液压课后习题答案

液压传动（第2版）部分习题答案（解题人：机设092）

第一章

1-1如图,已知d=15mm,h=10mm,D=60mm,W=48000N,L:1=750:25

求1）杠杆端施加多少力才能举起重物W?

匚。F=100N

2）此时密封容积中的液体压力等于多少?

P=-TV=17MP

3）杠杆上下活动一次，重物上升量H?

解：/i型-=”或-|-->H=0.625mm

又如小活塞上有摩擦力175N,大活塞上有摩擦力2000N,密封容积外

泄0.2c/到邮箱，重复上述计算。（比较简单，而且类似，只大

体写下过程了）

F%T75_卬+2000

吗

W+2000

=17.68”,

7TD~

/?--0.2C???3=H

44

第二章

2-5图示一液压缸，其缸筒内径D=120mm,活塞直径d=119.6mm,

活塞长度L=140mm,若油的动力粘度〃=0.0652・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=M-

dy

其中，A为活塞表面积，A=ML

—=v/h=v/{(D-d)/2}

dy

所以F==8.55N

第三章

3-1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，液体在管中上升的高度h=lm,设液体的密度为

P=1000依//，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：1丁

Pa=pgh+P

PH

=>P真=9.8死

3-3图示容器A中的液体密度以=900Kg//,B中液体的密度为4=

1200Kg//,ZA=200mm,ZB=180mm,h=60mm,U形管中的测试介

质是汞（「他=13.6xl（y，Kg//）,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:'I

1

PA+PAMZA=PB+PBS^B+PH.ghnJ上

MB=『与=83504

3-9如图所示,已知水深所示m,截面4=0.02M4=0.04加2,求孔口的

出流流量以及点2处的表压力（取a=l,不计

损失）。

解:由0—0到1-1得

区+“=旦+述

pgpg2g

其中4=6=P.

q=AM=4叱

由0—0到2—2得

生+”=垦+㈣

PgP82g

3

解得q=0.28zn/sP2=0.0735肥

3-15运动粘度〃=40XlO-mZ/s的油液通过水平管道，油液密度

p=900kg/m\管道内径d=10mm,l=5m,进口压力Pi=4.OMPa,问

流速为3m/s时;出口压力P2为多少？（2=64/R。）

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：

lxv

h,—A其中2=64/ReRe=—

dx2gv

pgpg

解得舄=3.83"以

3-16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,d}-50mm,d2=100mm,-30mm,l2-50mm,假设沿程压力

损失系数4=0.04/=0.03,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4,%,，则有

4=%+%

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：5与="

42匕2=九

=>4

2d1--2d2

△P=AP/i+APM

3-20如图，液压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v=34X

lO-钎/s,油液密度P=900kg/m3。吸油管直径;

d=60mm,并设泵的吸油管弯头处局部阻力系

数4=0.2,吸油口粗滤网的压力损失Ap=0.0178MPao如希望

泵入口处的真空度R不大于0.04MP”,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）。

nVd〃

解：Re~和丫=—

V㈤2/

/4

求出442320则a=2,否则a=l

P-APP、av2

-u...=—+---+h.

PgPg2g

6

九,Pa-P2=/>,<0.04xl0

解得H«2.35m

第四章

4-1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)p=Ob)p=Oc)p=Apd)p=<e)〃=2乃T”/”办,“)

A

其中e：由%”二)和Tmth=可解出。

Tmth27r

4-2液压泵的额定流量为lOOL/min,额定压力为2.5MPa,当转速为

n=1450r/min时，机械效率为%,=0.9。由实验测得，当泵出口

压力为零时，流量为%=106L/min,压力为p=2.5MPa时，流量

为％=100.7L/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：(额定压力和额定流量做题基本上用不上，所以不管它)

7/106=0.95=95%

①Z7/M=100.

②100.7_1450

q-3()(7

解得q=34.72L/min

③当n=1450r/min时

pq.

Ppi=-----=4.91kw

当n=500r/min时

PpiJ450

丁而

解得P/：=1.69kw

4-3设液压泵转速＜=950r/min,排量匕,=168mL/r,在额定压力

p,=29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量%,=150L/min,额定工

况下的总功率2=0.87,试求：

(1)泵的儿何流量(即理论流量)；

(2)泵的容积效率；

⑶泵的机械效率；

(4)泵在额定工况下，所需电动机驱动功率(即输入功率)；

⑸驱动泵的转矩。

解：①qplh-159.6L/min

②1]="=94%

③npm=—=92.6%

④p==84.77或

为

⑤P/=Tp・2mp解得Tp=852.5N・m

4-8某液压马达的进油压力p,“=10MP〃，排量匕“=200近"，总效率

7,„=0.75,机械效率为“"=0.9,试计算：

1)该马达的几何转矩。

Tmlh=生%=318.3%•机

2%

2)若马达的转速〃=500/7min,则输入马达的流量为多少？

NV

qn=^!L='""'=120L/min

%"

3)若外负载T“,=200N・〃？(%,=500r/min)时，该马达输入功率和输

出功率各为多少？

=("x29%=10.5%卬

p=尴=I4kw

%.

4-9一液压马达，要求输出转矩=52.5N・m,转速〃=30/7min,马

达排量匕“=W5mL/r,马达的机械效率和容积效率〃，加=rjmv=0.9,出口

压力P2=0.2M£,试求马达所需的流量和压力各为多少？

解/=娱=〃mm=3.5L/min

〃m〃mmmv

(□“一。2)匕”_T_LL_Tm

2万7,„/油mv

解得P,“=69MPa

第五章

5-1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＜7,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aF=PND?-/)丫=幺=----里------受拉，液压缸

4A^(D2-d2)

左移

对于图bF=P%jq受压，液压

A2

4

缸右移

对于图cF=P*Y=U」L-受压，液压

A为2

4

缸右移

5-4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4=

1x10-2帆2,有杆腔面积Az=0.8x10-2〃/,输入压力p1=0.9MPa,输

入流量qi=12L/min。不计损失和泄漏，试求：

①两缸承受相同负载时（F尸F2）,负载和速度各为多少？

②缸1不受负载时（R=0）,缸2能承受多少负载？

③缸2不受负载时（Fz=0）,缸1能承受多少负载？

解：①FI=PIA,-P2A2

F2=P2Al

FI=F2

V1—qi/Ai

V1A、产VzAi

(结果自己求)

②R=PiA!-P2A2=0

F2=P2A,

F2—P2Ai—0

Fi=PiAi

5-5图示液压缸，输入压力为pi活塞直径为D,柱塞直径为d,求

输出压力〃2，为多少?

P1A=P2A2

2

自轧即；px7tD~=:p27lD

D2

〃2=P\（―）

a

第八早

6-3如图，4=30x10-4机2,4=12、10-。/2,F=30000N,阀的控制活塞

面积A、是阀心承压面积A的3倍，不计摩擦力和弹簧力，试计算需

要多大的控制力压才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力

为多少？

F+pKA2=P4

P\A=PKAK

解得必=3.85MP”

Pi=ll.55MPa

6-4和6-5见书后答案

6-6如图所示系统中溢流阀的调整压力分别为

p.=3MPa,pjl.4MPa,Pc=2MPao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：（这种题只讲解题思路，可能与实际不否，但答案肯

定对）。1.先看上支路，当Pi从。增至以时，溢流阀A

导通，出口压力不再增加。2.再看下支路，口/

溢流阀C导通，就等于Pc，而先导式溢流阀B的K口

与溢流阀C的进口连在一起了，故相当于接通了

所以Pi也等于P2。又因为并联取小，所以泵的出口要你为2兆帕。

如果溢流阀B的遥控口K堵住了，上支路不变，下支路有影响，值

不变，而PI=P2+PB>PA，所以泵的出口压力就等于3兆帕。

6-7图4-117所示两系统中溢流阀的调整压力分别为

pj4MPa,pB=3MPa,p,=2MPa。当系统外负载为无穷大时，泵的出

口压力各为多少？

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，所以溢流阀C导通,

则P3=Pc。溢流阀B导通，则p2=p3o溢流阀A导通，则P1=p20所以

系统出口压力为2兆帕。

对（b）系统：B中K口接油箱，此时B的调整压力为OMpa。溢流阀

C导通，则P3=Pc。

溢流阀B导通，则P2=P3。溢流阀A导通，则P|=P2+PA。所以系统出

口压力等于6兆帕。

6-8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

2.5Mpa0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P8=5MP〃，夹缸使工

件夹紧，由于减压阀基本可维持出口压力恒定，p『Z5Mpa,

同样单向阀后的区=2.5Mpao

2）当泵口压力降到1.5Mpa时，由于单向阀所以工件仍处于加

紧状态，Pc=25MPa。减压阀进口压力小于调定压力时一，

PA=PB=L5ME,

3）如夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时C处压力儿乎为0,

PA=°，PB=°，阀口不工作。

6-10如图，顺序阀和溢流阀串联，调整压力分别为6和PY,当系统外

负载为无穷大时，问：

1）泵的出口压力为多少？

2）若把两阀的位置互换，泵的出口压力又为多少？

解：1）由于两阀是串联接法，且其为先顺序阀，后溢流阀，顺序阀

导通后压力不减小，则泵的出口压力为两者中压力较大的一者（顺

序阀的出口压力由负荷决定）。

2）调换位置，则成为先通过溢流阀后通过顺序阀，而溢流阀有

减压作用，即其调定压力等于其进口压力减去其出口压力，则泵出

口压力应等于其两者压力之和。

6-12如图，液压缸的有效面积4=&=100xi0T/,液压缸I负载

%=35000N,液压缸II运动时负载等于0,不计一切损失，溢流

阀、顺序阀、减压阀的调定压力分别为4、3、2兆帕，试求下列三

种工况下A、B、C处的工作压力。

1)液压泵启动后，两换向

阀处于中位时。

2)1YA通电，液压缸I运

动时和到终端停止时。

3)1YA断电,2YA通电，

液压缸II运动时和碰

到固定挡块停止运动时。

答：I缸中无杆腔内的压力p1=弓/A1=3.5MPa

1)两换向阀处于中位，即B、C两口堵死了，泵口压力达到溢流

阀调定压力时维持稳定，此时由于减压阀能维持其出口压力，所以

人=2MP“。顺序阀儿乎不起减压的作用，所以B口的压力等于A

处的压力，即PA=PB=4〃与0

2)1YA通电时，当泵口压力增至3.5MPa时,液压杆右移，此时,

A、B处压力相等，都为3.5MPa,当到终端停止时，即B口堵住了，

泵口压力会继续增至4MPa,此时溢流阀打开，泵口压力维持不变,

所以此时A、B处压力都等于4MPa,而C出压力在液压缸I能运动

时已知维持在2MPa不变。

3)1YA断电，2YA通电时，即C出压力为0,所以在液压缸II

运动时，A、B、C出的压力都等于0o而液压缸II停止时，即C口

堵住了，所以跟第一种情况一样，A、B处的压力等于4MPa,C处

的压力等于2MPa。

第八章

8-8图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力p,,=0.4Mpa,泵的

最大排量匕,m”=，转速%=1000r/min,容积效率乐=0.9,

机械效率7=0.85o马达相应参数为Vmm=50mL/r,,%,=0.95,

7,„„,=0.9O不计管道损失，当马达的输出转矩为=40N-〃”转速为

〃,“=160r/min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qp=q,"

n0.9x0.95匕,x100=50x60

n匕=9.36mL/r

由马达的输出转矩T=—\p匕”“

m2万

2^x40

=5.58"

50x10-6x0.9

p-py+△〃=598Mpa

由%=吟得1000x9.36

%=173ml/s

vP小P60x0.9

-66

功率Pp=Ppqp=173x10x5.98x10=1.03kw

8-9泵和马达的参数如下：泵的最大排量9nm=115，""，转速

%=1000r/min,机械效率%=0.9,总效率为-0.84；马达排量

匕“=148mL/r,机械效率以=0.9,总效率为,=0.84,回路最大允

许压力P,=8.3Mpa,若不计管道损失，试求：

1）液压马达最大转速及该转速下的的输出功率和输出转矩。

2）驱动液压泵所需的转矩。

解：泵的流出流量等于流入马达的流量%,=%,

即有〃也m-

Qvm

〃机max=676.4"min

输出转矩Tm="公%=176N・m