机床液压传动习题集分析解析
第一章绪论
液压传动，由于它有很多突出的优点，所以在工业部门中获得了广泛的应用。它的主要优点是：在极低的稳定速度下能够产生极大的推力(或转矩)；单位功率的系统重量轻，尺寸小。而它的缺点—--泄漏，可以采用密封技术加以减小或消除。
1-1千斤顶的小活塞直径为10mm，行程20mm，大活塞直径为40mm，重物W为50000N，杠杆比为L：l=500:25,求1)杠杆端施加多少力才能举起重物W？2)此时密封容积中的液体压力等于多少？3)杠杆上下动作一次，重物的上升量。又如小活塞上有摩擦力200N，大活
塞上有摩擦力1000N，并且杠杆每上下一次，密封容积中液体外泄0.2cm3到油箱，重复上述计算。
注：演算此题，可体会到得之于力，失之于速的道理。考虑损失后，对输入功率、输出功率及功率损失有一初步的概念。
1-2液压传动系统有泵、阀、执行元
件、油箱、管路等元件和辅件，还得有驱动
泵的电机。而如电机驱动系统，似乎只需一
只电机就行了。为什么说液压系统的体积
小，重量轻呢？
1-3液压系统中，要经过两次能量的
转换，一次是电机的机械能转换成泵输出的
流动液体的压力能，另一次是输入执行元件
的流动液体的压力能转换成为执行元件的
机械能。经过能量转换是要损失能量的，那
么为什么还要使用液压系统呢？
第二章 液 压 油
在液压系统中，液压油是一个重要的环节，它不仅传递动力和信号，而且还起到润滑冷却的作用。常用的液压油是矿物油型的。液压油的性质对液压系统的特性有很大的影响。在液压油的物理性质中，最主要的有：粘性、可压缩性、比热容及体积膨胀系数。粘性影响着液压系统的阻力以及液压油通过缝隙的泄漏；在研究液压系统的动态特性时要考虑油液的可压缩性；而液压系统中油液的温升却和系统的功率损耗、装置散热条件以及和油液的比热容值有关。因此要熟悉这几个参数的物理概念和它们的计算方法。
2-1 有密闭于液压缸中的一段直径d=15cm ，长L=40cm 的液压油，它的体积膨胀系数K t /1105.64
-?=β，此密闭容积一端的活塞可以移动。如活塞上的外负载力不变，油温从-20℃上升到+25℃，求活塞移动的距离。
2-2 同题2-1，如果活塞不能移动，液压缸又是刚性的，问由于温度的变化，油液的膨胀使液压缸中的液压油的压力上升多少？
注：由此可见，完全密闭的液压油，由于油温的增大而产生的数值如此高的液体压力，很有可能使液压缸爆裂。这在使用环境周围的气温会发生很大变化的野外装置的液压系统时应该注意的。 2-3 密闭容器内的油，压力为0.5MPa
时容积为2L 。求压力升高到5MPa 时的容积，
其压缩率是多少(用%表示)？设油的压缩系
数为N cm /1062
6-?=κ。
2-4 如图所示，根据标准压力表检验
一般的压力表的活塞式压力计。机内充满油
液，其压缩系数N cm /1075.426-?=κ。
机内的压力由手轮丝杆和活塞产生。活塞直
径d=1cm ，螺距t=2mm 。当压力为0.1MPa 时，
机内油液体积V=200mL 。求压力计内形成
20MPa 的压力，手轮要摇多少转？
2-5 某液压系统的油液中混入
占体积1%的空气，求压力分别为35×510Pa 和70×510Pa 时该油的等效体积模量。若油中混入5%的空气，压力为35×510Pa 时油的等效体积模量等于多少(没钢管的弹性忽略不计)？
注：由此例可见，混入空气对油液的体积模量影响很大。当混入空气从1%增大到5%时，油的体积模量从0.394×29/10m N Pa 下降到29/10093.0m N ?，几乎减小了75%，而如与纯油的29/100.2m N ?相比，则几乎减小了95%，由此可见油中气泡的危害了。这就是为什么液压油要有消泡性能的原因。
此例还可看到，同样的空气混入量，当压力增大时，油的等效体积模量也增大，所以在高压时混入空气的影响要比低压时小些。
2-6 某容器中有2L 的油，它的压力从0.5MPa 升高到20.5MPa 时，1)设容器是刚性的；
2)假定压力每升高0.1MPa 容器本身的体积增大0.01%，试计算必须由泵补充输入该容器的油的体积。
2-7 油经溢流阀流入油箱消耗了全部的能量，已知此阀两端压力降为11.3MPa ，而油的比热容为1.67)/(K kg kJ ?，试概略计算油的温升。
2-8 20℃时200mL 的蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51s,若200mL 的某液压油在50℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为229.5s ，试求该液压油的ηυ及、E
的值，设油的
密度为3kg/m 900=ρ。
2-9 已知某液压油在20℃时为10E ，在80℃时为3.5E
，试求温度为60℃时的运动粘度。
2-10 矿物质油在20℃及1大气压(atm)时的粘度为/s cm 102022-?=υ，求在50℃及21MPa 以s Pa ?为单位的动力粘度值。设油的相对密度为0.88。
2-11 图示一液压缸，内径D=12cm ，活
塞直径d=11.96cm ，活塞宽度L=14cm ，油液
粘度η=0.065s Pa ?，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？
2-12 图示一粘度计，若D=100mm,
d=98mm, l=200mm ,外筒转速n=8r/s 时，测
得的转矩T=40N ?cm ，试求油液的粘度。
第三章 液压流体力学基础
液压传动的力学基础是液压流体力学。在液压流体力学中，主要研究了流体在静止时和运动时的一些基本规律。这些基本规律在研究液压系统和元件时是非常重要的。这里主要包括：压力以及它对固体壁面作用力的计算；流体流动时的四个主要方程（运动方程﹑连续方程﹑能量方程和动量方程）；和液压传动紧密相关的几种流动（管流﹑孔口流和缝隙流）以及影像系统主要性能的两个主要因素（液压冲击和空穴现象）。
本章运算的题目较多，要注意单位之间的换算。如都用国家法定单位计算，可以省去不少麻烦。在有的例题中，指出了一些容易引起的错误和算题的技巧，但最主要的一点，就是不要忘记题目所包含的基本概念。
3—1 静止流体力学
3-1 连通器中，存在两种液体，已知水的密度31/1000m kg =ρ，cm h 601=，cm h 752=，
求另一种液体的密度2ρ。
3-2 用三种不同而不相混的液体A ﹑B ﹑C 盛在同一容器之内，如果它们的密度分别是800
﹑1000﹑16003/m kg ，试求容器右侧各测压管的液面高度。
3-3 U 形管中有两种液体，密度为1ρ﹑2ρ，高度分别为1h ﹑2h ，管一端通大气，另一端为球形容器（内为气体），求球形容器内气体的绝对压力和真空度。
3-4 图中容器内装有水，容器上半部充满压力为p 的气体，液面高度cm h 40=，小管内液柱高度m H 1=，其上端和大气相通，问容器内气体的绝对压力﹑表压力各是多少？
3-5图示油箱通大气，油液中插入一玻璃管，管内气体的绝对压力为Pa 5
106.0?，求玻璃管内液面上升高度h 等于多少？设油的密度为3/900m kg =ρ。
3-6 如图所示，有一直径为的，重量为G 的活塞浸在液体中，并在压力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 。
3-7 有一微压计，根据读数计算21p p -。
3-8 用多个U 形管汞压强计测量水管中A 点的压力，设m y 3.0=，
m h 1.01=，m h 2.02=。问A 点的压力等于多少？
3-9 图示容器A 中液体密度3
/900m kg A =ρ，
mm Z A 200=，mm Z B 180=，mm h 60=，U 形计测压介质为汞，试求A ﹑B 之间的压差。
3-10 被相对密度为0.91的油所充满的容器中的压力为p ，由水银压力计的读数和来确定。
水银的相对密度为13.6。如压力p 不变，而使压力计下移a 距离，求压力计的读数变化量h ?。
3-11 将水银一小部分﹑一小部分地从左肢管注入断面不变的U 形管，但右肢管的上端是封
闭的，其水银柱高为h 。停止注入后，试求左﹑右肢管内液面高度1Z 和2Z 间的函数关系（水银的密度为s ρ，管内气压按等温压缩）。
3-12 水平截面是圆形的容器，上端开口，求作用在容器底的作用力。如在开口端加一活塞，
连活塞重量在内，作用力为30000N ，问容器底总作用力是多少？
3-13 图示用一圆锥体堵塞直径cm d 1=的底部通孔，求作用于锥形体的总作用力。容器中
的液体为水。
3-14 图示容器，有直径mm D 200=的钢球堵塞着垂直壁面上直径mm d 150=的圆孔。试
求钢球（相对密度为8）恰好处于平衡状态时容器内油（相对密度为0.82）的高度h 。
3-15 液压缸直径mm D 150=，柱塞直径mm d 100=，液压缸内充满油液。如果柱塞上作
用着N F 50000=的力，不计油液的重量，求图示两种情况下液压缸中的压力分别为多少？
3-16 试确定安全阀上弹簧的预压缩量0x ，设压力MPa p 3=时阀开启，弹簧刚度为8N/mm ，
mm D 22=，mm D 200=。
3-17 两液压缸的结构和尺寸均相同，无杆腔和有杆腔的面积各为1A 和2A ，212A A =两缸
承受负载1F 和2F ，且212F F =，泵流量q ，求两缸并联和串联时，活塞移动速度和缸内压力。
3-18 一盛水容器，水流沿变截面管向外作恒定流动。已知2
04m A =，2104.0m A =，
221.0m A =，2303.0m A =。液面到各截面的距离为m H 11=，m H 22=，
m H 33=。试求1A 和2A 处的相对压力。
3-19 图示倾斜管路，m h 11=，压力表上指示Pa p A 5
102.4?=，Pa p 5
102.4?=，内中流动的油液密度3/900m kg =ρ，问油的流动方向如何？
3-20 图示管路由两根圆管和一段异径管接头连接而成。mm d 2001=，mm d 4002=，截
面1相对压力MPa p 07.01=，截面2相对压力MPa p 04.02=，s m v /12=，截面1﹑2间中心高度差为1m ，判断液流方向，并计算两截面间的水头损失。
3-21 有油从垂直安放的圆管中流出，如管内径cm d 101=，管口处平均流速s m v /4.11=，
求管垂直下方m H 5.1=处的流速和油柱直径2d 。
3-22 水管以s m q /103
2-=的流量垂直向上喷水，喷嘴口面积为215cm ，忽略损耗，求水
柱升高两米时的截面积。 3-23 水在图示竖管中流动，s m v /61=，mm d 3001=，为使截面1﹑2的压力读数相等，
求2d 。
3-24 有一管路，尺寸为mm d 1001=，mm d 1502=mm d 1253=，mm d 754=，
Pa p 2452500=（绝对压力），m H 5=，不计阻力损失，求通过管路的水流量。
3-25 如图所示，管端喷嘴直径mm d 50=，管道直径100mm ，不计损失，求：1）喷嘴出
流速度及流量；2）E 处的流速和压力。
3-26 有一容器的出水管管径cm d 10=，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。
3-27 一个水深1.5m ，水平截面积为m m 33?的水箱，底部接一直径mm d 200=，长为2m
的竖直管，在水箱进水量等于出水量下作恒定流动，求3点的压力及流出速度，略去水流阻力。
3-28 图示虹吸管自水池中吸水，如不计管中流动的能量损失和动能的修正，求3点处的真
空度。如果使3点的真空度最大不超过7m 水柱，问1h 何2h 有何限制？
3-29 当油在管道内流动时，用测压计测A ﹑B 两点间的压力损失。A ﹑B 间距离m l 3=，
m d 20=，油在管中流速s m v /1=，3/920m kg =ρ。水银的密度
3/13600m kg =ρ。求在管中油流方向不同时，压差计读数值h ?为多少？
3-30 密度为3
/800m kg ,气化压力为Pa 510268.0?的液体在管中流动。截面1—1的相对压力为Pa 5107.0?。设当地的大气压为Pa 51094.0?，为防止管中发生气蚀，问管中
的流量最大可达多少？
3-31 图示抽吸设备水平放置，出口通大气，求开始能够抽吸时的流量。抽吸和被抽吸介质
相同。设备尺寸为：细管处2
12.3cm A =，出口处124A A =，m h 1=，不计液体流动的能量损失。
3-32 用文丘利管测量流量。如输水管轴线水平放置或者倾斜放置时，流量q 和测压水头差
h 间的关系又没有变化？
3-33 图同题3-32，已知mm d 2501=，mm d 1002=，mm h 800=水银柱高，忽略损失，
不计动能修正，求理论流量等于多少？
3-34 利用毕托管测量水流速度。差压计中液体为4CCl ，密度为3
/1600
m kg 。测得mm h 80='，求：1）?=v ；2）如管中液体为密度3/800m kg 的油，h '读数不变，问?=v
3-35 一高架水箱，横截面为矩形m m 63?，通过底部一根100mm 直径的竖管放水入水池。
设放水时水池水位不变，水箱原来水深 1.5m ，竖管的沿程阻力系数02.0=λ，其余尺寸见图。邱2分钟内由水箱放入水池中的水量。
3—3动量定理
3-36 如图所示的阀芯，当液流方向是外流式和内流式时，分析控制体的取法，并确定作用
在阀芯上的液动力的方向。
3-37 上题中，设出口压力2p 不等于零，则控制体应如何取法？作用在阀芯上的液动力等于
多少？
3-38 图示内流式锥阀，锥阀阀座孔无倒角，阀座孔直径cm d 7.2=，主阀芯直径
cm D 8.2=，锥阀半锥角 15=α。当阀芯的开口量cm x 64.0=时，阀进口压力Pa p 51104?=，出口压力02=p ，流量系数8.0=d c ，速度系数1=v c ，求液流对阀芯的作用力。
3-39 将一平板探入水的自由射流之内，并垂直于射流的轴线。该平板截去射流流量的一部
分1q ，并引起射流剩余部分偏转α角。已知射流速度s m v /30=，全部流量s L q /30=，s L q /121=，求α角及平板上的作用力F 。
3-40 有一股在大气中的射流流量为q ，以速度v 射到与射流中心线成?角的平板A 后，射
流分成两股，求作用于平板A 上的力F ，两股射流流量为1q 和2q ，动量修正系数等于1。
3-41 图示一水平放置的固定导板，将直径cm d 101=，流速为s m v /20=的射流转过 90
角，求导板作用于流体的合力大小及方向。
3-42 垂直安装的弯管，弯头转角
90，起始截面1—1和终止截面2—2间的轴线长度m l 14.3=，两截面的高度差m h 2=。当水在管中流动时，1—1处压力Pa p 5110176.1?=，两截面之间的能量损失Pa pw 980=?，管径m d 2.0=，动能
及动量修正系数均为1，水的密度3/1000m kg =ρ，流量s L q /60=，求水流对弯
头的作用力。
3-43 液压缸直径mm D 100=，活塞杆直径 mm d 60=，负载N F 2000=，进油压力
MPa p p 5=，滑阀阀芯直径mm d v 30=，阀口开度mm x v 4.0=，射流角度 69=α，
阀口速度系数98.0=v c ，流量系数62.0=d c 。不考虑沿程损失，求阀芯受力大小和方向以及活塞运动的速度。
3-44 图示圆柱形阀芯，cm D 2=，cm d 1=，阀口开度mm x 2=。压力油在阀口处的压力
降为Pa p 51103?=?，在阀腔a 点到b 点的压力降Pa p 5
2105.0?=?，油的密度3/900m kg =ρ，通过阀口时的角度 69=α，流量系数65.0=d c ，求油液对阀芯的作用力。
3-45 同题3-44的图，确定液流向左，阀口开大和关小时；以及液流向右，阀口开大和关小
时四种情况下瞬态液动力的方向。
3-46 液压系统的安全阀，阀座直径mm d 25=，当系统压力为Pa 51050?时，阀的开度
mm x 5=，通过的流量min /600L q =。如果阀的开启压力为Pa 51043?，油液密
度3/900m kg =ρ，弹簧刚度mm N k /20=，求油液出流角α。
3-47 力N F 3000=作用在mm D 50=的活塞上，使油从缸底孔口中流出。孔口
mm d 20=，97.0=v c ，3/900m kg =ρ。忽略活塞摩擦，求作用在缸底壁面上的
力。
3-48 水力清砂高压水枪的结构如图所示。喷嘴出口直径mm d 70=，mm d 151=，流过的
水流量min /160L q =。用喷出的射流冲毁铸型芯砂。试求球形阀座受水枪的作用力。
3—4管流及压力损失
3-49 计算mm d 12=圆管，mm d 12=﹑mm D 20=以及mm d 12=﹑mm D 24=同心环
状管道的水力半径。 3-50 有一管径不等的串联管道，mm d 201=，mm d 102=，流过黏度为s Pa ??-31030，
流量为min /20L q =的液体，液体密度为3
/900m kg =ρ，求液流在两通流截面上的平均速度和雷诺数。
3-51 长1.5m ﹑孔径为3mm 的管子两端压降为5MPa ，概略计算通过管子的流量以及油的黏
度为s cm /5.02时的雷诺数，设油的密度为3/900m kg =ρ。
3-52 某系统泵的最大流量为40L/min ，油的黏度在C 50时为s cm /102022-?，已知系统
的最低工作温度是C 15，这时的黏度为s cm /1015022-?，最高工作温度为C 60，
年度为s cm /101322-?。如果要求管路的液流处于层流状态，油管的直径应选多少？
3-53 液体在管中的流速为s m /4，管道内径为mm 60，有的黏度为s m /103026-?，试确
定流态。如要为层流，其流速应为多大？
3-54 已知一管道直径mm 50，油的黏度s cm /2.02，如果液流为层流状态，问可通过的最
大流量为多少？
3-55 图见习题3-19，内径mm d 20=﹑m l 6=的圆直管倾斜放置，输送3/900m kg =ρ﹑
s Pa ??=-31040η的油液，已知B 处的压力Pa p B 5101?=，A 处
Pa p A 5102?=，两点位置高度差m h 2=，计算油液在管中流量。
3-56 油液以min /3.0L q =的流量流过内径mm d 1=的毛细管，油液密度3
/900m kg =ρ，
黏度s m v /102026-?=，要使毛细管两端保持1MPa 的压差，计算毛细管长度。 3-57 液流在边长为a 的方形截面槽中作层流运动，它的水力半径4/a R =，如果用圆管的
流量公式)128
/(4l p d q ηπ?=估计方形截面槽流量时，对公式中的d 应该作如何更改较好？
3-58 在直径mm D 25=的液缸中放置着一个具有4条矩形截面)(b a ?槽的活塞，缸左腔的
表压力为Pa p 5102?=，右腔直接回油箱。设油的黏度s Pa ??=-31030η，槽进口处压力损失忽略不计，确定缸左腔沿4条槽流到右腔去的流量。已知槽的尺寸mm a 1=，mm b 2=和长度mm l 120=。
3-59 如有两条长度相等的管道相互并联，管道直径1d ﹑2d （21d d >），油在管中作层流
运动，如仅计及管内的沿程损失，问两管内的流速哪一个大？
3-60 试求图示两并联管中的流量各为多少？已知总流量min /25L q =，mm d 501=，
mm d 1002=，m l 301=，m l 502=，沿程阻力损失系数04.01=λ和03.02=λ，
并联管中的流量和总压力损失等于多少？
3-61 液压装置导管全长25m ，管径20mm ，液体流速s m /3，油黏度s m /103026-?，密度
3/900m kg =ρ，求压力损失等于多少？
3-62 装有滤油器﹑吸油管﹑泵﹑压油管﹑压力阀﹑缸及回油管的系统，它的管路阻力相当
于mm d 25=﹑长35m 的管子，求作用在缸上的有效压力，设泵出口压力为
Pa 51035?流量min /80L ，油的密度3/900m kg =ρ和黏度s cm /4.02。
3-63 黏度为s m /104026-?的油液通过水平管道，油液密度3/900m kg =ρ，管道内径为
mm d 10=，长m l 5=，进口压力MPa p 41=，问当流速为s m /3时，出口压力2
p 为多少？
3-64 水平放置的光滑圆管由两段组成，直径mm d 101=，mm d 62=，长度m l 3=，油液
密度3
/900m kg =ρ，黏度s m v /102026-?=，流量min /18L q =。分别计算油液
通过两段油管时的压力损失。
3-65 在直径d ，长为l 的输油管中，年度为v 的油在液面位差H 的作用下运动着。如果只考
虑运动时的摩擦损失，试求从层流过渡到紊流时H 的表达式。
3-66 图示连接两水池的水平管道，mm d 150=，m l 50=，在m l 401=处装一阀门，水流
作恒定出流。m H 61=，m H 22=，设管道的03.0=λ，5.0=进ζ，4.0=阀ζ，1.0=出ζ，求管中流量。
3-67 运动黏度s m v /104026-?=的油液通过300m 长的光滑管道，管道连接两个液面差保
持不变的容器，液面差cm h 30=。如仅计及液体在管道中流动时的沿程损失，试确定：1）当流量为s L /10时液体作层流运动，管道必须的直径；2）当直径为算出直径时，不发生紊流时两容器最高的液面差max h 。
3-68 某动力系统采用长25m ﹑内径20mm 的管道，油液密度3
/870m kg ，运动黏度s m /104.024-?，求流量为s L /314.0时管道的压力损失。若流量增加到s
L /512.2时压力损失是多少？假设流动状态为紊流，沿程摩擦阻力系数取25.0Re 3164.0-=λ。
3-69 水乡保持液位h 不变，水箱中液体经水箱底部直径为d ﹑长为l 的垂直管通入大气。设
管中的沿程阻力系数为λ，水的密度为ρ，不计局部损失，求流量和管长的关系。
3-70 油在垂直管中流动，油的黏度s m v /104026-?=，密度3
/900m kg =ρ，大直径管道mm d 202=，小直径管道mm d 101=，从1—1到2—2的高度差为2m ，m l 12=。两直径间有一缩接，长度忽略不计。如其逐渐收缩方向与流向一致时，2.01=ζ，如相反时6.02=ζ（均与1d 截面处的流速相对应）。如果2—2的平均流速和表压不随流
向改变，始终保持s m v /12=，Pa p 52105?=，求油在两种不同流向时1—1处压
力表读数。
3-71 某系统由泵到马达的管路如图所示。已知mm d 16=，管总长cm l 384=，油的
3/900m kg =ρ，s m v /107.1826-?=，s m v /5=，在 45处21=ζ， 90处12.12=ζ， 135处3.03=ζ，求由泵到马达的全部压力损失（位置高度及损失之间的扰动均不计，管道看作光滑管）。
3-72 泵从油池中吸取润滑油，流量s cm q /1200
3=，油的黏度E 40，3
/900m kg =ρ，求：1）泵在油箱液面以上的最大允许安装高度，假设油的饱和蒸汽压为m 3.2水柱，吸油管直径mm d 40=，长m l 10=，仅考虑管中的沿程损失；2）当泵的流量增大一倍时，最大允许高度将如何变化？
3-73 流量min /16L q =的液压泵，安装在油面以下，油液的黏度s m v /102026-?=，密度3
/900m kg =ρ，其它尺寸如图所示。仅考虑吸油管沿程损失，试求泵入口处绝对压力的大小。
3-74 有一液压泵，流量为min /25L ，泵轴比油箱液面高出400mm ，油液的黏度为
s cm v /103022-?=。如只考虑吸油管中的沿程压力损失，问泵吸油腔处的真空度为多少？油的密度为3
/900m kg =ρ。
3-75 泵从一个大油池中抽吸油液，流量为min /150L ，油的黏度s cm /34.02，密度3/900m kg =ρ，吸油管直径60mm ，泵吸油管弯头的局部阻力系数为0.2，吸油管粗
滤网的压力损失为Pa 510178.0?。如希望泵入口处的真空度不大于Pa 5104.0?，求
泵的吸油高度。液面到滤网间的管路沿程损失可忽略不计。
3-76 泵以 min /4250
L q =的流量通过长m l 5000=和管径m d 3.0=的管道抽送3/950m kg =ρ的油，温度变化时油的密度不变。求在温度C t 401=,运动黏度s cm v /5.121=和 C t 102=，s cm v /2522=时抽油所需的功率。
3—5孔口流
3-77 安装在管内的薄壁小孔，孔前后的压力分别为1p 和 2p ，推导小孔流量公式时，可取
截面1-1及收缩截面c-c ，写出伯努利方程，设1=α，c v v <<1，则
g v g v g p g p c c 222221ζρρ++= c v c c p c p p v ?=-+=ρρζ2)(2111
通过小孔的流量 c d
c v c c c p A c p A c c v A q ?'=?==ρρ2200 可是实用的小孔流量公式p
A c q d ?=ρ20，21p p p -=?
将上述两式进行比较，是否可以认为c p 和2p 是近似相等的？d
c '是否和
d c 相等？
3-78 为减少水头损失，在大水管上装一分路，以量测分路的流量，来推导主水管的流量。
试说明大水管上的流量q 为分路流量q '的倍数。
3-79 当水流经mm d 10=的孔口，在水头m H 2=作用下流入大气时，试确定流量系数﹑
速度系数和截面收缩系数。已知流量s L q /294.0=时射流某一截面中心的坐标m x 3=和m y 2.1=。
3-80 同上题图，水箱下m H 5.2=处壁上开有cm d 4=的圆孔，设液面保持不变，孔口的
64.0=c c ，97.0=v c 。如果与空气的摩擦损失不计，试确定通过小孔流束下降2.5m 处的流速及直径为多少？
3-81 阀关闭时MPa p 28.01=，打开时MPa p 06.02=，mm d 12=，3/900m kg =ρ，
求阀门打开时的流量q 是多少？
3-82 直径为6mm 的小孔两端的压降为7MPa ，试概略计算通过这个小孔的流量，小孔的流
量系数取6.0=d c 。
3-83 有一薄壁节流小孔，通过流量min /25L q =时，压力损失为0.3MPa ，试求节流孔的
通流面积，设流量系数61.0=d c ，油的密度3/900m kg =ρ。
3-84 为什么在孔口处套上一段适当长度的管嘴，可增大孔口的出流量？最适合的管嘴长度
液压传动试题库及答案解析
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，粘度显着升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（ B ） 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（ B ）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 液压与气压传动的优缺 点精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8- 液压与气压传动的优缺点 1、液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。 (3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。 (4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 (5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。 (6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。 (7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 液压传动的缺点是： (1)液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。 (2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。 (3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。 一、填空题 1.液体流动时分子间的产生阻止液体分子相对运动的，液体的这种特性称为黏性。 2.静止液体不能承受拉应力和切应力，而只能承受压应力。 3.常用的液压泵有、、三大类，液压控制阀按其用途可分为、、三大类。 4.液压马达把转换成,输出的主要参数和。 5.在液压系统中,由于某种原因,液体压力在某一瞬间突然升高,产生很高的压力峰值，这种现象称为。 6.液体的流动状态分为和，由雷诺数判别。 7.液压传动是以为工作介质，以液体的能来传递动力的。 8.我国机械油的牌号，就是表示这种油在0C时以为单位的黏度的平均值。 9.真空度是大气压力与之差，表测压力是和之差。 10.在密闭容器内作稳定流动的理想流体具有三种能量，即、、，三者之间可以相互，但是一个常数。 11.单杆液压缸采用连接，使其运动速度提高一倍左右。 12.静止液体不能承受和，而只能承受。 13.液体在直管中流动时，产生压力损失；在变直径管、弯管中流动时产生压力损失。 14.径向柱塞泵改变排量的途径是，轴向柱塞泵改变排量的途径是。 15. 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。 16. 液压系统的压力大小取决于的大小，执行元件的运动速度取决于的大小。 17.液体的粘度随温度变化的特性称为。当温度增加时，液体的粘度。 18. 液压油(机械油)的牌号是用表示的。N32表示。 19. 外啮合齿轮泵的结构特点是：；；。 20. 单杆活塞式液压缸作差动连接时，若要使活塞往返运动速度相等(返程时液压缸普通连接)，即v2=v3，则活塞直径D和活塞杆直径d应必存在的比例关系。 21. 液压泵是靠密封工作腔的变化进行工作的。 22. 在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力峰值，这种现象称为。 23. 单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各次，同一转速的情况下，改变它的可以改变其排量。 24. 液体的体积弹性模量和温度、压力有关。温度，体积弹性模量减小。 25. 液压阀的作用是控制液压系统中。 26. 轴向柱塞泵主要由驱动轴、斜盘、柱塞、缸体和配油盘五大部分组成。改变，可以改变油泵的排量V。 27. 既无粘性又不可压缩的液体称为。 28. 雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要是惯性力和粘性力，雷诺数大，说明力起主导作用，这样的液流呈紊流状态；雷诺数小，说明力起主导作用，液流呈层流状态。 29. 对于液压泵来说，实际流量总是理论流量；实际输入扭矩总是其理论上所需要的扭矩。 30. 齿轮泵中每一对齿完成一次啮合过程就排一次油，实际在这一过程中，压油腔容积的变 液压传动分析 一、优点 1）传动平稳在液压传动装置中，由于油液的压缩量非常小，在通常压力下可以认为不可压缩，依靠油液的连续流动进行传动。油液有吸振能力，在油路中还可以设置液压缓冲装置，故不像机械机构因加工和装配误差会引起振动扣撞击，使传动十分平稳，便于实现频繁的换向；因此它广泛地应用在要求传动平稳的机械上，例如磨床几乎全都采用了液压传动。 2）质量轻体积小液压传动与机械、电力等传动方式相比，在输出同样功率的条件下，体积和质量可以减少很多，因此惯性小、动作灵敏；这对液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器来说，是特别重要的。例如我国生产的1m3挖掘机在采用液压传动后，比采用机械传动时的质量减轻了1t。 3）承载能力大液压传动易于获得很大的力和转矩，因此广泛用于压制机、隧道掘进机、万吨轮船操舵机和万吨水压机等。 4）容易实现无级调速在液压传动中，调节液体的流量就可实现无级凋速，并且凋速范围很大，可达2000：1，很容易获得极低的速度。5）易于实现过载保护液压系统中采取了很多安全保护措施，能够自动防止过载，避免发生事故。 6）液压元件能够自动润滑由于采用液压油作为工作介质，使液压传动装置能自动润滑，因此元件的使用寿命较长。 7）容易实现复杂的动作采用液压传动能获得各种复杂的机械动作， 如仿形车床的液压仿形刀架、数控铣床的液压工作台，可加工出不规则形状的零件。 8）简化机构采用液压传动可大大地简化机械结构，从而减少了机械零部件数目。 9）便于实现自动化液压系统中，液体的压力、流量和方向是非常容易控制的，再加上电气装置的配合，很容易实现复杂的自动工作循环。目前，液压传动在组合机床和自动线上应用得很普遍。 10）便于实现“三化”液压元件易于实现系列比、标准化和通用化．也易于设计和组织专业性大批量生产，从而可提高生产率、提高产品质量、降低成本。 1、液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至W(牛/瓦),发电机和电动机则约为W。 (3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。 (4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 (5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。 (6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。 (7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 液压传动的缺点是： (1)液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。 (2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。 (3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。 (4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。 (5)液压系统发生故障不易检查和排除。 总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。 2、气压传动的优点 组合机床液压传动系统分析 摘要：液压动力滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它对液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。采用滑台液压传动系统的组合机床在运行中经常有故障发生，如噪声、爬行、泄漏、油温过高、换向时冲击大、压力提不高、运动速度低于规定值等现象。本文主要针对滑台液压系统的工作原理以及常见故障进行分析。 关键词：组合机床液压传动故障 一、前言 1、液压传动的概念 液压传动是用液体作为工作介质来进行控制和传递能量的传动方式。液压系统是利用液压泵将机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。驱动组合机床滑台的液压系统是由油箱、液压泵、过滤器、开停阀、溢流阀、换向阀、节流阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。 2、滑台液压传动的优、缺点 优点：在相同的体积下，液压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。液压执行装置的工作比较平稳。由于液压执行装置重量轻、惯性小、反应快，所以易于实现快速起动、制动和频繁地换向。液压传动可在大范围内实现无级调速，并可在液压装置运行的过程中进行调速。液压传动容易实现自动化，因为它是对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节，操纵很方便。当液压控制和电气控制或气动控制结合使用时，能实现较复杂的顺序动作和远程控制。液压装置易于实现过载保护且液压件能自行润滑，因此使用寿命长。由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。 缺点：液压传动是以液体为工作介质，在相对运动表面间不可避免地要有泄漏，同时，液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用。液压传动在工作过程中有较多的能量损失，不宜于远距离传动。液压传动对油温的变化比较敏感，油温变化会影响运动的稳定性。因此，在低温和高温条件下，采用液压传动有一定的困难。为了减少泄露，液压元件的制造精度要求高，因此，液压元件的制造成本高，而且对油液的污染比较敏感。液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员提出了更高的要求，既要系统地掌握液压传动的理论知识，又要有一定的实践经验。随着高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也是要解决的问题。 第七章典型液压传动系统 一、图为YT453型组合机床动力滑台液压系统工作原理，分析其原理完成下列各问。 1、电磁铁动作顺序表。 （1）快进 控制油路：泵2－电磁换向阀A左位－单向阀C－液控换向阀B左位－阀B左位进入工作位置 主油路: 泵2－单向阀3－电液换向阀7左位－行程阀11常位－液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔－阀7左位－单向阀6－阀11－液压缸左腔。 （2）一工进 主油路: 泵2－单向阀3－电液换向阀7左位－调速阀8－电磁阀12右位—液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔－阀7左位－单向阀6－阀11－液压缸左腔。 （3）二工进 主油路: 泵2－单向阀3－电液换向阀7左位－调速阀8－调速阀9—液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔－阀7左位－单向阀6－阀11－液压缸左腔。 （4）快退 控制油路：泵2－电磁换向阀A右位－单向阀D－液控换向阀B右位－阀B右位进入工作位置 进油路：泵2－阀3－阀7右位－液压缸右腔； 回油路：缸左腔－阀10－阀7右位－油箱。 二、如图所示为某一组合机床液压传动系统原理图。试分析其工作原理，根据其动作循环图列出电磁铁工作表，并指出此系统由哪些基本回路组成，有何特点。 三、分析图中所示液压系统，系统的快进、一工进、二工进、快退的进、回油路路线。（1）快进 进油路：泵1→单向阀→换向阀2左位→换向阀6左位→缸左腔 回油路：缸右腔→换向阀2左位→单向阀→换向阀6左 位→缸左腔 （2）一工进 进油路：泵1→单向阀→换向阀2左位→调速阀5→二 位换向阀左位→缸左腔 回油路：缸右腔→换向阀2左位→顺序阀3→背压阀4→ 油箱 （3）二工进 进油路：泵1→单向阀→换向阀2左位→调速阀5→调速阀→缸左腔 回油路：缸右腔→换向阀2左位→顺序阀3→背压阀4→油箱 （4）快退 复习题 1、若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为___B___。 A. 转动副 B. 移动副 C. 球面副 D. 螺旋副 2、平面四杆机构无急回特性时___C____，行程速比系数___F____ A. 压力角α=0 B. 传动角β=0 C. 极位夹角θ=0 D.k＞1 E. k＜1 F. k=1 3、曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，__B_________死点位置。 A.不存在 B. 曲柄与连杆共线时为 C. 摇杆与连杆共线时为 4、一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？_双曲柄机构_； （2）当取d杆为机架时，则为_曲柄摇杆机构_。 5、曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，____A_______死点位置。 A.不存在 B.曲柄与连杆共线时为 C. 摇杆与连杆共线时为 6、为保证四杆机构良好的机械性能，___B________不应小于最小许用值。 A .压力角B.传动角C. 极位夹角、 7、铰链四杆机构的杆长为a=60，b=80，c=100，d=90。若以杆a为机架，则此四杆机构 D 。 A.无整转副，无曲柄 B. 有整转副而无曲柄 C. 有整转副且有一个曲柄 D. 有整转副且有两个曲柄 8、当凸轮机构的从动件为等速运动规律时,其从动件的运动__A___。 A. 将产生刚性冲击 B. 将产生柔性冲击 C. 没有冲击 D. 既有刚性冲击又有柔性冲击 9、____B_______决定了从动杆的运动规律。 A.凸轮转速 B.凸轮轮廓曲线 C. 凸轮形状 10、螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采 用___B__。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用___D___。 A.螺栓联接 B.双头螺栓联接 C.螺钉联接 D.三角形细牙螺纹 11、凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到__D_____半径。 A.理论轮廓线上的最大 B.实际轮廓线上的最大 C. 实际轮廓线上的最小 D.理论轮廓线上的最小 12、凸轮机构基圆半径越_大__，压力角越_小__，机构传动性能越好。 13.一对齿轮要正确啮合，它们的__C_____必须相等， A. 直径 B.宽度 C.模数 D.齿数 14.一个齿轮上的圆有___B____。 A. 齿顶圆和齿根圆， B. 齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 C. 齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆 课程设计说明书 （2016-2017学年第二学期） 课程名称液压传动与控制技术课程设计 设计题目卧式组合钻床动力滑台液压系统 院（系）机电工程系 专业班级14级机械设计制造及其自动化x班 姓名陈瑞玲 学号20141032100 地点教学楼B301 时间2017年5月25日—2017年6月22日成绩：指导老师：蓝莹 目录 液压传动与控制技术课程设计任务书 (3) 1．概述 (4) 1.1 课程设计的目的 (4) 1.2 课程设计的要求 (4) 2. 液压系统设计 (4) 2.1 设计要求及工况分析 (4) 2.1.1设计要求 (4) 2.1.2 负载与运动分析 (5) 2.2 确定液压系统主要参数 (7) 小结 (17) 参考文献 (18) 液压传动与控制技术课程设计任务书 1．概述 1.1 课程设计的目的 本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 1.2 课程设计的要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 2. 液压系统设计 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式组合钻床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 2.1 设计要求及工况分析 2.1.1设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进→工进→快退→停止。 、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_40 °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（影响不大） 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（流量是相等的） 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（Re紊流＞ Re临界＞ Re层流） 6.有卸荷功能的中位机能是（H、K、M型） 7.顺序阀的主要作用是（降低油液压力供给低压部件） &旁油路节流调速回路在（重载高速）时有较高的速度刚度 9.调速阀可以实现（ D ） A执行部件速度的调节B执行部件的运行速度不因负载而变化 C调速阀中的节流阀两端压差保持恒定D以上都正确 10.可以承受负值负载的节流调速回路是（回油路节流调速回路） 填空题（每空1分，共25分） 1.液体静压力沿内法线方向作用于承压面；静止液体内任意点的压力在（各个）方向相等。 第8章液压传动系统 学习要点:液压传动在机械制造、工程机械、冶金机械、石化机械、航空、船舶等各个行业部门均有广泛的应用，根据主机不同的工况要求，液压系统有着不同的组成形式，形成了繁多的种类。本章有选择地介绍四种典型的液压系统，通过对这些液压系统的分析，可以加深对基本回路的认识，了解液压系统组成的规律，为今后分析其他液压系统和设计新的液压系统打下基础。 液压传动广泛应用在机械制造、冶金、轻工、起重运输、工程机械、船舶、航空等各个领域。根据液压主机的工作特点、工作环境、动作循环以及工作要求，其液压传动系统的组成、作用和特点不尽相同。液压系统是根据液压设备的工作要求，选用适当的基本回路构成的，它一般用液压系统图来表示。在液压系统图中，各个液压元件及它们之间的连接与控制方式，均按标准图形符号(或半结构式符号）画出。 分析液压系统，首先必须对系统的工况进行分析，看系统是如何满足工况的要求的;其次，再分析系统的特点。分析液压系统一般可以按照以下步骤进行。 (1) 了解液压设备的功用。重点是液压传动装置实现了哪些运动；具体工艺对于液压传动系统的要求等。 ⑵分清主次。首先分析各个主运动所需的主油路和控制油路，然后分析润滑油路一类的辅助油路。 ⑶分析系统中各液压元件的作用。搞清系统由哪些基本回路组成，并对重点问题进行分析。 (4)归纳总结整个液压系统的优缺点。 8.1 液压传动系统的形式 液压系统应用领域不同，其特点也不同。在航空、国防领域，可靠性是系统所追求的；在大型重载设备行列，节能降耗是设计系统必须考虑的。液压传动系统按其应用行业可分为航空液压系统、工程机械液压系统、冶金液压系统、机床液压系统等;按系统特点可以分为以压力控制为主的液压系统、以速度变换为主的液压系统、以换向精度为主的液压系统；按系统的功率可分为大功率液压系统、中功率液压系统、小功率液压系统；按系统压力等级可分为超高压液压系统、高压液压系统、中高压液压系统、中压液压系统、低压液压系统；按油液的循环方式不同，有开式系统和闭式系统之分；按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统、双泵系统和多泵系统。 8.1.1 幵式系统与闭式系统 液压系统按照液流循环方式的不同，可以分为开式系统与闭式系统。 1.开式系统 一般情况下所见的液压系统均为开式系统，如图8-1所示系统就是一个开式系统。液压泵从油箱吸入液压油，经过换向阀送入液压缸（或液压马达）的进油腔，其回油腔的油最终返回油箱，工作油液可以在油箱中进行冷却和沉淀，然后再进行工作循环。开式系统的特点如下： (1)液压油在系统中循环使用时，油箱是一个重要环节； 液压传动复习题及参考答案 一、填空 1、液压传动是利用液体的（压力）能来传递能量的一种传动方式。其主要参数为（压力）和（流量）。 2、以（大气压力）为基准所表示的压力称为相对压力。 3、液体粘性用粘度表示,常用的粘度有（动力粘度）、（运动粘度）和条件粘度（或相对粘度)。 4、液体能量的表现有（压力能）、（位能/势能）和（动能）三种。 5、容积式液压泵是依靠（密封容积的变化）来进行工作的。 6、液压泵和液压马达的排量只随（几何尺寸）的变化而变化。 7、液压缸运动速度的大小决定于（进入液压缸的流量）。 8、减压阀常态时阀口常（开）。 9、油箱的功用有（储存油液）、（散发热量）、逸出气体和沉淀污物。 10、流体在管道中存在两种流动状态，（层流）时黏性力起主导作用，（湍流）时惯性力起主导作用，液体 的流动状态可用（雷诺数/Re）来判断，其计算公式为（）。 11、改变单作用叶片泵转子和定子之间（偏心距）的大小可以改变其流量。 12、常用的液压泵有（齿轮）、（叶片）和（柱塞）三类。 13、调速阀是由（调速）和（节流）串联而成的。 14、若换向阀四个油口有钢印标记：“A”、“P”、“T”、“B”，其中（P）表示进油口，（T）表示回油口。 15、密封装置是解决（泄漏）最重要、最有效的手段。 16、（调压）回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。 17、液压传动系统由（动力）装置、（执行）装置、（控制）装置、（辅助）装置和工作介质组成。 18、根据度量基准的不同，压力有两种表示方法：绝对压力和（相对压力）。 19、静力学基本方程的表达形式为（p=p0+ρgh）。 20、在液压传动中，能量损失主要表现为（温升）。 21、为了防止产生（空穴）现象，液压泵吸油口距离油箱液面高度不宜太高。 22、执行元件是将液体的（压力）能转化成（机械）能的元件。 23、压力继电器是一种将油液的（压力）信号转换成（电）信号的电液控制元件。 24、液压传动是以（有压）流体为能源介质来实现各种机械传动与自动控制的学科。 25、液压系统的工作压力取决于（负载）。 26、O型密封圈一般由（耐油橡胶）制成，其横截面呈（圆形/0形）型。 27、在实验或生产实际中，常把零压差下的流量（即负载为零时泵的流量）视为（理论）流量。 28、液压泵的机械损失是指液压泵在（转矩）上的损失。 29、差动回路中，活塞直径为D，活塞杆直径为d，为使活塞快进和快退速度相等，D和d满足关系 30、溢流阀的作用有（稳压）、（保护）和（背压/卸荷）等。 31、滤油器应满足的基本要求是（一定的过滤精度）和足够的过滤能力。 32、进油和回油节流调速系统的效率低，主要原因是（节流）损失和（溢流）损失。 33、顺序动作回路按控制方式不同分为（行程）控制和（压力）控制。 34、某液压系统的压力大于大气压力，则其绝对压力为（大气压力+相对压力）。 35、定常流动是指液体流动时液体中任一点处的（压力）、（密度）和速度不随时间而变化的流动。 36、由于液体具有（粘性），液体在管道中流动要损耗一部分能量。 37、外啮合齿轮泵位于轮齿脱开啮合一侧是（吸油）腔，位于轮齿进入啮合一侧是（压油）腔。 38、液压泵的功率损失包括（容积）损失和（机械）损失。 39、柱塞缸由于柱塞与缸筒无配合要求，所以它特别适用于行程（长/大）的场合。 40、液压缸的（容积）效率是液压缸的实际运动速度和理想运动速度之比。 第八章典型液压系统 近年来，液压传动技术已经广泛应用于很多工程技术领域，由于液压系统所服务的主机的工作循环、动作特点等各不相同，相应的各液压系统的组成、作用和特点也不尽相同。以下通过对几个典型液压系统的分析，进一步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种基本回路的组成，并掌握分析液压系统的方法和步骤。 阅读一个较为复杂的液压系统图，大致可按以下步骤进行： (1)了解设备的工艺对液压系统的动作要求； (2)初步游览整个系统，了解系统中包含有哪些元件，并以各个执行元件为中心，将 系统分解为若干子系统。 (3)对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后根据执行元件的动 作要求，参照动作循环表读懂这一子系统。 (4)根据液压设备中各执行元件间互锁、同步、防干涉等要求，分析各子系统之间的 联系。 (5)在全面读懂系统的基础上，归纳总结整个系统有哪些特点，以加深对系统的理解。 第一节组合机床液压系统 一、组合机床液压系统 组合机床液压系统主要由通用滑台和辅助部分（如定位、夹紧）组成。动力滑台本身不带传动装置，可根据加工需要安装不同用途的主轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、铣削及攻丝等工序。 图8—1液压系统工作原理 所示为带有液压夹紧的他驱式动力滑台的液压系统原理图，这个系统采用限 压式变量泵供油，并配有二位二通电磁阀卸荷，变量泵与进油路的调速阀组成容积节流调速回路，用电液换向阀控制液压系统的主油路换向，用行程阀实现快进和工进的速度换接。它可实现多种工作循环，下面以定位夹紧→快进→工进→二工进→死挡铁停留→快退→原位停止松开工件的自动工作循环为例，说明液压系统的工作原理。 1. 夹紧工件夹紧油路一般所需压力要求小于主油路，故在夹紧油路上装有减压阀6，以减低夹紧缸的压力。 按下启动按钮，泵启动并使电磁铁4DT通电，夹紧缸24松开以便安装并定位工件。当工件定好位以后，发出讯号使电磁铁4DT断电，夹紧缸活塞夹紧工作。其油路：泵1→单向阀5→减压阀6→单向阀7→换向阀11→左位夹紧缸上腔，夹紧缸下腔的回油→换向阀11左位回油箱。于是夹紧缸活塞下移夹紧工件。单向阀7用以保压。 2.进给缸快进前进当工件夹紧后，油压升高压力继电器14发出讯号使1DT通电，电磁换向阀13和液动换向阀9均处于左位。其油路为： 进油路：泵1→单向阀5→液动阀9→左位行程阀23右位→进给缸25左腔 回油路：进给缸25右腔→液动阀9左位→单向阀10→行程阀23右位→进给缸25左腔。 于是形成差动连接，液压缸25快速前进。因快速前进时负载小，压力低，故顺序阀4打不开（其调节压力应大于快进压力），变量泵以调节好的最大流量向系统供油。 3.一工进当滑台快进到达预定位置（即刀具趋近工件位置），挡铁压下行程阀23，于是调速阀12接入油路，压力油必须经调速阀12才能进入进给缸左腔，负载增大，泵的压力升高，打开液控顺序阀4，单向阀10被高压油封死，此时油路为： 进油路：泵1→单向阀5→换向阀9左位→调速阀12→换向阀20右位→进给缸25左腔 回油路：进给缸25右腔→换向阀9左位→顺序阀4→背压阀3→油箱。 一工进的速度由调速阀12调节。由于此压力升高到大于限压式变量泵的限定，泵的流量便自动减小到与调速阀的节流量相适应。 压力p B 4.二工进当第一工进到位时，滑台上的另一挡铁压下行程开关，使电磁铁3DT 通电，于是阀20左位接入油路，由泵来的压力油须经调速阀12和19才能进入25的左腔。其他各阀的状态和油路与一工进相同。二工进速度由调速阀19来调节，但阀19的调节流量必须小于阀12的调节流量，否则调速阀19将不起作用。 5.死挡铁停留当被加工工件为不通孔且轴向尺寸要求严格，或需刮端面等情况时，则要求实现死挡铁停留。当滑台二工进到位碰上预先调好的死挡铁，活塞不能再前进，停留在死挡铁处，停留时间用压力继电器21和时间继电器（装在电路上）来调节和控制。 6.快速退回滑台在死挡铁上停留后，泵的供油压力进一步升高，当压力升高到压力继电器21的预调动作压力时（这时压力继电器入口压力等于泵的出口压力，其压力增值主要决定于调速阀19的压差），压力继电器21发出信号，使1DT断电，2DT通电，换向阀13和9均处于右位。这时油路为： 进油路：泵1→单向阀5→换向阀9右位→进给缸25右腔。 回油路：进给缸25左腔→单向阀22→换向阀9右位→单向阀8→油箱。 于是液压缸25便快速左退。由于快速时负载压力小（小于泵的限定压力p ）, B 第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1．按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。 （1）开式系统 如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油 箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马 达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马 达）的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢 流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作 完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉 淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气 易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其 它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性， 在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加 的能量损失，使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空 现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转 速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助 泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。 换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件 的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。 图4.1 开式系统 但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程 机械所采用。 （2）闭式系统 如图4.2所示。在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半 2-6 伯努利方程的意义是什么该方程的理论式和实际式有什么区别 伯努利方程的物理意义：在密闭管道内做恒定运动的理想液体，具有三种形式的能量，即压力能 动能 位能，他们之间可以相互转化，但在管道内任意位置，单位质量的液体包含的这三种能的总和是一定的。 理论式；g h u p g h u p 22 212 11 2 2++=++ρρ 实际式; g h g h a g h p w ++2 = ++ 22 211 11 2 υυαρ 区别：实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，产生摩擦力，消耗能量，同时管道局部产生形状和尺寸产生变化，所以需要加入修正系数α和能量损失w h 。 2-13,如图所示， d1==40mm,D1=75mm,D2=125mm,q=25L/min,求 v1,v2,q1,q2. s m A q 094.0106010004256=?75????== -21πυ s m A q 034.010 6010004256=?125????==-22πυ 左侧活塞杆运动由两部分产生， 所以q Q d =+4 1 112π υ 得：min 22.23121L d q Q =4 -=1 π υ 同理得；44.222=Q 2-29如图所示，柱塞受F=100N,的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泻出。设缝隙厚度δ=,缝隙长度l=80mm,柱塞直径d=20mm,油的动力粘度μ=50?3 10-Pa s ?.求柱塞和缸孔同心时，下落所需要的时间是多少。 02 1u d p l d q δπμδπ-12=3 1 A u q 0= 2 2 4d F A F p π= = 3 联立123得 s m u 401065.1-?= s u l t 2.606== 液压传动第三章3-12 3-16 3-18答案。 3-12.当泵的额定压力和额定流量为已知时，试说明下列各工况下压力表的读数（管道压力损失除图c 为外均忽略不计）。 a:p=0 b:p=F/A c:p= d:p=0 e:p=Pm 3-16.要求设计输出转矩TM=M,转速nM=30r/min 的液压马达。设液压马达的排量VM=105cm3/r,求所需要的流量和压力各为多少（液压马达的机械效率、容积效率均为） 解：（1）q t =V M n M =105×10-3×30=min 图示液压系统可实现快进—工进—快退—原位停止的工作循环 图示液压系统可实现快进—工进—快退—原位停止的工作循环，请说明： 读懂左图所示的液压系统，并说明：（1）快进时油液流动路线；（2）这 个液压系统的特点。 快进：进油 泵→2YA 上位→3Y A 左位→液压缸左腔 回油 液压缸右腔→4Y A 左位→2Y A 上位→3YA 左位→液压缸左腔 特点：（1）快进采用差动连接；（2）采用稳流量式叶片泵供油；（3）采用进口容积-节流-背压阀调速回路。 试写出题图9.1所示液压系统的动作循环表，并评述这个液压系统的特点并说明桥式油路结构的作用。 答：特点：1）中位时右泵卸荷；2）快进采用差动连接；3）工进采用出口节流调速，整个系统为容积节流调速回 路。桥式油路作用：实现工进回油路及工退进油路的节流调速。循环表如下： 特点：1）中位时右泵卸荷；2）快进采用差动连接；3）工进采用出口节流调速，整个系统为容积节流调速回路。桥式油路作用：实现工进回油路及工退进油路的节流调速。 8.7 如题图8.7所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀的调定流量为2.5 L/min ，液压缸两腔的有效面积A A 12250== cm 2，不计管路损失，试求：（1）液压缸的大腔压力p 1；（2）当负载F =0 和F =9 000 N 时的小腔压力p 2；（3）设液压泵的总效率为0.75 ，求液压系统的总效率。 解：（1）15 2 2.210 p =+?=（2.4-2）MPa 。 （2）2 1212A F A A p p -= ；当F=0时，4.42=p MPa ；当9000F =N 时，8.02=p MPa （3）液压回路的效率264 1111119000 0.822.2105010 q F A F F p q p q p A υη-=====??? 学年 学期 液压传动试题三 （满分80分） 一、 填空（15分） 1． 液压传动利用液体的________来传递能量；而液力传动利用液体的_______来传 递能量。 2． 对液压油来说，压力增大，粘度_________；温度升高，粘度_________。 3． 32号液压油是指这种油在40℃时的______粘度平均值为32mm 2/s 。 4． 液压油的粘度有 、 和 三种。 5． 齿轮泵按照啮合形式可分为_________式和_________式两种。 6． 液压泵按结构的不同可分为 式、 式和 式三种；按单位时 间内输出油液体积能否调节可分为 式和 两种。 7． 流量控制阀中的调速阀是由 阀和 阀 联而成。 8． 理想液体是没有__________和不可__________的假想液体。 9． 液压阀按用途分为______控制阀、_____控制阀和______控制阀。 10． 液压缸按结构特点可分为______式、______式和______式三大类。 11． 柱塞泵按柱塞排列方向不同分为__________和___________两类。 12． 绝对压力是以_______为基准进行度量，相对压力是以______为基准进行度量 的。 二、 简要回答下列问题（15分） 1．液压传动系统由哪几部分组成？（2分） 注 意行为规范，遵守考试纪律 2．写出实际液体的伯努利方程，并说明公式中各项的物理意义。（4分） 3．解释层流、紊流，并说明用什么来判别（4分） 4．简述溢流阀在液压系统中的应用。（5分） 三、绘制下列各曲线图（15分） 1．液压泵的压力－理论流量、实际流量、容积效率和总效率特性曲线。（5分）2．直动式和先导式溢流阀压力－流量特性曲线（3分） 3．节流阀和调速阀的流量－压差特性曲线。（3分） 液压传动系统设计与计算 第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 位移循环图图9-1 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，9-2一种如图液压与气压传动的优缺点精选文档
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