液压传动长安大学工程机械学院机械电子工程系张奕教授
第1章绪论
?液压传动的基本原理及液压系统的组成?本课程的主要内容
?液压传动的优缺点及发展概况
1.1 液压传动的基本原理及液压系统的组成
?传动的概念及类型
?液压传动的基本原理
?液压传动系统的组成
为了适应工作机构，以及操纵、控制性能的要求，必须在原动机和工
作机构之间设置传动装置。原动机输出
的扭矩和转速范围有限工作机构的输出扭矩（力）和输出转速（速度）变化范围较宽的要求原动机传动装置工作机构
传动的方式
介质不同
机械电气液压气压
1
2122A A F pA F ==2
112A A v v =液压传动的基本原理
等压特性-帕斯卡定律等体积特性-质量守恒
能量守恒特性
液压传动的两个基本特点
?以液体为传动介质，靠处于密闭容器内的液体静压力来传递动力，其静压力的大小取决于外负载。?速度的传递是按液体容积变化相等的原则进行的，其执行元件的速度大小取决于进入的流量。
液压传动系统的组成
?动力元件-即液压泵，它可将机械能转化成液压能，是一个能量转化装置。
?执行元件-有液压缸和液压马达两种元件。其作用是将液压能重新转化成机械能，克服负载，带动工作装置完成所需的运动。
?控制元件-包括流量阀、方向阀和压力阀三类。用于控制液压系统中油液的流量大小、流动方向和压力高低。
?辅助元件-构成一个完整的液压系统所必需的其他元件，如油箱、油管、管接头、滤油器、热交换器等。
?工作介质-液压油或其他液体。
1.2 本课程的主要内容?绪论
?液压流体力学基础
?液压泵与液压马达
?液压缸
?液压控制阀
?液压辅助元件
?液压基本回路
?液压系统的设计与应用实例
1.3 液压传动的优缺点及发展概况
?液压传动的优缺点
?液压传动的发展概况
优点：
?能容量大。如液压马达的外形尺寸约为同功率电机的12%，重量约为电机的10%～20%。
?惯性小，启动、制动迅速，运动平稳（无间隙传动），冲击小，换向迅速。
?能在运行过程中进行无级调速，调速方便，调速范围较大，可达100:1至2000:1。
?简化整机结构，减少零件数目，减轻整机重量。
?易于实现低速大扭矩；易于实现直线往复运动，易于总体布置。?操纵方便，省力，控制、调节简单，易于实现自动化。
?对各液压元件有自润滑作用；又由于液压系统容易实现过载保护，因而有利于延长元件的使用寿命。
?易于实现标准化、系列化和通用化，便于设计，制造和维修。
缺点：
?由于存在泄漏及油的可压缩性，因而不能用于高精度的定比传动。
?油的粘度随温度变化，从而影响传动系统的工作性能，因而不宜在高温及低温下工作。
?能量损失较大，发热大，因而效率较低。
?对油液的污染比较敏感，要求有良好的防护和过滤设施。?液压元件制造精度要求高，造价高。
?故障诊断及排除比较困难，要求操作维修人员有较高的专业水平。
液压传动技术的发展概况
?17世纪中叶，帕斯卡定律（1648年）。
?18世纪末，第一台水压机在伦敦问世（英国人布拉莫，1795-97年）。
?20世纪初，第一台采用矿物油为工作介质的液压传动装置研制成功（美国人詹尼，1905年）。
?二战前后，得到迅速发展；战后迅速转入民用工业领域。?当前，在各个工业领域中获得广泛应用，已经成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志之一。
?发展方向：与多种技术相互融合，实现机械设备的机电液一体化、自动化、智能化。
第一章绪论 一、填空题 1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成， 即 、 、 2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。 3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。 4 、液压传动主要利用 的液体传动。 5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括 和 。 二、计算题： 1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。试求： 1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ； 2 ）力 F 需要作用的时间； 3 ）活塞 2 的输出功率。
二、课后思考题： 1 、液压传动的概念。 2 、液压传动的特征。 3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？ 4 、帕斯卡原理的内容是什么？ 5 、液压传动系统的组成。 6 、液压系统的压力取决于什么？ 第一章绪论答案 一、填空题 第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空 ：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动 二、计算题：
答案： 1 ）由活塞 2 上的重物 G 所产生的液体压力 =20×10 6 Pa 根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力 由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力 2 ）根据容积变化相等的原则 求得力 F 需施加的时间 3 ）活塞 2 的输出功率
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）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际 单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为（m3/s 即米3/秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。（√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 2-3 问答题 1. 静压力的特性是什么?
文档从网络中收集，已重新整理排版.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 0word 版本可编辑.欢迎下载支持. 第一章液压传动基础知识课后答案 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： 64 3 070010110 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 3.140.20.0980.10.0510.512a 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 E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
第二章液压传动基础知识 本章介绍有关液压传动的流体力学基础，重点为液体静压方程、连续性方程、伯努力方程的应用，压力损失、小孔流量的计算。要求学生理解基本概念、牢记公式并会应用。 第一节第一节液压油 液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油也是很重要的。 1.1液压油的分类： 普通液压油 专用液压油 1、石油基液压油 抗磨液压油 高粘度指数液压油 石油基液压油是以石油地精炼物未基础，加入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油，不同性能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。 合成液压油——磷酸酯液压油 2、难燃液压油水——乙二醇液压油 含水液压油油包税乳化液 乳化液 水包油乳化油 1)石油基液压油这种液压油是以石油的精炼物为基础，加入各种为改进性 能的添加剂而成。添加剂有抗氧添加剂、油性添加剂、抗磨添加剂等。不同工作条件要求具有不同性能的液压油，不同品种的液压油是由于精制程度不同和加入不同的添加剂而成。 2)成添加剂磷酸脂液压油是难燃液压油之一。它的使用范围宽，可达-54~135℃。抗燃性好，氧化安定性和润滑性都很好。缺点是与多种密封材料的相容性很差，有一定的毒性。 3)—乙二醇液压油这种液体由水、乙二醇和添加剂组成，而蒸馏水占35％~55％，因而抗燃性好。这种液体的凝固点低，达-50℃，粘度指数高（130~170），为牛顿流体。缺点是能使油漆涂料变软。但对一般密封材料无影响。 4)乳化液乳化液属抗燃液压油，它由水、基础油和各种添加剂组成。分水包油乳化液和油包水乳化液，前者含水量达90％~95％，后者含水量大40％。 1.2液压油的物理特性 1、1、密度ρ ρ = m/V [kg/ m3] 一般矿物油的密度为850~950kg/m3 2、重度γ γ= G/V [N/ m3] 一般矿物油的重度为8400~9500N/m3 因G = mg 所以γ= G/V=ρg 3、液体的可压缩性 当液体受压力作用二体积减小的特性称为液体的可压缩性。 体积压缩系数β= - ▽V/▽pV0 ▽体积弹性模量K = 1 /β 4、4、流体的粘性 液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。由于液体具有
第一章液压传动基础知识课后答案 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 1810 ρ?? 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： 64 3 070010110 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 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：12153 351 t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
第一章液压传动概述 一、填空 1、液压系统若能正常工作必须由动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置 和工作介质组成。 2、液压系统的两个重要参数是压力、流量 ,它们的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。 3、液压传动的工作原理是以__油液____作为工作介质，通过__密封容积__ 的变化来传递运动，通过油液内部的__压力 ___来传递动力。 二、判断 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.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。( ) 4.液压系统故障诊断方便、容易。（） 5.液压传动适宜于远距离传动。（） 6.液压传动装置本质上是一种能量转换装置。（√） 三、单项选择 1.液压系统的执行元件是（ C ）。 A．电动机 B.液压泵 C．液压缸或液压马达 D.液压阀 2.液压系统中，液压泵属于（ A ）。 A.动力部分 B.执行部分 C．控制部分 D.辅助部分 3.液压传动的特点有（ B ） A.可与其他传动方式联用，但不易实现远距离操纵和自动控制 B.可以在较大的速度范围内实现无级变速 C.能迅速转向、变速、传动准确 D.体积小、质量小，零部件能自润滑，且维护、保养和排放方便 四、问答： 1、何谓液压传动？液压传动的原理？它有哪两个工作特性？ 答：定义：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转换为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行元件，由执行元件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。 原理：液压传动的工作原理是以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。 特性：1）液压系统的工作压力取决于负载。 2）液压缸的运动速度取决于流量。 2、液压传动系统有哪几部分组成？说明各部分作用。 答：1）动力装置：液压泵，将机械能转换成液体压力能。 2）执行装置：液压缸或液压马达，将液体压力能转换成机械能。 3）控制装置：液压阀，对液压系统中液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节。 4）辅助装置：油箱、过滤器、蓄能器等，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。 5）传动介质：液压油，传递能量的液体。 第二章液压传动的基础知识 一、填空 1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的粘性，其大小用粘度表 示。常用的粘度有三种：即运动粘度、动力粘度和相对粘度。 2. 粘度是衡量粘性大小的指标，是液压油最重要的参数。液体的粘度具有随温度的升高而降低，随压 力增大而增大的特性。
第一章液压传动基础知识课后答案 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 1810 ρ?? 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： 64 3 070010110 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 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：12153 351 t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
液压传动考试复习题总汇（含答案） 第一章绪论 一、填空 1.液压系统由、、、四个主要组成部分。 2.液压传动是以为传动介质，依靠液体的来传递动力。 3.液压系统工作时外界负荷，所需油液的压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力。 4.活塞或工作台的运动速度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的，流量越大，系统的速度，反之亦然。流量为零，系统速度。 5.液压元件的职能符号只表示元件的、及，不表示元件的、及连接口的实际位置和元件的。 二、判断 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.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。( ) 4.液压系统故障诊断方便、容易。（） 5.液压传动适宜于远距离传动。（） 第二章液压油和液压流体力学基础 一、填空 1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的，其大小用表示。常用的粘度有三种：即、和。 2.液体的粘度具有随温度的升高而，随压力增大而的特性。 3.各种矿物油的牌号就是该种油液在40℃时的的平均值， 4.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。宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较的液压油。 5.液压系统的工作压力取决于。 6.在研究流动液体时，将既又的假想液体称为理想液体。 7.当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度由决定。 8.液体的流动状态用来判断，其大小与管内液体的、和管道的有关。 9.在液压元件中，为了减少流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于状态。 二、判断 1.液压传动中，作用在活塞上的推力越大，活塞运动的速度越快。（） 2.油液在无分支管路中稳定流动时，管路截面积大的地方流量大，截面积小的地方流量小。（） 3.习题图2-1所示的充满油液的固定密封装置中，甲、乙两个用大小相等的力分别从两端去推原来静止的光滑活塞，那么两活塞将向右运动。（）
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 1810 ρ?? 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： 64 3 070010110 1.45010 k 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0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== g 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-?-??∴===g g 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 E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??g
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绪论液压与气压传动概述 0-1．何谓液压传动？液压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？ 0-3 d=10mm，大活塞直径 物G=5000kg 杠杆L=500 mm， （1 W； （2 少； （3 0-4．用恩氏粘度计测得ρ=850kg/m3的某 液压油200mL流过的时间为t1=153s，20oC时200mL蒸馏水流过的时间t2=51s。问该液压油的oE为多少？动力粘度为多少？运动粘度为多少？
止状态下，h1=0.5m，h2=2m。试求在A、B两处的真空度。 1-10．有一水平放置的圆柱形油箱，油箱上端装有图示的油管，油管直径为20 m m。油管一端与大气相通。已知圆柱直径D=300m m，油管中的液柱高度如图示为h=600m m。油液密度ρ=900kg/m3。试求作用在圆柱油箱端部圆形侧面的总液压力。 1-11．图示安全阀，按设计当压力为p=3Mpa时阀应开启，弹簧刚度k=8N/mm。 活塞直径分别为D=22 mm，D0=20 mm。试确定该阀的弹簧预压缩量为多少？
好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H是多少？已知钢密度为8000kg/m3，液体密度为820kg/m3。 1-13．如图所示一直径D=30m的储油罐，其近底部的出油管直径d=20 mm，出油管中心与储油罐液面相距H=20m。设油液密度ρ=900kg/m3。假设在出油过程中油罐液面高度不变，出油管处压力表读数为0.045Mpa，忽略一切压力损失且动能修正系数均为1的条件下，试求装满体积为10000升的油车需要多少时间。 1-14．如图所示的水平放置的抽吸装置，其出口和大气相通，细管处的截面积A1=3.2cm2,出口处管道截面积A2=4A1，如果装置中心轴线与液箱液面相距 1-16．水平放置的光滑圆管由两段组成，如图所示。其直径d1=10 mm，d0=6 mm，每段长度均为l=3m。假设液体密度为ρ=900kg/m3。运动粘度ν=0.2×10-4m2/s，管中流量q=18L/min，管道突然收缩处局部阻力系数ζ=0.35。 管道出口处（Ⅱ）与大气相通，试求在管道进口处（I）的压力。
第2章液压流体力学基础 本章介绍有关液压传动的流体力学基础知识，包括液体静力学方程、连续性方程、伯努利方程、动量方程的应用，压力损失、小孔流量的计算以及压力冲击现象等。 2.1 液体静力学 液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因此要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用。所谓相对平衡是指液体内部各质点间没有相对运动，至于液体本身完全可以和容器一起如同刚体一样做各种运动。因此，液体在相对平衡状态下不呈现粘性，不存在切应力，只有法向的压应力，即静压力。本节主要讨论液体的平衡规律和压强分布规律以及液体对物体壁面的作用力。 2.1.1 液体静压力及其特性 作用在液体上的力有两种类型：一种是质量力，另一种是表面力。 质量力作用在液体所有质点上，它的大小与质量成正比，属于这种力的有重力、惯性力等。单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于重力加速度。 表面力作用于所研究液体的表面上，如法向力、切向力。表面力可以是其他物体(例如活塞、大气层)作用在液体上的力；也可以是一部分液体间作用在另一部分液体上的力。对于液体整体来说，其他物体作用在液体上的力属于外力，而液体间作用力属于内力。由于理想液体质点间的内聚力很小，液体不能抵抗拉力或切向力，即使是微小的拉力或切向力都会使液体发生流动。因为静止液体不存在质点间的相对运动，也就不存在拉力或切向力，所以静止液体只能承受压力。 所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用p表示。 液体内某质点处的法向力ΔF对其微小面积ΔA的极限称为压力p，即： p＝limΔF/ΔA (2-1) ΔA→0 若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为： p＝F/A (2-2) 式中：A为液体有效作用面积；F为液体有效作用面积A上所受的法向力。 静压力具有下述两个重要特征： (1)液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。 (2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。 2.1.2 液体静力学方程 图2-1静压力的分布规律 静止液体内部受力情况可用图2-1来说明。设容器中装满液体，在任意一点A处取一微小面积dA，该点距液面深度为h，距坐标原点高度为Z，容器液平面距坐标原点为Z0。为了
第一章液压传动概述 一、选择题 1、液压传动则主要是依靠液体在密封油腔容积变化中的（）来传递能量。（A）动能 （B）压力能 （C）势能 2、液压系统中的压力取决于（）。 （A）负载 （B）流量 （C）其他 3、执行元件的运动速度取决于系统的（）。 （A）负载 （B）流量 （C）其他 二、判断题 1. 液压传动装置实质上是一种能量转换装置。（） 2. 液压传动不能实现无级调速。( ) 三、填空题 1. 液压传动是以________能来传递和转换能量的，而液力传动则是以________来转换和传递能量的。 2. 液压传动的工作原理是以________为作为工作介质，依靠___________ 来传递运动，依靠_________来传递动力。 3. 液压传动系统可以分为________如________、________如_________、________如__________、________如__________、________如________五个部分。4．液压系统中的压力取决于________，执行元件的运动速度取决于________ 。 5. 传动机构通常分为__________、__________、__________。 四、简答题 1. 简述液压传动的工作原理? 2. 液压传动系统由哪几部分组成？各部分的主要元件及功用是什么？
3. 液压传动有哪些优缺点? 五、计算题 1.如图所示，在液压千斤顶的压油过程中，已知柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4m2，液压缸活塞2的面积A2=9.62×10-4m2，管路4的截面积A4=1.3×10-5m2。若活塞1的下压速度V1为0.2m/s，试求活塞2的上升速度V2和管路内油液的平均流速.
液压传动第一章练习题 一、填空题 1、液压传动的工作原理是( )定律。即密封容积中的液体既可以传递( )，又可以传递( )。 2、液体传动是主要利用( )能的液体传动。 3、传动机构通常分为( )、( )、( )。 4、液压传动由四部分组成即( )、( )、( )、( ) 其中（）和（）为能量转换装置。 二、单项选择题 1.液压系统中的压力取决于（）。 （A）负载（B）流量（C）速度（D）溢流阀 2.液压传动装置的组成部分中，（）为能量转换装置。 （A）控制元件、辅助元件（B）动力元件、执行元件 （C）泵和阀（D）油缸和马达 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）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 4、液压传动主要利用（）的液体传动。 （A）机械能（B）液体压力能（C）电能（D）气压能 5.液压传动（）在传动比要求严格的场合采用。 （A）适宜于（B）不宜于（C）以上都不对 6.将液体的压力能转换为旋转运动机械能的液压执行元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 7.以下选项中，（）不是液压传动的优点 （A）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（B）可自动实现过载保护。 （C）容易实现机器的自动化（D）适宜在很高或很低的温度条件下工作。 8.以下选项中，（）是液压传动的优点 （A）可自动实现过载保护。（B）能得到严格的定比传动。 （C）液压传动出故障时容易找出原因。（D）适宜在很高或很低的温度条件下工作。 9.将机械能转换为液体的压力能的液压执行元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 10.属于液压执行装置的是（）。 （A）液压泵（B）压力阀（C）液压马达（D）滤油器 三、多项选择题 1.以下哪些是液压传动的组成部分（）。 （A）液压泵（B）执行元件（C）控制元件（D）辅助元件 2. 液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括（）和（）。 （A）液力传动（B）液压传动（C）液压传动（D）机械传动 3.传动机构通常分为( )。 （A）机械传动（B）电气传动（C）流体传动（D）原动机 4.与机械传动、电气传动相比，以下哪些是液压传动的优点（）。 (A)液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置； (B)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； (C)可自动实现过载保护。 (D)一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可行润滑使用寿命长； (E)很容易实现直线运动； 四、判断题
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）。
第一章 第二章 2-6. 伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式和实际式有什么区别? 答：伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。实际液体的伯努利方程比理想液体 伯努利方程多了一项损耗的能量和比动能项中的动能修正系数。 理想液体伯努利方程：g h p g h p 222 2 12 11 22 ++ = ++ μρ μρ 实际液体伯努利方程：g h g h p h p w g +++ = ++ 222 22 12 111 2 2 ναρναρ 2-13.原题参考教材： 解：s m D q v /094.0107514.3601025446 23 211=?????==--π s m D q v /034.01012514.3601025446 23 222=?????==--π min /23.23)(4 212111L d D v q =-=π min /46.22)(4 22222 2L d D v q =-=π 2-29.原题参考教材： 解a p d F p 52 2 1018.302.04 100 4 ?=?= = π π 032 1 12u d p l d q δπμδπ-?=： 024 u d AV q π = =
2034 2112u d AV u d p l d πδπμδπ==-?所以 p p ?= s m u /10648.140-?= s u t 8.606/1.00== 第三章 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（管道压力除图c ，Δp 均忽略不计） 如图所示： 答：a:液压泵与外界相连，所以压力表读数为0。 b:外界对液压泵施加压力为F/A,所以压力表读数为F/A 。 c:节流阀压力为Δp,所以压力表读数为Δp 。
《液压传动与控制》习题集 液压传动课程组 兰州工专内部使用 前言 《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写，于1994年6月由重庆大学出版社出版。阅历十余年，液压传动的内容发展很快，所以修订后再出版。为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。
编者2005年月
目录 绪论 (4) 第一章工作介质及液压流体力学基础 (4) 第二章液压泵及液压马达 (7) 第三章液压缸 (9) 第四章控制阀 (10) 第五章液压辅件 (13) 第六章液压基本回路 (14) 第七章典型液压系统分析 (19) 第八章液压系统的设计与计算 (20) 第九章液压伺服控制系统 (20) 第十章液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护 (21) 第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)
绪论 0-1 何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的? 0-2 结合图0-2所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的? 0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较，有哪些优缺点? 第一章 工作介质及液压流体力学基础 1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。 1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的? 1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么? 1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定? 1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别? 1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响? 1-8有200cm 3 的液压油，在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ；同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2＝51s 。该油的恩氏粘度o E 50、运动粘度v 、动力粘度μ各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么? 解：351 1532150==t t E ＝ ο ()cst E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-?=-=ο ο ()cp v 191090010 12.2136 =???=?=-ρμ 旧牌号 20 ；新牌号 N32
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:l=750:25 求1）杠杆端施加多少力才能举起重物W ？ 解： 4 4 2 2D W d l FL ππ= F=100N 2）此时密封容积中的液体压力等于多少？ 解：a MP D W P 174 2 == π 3)杠杆上下活动一次，重物上升量H ？ 解：4 42 2 D H d h ππ= 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0.23cm 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） 4 20004175 2 2D W d l FL ππ+=-
a MP D W P 68.174 2000 2 =+= π 4 2.04 2 3 2 D H cm d h ππ=- 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μ＝0.065s P a ?，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 dy du A F μ= 其中， A 为活塞表面积，A ＝dL π dy du =v/h=v/{(D-d)/2} 所以 dy du A F μ==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=1m,设液体的密度为 31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。 P 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： P gh P a +=ρ
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 +ρ A g Z A ＝ρ B g Z B + ρ 水银 g h + P B 所以ΔP AB ＝P A -P B ＝ρ B g Z B + ρ水银 g h -ρ A 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 ）
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： （1）以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭；用过的空气直接排到大气中，处理方便，不污染环境，符合“绿色制造”中清洁能源的要求。 （2）空气的粘度很小，因而流动时阻力损失小，便于集中供气、远距离传输和控制。 （3）工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中工作，比液压、电子、电气控制优越。 （4）维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。