液压传动习题汇总课件

1、第二章 液压油液2.1什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？并分别述说其粘度单位。 分子间内聚力阻止分子相对运动产生的一种内摩擦力。 表示方法：1、动力粘度1、 ，单位Pa·S2、 运动粘度，单位m2/s3、 相对粘度2.2 机械油的牌号与粘度有什么关系？机械油的牌号以40的运动粘度(cSt)的平均值来定义1 cSt= 106m2/s2.3 已知油液的运动粘度需要求相应的动力粘度(Pa·s)，试导出计算公式。 (Pa·s)(kg/m3) ·(cSt)·1062.4 求20号机械油40时的平均动力粘度，用Pa·s及泊表示。

2、83;=900 kg/m3×20×106m2/s=0.018 Pa·s=0.18P(注：dyn=10-5N)2.5 填空1) 某液压油的密度=900kg/m3= 900 N·s2/m4= 0.9 dyn·s2/cm4= 0.9×106 kgf·s2/cm4。（1kg=1N/1ms-2）（1dyn=10-5N）（1N=0.102kgf）（1kgf=9.8N）2) 20#机械油的密度=900kg/m3，其粘度为20cst= 0.2 cm2/s = 0.018 Pa·s= 0.18 P= 18 cP2.6 图示液压缸，D

3、=63mm，d=45mm油的体积弹性模量k=1.5×109Pa载荷变化量F=10000N。当1) L=0.4m时2) L=1.2m时求：在不计缸体变形和泄漏的情况下，由于油液的压缩性，当载荷变化时，活塞将产生的位移。L=0.4m，L=-1.7mmL=1.2m，L=-5.2mm负号表示压缩2.7 油的体积弹性模量k=1.30×109Pa，装于L=5m长的圆管内(在大气压下)，管内径d=20mm，当管内油压升至p=20MPa时，试求管内油液的变化容积。2.8 (略)2.9 20时200ml的蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为5ls，若200ml的某液压油在50时从恩氏粘度计中流尽

4、的时间为229.5s，试求该液压油的°E50、及的值，设油的密度为=900kg/m3。°E50=229.5/51=4.5=(7.31×-6.31/4.5)×10-6=31.5×10-6 m2/s·=900 kg/m3×31.5×106m2/s=0.028 Pa·s第三章 液压流体力学基础3.1压力的定义是什么？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与外界负载有什么关系？绝对压力、相对压力、真空度工作压力决定于外负载。3.2 图示为5吨液压千斤顶，其活塞直径D1=34mm，D2=13mm，杠杆长如图所示，

5、问杆端应加多大的力P，才能起重5吨？ 题3.2图 题3.5图P=24kg3.3解释如下概念：稳定流动、过流断面、流量、平均流速。理想流体：无粘性、不可压缩。稳定流动：流动液体中任何点处压力、速度、密度不随时间变化。过流断面：流束中与所有流线正交的截面积。流量：单位时间内流过流束通流截面的液体体积。平均流速：流量与通流截面面积的比。3.4伯努利方程的物理意义是什么？单位重量液体内的能量守恒，位能压力能动能Const3.5设真空计水柱高h=4m，求容器A内之真空度和绝对压力pa（注：设容器A内之压力为Pa，P0为大气压力）真空度绝对压力3.6如图所示，油泵从油箱中吸油，吸油管直径d=20mm，泵的

6、流量q=0.25×10-3m3/s，油液在50时的运动粘度v=45cst，泵安装高度h=1.2m，不计吸油管内损失，问该泵吸油腔的真空度为多少？3.7如图示液压泵，吸油管直径d=60mm，流量2.5×10-3m3/s，入口处的真空度为0.02MPa，油液的密度为=900kg/m3，局部损失阻力系数弯 头 =0.2，动能修正系数2=2，可忽略沿程压力损失，求泵的安装高度h。 题3.6图 题3.7图3.8图示管路由两根圆管和一段变径管接头连接而成。d1=200mm，d2=400mm，截面1 P1=0.07MPa，截面2 P2=0.04MPa，v2=1m/s，截面1、2间中心高度

7、差为1m，判断液流方向，并计算两截面间的水头损失。由左到右流动。3.9水在图示竖管中流动，v1=6m/s，d1=300mm，为使截面1、2的压力读数相等，求d2。流量相等3.10有一容器的出水管管径d=10cm，当龙头关闭时压力计的读数为49000Pa(表压)。龙头开启时，压力计读数降至19600Pa(表压)。如果总能量损失为4900Pa，试求通过管路的水流流量。 图3.8 图3.9 图3.103.11如图所示，油管水平放置，截面1-1、2-2处直径为d1、d2，液体在管路内作连续流动，若不计管路内能量损失，求：1) 截面1-1，2-2处哪一点压力高？为什么？2) 若管路内通过的流量为q，试求

8、截面1-1，2-2两处的压力差P。P2压力大3.12图示三个通道过流断面上的压力和平均流速分别为P1v1、P2v2和P3v3，忽略液体的重量，用动量方程计算液体作用于三通上的力。 题3-11图 题3-12图3.13在图示的阀上，若通过的流量为q=1.67×10-3m3/s，阀芯直径d=30mm，开口量x=2mm，液流流过开口时的角度=69°，问阀芯受的轴向液动力等于多少？阀芯所受轴向力为4.77N，向右3.14液体流动时，管路中的压力损失有哪几种？其值与哪些因素有关？沿程压力损失，摩擦产生，与阻力系数、流速、密度相关。局部压力损失，管道截面突然变化，液流方向变化，阀口节流。

9、3.15阐述层流与紊流的物理现象及其判别方法。层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，平行于管道轴线。紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动，还存在着剧烈的横向运动。用雷诺数判别层流或紊流，小于临界雷诺数Recr为层流，大于临界雷诺数Recr为紊流。3.16某管道绝对粗糙度为=0.5mm，管道直径d=200mm，管长2000m，如流速为0.1m/s输入，运动粘度为v=1.8cst的液体，其密度为=900kg/m3，求沿程压力损失。3.17某液压系统由液压泵至液压马达的管路如图所示。管内径为16mm，油的密度=900kg/m3，运动粘度v=18cst，流速v=5m/s，管

10、内壁相对粗糙度/d<0.0001，45°弯头局部阻力系数=0.3，90°弯头局部阻力系数=1.12。试求由液压泵至液压马达的全部压力损失。 题3.13图 题3.17图水力光滑管3.18某圆柱形滑阀(见图)，已知阀芯直径d=20mm，进口油压p1=9.8MPa，出口油压p2=9.5MPa，油液密度=900kg/m3，通过阀口时的流量系数c=0.65。求通过阀口的流量。3.19一柱塞在力F=50N作用下移动，将液压缸中的油通过=0.05mm的缝隙排到大气中去。设活塞和缸筒处于同心状态，缝隙长L=70mm，活塞直径d=20mm，油的粘度=50×10-3Pas，试确

11、定活塞移动0.1m所需的时间。3.20液压冲击是怎样产生的？有何危害？如何防止？题3.18图管道中阀门突然开启或关闭时，管内液体压力发生急剧交替升降的过程为液压冲击。延长换向时间，降低流速，使用橡胶管、卸荷阀、蓄能器。第四章 液压泵和液压马达4.1 液压泵完成吸油和排油，必须具备什么条件？泵靠密封工作腔的容积变化进行工作，容积增加吸油，容积减小排油。4.2 什么是齿轮泵的困油现象？有何危害？如何解决？一部分的油液困在两轮齿之间的密闭空间，空间减小，油液受积压，发热，空间增大，局部真空，气穴、振动、噪声。在两侧盖板上开卸荷槽。4.3 齿轮泵、双作用叶片泵、单作用叶片泵各有哪些特点。如何正确判断转

12、向、油腔和进出油口。齿轮泵结构简单、尺寸小、重量轻、价格低、流量压力脉动大、泄漏大。叶片泵流量压力脉动小、噪声小、结构复杂、吸油差、对污染敏感。单作用叶片泵可做成变量泵。叶片泵根据叶片方向判断转向。根据容积变化判断进出油口。4.4 为什么轴向柱塞泵适用于高压？柱塞泵配合精度高、泄漏小、容积效率高。4.5 已知泵的额定压力和额定流量，管道压力损失忽略不计，图c中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下泵出口处的工作压力值。 题4.5图a) b)油回油箱，出口压力为0。c) 节流小孔流量出口压力 d) 出口压力e) 功率关系出口压力4.6设液压泵转速为950r/min，排量为VP=168ml/r

13、，在额定压力2.95MPa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) 泵的理论流量qt；2) 泵的容积效率v；3) 泵的机械效率m；4) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率P；5) 驱动泵的转矩T。1)理论流量2) 容积效率3) 机械效率4) 电机功率5) 转矩4.7 某液压马达排量VM=250ml/r，入口压力为9.8MPa，出口压力为0.49Mpa，总效率=0.9，容积效率V=0.92。当输入流量为0.3×10-3m3/s时，试求：1) 液压马达的输出转矩；2) 液压马达的实际转速。1）功率关系输出转矩2）实际转速4.8 已知某液压马达的

14、排量为200ml/r，额定压力为10MPa，设其总效率M=0.70，容积效率MV=0.80，试计算：1) 它能输出的额定转矩为多少？2) 当外载荷为150Nm时的油压为多少？3) 如果转速为59rpm，求输入流量？4) 在上述2) 3)情况下液压马达的输出功率多大？1）功率关系输出转矩2）马达压力3）输入流量4）输出功率4.9 一液压马达排量为80ml/r，负载转矩50Nm时，测得机械效率为0.85，将此马达作泵使用，在工作压力为4.62MPa时，其扭矩机械损失与上述液压马达工况时相同，求此进泵的机械效率。马达泵输入功率理论转矩机械效率4.10 图为调速回路，泵排量120ml/r，转速1000

15、r/min，容积效率0.95。溢流阀B使泵压力限定为7MPa。节流阀C的阀口最大通流面积为0.27cm2，通过的流量q=0.65A，=900kg/m3。马达D的排量160ml/r，容积效率0.95，机械效率0.8，负载转矩61.2Nm，求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。 题4.10图 题4.12图马达功率关系马达入口压力节流阀流量泵输出流量溢流阀流量马达转速4.11已知液压泵输出油压PB=10MPa，其机械效率BM=0.95，容积效率BV=0.9，泵的排量VB=10ml/r；马达的排量VM=10ml/r，马达的机械效率Mm=0.95，马达的容积效率Mv=0.9，液压泵转速为1500rpm，

16、试求下列各项： 1) 带动该泵的电机所需的功率；2) 液压泵输出管路中液压功率；3) 液压马达输出转矩；4) 液压马达输出功率；5) 液压马达输出转速。1） 泵功率关系电机功率2） 泵输出功率3） 马达功率关系马达输出转矩4） 马达输出功率5） 马达转速4.12图示由限压式变量叶片泵向液压缸供油。液压缸以v=0.03m/s的速度推动R=5000N的负载；又以v=0.006 m/s的速度推动R2=12500N的负载，如何使叶片泵满足液压缸工作要求，画出其工作特性曲线。工作特性曲线的变量直线段通过上述两个点（p1,q1）和（p2,q2）第五章 液 压 缸5.1如图所示，液压直径D=150mm，柱塞

17、直径d=100mm，缸内充满油液，F=50000N(a，b中分别包括柱塞或缸的自重)不计油液重量。试分别求a)、b)缸中的油压(用N/m2表示)。 a) b)题5.1图压力相同5.2单杆活塞油缸，D=90mm，d=60mm，进入油缸的流量q=0.42×10-3m3/s，进油压力p1=50×105Pa，背压力p2=3×105Pa，试计算图示各种情况下油缸运动速度的大小和方向，牵引力大小和方向以及活塞杆受力情况(受拉或受压)。题5.2图无杆腔有杆腔1、 牵引力向左，活塞杆受拉，运动向左2、 牵引力向右，活塞杆受压，运动向右3、牵引力向右，活塞杆受压，运动向右5.3三个

18、液压缸串联，活塞直径均为100mm，活塞杆直径为65mm，由10MPa，0.42×10-3m3/s的油泵供油，如果液压缸上负载F相同，求F和三个活塞的运动速度，如果方向阀切换，活塞反向运动时，求各活塞的运动速度。题5.3图无杆腔有杆腔 正向运动：油缸1 油缸2 油缸3 油缸1 油缸2 油缸3 反向运动：油缸1 油缸2 油缸3 油缸1 油缸2 油缸3 5.4一单杆液压缸，快速趋近时采用差动连接，快退时高压油液输入液压缸的有杆腔，假如此缸往复快动时的速度都是0.1m/s，已知输入流量q=0.42×10-3m3/s，试确定活塞杆直径。差动快退 ， , 5.5图示两结构尺寸相同的液

19、压缸，A1=100cm2，A2=80cm2，P1=0.9MPa，q1=12l/min。若不计磨擦损失和泄漏，试问：1) 两缸负载相同(F1=F2)时，两缸的负载和速度各为多少？2) 缸1不受负载时，缸2能承受多少负载？3) 缸2不受负载时，缸1能承受多少负载？题5.5图1、2、3、第六章 液 压 阀6.1三位换向阀的哪些中位机能能满足表列特性，请在相应位置打“”。 中位机能特性OPMYH系统保压系统卸荷换向精度高启动平稳浮 动系统保压：P口堵塞系统卸荷：P口与O口相通换向精度高：A、B口都堵塞启动平稳：液压缸不通油箱浮 动：A、B口互通6.2溢流阀、顺序阀、减压阀各有什么作用？它们在原理上和图

20、形符号上有何异同？顺序阀能否当溢流阀用？顺序阀能当溢流阀用6.3图示的两个系统中，各溢流阀的调整压力分别为PA=4MPa，PB=3MPa，Pc=2Mpa，如系统的外负载足够大，泵的工作压力各为多少？对图a)的系统，要求说明溢流量是如何分配的？ a) b)题6.3图a) 泵的工作压力2Mpa（PC），A阀为主溢流通道，B、C都为先导溢流，流量很小。b) 泵的工作压力6Mpa（PA+ PC），B溢流阀全开，A、C流量相同6.4图示溢流阀的调定压力为4Mpa，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表读数各为多少？1) DT断电，且负载为无限大时；4Mpa2) DT断电，且若负载压力为2M

21、Pa时；2Mpa3) DT得电，且负载压力为2MPa时。0 6.5调速阀与节流阀在结构上和性能上有何异同？各适用于什么场合？调速阀=减压阀+节流阀 6.6图示回路，溢流阀的调整压力5MPa，减压阀的调整压力1.5MPa，活塞运动时负载压力为1MPa，其它损失不计，试求：631） 活塞在运动期间和碰到死挡铁后管路中A、B处的压力值；运动期间：1 Mpa，1 Mpa碰到死挡铁：1.5 Mpa，5 Mpa2） 如果减压阀的外泄油口在安装时未接油箱，当活塞碰到死挡铁后A、B处的压力值。碰到死挡铁：5 Mpa，5 Mpa6.7图示的减压回路，已知缸无杆腔、有杆腔的面积为100cm2、50cm2，最大负载

22、F1=14×103N，F2=4250N，背压P=0.15MPa，节流阀2的压差P=0.2MPa，求：1) A、B、C各点的压力(忽略管路阻力)；2) 泵和阀1、2、3应选用多大的额定压力？3) 若两缸的进给速度分别为v1=3.5cm/s，v2=4cm/s，泵和各阀的额定流量应选多大？ 1），2）大于1.6Mpa3）阀2的流量阀3的流量泵的流量6.8定压式进口节流调速回路中，溢流阀溢流，在考虑溢流阀调压偏差时，试分析：1)如果负载为定值，将节流阀开口减小，泵的工作压力如何变化？2)如果节流阀开口不变，负载减小，泵的工作压力如何变化？节流阀流量公式溢流阀流量压力特性1) AT减小，节流阀

23、流量减小，溢流阀流量增加，泵压力增加2) 负载减小，p增加，节流阀流量增加，溢流阀流量减小，泵压力减小6.9图中定量泵的输出流量qp为一定值，若改变泵出口处节流阀的开口大小，问活塞运动速度会不会发生变化？流过a、b、c三点处的流量各是多少？ 活塞速度不会变，因为泵输出流量定值，全部进入液压缸。qp= qa = qcqp/A1= qb/A2第八章 调速回路 8.1写出附图所示的两种节流调速回路的速度一负载关系式和速度刚性表达式，并加以比较。 题8.1图进口节流出口节流8.2下列八种油路，油缸推动加工件运动，需要的推力(即油缸负载)R1=104N，R2=1.5×104N，R3=0.8&#

24、215;104N，油泵流量为q0.17×10-3m3/s，油缸面积A1=0.5×10-2m2，A2=0.25×10-2m2，节流阀开口面积f1=0.01×10-4m2，f2=0.05×10-4m2，f3=0.08×10-4m2，溢流阀调整压力Py=2.4Mpa，背压阀调整压力Pb=0.3Mpa，试分析计算这八种情况下的油泵工作压力pB及活塞运动速度v (不计管路压力损失)。注：通过节流阀的流量q节=0.62f，并指出溢流阀在各回路作用。）泵出口压力pBMpa活塞速度安全阀）泵出口压力pB2.4Mpa活塞速度0（此时油缸推力1.2

25、15;104N）安全阀），有溢流泵出口压力.4Mpa活塞速度溢流阀4），无溢流活塞速度 由，得由，得泵出口压力溢流阀5），无杆腔压力节流阀流量有溢流泵出口压力活塞速度溢流阀6），无杆腔压力节流阀流量无溢流活塞速度由，得泵出口压力溢流阀7），无杆腔压力节流阀流量无杆腔流量活塞速度无溢流，安全阀8），无杆腔压力节流阀流量活塞速度0（此时油缸推力6750N）无溢流，安全阀 1) 2)3) 4)5) 6)7) 8)题8.2图8.3在附图所示的油路中，缸径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，油缸负载R=25×103N，试回答下列问题：1) 要使节流阀上的合理压降为0.3MPa，问溢流阀的调

26、整压力应为多大？，p1=3.34Mpa溢流阀的调整压力>3.34Mpa2) 当负载R降为15×103N，节流阀的压差变为多大？3) 说明回油节流调速系统为什么能承受负切削力？回油节流产生背压4) 节流阀的最小稳定流量为0.83ml/s（50ml/min），本油路可得到的最低进给速度为多大？5) 如果上述油路中其它条件都不变，只是把节流阀改装到进油路上，而油缸右腔直接接回油箱，求所得到的油缸最低进给速度为多大？6) 当溢流阀压力调到3MPa，负载减小至5000N时，p背 =？，p2=4.6Mpa题8.3图8.4在图示调速系统中，回油路上加了一个背压阀P背为0.3MPa。在这种系统

27、中最大负切削力不超过多少？8.5在图示调速系统中，当负载R很小时，有杆腔的油压p2有可能超过泵压pB吗？若F1=0.5×10-2m2，F2=0.25×10-2m2，pB=3MPa，试求当负载R=0，有杆腔油压力p2可能比泵压pB高多少？有可能。，p2=6Mpa，高3Mpa。题8.4图 题8.5图8.6泵马达系统中，已知泵的实际输出流量qB=1.6×10-3m3/s，总效率为B=0.8，液压马达排量VM=120ml/r，容积效率为MV=0.95，机械效率Mm=0.80，负载转矩为TM=115Nm (节流阀流量公式q节 =CdA，其中Cd=0.62，=900kg/m3

28、，A=0.73cm2)，PY=8.0MPa。计算：1) 液压马达实际工作压力PM=？实际转速nM=?节流阀流量2) 溢流阀的溢流量q溢=？3) 驱动液压泵所需电机的功率PB=？4) 液压马达的实际输出功率PM=？题8.6图 题8.7图8.7在图示回路中，变量泵的最大流量q1max=0.5×10-3m3/s，液压马达的排量V2=25×10-6m3/r，回路的最大允许压力pB=7MPa；假定不考虑元件和管路的容积、机械效率。1) 确定液压马达能够输出的最大功率，最大扭矩和最大转速；2) 如果液压马达输出功率Pm=2kW，且保持常数，确定液压马达的最低转速；3) 如果液压马达输出

29、功率为其最大功率的20%，确定液压马达输出最大扭矩时的转速。8.8调速回路有哪几类？各适用于什么场合？节流调速、容积调速、容积节流调速第九章 其它基本回路9.1图示各阀的调整压力分别为pA=3.5MPa，pB=5.0MPa，当外载足够大时，系统压力是多少？题9.1图3.5Mpa（A和B中的小值，达到小值压力即溢流，压力不再升高）3.5Mpa（A与B的和值，B提高了A的出口压力）9.2如图示，两个调压不同的减压阀，当其进口压力出口压力均足够大时，回答下列问题：1) 减压阀并联时，其出口压力P出 为多少？为什么？2) 减压阀串联时，其出口压力P出 为多少？为什么？3) 将串联的二个减压阀前后位置交

30、换，其出口压力为多少？为什么？题9.2图1）4.5Mpa（出口压力超过2.5Mpa后，J1阀关闭，压力继续升高，达到4.5Mpa后稳定）2）2Mpa（J1阀出口压力2Mpa，J2阀常通）3）2Mpa（J2阀出口压力5Mpa，J1阀出口压力2Mpa）9.3在图示回路中，已知活塞运动时的负载F=1200N，活塞面积A=15×10-4m2，溢流阀调整值为pY=4.5MPa，两个减压阀的调整值分别为pJ1=3.5MPa，pJ2=2MPa。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三点的压力。题9.3图活塞运动时，C点压力0.8Mpa，A点压力0

31、.8Mpa，B点压力0.8Mpa活塞停止时，C点压力2Mpa，A点压力3.5Mpa，B点压力4.5Mpa9.4 图示液压系统中，两液压缸的有效面积A1=A2=0.01m2，泵的流量qB=0.67×10-3m3/s，溢流阀的调定压力pY=4MPa，减压阀调定压力pJ=2.5Mpa。电磁铁2DT通电，液压缸1推动某加工件动作，若需要的推力(即液压缸1的负载R)分别为0N、15×103N和45×103N时，不计一切损失，试分别确定两活塞杆在运动时和活塞运动到终点停止时各缸的压力、活塞的运动速度和溢流阀溢流量。1）R=0活塞运动时，P1=0，P2=0，qY=0活塞停止时，P1=4Mpa，P2=2.5Mpa，qY= qB2）R=15×103