无

第一章练习题

1．液体传动有哪两种形式，它们的主要区别是什么?

答：以流体为工作介质进行传动的方式为流体传动，流体传动可分成液体传动和气体传动两种传动形式。用气体作为工作介质进行能量传递的传动方式称为气压传动，包括燃气和蒸汽。用液体作为工作介质进行能量传递的传动方式称为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动两种形式。前者是以液体的压力能进行工作的，也称容积式液压传动，后者是利用液体的动能进行工作的，称之为液力传动。

2．液压传动系统由哪几部分组成，各组成部分的作用是什么？

答：液压传动系统大体上由以下四部分组成：

⑴动力装置动力装置是指能将原动机的机械能转换成液体压力能的装置，它是液压与气压传动系统的动力源。其作用是为液压传动系统提供压力油；

⑵控制调节装置它包括各种阀类元件，其作用是控制工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构按要求工作。

⑶执行元件执行元件指油缸、液压马达，是将压力能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的作用下输出力和速度(或转矩和转速)，以驱动工作机构做功。

⑷辅助装置除以上装置以外的其它元器件都称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、分水滤气器、油雾器、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。

工作介质工作介质指传动液体或传动气体，在液压传动系统中通常称为液压油液，在气压传动系统中通常指压缩空气。

3．液压传动的主要优缺点是什么？

答：液压传动的特点主要有以下几方面：

(1)与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。

(2)液压装置容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。

(3)液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。

(4)液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。

(5)液压装置易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。

(6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。

4．气压传动系统与液压传动系统相比有哪些优缺点?

答：气压传动系统有以下一些主要特点：

(1) 以空气为介质容易取得，用后排到大气中，处理方便。它不必像液压系统那样需设置回收油箱和管道。如有外泄也不会污染环境。

(2) 因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之几），故流动中损失小，便于集中供气（空压站）、远距离输送。

1

无

(3) 启动动作迅速，工作介质与设备维护简单，成本低。如与液压传动相配合，可构成气液传动，则能发挥气动信号传递快、液压动力平稳的优点。

(4) 工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电气控制优越。

(5) 由于空气压缩性大，气缸的动作速度易随负载的变化而变化，稳定性较差，给位置控制和速度控制精度带来较大影响。

(6) 目前气动系统的压力级(一般小于0.8MPa)不高，总的输出力不太大。

(7) 工作介质——空气没有润滑性，系统中必须采取措施进行给油润滑。

(8) 噪声大，尤其在超声速排气时，需要加装消声器。气动信号传递速度比光电信号慢，故不宜用于高速传递信号的复杂回路。

第二章练习题

1．液压油液的粘度有几种表示方法，它们各用什么符号表示，各用什么单位？

答：液压油在外力的作用下流动时，由于液体分子间内聚力的作用，产生阻碍其分子相对运动的内摩擦力，这种现象称为液体的粘性。粘性的大小用粘度来表示。

液体的粘性用粘度来表示。常用的表示液体粘度的方法有动力粘度、运动粘度和相对粘度。在国际单位制中，动力粘度μ的单位是Pa·S(帕斯卡·秒)。

将液体动力粘度与液体的密度之比值称为运动粘度ν，液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。在国际单位制中ν的单位是m2/s；以前沿用的单位为cm2/s （斯，St）；mm2/s（厘斯，cSt）。

由于动力粘度和运动粘度难以直接测量，在工程实际中，通常采用先测量出相对粘度，然后再换算成绝对粘度的方法来确定液压油的粘度。相对粘度又称条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测定出的粘度。各国规定的条件不同，相对粘度的含义也不同，我国采用恩氏粘度ºE t，美国、英国等采用的是赛氏秒SUS。

2．国家新标准规定的液压油液牌号是在多少温度下的哪种粘度的平均值?

答：我国液压油的牌号都采用运动粘度来表示。它表示这种液压油在40℃时以mm2/s 为单位的运动粘度的平均值。如L-HL-46液压油，是指这种油在40℃时的运动粘度平均值为46 cSt 。

3．液压油的选用应考虑哪几个方面？

答：液压系统中液压油除了传递能量外，还起着润滑运动部件和保护系统金属不被腐蚀的作用。因此液压油性能会直接影响液压系统工作的可靠性、灵敏度、稳定性、系统效率及液压元件的使用寿命。它必须具备以下性能：

1)合适的粘度和较好的粘温性能。

2)润滑性能好。

3)稳定性好。

4)消泡性好、凝固点低、流动性好。

5)质地纯净，杂质含量少，闪点高。

4．气体的可压缩性大造成气动系统有什么特点?

2

无

3

答：气体受压力的作用而使体积发生变化的性质称为气体的可压缩性。气体受温度的影响而使体积发生变化的性质称为气体的膨胀性。

气体的可压缩性和膨胀性比液体大得多，由此形成了液压传动与气压传动许多不同的特点。空气的可压缩性及膨胀性大，造成了气压传动的软特性，即气缸活塞的运动速度受负载变化影响很大，因此，很难得到稳定的速度和精确的位移。这些都是气压传动的缺点。但同时又可利用这种软特性来适应某些生产要求。

5．什么叫空气的相对湿度，对气压传动系统来说，多大的相对湿度合适？

答：在相同温度和压力下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度，用φ表示，相对湿度表示了湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度，故也称为饱和度。它同时也说明了湿空气吸收水蒸气能力的大小。φ值越小，湿空气吸收水蒸气的能力越强；φ值越大，湿空气吸收水分能力越弱。通常，当φ= 60％ ~ 70％ 时，人体感到舒适。气压传动技术中规定，各种阀内空气相对湿度不得大于90％。

6．液压传动的工作介质污染原因主要有哪几个方面，应该怎样控制工作介质的污染？ 答：液压油受污染的原因很多，主要有以下几个方面：

1) 原始残留物的污染。

2) 外界侵入物的污染。

3) 系统产生污染物的污染。

液压油的污染原因复杂，危害很大，但要完全防止污染是很困难的。为了延长液压元件的使用寿命，保证液压系统的正常工作，应将液压油污染控制在一定范围内。具体措施如下：

1) 尽量减少外来污染。

2) 选用合适的过滤器。

3) 定期检查、过滤或更换液压油。

7．如习题7图所示的液压千斤顶，小柱塞直径d = 10 mm ，行程S 1 = 25 mm ，大柱塞直径D = 50 mm ，重物产生的力F 2 = 50000 N ，手压杠杆比L ：l = 500 ：25 ，试求：

⑴ 此时密封容积中的液体压力；

⑵ 杠杆端施加力F 为多少时才能举起重物；

⑶ 杠杆上下动作一次，重物的上升高度S 。

习题7图 液压千斤顶

无

4

解: (1) 密封容积中的液体压力P: MPa A F p 48.252==大

(2) 小活塞上的力: 对支点取矩 l F L F ⋅=⋅1 所以F F L l F 201=⨯= 大小油缸内的压力相等: 1

1A F p = 所以 N F 100=

(3) 杠杆压下一次排出液体体积等于大柱塞上升的液体体积:

大小A S A S ⨯=⨯1 62621050410425--⨯⨯⨯=⨯⨯π

π

L d mm

所以: mm L 1=

8．密闭容器内液压油的体积压缩系数k 为1.5×10—3／MPa ，压力在1MPa 时的容积为

2 L 。试求在压力升高到10 MPa 时液压油的容积。 解：由液压油可压缩性公式：0

1V V p k ∆⨯∆-= MPa p p p 911001=-=-=∆；3301022m L V -⨯==；MPa k /105.13-⨯=

将参数代入上述公式，可得到压力升高到10 MPa 时液压油的容积。

361027V m -⨯-=∆ L m m V V 973.1101973)1027(102V 3636301=⨯=⨯-+⨯=∆+=---

11．如习题11图所示的连通器中，内装两种液体，已知水的密度31/1000m kg =ρ ， cm h cm h 756021==， ，试求另一种液体的密度ρ

2 。

解：取1-1为基准面，由于在同一液体中，

故1-1为等压面。

所以：2211h h ρρ=

将数据代入得： 332/800/75

.06.01000m kg m kg =⨯=

ρ 注意：1．在取等压面时，必须使等压面

的两个面处于相互连通的同一

液体内，如该题中的'1'1-就不

是等压面，不能列出 '22'11h h ρρ=

无

5

2．在后面的课程中重度的概念一般不用，而用密度的概念，在计算液柱高引起的压力值时，用gh ρ表示。

13．如习题13图中，液压柱塞缸筒直径D = 150 mm ，柱塞直径d = 100 mm ，负载 F = 50000 N 。若不计液压油自重及柱塞与缸体重量，试求图示两种情况下液压柱塞缸内的液体压力。

解： 对于图（a ） 所求压力为：

a a a p p d F

p 37.6)

10100(5000044232=⨯⨯==-ππ

对于图（b ）： 由于液压缸上，下底边环形面积)

(422d D -π

上所受的压力相互抵消，有效承压面积与图（a ）相

同，所求压力为：

a b MP d F p 37.642==

π

14．如图习题14图中所示的压力阀，当p 1 = 6 MPa 时，液压阀动作。若d 1 = 10 mm ， d 2 = 15 mm ，p 2 = 0.5 MPa 。试求：(1)弹簧的预压力F S ；(2)当弹簧刚度k = 10N ／mm 时的弹簧预压缩量χ0 。

解: (1)列阀芯上力的平衡方程式有: )(44421222112d D p d p p F S -+=+πππ

N F S 75.431=

(2)弹簧刚度 mm N K /10=

则弹簧的预压缩量 cm K F X 31.40==

习题13图

无

6

15．如习题15图所示，液压泵的流量Q = 25 L ／mim ，吸油管直径d = 25 mm ，泵入口比油箱液面高出400 mm ，管长L = 600 mm 。如果只考虑吸油管中的沿程压力损失Δp λ ，当用32号液压油，并且油温为40℃时，液压油的密度ρ= 900 kg / m 3 ，试求油泵人口处的真空度。

解: 取I-I 截面为自由面: 01=h ；Ⅱ-Ⅱ为吸油口截面.

(1) 设吸油口的油流速度为V 2 ： )/(85.02

2s m A Q V == (2) 油液在吸油管中的流态： cr r

d V R

e 708Re 2<== 所以流态为层流,221==αα

(3) 利用伯努力方程求出液压泵吸油口处的真空度:

I-I 截面为基准面,所以01=h ； 又油箱截面大,流速不明显, 所以01=V ；

沿程压力损失: 2

2

V d l p ρλλ=∆ 伯努力方程: λραρραρp V gh p V gh p ∆+++=++222

22211

1122

真空度: MPa p V gh p p 005.02222220=∆++

=-λραρ

第三章练习题

习题15图

无

7

1．液压泵完成吸油和排油，必须具备什么条件?

答：要保证液压泵正常工作，它必须有个密闭容积；为了完成吸油，油箱必须与大气相

通；吸油和压油腔必须相互分开，且要有良好的密封性。

2．液压泵的排量、流量各决定于哪些参数?理论流量和实际流量值有何不同?

答：液压泵的排量V (m 3/s)是在无泄漏的情况下，泵每转一转所排出的油液体积。它的

大小取决于泵的结构参数，即密闭容积的几何变化量。

液压泵的流量t q (m 3/s)是指单位时间里输出油液的体积。液压泵的理论流量是指泵

在没有泄漏的情况下,单位时间内输出的油液的体积，Vn q =理，n 为液压泵的转速。液压泵的额定流量q 额定是指泵在额定压力和额定转速下输出的流量。

实际上液压泵在能量转换过程中，由于构成液压泵工作容积各相邻零件之间存在间隙，不可避免地会产生泄漏，而且液压泵输出压力越高泄漏量Δq 越大，所以液压泵工作时实际输出流量即实际流量比理论流量小。

4．某一液压泵的额定工作压力为15MPa ，机械效率为0.9，（1）当泵的转速为1450r/min 、泵的出口压力为零时，其流量为120L/min ；当泵的出口压力为15 MPa 时，其流量为102 L/min ，试求泵在额定压力时的容积率。（2）当泵的转速为600转、压力为额定压力时，泵的流量为多少？（3）上述情况时，泵的驱动功率分别为多少？

解：解：（1）泵出口压力为零时的流量为理论流量

120/min 102/min

85%v Q L Q L Q y Q ===

=理实实理，%85V =η

（2） 1212

6001450

60060060049.66/min 145042.21/min v Q Q V n n Q Q L Q Q y L =====⨯=排理理理实min /21.42Q 600L =实

（3）

151********.30.96060013.80.960m pQ kw y kw ⨯=

==⨯⨯=⨯理转：R 1549.66转： R=kW 8.13R 600=

5．什么是齿轮泵的因油现象?有何危害?如何解决?

答：齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，于是总会出现两对轮齿同时

无

8

啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的密闭空腔之间，这个封闭腔的容积，开始时随着齿轮的转动逐渐减小，以后又逐渐加大。密闭腔容积的减小会使被困油液受挤压而产生很高的压力，从缝隙中挤出，使油液发热，并使机件（如轴承等）受到额外的负载；而封闭腔容积的增大又会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生空穴现象。这些都将使泵产生强烈的噪声，这就是齿轮泵的困油现象。

消除困油的方法，通常是在两侧盖板上开卸荷槽，使密闭腔容积减小时通过左边的卸荷槽与压油腔相通，容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔相通。

6．某齿轮泵的齿轮模数为3mm ，齿数为17，齿宽为25mm ，转速为1450r/min ，在额定工作压力下输出流量为30L/min ，求此泵的容积率。

2-32-3

m=3mm E=17 b=25mm

n=1450r/min Q =30L/min

V =6.66Em b

=6.6617(310)2510 =2547⨯⨯⨯⨯⨯⨯实排已知：解：泵排量：-933-34.510/25.510/ Q =V n=25.510L/r 1450r/min=36.98L/min

Q =30L/min

Q 30 y =

==81.12% Q 36.98

m r L r

-⨯=⨯∙⨯⨯理排实实容理理论流量：实际流量：容积效率：%12.81V =η

7．试述齿轮泵、叶片泵的工作原理。它们压力的提高主要受哪些因素影响?如何解决? 答：齿轮泵是靠一对齿数相同、宽度和模数相等的啮合运动齿轮工作的，利用齿轮啮合与脱开形成密封容积的变化而进行吸、压油的。

齿轮泵由于泄漏量较大，其额定工作压力不高，要想提高齿轮泵的额定压力并保证较高的容积效率，首先要减少沿端面间隙的泄漏问题。目前提高齿轮泵压力的方法是用齿轮端面间隙自动补偿装置，即采用浮动轴套或弹性侧板两种自动补偿端面间隙装置，其工作原理是把泵内压油腔的压力油引到轴套外侧或侧板上，产生液压力，使袖套内侧或侧板紧压在齿轮的端面上，压力愈高，压得越紧，从而自动地补偿出于端面磨损而产生的间隙。

叶片泵由转子、定子、叶片、配流盘和端盖等元件所组成。叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部紧贴在定子内表面，于是两相邻叶片、配流盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子旋转时，一侧叶片向外伸出，密封工作腔的容积逐渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配流盘上窗口将油吸入。另一侧，叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配流盘另一窗口和压油口被压出并输到系统中去。

提高双作用叶片泵压力的措施：1）减小作用在叶片底部的油液压力。将泵的压油腔的油通过阻尼槽或内装式减压阀通到吸油区的叶片底部，使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的作用力不致过大。2）减小叶片底部承受压力油作用的厚度。

无

9

8．说明限压式变量叶片泵限定压力、最大流量如何调节?

答：1) 调节流量调节螺钉可调节最大偏心量的大小。从而改变叶片泵的最大输出流量，特性曲线AB 段上下平移，QB 变而p max 不变；2) 调节调压弹簧螺钉可改变调定压力p B 的大小，特性曲线BC 左右平移；3) 改变弹簧的刚度k 时，可以改变BC 段的斜率。

9．有一缸体转动的斜盘式定量轴向柱塞泵，柱塞直径为24mm ，柱塞数为7，柱塞分布圆直径为76mm ，斜盘倾角为20º，容积率为0.95，机械效率为0.9，转速为1450r/min ， 输出压力为20MPa ，试求此时泵的理论流量、实际流量和驱动电机的功率。

解：柱塞泵的排量：

r m DZ d V /1076.1820tan 7076.04

)024.0(tan 4

352

2-⨯⨯⨯⨯==

πγπ 理论流量：min /95.126/1012.260

14501076.18335L s m Vn Q T =⨯=⨯⨯==-- 实际流量：min /6.120/1001.295.010

12.2333L s m Q Q V T =⨯=⨯⨯==--η 驱动电机的功率：kw pQ P m T

02.479

.01012.2203=⨯⨯==-η

10．如习题16图所示，某组合机床动力滑台采用双联叶片泵YB —40 / 6 。快速进给时两泵同时供油，工作压力为10×105 Pa ；工作进给时，大

流量泵卸荷，其卸荷压力为3×105 Pa ；此时系统由小流

量泵供油，其供油压力为45×105 Pa 。若泵的总效滤为η

P = 0.8 ，求该双联泵所需电动机功率。

解：解:

（1）快进时：

)(96.0(kw Q Q p pQ P =+==η

η）小大快进 （2）工进时：小泵：)(562.0kw pQ pQ P ===ηη

小工进 大泵：)(25.0kw pQ pQ P ===ηη大工进

所以，工进时电机的功率：)(812.0kw P P P =+=大泵小泵工进

习题10图

无

11．简述液压泵的选用原则。

答：选择液压泵的主要原则是满足系统的工况要求，并以此为根据，确定泵的输出量；工作压力和结构型式。

1）确定泵的额定流量：泵的流量应满足执行元件最高速度要求，所以泵的输出流量q p应根据系统所需的最大流量和泄漏量来确定。选用的泵额定流量不要比实际工作流量大得太多，避免泵的溢流过多，造成较大的功率损失。因为确定泵额定流量时考虑了泄漏的影响，所以额定流量比计算所需的流量要大些，这样将使实际速度可能稍大。

2）确定泵的额定压力：泵的工作压力应根据液压缸的最高工作压力来确定，考虑液压泵至执行元件管路中的压力损失，应使被选用泵的额定压力等于或高于计算值。

3）选择液压泵的具体结构型式：一般情况下，额定压力为2.5MPa时，应选用齿轮泵；额定压力为6.3MPa时，应选用叶片泵；若工作压力更高时，就选择柱塞泵；如果机床的负载较大，并有快速和慢速工作行程时，可选用限压式变量叶片泵或双联叶片泵；应用于机床辅助装置，如送料和夹紧等不重要的场合，可选用价格低廉的齿轮泵；采用节流调速时，可选用定量泵；如果是大功率场合，为容积调速或容积节流调速时，均要选用变量泵；中低压系统采用叶片变量泵；中高压系统采用柱塞变量泵；在特殊精密的场合，如镜面磨床等，要求供油脉动很小，可采用螺杆泵。

12．油水分离器的作用是什么？为什么它能将油和水分开？

答：油水分离器安装在后冷却器后的管道上，作用是分离压缩空气中所含的水分、油分等杂质使压缩空气得到初步净化。油水分离器的结构型式有环形回转式、离心旋转式、水浴式以及以上形式的组合使用等，主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离出来。撞击折回式油水分离器工作时：压缩空气由入口进入分离器壳体后，气流先受到隔板阻挡而被撞击折回向下，之后又上升产生环形回转，这样凝聚在压缩空气中的油滴、水滴等杂质受惯性力作用而分离析出，沉降于壳体底部，由放水阀定期排出。

13．油雾器的作用是什么？试简述其工作原理。

答：油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注入空气流中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。

14．气动系统中储气罐有何作用？它在结构上有何特点？

答：压缩空气经后冷却器冷却后，进入油水分离器分离掉凝结成的水滴和油滴等杂质，进入储气罐，为气压传动系统提供连续的、一定压力的压缩空气。储气罐的作用：

⑴消除空压机排出气体的压力脉动，保证输出气体的连续性和平稳性。

⑵储存一定数量的压缩空气,协调空压机输出气量与气动设备所需器量之间的平衡，此外还可供应急需要时使用。

⑶压缩空气在储气罐中进一步得到冷却,压缩空气中的水气和油气充分凝结，储气罐出来的压缩空气已经初步净化，可满足一般气压传动系统的使用要求。

第四章练习题

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无

11

4-1液压马达的排量r mL V /120=，入口压力M P a p 111=，出口压力MPa p 5.02=，容积效率95.0=v η，机械效率90.0=m η，若输入流量min /60L q =，求马达的转速n 、转矩T 、输入功率i P 和输出功率P 。各为多少？

解：

()

()()()()

W P P W q p P m N V p T MPa p p p s r v q n i v m i m v 7.8478105.1095.085.0105.1060

1060105.105.17085.014

.3210120105.1025.105.01192.795.010120601060303366

626

31=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=⋅∆=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅∆==-=-=∆=⨯⨯⨯==----ηηηπη

4-2 由定量泵和定量马达组成的系统，泵的排量Vp=0.115mL/r,泵直接由np=1000r/min 的电机带动，马达的最大排量VMmax=0.148 mL/r ，回路最大压力pmax=83×105Pa，泵和马达的总效率均为0.84，机械效率均为0.9，在不计管阀等的压力损失时，求：

(1)马达最大转速nMmin 和在该转速下的功率PM ；

(2)在这些条件下，电动机供给的扭矩TP ；

(3)整个系统功率损失的百分比。

∙ 解：（1）当变量马达排量最大时，马达达到最大转速，即

∙ Mmin Mmax MV PV P P n V n V =ηη

∙

r/s 28.11601489.084.09.084.01000115Mmax MV PV P p Mmin =⨯⨯⨯⨯==V n V n ηη ∙

最小转速时马达的输出功率 ∙

W 1047.121028.119.010148.010833365Mm Mmin Mmax mmax M M M ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===--ηωn V p T P

∙ （2）电机供给泵的扭矩 ∙ m N 8.1689

.0210115108326

5Pm P max P ⋅=⨯⨯⨯⨯==-ππηV P T ∙

（3）因为不计管阀等的压力损失，所以系统的效率 ∙

7056.084.084.0M P =⨯==ηηη ∙

系统损失功率的百分比%54.292954.07056.011==-=-=ηδ ∙

4-3有一变量泵，在调压工作区间，当负载p1=9MPa 时，输出流量为q1=85L/min ，而负载p2=11MPa 时，输出流量为q2=82L/min 。用此泵带动一排量VM=0.07L/r 的液压马达，

无

12

当负载转矩TM= 110N·m 时，液压马达的机械效率ηMm=0.9 ，转速nM= 1000r/min ，求此时液压马达的总效率。

∙ 解：马达的机械效率M

M M M M M M M M M M M Mm 222V p T n V p T n q p T n πππη=== ∙ 则，10.97MPa Pa 1097.109.007.0110226Mm M M M =⨯=⨯⨯==πηπV T p ∙

错误！未找到引用源。 ∙

泵在负载p 2=11MPa 的情况下工作，此时输出流量为q 2=82L /min ， ∙

马达的容积效率 ∙

853.0045.82100007.0p M M MV =⨯==q n V η ∙

马达的总效率 ∙ 77.09.0853.0MM MV M =⨯=⨯=ηηη

4-4淬火炉的顶盖由一个单作用缸提起，活塞杆上承受负载为9Kg ，已知

顶盖的行程250mm ，活塞面积2cm2,泵的流量3l/min ，计算以下值：负载压

力、前进行程速度和时间。 解：负载压力：MPa Pa A F P 45.010

21094=⨯⨯==- 活塞运动速度：s m A q V /25.060

10210343

=⨯⨯⨯==-- 时间s v l t 125

.025.0=== 4-5 设计一单杆活塞液压缸，己知负载F=5kN ，活塞与液压缸的摩擦阻力为Ff=0.8kN ，液压缸的工作压力为6MPa ，试确定液压缸内径D 。若活塞最大运动速度为0.04m/s ，系统的泄漏损失为6%，应选用多大流量的液压泵？若泵的总效率为0.86，不计管路压力损失，电动机的驱动功率为多少？ 解：f F F D p +=42

π

mm 34m 034.010

6)8005000(4)

(46==⨯⨯+⨯=+=ππp F F D f 选择液压缸内径D =34mm

泵的流量

s /m 1062.38)06.01(4103404.04366

22--⨯=-⨯⨯⨯⨯===πηπηV V D v vA

q

无

13

电机的驱动功率:错误！未找到引用源。

4-6 图示增速缸，a 、b 为进油口，c 为回油口，已知D=200mm ，d1=160mm ，d=40mm2，液压泵的流量q=60L/min ，求：液压泵仅往a 口输油时活塞的运动速度和泵同时往a 、b 两口输油时活塞的运动速度。

图4-2 例4-3图

解：当液压泵仅往a 口输油时时，活塞的运动速度

m /s 796.060

1040106044623

2=⨯⨯⨯⨯⨯==--ππd q v 泵往a 、b 两口输油时，活塞的运动速度

q v d D v d =-+)(44222

π

π，则

()

m/s 032.06010200106044623

2=⨯⨯⨯⨯==--ππD q v

4-7一单杆液压缸快进时采用差动连接，快退时油液输入缸的有杆腔，设缸快进、快退时的速度均为0.1m/s ，工进时杆受压，推力为25000N 。已知输入流量q=25L/min ，背压p2=2×105Pa，求：（1）缸和活塞杆直径D 、d ；（2）缸筒材料为45号钢时缸筒的壁厚.

解：（1）当油缸差动连接时，

24d q v π=则，07284.060

1.01025443=⨯⨯⨯⨯==-ππv q d mm 由于缸的进退速度相等，所以A 1=2A 2，即4)

(24222

d D D -⨯=ππ

103.007284.022=⨯==d D mm

取标准直径D =100mm ，d =70mm

（2）工作进给时液压缸无杆腔的压力

()4422221d D p F D p -+=ππ

无

14 16MPa

Pa 1085.321.007.01.01021.025*******

2

252222221<⨯=-⨯⨯+⨯⨯=-+=ππD d D p D F p 故取实验压力p y =1.5p 1=49.3×105

Pa 。

缸筒材料是45号钢，其材料抗拉强度σb =6100×105Pa ，取安全系数n =5，

许用应力[σ]=σb /n =1220×105Pa ，

按薄壁圆筒计算液压缸筒壁厚： 00202.010

122021.0103.49][255=⨯⨯⨯⨯=≥σδD

p y m=2.02mm 故缸筒壁厚取3mm

4-8如图所示，缸筒固定，柱塞运动，柱塞直径为15cm 。若输入液压油的压力为p=7MPa ，输入流量为q=12l /min ，试求缸中柱塞伸出的速度及所驱动的负载大小（不计摩擦损失和泄漏）

解：s l l q /2.0min /12== Pa d A P F s m d A q v 56262612

21024.11041501074107/32.114

15012.0412.0⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯======-ππππ

4-9、一水平放置的液压缸，活塞直径D =65mm ，活塞杆直径d ＝30mm ，缓冲凸台直径d 1＝35mm ，缓冲行程L ＝35mm ，工作部件的总质量m =2000kg ，运动速度v =0.3m /s 试求当摩擦力F =950N ，工作压力p =7.0×106Pa

时，液压缓冲腔的最大缓冲压力。

解作用于活塞的液压能为：错误！未找到引用源。

作用于反方向的功率为：错误！未找到引用源。

无

15

活塞和负载的动能为：错误！未找到引用源。

最大缓冲压力为：错误！未找到引用源。

4-10图示为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=120×10-4m 2有杆腔的面积A 2=80×10-4m 2，缸1的输入压力p 1=1.2MPa ，输入流量q =15L /min ，不计摩擦损失和泄漏，求：

（1） 两缸承受相同负载（F 1=F 2）时，该负载的数值及两缸的运动速度；

（2） 缸2的输入压力是缸1的一半（

1221p p =）时，两缸各能承受多少负载？

（3） 缸1不承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？

解：

3P 为大气压03=∴P

12211F A p A p +=

212F A p =

21F F = 2

121v A A v = KN N N A p F F 64.88640101201072.0461221==⨯⨯⨯===- ()s m A q V /02.010

12060/101543111=⨯⨯==-- ()s m A q V /013.01012002.010804

4222=⨯⨯⨯==-- ()

N A P A P F F 8640101201072.046231221=⨯⨯⨯=-==∴-

无

16

(2)

()N A P A P A P A P F 960010802/102.110120102.124646*********=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-

=-=--()N A P A P A P F 7200101202/102.12461123122=⨯⨯⨯==-=-

(3)

022111=-=A P A P F

2

211A P A P =

212F A P = KN N P A A A A A P F 6.2121600102.110

80)10120(642

4122112112==⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅=--

4-11．单作用气缸内径D=90mm ，工作压力p=0.5MPa ，气缸负载率η=0.6，复位弹簧最大反作用力300N ，求此缸的有效推力（N ）。（11866）

解：错误！未找到引用源。

4-12．单杆双作用气缸内径D=0.08m ，活塞杆直径为d=28mm ，工作压力p=0.40MPa ，气缸负载率η=0.6，求气缸的推力和拉力。如果活塞最大速度为200mm/s ，往复一次的耗气量是多少？

解;气缸的推力:错误！未找到引用源。

气缸的拉力;错误！未找到引用源。

往复一次最大耗气量：

错误！未找到引用源。

第五章练习题

1. 如图所示液压系统中，试分析在下面的调压回路中各溢流阀的调整压力应如何设置，能实现几级调压？