116所示系统中溢流阀的调整压力分别为p

A =3MPa,p

B

=1.4MPa,p

C

=2MPa。

试求当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力为多少？如将溢流阀B的遥控口堵住，泵的出口压力为多少？

答：系统负载无穷大即系统超载，此时溢流阀对系统

起保护作用。A支路的调整压力为3MPa，当C控制B

的遥控口时，BC支路的最大稳定压力为C的调整压力，

即2MPa。系统的稳定压力为较小值，即2MPa，所以此

时泵的出口压力P=2 MPa。

若溢流阀B的遥控口堵住，此时BC支路的调整压力为

两者调整压力之和即 3.4 MPa。A支路的调整压力为

3MPa。同样保持较小值，此时，由A起安全阀作用，

使系统的出口压力维持在3 Mpa，即泵的出口压力P=3

Mpa。

4-5图4-117所示两系统中溢流阀的调整压力分别为p

A =4MPa, p

B

=3MPa, p

C

=2MPa。

当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力各为多少？对图a的系统，请说明溢流量是如何分配的？

解：对（a）系统：A中K口接到B

阀上，B中K口接到C阀上，则B

的溢流压力由C来决定，A的溢流

压力由B决定，所以系统出口压力

保持在C的溢流压力即调整压力为

2 Mpa

对（b）系统：B中K口接油箱，此时B的调整压力为0 Mpa。系统出口压力应等于三个溢流阀的调整压力之和，即4＋0＋2＝6 Mpa。

对图a的系统，溢流量分配应是q

A =全部；q

B

=0;q

C

=0.

4-6 图4-118所示溢流阀的调定压力为4Mpa，若不计先导油流经主阀心阻尼小孔时的压力损失，试判断下列情况下的压力表读数：

1）YA 断电，且负载为无穷大 2）YA 断电，且负载为2 Mpa 3)YA 断电，且负载压力为2Mpa

解：1）YA 断电，电磁阀处于关闭状态，

因为负载为无穷大，溢流阀溢流，其两端的压力为4Mpa,即压力表读数为4Mpa.

2)YA 断电，电磁阀关闭，负载只有2Mpa,没有达到调定压力，故溢流阀不溢流，压力表读数为2Mpa

3)YA 通电，电磁阀打开，产生的吸力和阀的输出压力及弹簧力平衡，故压力表读数为0Mpa.

4-8图4-120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）泵的出口压力等于溢流阀调定压力时，夹缸使工件夹紧，由于减压阀基本可维持出口压力恒定， 2.5A p Mpa =，等于减压阀调定压力，同样单向阀后的c p =2.5Mpa ，阀口处于关小状态。 2）当降到1.5Mpa 时，即 1.5A B p p Mpa ==，阀

口处于开大状态，C p 由于原工件的夹紧状态未变，则 2.5c p Mpa = 3）如夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时C 处压力为0，0,0A B p p ==，阀

口不工作。

4-9 图4- 121所示回路，溢流阀的调定压力为5Mpa ，减压阀的调定压力为

1.5Mpa ，活塞运动时负载压力为1Mpa ，其它损失不计，试求： 1）活塞在运动期间和碰到死档板后A.B 处压力；

2）如果减压阀的外泄油口堵死，活塞碰到死档板后A.B 处压力。

答：1）活塞在运动中有1A p Mpa =，减压阀不工作1B p Mpa =，碰到挡铁后，减压阀相当于外负荷无穷大，B 处压力为5Mpa

2）减压阀外泄油口堵住后，阀口无法移动 ，不起减压作用，5A B p p Mpa ==，溢流阀相当于接

近无穷大负载。

4-10 图4-122所示的减压回路，一只液压缸无杆腔，有杆腔的面积分别为

100cm 2,50cm 2,最大负载F 1=14000N,F 2=4250N,背压p=0.15MPa, 节流阀2的压差Δp=0.2MPa,求：

1）A,B,C 各点压力（忽略管路阻力）； 2）泵和阀1，2，3应选多大的额定压力？

解：1）由上面的缸的活塞杆力的平衡，可有 P c =F/A 1=14000/(100×10-4)=1.4 MPa

A 处压力与C 处压力相差节流阀2的压差，可有 P A = P c +0.2 MPa =1.6 MPa

由下面的缸的活塞杆力的平衡，可有

P B A 1 =F 2 + P A 2

所以 P B = （F 2 + P A 2）/ A 1

=4250+50×10－4×0.15×106/100×10－4

＝0.5MPa

2）为了回路能符合要求，并保证安全，泵和阀1，2，3应选为2.5 MPa 额定压

力。

《液压传动》第2版_课后思考题和习题解答

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。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低。 （3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作。 （4）液压传动在出现故障时不易找出原因。

《液压与气压传动》(第二版)课后知识题目解析

第一章 1-1 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： ''3343049.9105010110V V V m ---?=-=?-?=-? 643070010110 1.45010 k V p 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：外筒内壁液体粘度： ()()0 2 4222/2 /20408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2 /2/24100.050.0490.0512.512 p f D d a n D m s T T N m A DA D l d dy d dy dy d D d P S u F μπτπμτμτμμτμμτμμ-==??=??=====???=?===-?-∴===??? 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长 度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的 粘性有 F=F f ＝μA(du /dy)

其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L 又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 所以 F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N 1-5 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 1-7液压缸直径D=150mm ，柱塞直径d=100mm ，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N 的 力，不计油液的重量，求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少？ 解 : 00 224 6.34 6.3aa a a bb b p p gh p F F a p p Mp A d F F b p p Mp A D ρππ=+≈== ======缸缸缸图中图中 1-8图示容器A 中的液体的密度ρA ＝900Kg/m3,B 中液体的密度为ρB ＝1200 Kg/m3， 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。

《液压与气压传动》姜继海_宋锦春_高常识-第1-7章课后答案

《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案 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 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。 1.3 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。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格 的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率

液压与气压传动课后第三、四、六章习题答案

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=，转速n=30r/min 。设液压马达排量V=r ，容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，求所需要的流量和压力各为多少？ 解： π 2pV T t = t M Mm T T = η 6 10*5.12*9.0*2*5.522-== π ηπV T p Mm M = 60 *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 =，机械效率ηMm =，液压马达回油腔背压，求马达的输出转矩与转速。 解：=-==-πη294 .0*10*70*10*)2.010(*66Mm t M T T ====--6 310 *70*6092.0*10*100V q V q n Mv M t η 某液压马达排量V=40cm 3 /r ，当马达在p=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，求马达的容积效 率、机械效率和总效率。 解：==== -π πη2/10*40*10*3.65 .372/66pV T T T M t M Mm ====--3 610*5.371450*10*40M M t Mv q Vn q q η 3-4 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2 1212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa 速度：v1=q/A1=s 1221A v A v = V2= m/s 3-5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=，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。其余用公式表示） 解：设作用面积，无杆腔A1=*10-3m 2 ,有杆腔A2=4*10-3m 2，活塞杆面积A=*10-3m 2 （1）方向向左 == 1 A q v s =-=2211A p A p F (2)方向向左

《液压和气压传动》(第二版)课后习题答案解析

第一章 1-1 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： ''3343049.9105010110V V V m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯ 64 3 070010110 1.45010 k V p 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：外筒内壁液体粘度： ()()0 2 4222/2 /2 408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512 p f D d a n D m s T T N m A DA D l d dy d dy dy d D d P S u F μπτπμτμτμμτμμ τμμ-==⨯⨯=⨯⨯= ====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰ ⎰ 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长 度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 F=F f ＝μA(du /dy) 其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L 又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2}

所以 F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N 1-5 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 1-7液压缸直径D=150mm ，柱塞直径d=100mm ，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N 的 力，不计油液的重量，求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少？ 解 : 00224 6.34 6.3aa a a bb b p p gh p F F a p p Mp A d F F b p p Mp A D ρππ=+≈====== ==缸缸缸图中图中 1-8图示容器A 中的液体的密度ρA ＝900Kg/m3,B 中液体的密度为ρB ＝1200 Kg/m3， 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解决： P A +ρA g Z A ＝ρB g Z B + ρ水银g h + P B 所以ΔP AB ＝P A -P B ＝ρB g Z B + ρ水银g h -ρA g Z A 因为76厘米高水银柱为P 0 则60毫米高水银柱形成的压力P ＝(60/760) × P 0 所以（取g=10 P 0＝105Pa ）

《液压与气动技术：第二版》课后习题答案

项目一 YCS-A实验工作台的组装与调试 任务一认识液压传动系统 1.什么是液压传动？什么是液压传动的基本原理？ 液。举升缸用以带动负载，使之获得所需要的运动。从分析液压千斤顶的工作过程可知，液压传动是以密封容腔中的液体作为工作介质，利用密封容积变化过程中的液体压力能来实现动力和运动传递的一种能量转换装置。 2.与其他传动方式相比，液压传动有哪些主要优点和缺点？ 液压传动的优点 与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点。 （1）在传递同等功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑。据统计，液压马达的重量只有同功率电动机重量的 10%～20%，而且液压元件可在很高的压力下工作，因此液压传动能够传递较大的力或力矩。 （2）液压装置由于重量轻、惯性小、工作平稳、换向冲击小，易实现快速启动，制动和换向频率高。对于回转运动每分钟可达 500 次，直线往复运动每分钟可达 400～1000 次。这是其他传动控制方式无法比拟的。 （3）液压传动装置易实现过载保护，安全性好，不会有过负载的危险。 （4）液压传动装置能在运动过程中实现无级调速，调速范围大（可达范围1∶2000）速度调整容易，而且调速性能好。 （5）液压传动装置调节简单、操纵方便，易于自动化，如与电气控制相配合，可方便的实现复杂的程序动作和远程控制。 （6）工作介质采用油液，元件能自行润滑，故使用寿命较长。 （7）元件已标准化，系列化和通用化。便于设计、制造、维修、推广使用。 （8）液压装置比机械装置更容易实现直线运动。 液压传动的缺点 （1）由于接管不良等原因造成液压油外泄，它除了会污染工作场所外，还有引起火灾的危 险。 （2）液压系统大量使用各式控制阀、接头及管子，为了防止泄漏损耗，元件的加工精度要

(完整版)液压与气压传动课后习题答案

《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？

液压与气压传动的课后习题答案

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

液压与气压传动课后习题答案

液压与气压传动课后习题答案 一、选择题 1. C 2. D 3. B 4. A 5. D 6. A 7. C 8. B 9. A 10. C 二、判断题 1.错误。液压传动的优点之一就是能够够长距离输送动力。 2.正确。液压传动中通常使用液压油作为介质。 3.错误。压力表用于测量液压系统中液压油的压力。 4.错误。压力释放阀用于释放液压系统中的压力，以保证系统安全。 5.正确。气压传动比液压传动更加安全，因为气体压缩性好，能够缓冲系统的冲击。 6.正确。气压缸通常使用压缩空气作为驱动力，能够实现线性运动。 7.错误。液压固定比经济性高，但是其具有精度高、承载力大等特点。 8.错误。在液压传动中，柱塞泵通常被用于变流量系统中。 9.正确。液压调速器能够实现液压系统的速度调节。 10.错误。气泵通常被用于气压系统中，而不是液压系统中。 三、填空题 1.液压或气压元器件 2.活塞杆 3.大口径 4.化学稳定性，抗氧化，抗腐蚀 5.叶片泵 6.液压缸、气压缸 7.减压阀、遮断阀、调速阀、方向控制阀 8.拉力计、压力表 9.真空泵

10.潜油泵 四、简答题 1.液压传动的原理及应用场景 液压传动的原理是通过液压油在管路中的循环流动和压力传递来实现机械动作。液压传动的应用场景非常广泛，例如起重机械、冶金设备、矿山机械等，都采用了液压传动技术。 2.气压传动的优点和缺点 气压传动的优点包括体积小、质量轻、使用成本低、布置方便等，能够实现运 动的平滑和节约能源。缺点则包括精度低、工作噪声大、工作寿命短等。 3.液压缸的结构及其特点 液压缸是液压传动元器件中的一种，其主要结构包括缸体、活塞、密封件等。 液压缸的特点有承载力大、运动平稳、工作精度高、使用寿命长等。 4.气压缸的结构及其特点 气压缸采用压缩空气作为动力，能够实现线性运动，其结构包括缸体、活塞、 密封件等。气压缸的特点主要包括启动时间短、动作速度快、可靠性高等。 5.液压泵的种类及其应用 液压泵根据不同的工作方式可以被分为容积泵和速度泵。容积泵主要包括齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等，应用于机床、起重设备、采煤机等领域。速度泵则包括离心泵、轴向柱塞泵等，应用于矿井水泵、冷却循环、离心式压缩机等领域。 以上就是本题的答案，希望能够对大家的学习提供帮助。

《液压与气压传动》课后习题答案

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 MPa V V K p k p 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 g d 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=0.784×10-3 p 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 /101503 3=⨯⨯==--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 。用此泵带动一排量为80ml/r 的液压马达，当负载转矩为120N ·m 时，液压马达的机械效率为0.94，其转速为1100r/min ，试求此时液压马达的容积效率为多少？ 解：马达在上述工况下的负载压力 此时泵的工况为：p P =10MPa q p =94 L/min 所以： 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 为大气压 03=∴P （2） (3) 因为 022111=-=A P A P F

《液压与气压传动复习题及部分答案》

12级机械、数控专业《液压与气压传动》 复习题及部分参考答案(第2版) 一、单项选择题1．在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为（ C） A、层流 B、液压冲击 C、空穴现象 D、紊流 2．液压传动中的工作压力取决于（ A） A、外负载 B、流量 C、速度 D、流量和速度 3．将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是（ A ） A、液压泵 B、液压马达 C、液压缸 D、控制阀 4．液压泵输出油液的多少，主要取决于（ C ） A、额定压力 B、负载 C、密封工作腔容积大小变化 D、电机功率 5．中位机能型的换向阀在中位时可实现系统卸荷的是（ A ） A、M B、P C、O D、Y 6．常用的电磁换向阀是控制油液的（ B ） A、流量 B、方向 C、流量和方向 D、压力 7．差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的倍数是 （ A） A、l倍 B、2倍 C、2倍 D、3倍 8 ．大流量的系统中，主换向阀应采用的换向阀是（ B ） A、电磁 B、电液 C、手动 D、机动 9．在液压系统图中，与三位阀连接的油路一般应画在换向阀符号的位置 （ C ） A、左格 B、右格 C、中格 D、任意格上 10．提高齿轮油泵工作压力的主要途径是减小齿轮油泵的轴向泄漏，引起齿轮油泵轴向泄漏的主要原因是（ D ） A、齿轮啮合线处的间隙 B、泵体壁（孔）与齿顶圆之间的间隙 C、传动轴与轴承之间的间隙 D、齿轮两侧面与端盖之间的间隙 11．影响液压泵容积效率下降的主要原因是（ D ） A、工作压力 B、摩擦力 C、工作腔容积变化量 D、泄漏

液压与气压传动课后习题答案

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。 （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。 （4）为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故障诊断困难。 气压传动的主要优点：

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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＝ 0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度P b不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度 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 =40×10－6m 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：沿程压力损失：ΔP λ

=0.17 MPa 所以P2＝P1－ΔPλ＝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 ②ηv =q/q t=150/159.6=93.98% ③ηm =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

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五、计算题 1、某泵输出油压为10MPa ，转速为1450r/min ，排量为200mL/r ，泵的容积效率为ηVp =0.95，总效率为ηp =0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的入口油压）。 解：泵的输出功率为： KW n V p q p q p P Vp p P p Vp tp p p p OP 9.456095.01450102001060 60 60 3=⨯⨯⨯⨯== = = -ηη 电机所需功率为： KW P P p Op ip 519 .09 .45== = η 2、已知某液压泵的转速为950r/min ，排量为V P =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0.87，求： （1）液压泵的理论流量q t ； （2）液压泵的容积效率ηv ； （3）液压泵的机械效率ηm ； （4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率P i ； （5）驱动泵的转矩T 。 解：（1）q t =V n =950×168÷1000=159.6L/min （2）ηv =q/q t =150/159.6=0.94； （3）ηm =0.87/0.94=0.925 （4） P i =pq/(60×0.87)=84.77kW ； （5） T i =9550P/n=9550×84.77/950=852Nm 3、已知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，转速为1200r/min ，求： （1）液压泵的总效率； （2）液压泵输出功率； （3）电动机驱动功率。 解：（1）η=ηV ηm =0.95×0.9=0.855 （2）P=pq ηv /60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW （3）P i =P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW 4、如图，已知液压泵的输出压力p p =10MPa ，泵的排量V P ＝10mL ／r ，泵的转速n P ＝1450r ／min ，容积效率ηPV =0.9，机械效率ηPm =0.9；液压马达的排量V M ＝10mL ／r ，容积效率ηMV =0.92，机械效率ηMm ＝0.9，泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa ，其它损失不计，试求： （1）泵的输出功率； （2）驱动泵的电机功率； （3）马达的输出转矩； （4）马达的输出转速；

液压及气压传动课后答案解析

1-1 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 --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1-2 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- 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图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长