第一章液压传动的基础知识
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章资料
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 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： 643070010110 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0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 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 Eν--=︒-⨯=⨯︒ 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。
液压与气压传动课件第一章(共26张PPT)
单位：帕·秒 Pa ·S 1Pa ·S=10P(泊）
（2） 运动粘度
定义：动力粘度与其密度的比值 υ= μ/ρ
单位：m2/s =104cm2/s 1cm2/s =1St (斯） 1m2/s =104 St (斯）
液压油的牌号就是以这种油液在40°C时运动粘度的平均值来命名 的
° ° ° h①ξ=流ξ 线•v2:某/2g一瞬时液流△别P中=各用ξρ处v2质E/点220运、动状态E的50和一条条E曲10线0标记。
μ = （Ff /A）（ dy/ du）
定义：受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对变化量
2010年3-6月 2008机械类专业
1）压力不要过低 2）正确设计结构参数
2010年3-6月 2008机械类专业
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控制体积从AB运动到A’B’时，机械能的变化量为：
ΔE=E2-E1
= EA’B + EBB’ - EAA’ - EA’B
= EBB’- EAA’
EBB’=1/2m2v22+m2gh2 EAA’= 1/2m1v12+m1gh1
ΔE=1/2m2v22+m2gh2 -1/2m1v12-m1gh1
3、危害：
1）产生振动和噪声
2）液压元件产生误动作，损坏设备。
4、防止措施：
1）减少油液动能 2）采取缓冲措施
3）选择动作灵敏响应较快的元件
2010年3-6月 2008机械类专业
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思考题
直径为d, 质量为m的活塞浸在充
满密闭容器的液体中，并在力F的作
x
用下，处于静止状态，若液体密度为
ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在
液压传动绪论..
如以τ表示液体的内摩擦切应力，即液层间单位面积上的内 摩擦力，则有
F du μ A dy
上式表达的是牛顿的液体内摩擦定律。在液体静止时， 由于du/dy=0，液体内摩擦力F为零，因此，静止的液体不呈 现黏性。
（1）动力黏度u
dy du
由此可知动力黏度的物理意义是：液体在单位速度梯度下 流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩 擦力。动力黏度μ又称绝对黏度。动力黏度的法定计量单位为 Pa· s（1 Pa· s=1 N· s/m2）。
1．对液压油的性能要求
① 适宜的黏度和良好的黏温特性； ② 润滑性能良好； ③ 热稳定性和氧化稳定性良好； ④ 防腐性、抗磨性和防锈性良好； ⑤ 质量纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性 酸碱等；
⑥ 抗乳化性良好（液压油乳化会降低其润滑性，使酸性
增加、使用寿命缩短）； ⑦ 在高温环境下具有较高的闪点，起防火作用；在低温
4．液体的可压缩性
液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。 可压缩性用体积压缩系数k表示，并定义为单位压力变化下的 液体体积的相对变化量。
1 V k p V
液体的压缩系数k的倒数称为液体的体积弹性模量，用K 表示。即
1 pV K k V
体积弹性模量K表示液体产生单位体积相对变化量时所需 要的压力增量。在使用中，可用K值来说明液体抵抗压缩能力 的大小。一般矿物油型液压油的体积弹性模量为K=（1.4~2） ×103 MPa。它的抗压缩性是钢的100~150倍，故一般可认为油 液是不可压缩的。
2．液压传动的缺点
① 液压系统中存在着油液泄漏，油液的可压缩性、油管的 变形等都会影响运动传递的准确性，故不宜用于对传动比要求 精确的场合。 ② 由于液压油对温度比较敏感，油温变化，容易引起工作 性能的改变，故液压传动系统不宜用于温度变化范围较大的场
液压传动基本知识
第一讲液压传动基础知识一、什么是液压传动？定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。
液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。
二、液压传动系统由哪几部分组成？液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。
三、液压传动最基本的技术参数：1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。
静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。
单位：工程单位kgf/cm 2法定单位：1MPa （兆帕）=106Pa （帕）1MPa （兆帕）~10kgf/ce2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。
单位：工程单位：L/min （升/分钟）法定单位：m 3/s四、职能符号：定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。
作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。
如图：过滤器 /VNX五、常用密封件：1.O 形圈：常用标记方法：公称外径（mm ）截面直径（mm ）2•挡圈（0形圈用）：3. 常用标记方法：挡圈ADXdXa千斤顶双向锁 截止阀安全阀A 型（切口式）；D 外径（mm ）；d 内径（mm ）；a 厚度（mm ）第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁一、控制阀：1. 定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。
2. 分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类：压力控制阀：如安全阀、溢流阀流量控制阀：如节流阀方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁3. 对阀的基本要求：（1）工作压力和流量应与系统相适应；（2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象；（3）密封性能好，泄漏量小；（4）结构简单，制作方便，通用性大。
二、液控单向阀结构与原理：1. 定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。
液压传动基础知识
液体的可压缩性一般用体积弹性模量K来表示 K
温度增加时，K值减小，在正常工作范围内，有5%~25%的变化；
整理课件
压力增大时，K值增大，当p≥3MPa时，K基本上不再增大；
当工作介质中混有气泡时，K值将大大减小。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
3、粘性
粘度与温度、压力的关系：
温度升高，粘度下降。变化率的大小直接影响液压传动 工作介质的使用。粘度对温度的变化十分敏感。 压力增大，粘度增大，在整一理课般件 液压系统使用的压力范围 内，增大的数值很小，可忽略不计。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
4、其它性质 液压传动介质还有其它一些性质，如：
可认为是常值
压力提高，密度稍有增加。
我国采用20℃时的密度作为油液的标准密度，以ρ20表示。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
2、可压缩性 压力为p0、体积为V0的液体，如压力增大△p时，体积减小 △V，则体积的可压缩性可用体积压缩系数来表示
1 V
p V0
即单位压力变化下的体积相对变化量
稳定性（热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性
等）
抗泡沫性 抗乳化性 防锈性 润滑性 相容性（对所接触的金属整、理密课件封材料、涂料等的作用程度）
《液压与气压传动》
二、对液压传动工作介质的要求
不同的工作机械、不同的使用情况对工作介质的要求有很大不同。 液压传动工作介质应具备如下性能： ➢合适的粘度，ν40=（15-68）×10-6m2/s，较好的粘温特性 ➢润滑性能好 ➢质地纯净，杂质少 ➢对金属和密封件有良好的相容性 ➢对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性 ➢抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好 ➢体积膨胀系数小，比热容大 整理课件 ➢流动点和凝固点低，闪点和燃点高 ➢对人体无害，成本低
一液压传动基础知识PPT课件
v =μ/ρ
运动粘度的法定计量单位为m2/s，
常用mm2/s。
2.2 液压油
2. 液压油的粘性 3）相对粘度 工程上常采用另一种可用仪器直接测量的 粘度单位，即相对粘度。
又称条件粘度，根据测量仪器和条件不同， 有恩氏、赛氏、雷氏等粘度。
2.2 液压油 2. 液压油的粘性
2.3 液体静力学基础
三﹑压力的传递
帕斯卡(静压力传递) 原理 :
在密闭容器中，施 加于静止液体上的 压力将以等值同时 的传递到液体内各 点。
（2）压力对粘度的影响 (3)温度对粘度的影响
2.2 液压油
2. 液压油的粘性 液压油（液）牌号 标称粘度等级是用液压油（液）在40℃
时运动粘度中心值的近视值来表示，单 位为mm2/s，同时用来表示液压油（液） 的牌号。
2.2 液压油 二、液压油（液）的选用
1.液压油（液）的品种和代号 （1）液压油（液）的品种分类 矿物型和合成烃型液压油， 难燃型液压油， 还有一些专用液压油。
六、液压传动的缺点
1. 漏油的存在，会造成环境污染，降低 传动效率，加上油液的可压缩性，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，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。
六、液压传动的缺点
3.液压元件制造精度要求较 高，加工安装较困难。
三、液压传动系统的组成
3.控制元件 是对系统中油液的压力、流量或
流动方向进行控制或调节的装置 (控制阀，如单向阀、换向阀、溢 流阀、节流阀等)。
三、液压传动系统的组成
4.辅助元件 包括上述三部分之外的其它装置，
(油箱、滤油器、油管、压力表等)。
液压传动基础知识.
第一章液压传动基础知识一、填空题1．液压传动是利用系统中的液体作为工作介质传递运动和动力的一种传动方式。
2．液压泵是利用密闭容积由小变大时，其内压力，密闭容积由大变小时，其内压力的原理而吸油和压油的。
3．液压系统由、、、和五部分组成。
4．液压泵是将原动机输入的转变为液体的的能量转换装置。
它的功用是向液压系统。
5．液压缸是将液体的压力能转变为的能量转换装置；液压马达是将液体的压力能转变为的能量转换装置。
6．各种液压阀用以控制液压系统中液体的、和等，以保证执行机构完成预定的工作运动。
7．辅助装置包括油箱、油管、管接头、过滤器、压力表和流量计等，它们分别起、、、和等作用。
8．目前液压技术正向着、、、、、及液压与相结合的方向发展。
9．液体流动时，的性质，称为液体的粘性。
10．液体粘性用粘度表示。
常用的粘度有、和。
11．液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为，用符号表示，其国际单位为，常用单位为，两种单位之间的关系是。
12．将mL被测液体在θ°C时由恩氏粘度计小孔中流出所用的时间t1与mL 蒸馏水在°C时由同一小孔中流出所用的时间t2之比，称为该被测液体在θ°C时的，用t2表示。
13．矿物油在15°C时的密度约为，水的密度为。
14．液体受压力作用而发生体积变化的性质，称为液体的。
在或时，应考虑液体的可压缩性。
15．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动件速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动件速度较快时，为了减小功率损失，宜采用粘度较的液压油。
16．液体为相对静止状态时，其单位面积上所受的法向压力，称为，用符号表示。
其国际单位为，常用单位为，工程单位为，它们之间的关系为。
17．液压系统的工作压力决定于。
18．在密闭系统中，由外力作用所产生的压力可，这就是静压力传递原理。
19．液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与的乘积。
第一章 液压传动基础知识a
第二节 液体静力学
一、静压力（或压力）及其性质 静压力（或压力） 静止液体： 静止液体：液体内部质点与质点无相对运动 单位面积上所受的力
p= F A
m2
p = lim(
液体静压力有两个重要性质： 液体静压力有两个重要性质： 1. 液体静压力垂直于作用面，其方向永远沿着作 液体静压力垂直于作用面， 用面的法线方向。 用面的法线方向。 2. 在静止液体中任意一点的静压力在各个方向上 均相等。 均相等。
三、压力的表示方法及单位
绝对压力=相对压力 大气压力 绝对压力 相对压力+大气压力 相对压力 真空度=大气压力 大气压力-绝对压力 真空度 大气压力 绝对压力 单位： 单位：
牛顿/ 米2 N / m2 )( Pa) （
1Pa = 1N/ m2 1bar = 1×105 N/ m2 = 1×105 Pa
二、在重力作用下静止液体中的压力分布
p = p0 + ρgh p = pa + ρgh h = Z0 − Z p P Z+ = Z0 + 0 = 常数 ρg ρg
１、静压力由两部分组成：液面 静压力由两部分组成： 静压力由两部分组成 上的压力和液柱重量； 上的压力和液柱重量； 1.静止液体内的压力沿深度呈直 静止液体内的压力沿深度呈直 线分布； 线分布； 2.离液面深度相同处各点的压力 离液面深度相同处各点的压力 都相等， 都相等，压力相等的所有点组成 等压面。 等压面。
o
单位： 单位：Pa ⋅ s(帕.秒）
t1 Et = t2
以被测液体粘度相对于同温度下水的粘度之比值来 表示粘度的大小。 表示粘度的大小。
机械油的牌号是表示温度为50度时， 机械油的牌号是表示温度为 度时，该种油运动 度时 粘度以厘沲为单位的平均值。单位： 粘度以厘沲为单位的平均值。单位： 2 / s 沲 cm
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1.3 液体的压缩性
1.3.1 定义：液体的压缩性是指液体受压后其体 积变小的性能，压缩性的大小用体积压缩系数表示。
3. 液体传动 定义： 以液体为工作介质传递能量的叫液体传动。 分类：液体传动包括液压传动和液力传动。 区别：液压传动是利用液体的压力能实现能量传 递。（如液压泵、油缸） 液力传动是利用液体的动能实现能量传递。 （水轮机）
这里仅讨论液压传动。
第一节 液压传动的基本原则
一、液压传动的基本原理
1.1 论述： 液压传动的基本原理是以液压油为工作介质，通 过动力元件（油泵），将发动机的机械能转换为 油液的压力能，通过管道、控制元件，借助执行 元件，将油液的压力能转换成机械能，驱动负载， 实现直线或回转运动。
机械能
压力能
机械能
1.2 液压传动的工作原理（千斤顶）
油压千斤顶原理 1 油箱 2、4 单向阀 3小油缸
5大油缸 6开关
1.3 液压传动的工作特性
1.3.1、液压传动中压力取决于负载
小活塞底面单位面积上的压力： P1 ?
F A1
大活塞底面上的压力为：P2 ?
G A2
（1-1） （1-2）
根据流体力学中的帕斯卡原理，平衡液体内某一
由于速度：V1
?
S1 t
V2 ?
S2 t
（1-6）
将式（1-6）代入式（ 1-5），有：
A1 ?V1t ? A2 ?V2t
（1-7）
令 A1 ?V1 ? A2 ?V2 ? Q
Q为流量，负载的运动速度 V 2 取决于进入大液压缸
的流量 Q ,而与负载的大小（ W ）无关。
二 液压传动系统的组成
图 自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀
液压系统图图形符号 (GB/T786.1-1993)
四 液压传动的优缺点
4.1 液压传动的优点 ? 1.液压装置工作比较平稳。 ? 2.液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范
围可达 1：2000 ），且调速性能好。 ? 3.液压装置的体积小，重量轻，功率大。。且容
易获得很大的力和力矩。 ? 4.液压装置控制调节简单，容易实现自动化。 ? 5.液压装置易于实现过载保护，且液压元件能自
4、辅助元件 —油箱、油管、滤油器 、压力表 在系统中起储存油液、连接、滤油、测量等作用
（1）动力元件 :液 压泵 ——能量转换， 提供压力油
（2）执行元件 : ---能量转换带动 机构做功
（3）控制调节元 件:各种 —— 控制 压力、方向、流量
（4）辅助元件－各种液压辅件
三 液压传动系统图的图形符号
点的压力等值地传递到液体各点，因此有 :
F
G
p?
p1 ?
p2 ?
? A1
A2
（1-3）
由上式可得：G ? F A2
（1-4）
由于 A2 ?? A1 , 所以AG1 ?? F , 故千斤顶有力的放大 作用。
1.3.2、负载的运动速度取决于流量
液压传动中传递运动时，速度传递按照容积变化
相等的原则进行。故有： A1 ?S1 ? A2 ?S 2 （1-5）
图 自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4— 换向阀芯 5—换向阀 6—液压缸 7— 单向阀 8—液压泵 a，b—油道
1—油箱 2—液压泵 3—单向阀 4—换向阀 5—限压阀 6—滤油器 7—液压缸
机床工作台液压系统工作原理图
1—工作台 2—液压缸 3—活塞4—换向手柄
液体的密度随温度和压力的变化而变化， 但影响很小，可以忽略。
液压油计算时取 ρ = 900kg/m 3
1.2 重度γ
均质液体中 ,重度即为单位体积所具有的重量 : γ ?G V
由于 G ? mg ，所以密度ρ和重度γ的关系是：
γ ?ρ g 重度的单位为 N/m3 液体的重度随温度和压力的变化而变化，但影响很 小，可以忽略。 液压油计算时取γ = 9×103 N/m3
工程机械液压与液力传动技术
教师：王建莉
第一章 液压传动基础知识
一、液压传动概述：
1. 传动 定义：在工程机械上，传动是指能量（动力）由 发动机向工作装置的传递。 例： 发动机曲轴的旋转运动变为车轮的转动、 发动机曲轴的旋转运动变为转向轮的转向、
2. 传动的形式 根据工作介质的不同，传动形式可分为：机械传 动、液体传动、气体传动、电力传动等。
5—换向阀 6，8，16—回油管 7—节流阀 9—开停手柄
10 —
11—压力管 12—压力支管 13—溢流阀
14—钢球15—弹簧17—液压泵 18—滤油器 19—油箱
机床工作台液压系统的图形符号图 1—工作台 2—液压缸 3—油塞4—换向阀
5—节流阀 6—开停阀 7—溢流阀 8—液压泵 9—滤油 10—油箱
6—液压缸 7—单向阀 8—液压泵 a，b—油道
1、动力元件（序号 8）—泵（机件（序号 6）— 缸、马达（压力能 ?机械能） 把液体的压力能转换成机械能的转换元件
3、控制元件（序号 3、5、7）—阀（控制方向、压力 及流量） 对液压系统中油液的压力、流量或流动方向进行控 制或调节的元件
行润滑，寿命较长。 ? 6.液压元件已实现标准化、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。
4.2 液压传动的缺点
? 1.液压传动不能保证严格的传动比。这是由于液 压油的可压缩性和泄漏等因素造成的。
? 2.液压传动中，能量经过二次变换及传动过程中 压力损失，能量损失较多，系统效率较低。
? 3.液压传动对油温的变化比较敏感（主要是粘 性），系统的性能随温度的变化而改变。
? 4.液压元件要求有较高的加工精度，以减少泄漏， 从而成本较高。
? 5.液压传动出现故障时不易找出。
第二节 液压油
油液种类
{ 机械油
石油型 汽轮机油 液压油
{ {{ 难燃型
乳化液 合成型
水包油 油包水 水-乙二醇液 磷酸酯液
合成液压液 液压油 石油型液压油
水基液压液
价格高、密封性好 润滑性、稳定性 好 95%的水、抗燃小
绝大多数液压系统使用石油型液压油
19
一、液压油的性质
1.1 密度ρ
均质液体中，密度即为单位体积所具有的质量 :
? ? m (kg/m 3)
（1-8）
V
其中： m-液体的质量，单位： kg
V - 液体的体积 ,单位：m3