液壓傳動課后答案doc

1、第1章 思考題和習題解1.1 液體傳動有哪兩種形式？它們的主要區(qū)別是什么？答：用液體作為工作介質來進行能量傳遞的傳動方式被稱之為液體傳動。按照其工作原理的不同，液體傳動又可分為液壓傳動和液力傳動，其中液壓傳動是利用在密封容器內液體的壓力能來傳遞動力的；而液力傳動則的利用液體流動的動能來傳遞動力的。1.2 什么叫液壓傳動？液壓傳動所用的工作介質是什么？答：利用液體的壓力能來傳遞動力的傳動方式被稱之為液壓傳動。液壓傳動所用的工作介質是液體。1.3 液壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？各組成部分的作用是什么？答：（1）動力裝置：動力裝置是指能將原動機的機械能轉換成為液壓能的裝置，它是液壓系統(tǒng)的動力源。（2）

2、控制調節(jié)裝置：其作用是用來控制和調節(jié)工作介質的流動方向、壓力和流量，以保證執(zhí)行元件和工作機構的工作要求。（3）執(zhí)行裝置：是將液壓能轉換為機械能的裝置，其作用是在工作介質的推動下輸出力和速度（或轉矩和轉速），輸出一定的功率以驅動工作機構做功。（4）輔助裝置：在液壓系統(tǒng)中，除以上裝置外的其它元器件都被稱為輔助裝置，如油箱、過濾器、蓄能器、冷卻器、管件、管接頭以及各種信號轉換器等。它們是一些對完成主運動起輔助作用的元件，在系統(tǒng)中是必不可少的，對保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。（5）工作介質：工作介質指用來傳遞能量的液體，在液壓系統(tǒng)中通常使用液壓油液作為工作介質。1.4 液壓傳動的主要優(yōu)缺點是什么？答

3、：優(yōu)點：（1）與電動機相比，在同等體積下，液壓裝置能產生出更大的動力，也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結構緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里指工作壓力。（2）液壓傳動容易做到對速度的無級調節(jié)，而且調速范圍大，并且對速度的調節(jié)還可以在工作過程中進行。（3）液壓傳動工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向。（4）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護，能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。（5）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣壓傳動控制結合起來，實現(xiàn)復雜的運動和操作。（6）液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化，

4、便于設計、制造和推廣使用。答：缺點：（1）由于液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動無法保證嚴格的傳動比。（2）液壓傳動中有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等），因此，傳動效率相對低。（3）液壓傳動對油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作。（4）液壓傳動在出現(xiàn)故障時不易找出原因。1.5 結合圖1.3簡述工作臺左右運動時，閥5和閥7的位置及進、回油液的流動路線。答：工作臺向左運動時：閥5的位置處于左位，閥7的位置處于右位。進油流動路線：1235（左）67（右）液壓缸右腔回油流動路線：液壓缸右腔7油箱工作臺向右運動時：閥5的位置處于左位，閥7的位置處于左位。進油流動路線：1235（

5、左）67（左）液壓缸左腔回油流動路線：液壓缸左腔7油箱1.6 圖1.3液壓系統(tǒng)的工作壓力和液壓缸9活塞的運行速度是怎樣調節(jié)的？ 答：液壓系統(tǒng)的工作壓力主要由溢流閥4調節(jié)，通過手柄調節(jié)調壓彈簧的壓縮量可調節(jié)液壓泵的出口壓力，即系統(tǒng)的工作壓力。液壓缸9活塞的運行速度由節(jié)流閥6調節(jié)，通過手柄調節(jié)節(jié)流閥6的開口量，可調節(jié)流經節(jié)流閥的流量，進而調節(jié)活塞的運行速度。第2章 思考題和習題解2.1 液壓油液的粘度有幾種表示方法？它們各用什么符號表示？它們又各用什么單位？答：液壓油液的粘度有三種表示方法：（1）動力粘度：動力粘度又稱為絕對粘度，由式：確定。液體動力粘度的物理意義是：液體在單位速度梯度下流動或有流

6、動趨勢時，相接觸的液層間單位面積上產生的內摩擦力。動力粘度的法定計量單位為Pa×s （N×s/m2）。（2）運動粘度n ：液體的動力粘度與其密度的比值被稱為液體的運動粘度，即：液體的運動粘度沒有明確的物理意義，但它在工程實際中經常用到。因為它的單位中只有長度和時間的量綱，類似于運動學的量，所以被稱為運動粘度。它的法定計量單位為m2/s，常用的單位為mm2/s。（3）相對粘度：相對粘度又稱為條件粘度，它是采用特定的粘度計在規(guī)定的條件下測量出來的粘度。我國采用恩氏度°E。相對粘度無量綱。2.2 液壓油液有哪幾種類型？液壓油的牌號與粘度有什么關系？答：液壓油有兩大類，即

7、石油基液壓油和難然液壓液。液壓油的運動粘度是劃分牌號的依據(jù)。國家標準GB/T3141-1994中規(guī)定，液壓油的牌號就是用它在溫度為時的運動粘度平均值（單位為mm2/s）來表示。2.3 密閉容器內液壓油的體積壓縮系數(shù)k為1.5×10/MPa，壓力在1 MPa時的容積為2 L。求在壓力升高到10 MPa時液壓油的容積為多少？解：根據(jù)體積壓縮系數(shù)公式：可得：L則：壓縮后油的容積為Vt = 2 - 0.027 = 1.973 L答：壓縮后油的容積為1.973 L2.4 20時200 mL蒸餾水從恩氏粘度計中流盡的時間為51 s，如果200 mL的某液壓油在40時從恩氏粘度計中流盡的時間為23

8、2 s，已知該液壓油的密度為900 kg/m3，求該液壓油在40時的恩氏粘度、運動粘度和動力粘度各是多少？解：恩氏粘度：°E 運動粘度：m2/s動力粘度： Pa×s答：恩氏粘度°E = 4.55，運動粘度： m2/s，動力粘度 Pa×s。2.5 液壓油的選用應從哪幾個方面給予考慮？答：對液壓油液的選用，首先應根據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件來選擇合適的液壓油液類型，然后再選擇液壓油液的粘度。2.6 液壓傳動的介質污染原因主要來自哪幾個方面？應該怎樣控制介質的污染？答：液壓油液被污染的原因是很復雜的，但大體上有以下幾個方面：（1）殘留物的污染：這主要指

9、液壓元件以及管道、油箱在制造、儲存、運輸、安裝、維修過程中，帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、棉紗和灰塵等，雖然經過清洗，但未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油液污染。（2）侵入物的污染：液壓傳動裝置工作環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水滴等通過一切可能的侵入點，如外露的活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)所造成的液壓油液污染。（3）生成物的污染：這主要指液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中所產生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質后的膠狀物等所造成的液壓油液污染?？刂莆廴镜姆椒ㄖ饕校海?）減少外來的污染：液壓傳動系統(tǒng)在裝配前后必須嚴格清洗。組成液壓系統(tǒng)的管件，用機械

10、的方法除去殘渣和表面氧化物，然后進行酸洗。液壓傳動系統(tǒng)在組裝后要進行全面清洗，最好用系統(tǒng)工作時使用的油液清洗，特別是液壓伺服系統(tǒng)最好要經過幾次清洗來保證清潔。油箱要加空氣濾清器，給油箱加油要用濾油機，對外露件應裝防塵密封，并經常檢查，定期更換。液壓傳動系統(tǒng)的維修，液壓元件的更換、拆卸應在無塵區(qū)進行。（2）濾除系統(tǒng)產生的雜質：應在系統(tǒng)的相應部位安裝適當精度的過濾器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。（3）控制液壓油液的工作溫度：液壓油液的工作溫度過高會加速其氧化變質，產生各種生成物，縮短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用溫度。（4）定期檢查更換液壓油液：應根據(jù)液壓設備使用說明書的要求和維護保養(yǎng)

11、規(guī)程的有關規(guī)定，定期檢查更換液壓油液。更換液壓油液時要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道及液壓元件。2.7有兩種粘度不同的液壓油分別裝在兩個容器中，不用儀器，你怎樣判別哪個容器中的粘度大？答：只需測量它們單位體積的（同等體積）流過同一小孔所需的時間。時間長的粘度就大。第3章 思考題和習題解3.1 什么叫壓力？壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力與外界負載有什么關系？答：液體在單位面積上所受的內法線方向的力稱為壓力。壓力有絕對壓力和相對壓力，絕對壓力是以絕對真空為基準來度量的，而相對壓力是以大氣壓為基準來進行度量的。由公式可知液壓系統(tǒng)中的壓力是由外界負載決定的。3.2 如題3.2圖中，液壓缸直徑D = 15

12、0 mm，柱塞直徑d = 100 mm，負載F = 5×10N。若不計液壓油自重及活塞或缸體重量，試求圖示兩種情況下液壓缸內的液體壓力是多少？ 題3.2圖解：兩種情況下柱塞有效作用面積相等，即：則其壓力：=6.37 MPa答：在這兩種情況下液體壓力均等于6.37 MPa。3.3 如題3.3圖所示的液壓千斤頂，小柱塞直徑d = 10 mm，行程S1 = 25 mm，大柱塞直徑D = 50 mm，重物產生的力= 50 000 N，手壓杠桿比L：l = 500：25，試求：（1）此時密封容積中的液體壓力p是多少？（2）杠桿端施加力F1為多少時，才能舉起重物？（3）在不計泄漏的情況下，杠桿上

13、下動作一次，重物的上升高度是多少？ 題3.3圖解：（1）Pa = 25.46 MPa（2） N N（3） mm 答：密封容積中的液體壓力p= 25.46 MPa，杠桿端施加力F1 =100 N，重物的上升高度=1 mm。3.4 如題3.4圖所示的連通器內裝兩種液體，其中已知水的密度r= 1000 kg/m，h= 60 cm，h= 75 cm，試求另一種液體的密度 r是多少？題3.4圖解：在1-1等壓面上，有：則：kg/ m3答：另一種液體的密度是800 kg/ m3。3.5 解釋下述概念：理想流體、定常流動、通流截面、流量、平均流速、層流、紊流和雷諾數(shù)。答：理想液體：既無粘性又不可壓縮的假想液

14、體。定常流動：流體流動時，流體中任何空間點處的壓力、速度和密度都不隨時間而變化，稱這種流動為定常流動。 通流截面：液體在管道中流動時，垂直于流動方向的截面稱為通流截面。 流量：在單位時間內流過某一通流截面的液體體積稱為體積流量，簡稱流量。 平均流速：流量與通流截面積的比值即為平均流速。 層流：液體質點互不干擾、液體的流動呈線狀或層狀、且平行于管道軸線。 紊流：液體質點的運動雜亂無章，除了平行于管道軸線的運動外，還存在劇烈的橫向運動。 雷諾數(shù)：由平均流速、管徑d和液體的運動粘度三個參數(shù)組成的無量綱數(shù)，是用來表明液體流動狀態(tài)的數(shù)。3.6 說明連續(xù)性方程的本質是什么？它的物理意義是什么？答：連續(xù)性方

15、程的本質是質量守恒定律。它的物理意義是單位時間流入、流出控制體積的質量流量之差，等于體積V中液體質量的變化率。當液體在某一剛性管道內作定常流動時，流過各通流截面的流量均相等。3.7 說明伯努利方程的物理意義并指出理想液體伯努利方程和實際液體伯努利方程有什么區(qū)別？答：伯努利方程表明了流動液體的能量守恒定律。理想液體伯努利方程的物理意義是：在密閉管道中做定常流動的理想液體具有壓力能、位能和動能三種形式的能量。在液體流動過程中，這三種能量可以相互轉化，但各通流截面上三種能量之和為恒定值。實際液體的伯努利方程的物理意義是：實際液體在管道中作定常流動時，具有壓力能、動能和位能三種形式的機械能。在流動過程

16、中這三種能量可以相互轉化。但是上游截面這三種能量的總和等于下游截面這三種能量總和加上從上游截面流到下游截面過程中的能量損失。實際液體的伯努利方程比理想液體伯努利方程多了一項損耗的能量和比動能項中的動能修正系數(shù)。理想液體伯努利方程：const實際液體伯努利方程：3.8 如題3.8圖中所示的壓力閥，當p=6 MPa時，液壓閥動作。若d=10 mm，d=15 mm，p= 0.5 MPa，試求：（1）彈簧的預壓力Fs；（2）當彈簧剛度k=10 N/mm時的彈簧預壓縮量x0。（忽略鋼球重量的影響） 題3.8圖解：（1）=431.75（N）432（N）（2）=0.0432（m）=43.2（mm）答：彈簧的

17、預壓力Fs為432 N，預壓縮量為43.2 mm。3.9 壓力表校正裝置原理如題3.9圖所示，已知活塞直徑d = 10 mm，絲桿導程S = 2 mm，裝置內油液的體積彈性模量K = 1.2×10 MPa。當壓力為1個大氣壓（pa 0.1 MPa）時，裝置內油液的體積為200 mL。若要在裝置內形成21 MPa壓力，試求手輪要轉多少轉？ 題3.9圖解：由：得：則：因此：答：手輪要轉22.19轉。3.10 如題3.10圖所示，液壓泵的流量q = 25 L/min，吸油管直徑d = 25 mm，泵口比油箱液面高出400 mm。如果只考慮吸油管中的沿程壓力損失，當用32號液壓油，并且油溫為

18、40時，液壓油的密度 r = 900 kg/m。試求油泵吸油口處的真空度是多少？題3.10圖解：吸油管路中液壓油的流速： m/s 雷諾數(shù)：<2320 吸油管路中液壓油的流動為層流。在吸油管路11截面（液面）和22截面（泵吸油口處）列寫伯努利方程：式中：，（因為）。則：其中：kg/m3，m，m/s， Pa將已知數(shù)據(jù)代入后得： Pa 答：液壓泵吸油口真空度為0.004767 MPa。3.11如題3.11圖所示，液壓泵從一個大容積的油池中抽吸潤滑油，流量為q = 1.2 L/s，油液的粘度°E = 40，密度r = 900 kg/m，假設液壓油的空氣分離壓為2.8 m水柱，吸油管長度

19、l = 10 m，直徑d = 40 mm，如果只考慮管中的摩擦損失，求液壓泵在油箱液面以上的最大允許安裝高度是多少？題3.11圖解：運動粘度：m2/s液壓油的流速：m/s由于則液壓油在管路中為層流，。沿程壓力損失： Pa式中：（因為），m水柱 Pa，Pa，m答：最大允許安裝高度1.614m。第4章 思考題和習題解4.1 從能量的觀點來看，液壓泵和液壓馬達有什么區(qū)別和聯(lián)系？從結構上來看，液壓泵和液壓馬達又有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：從能量的觀點來看，液壓泵是將驅動電機的機械能轉換成液壓系統(tǒng)中的油液壓力能，是液壓傳動系統(tǒng)的動力元件；而液壓馬達是將輸入的壓力能轉換為機械能，輸出扭矩和轉速，是液壓傳動系統(tǒng)的

20、執(zhí)行元件。它們都是能量轉換裝置。從結構上來看，它們基本相同，都是靠密封容積的變化來工作的，但是由于各自所要完成的任務不同，為了保證他們具有各自的特性，在結構上有些差別。4.2 液壓泵的工作壓力取決于什么？液壓泵的工作壓力和額定壓力有什么區(qū)別？答：液壓泵的工作壓力取決于負載，負載越大，工作壓力越大。液壓泵的工作壓力是指在實際工作時輸出油液的壓力值，即液壓泵出油口處的壓力值，也稱為系統(tǒng)壓力。額定壓力是指在保證泵的容積效率、使用壽命和額定轉速的前提下，泵連續(xù)運轉時允許使用的壓力限定值。4.3 如題4.3圖所示，已知液壓泵的額定壓力和額定流量，設管道內壓力損失和液壓缸、液壓馬達的摩擦損失忽略不計，而題

21、圖4.3（c）中的支路上裝有節(jié)流小孔，試說明圖示各種工況下液壓泵出口處的工作壓力值。題4.3圖答：（a），（b），（c），（d），（e）。4.4 如何計算液壓泵的輸出功率和輸入功率？液壓泵在工作過程中會產生哪兩方面的能量損失？產生這些損失的原因是什么？答：液壓泵的輸入功率為：，輸出功率為：。功率損失分為容積損失和機械損失。容積損失是因內外泄漏、氣穴和油液在高壓下的壓縮而造成的流量上的損失；機械損失是指因摩擦而造成的轉矩上的損失。4.5 試說明齒輪泵的困油現(xiàn)象及解決辦法。答：齒輪泵要正常工作，齒輪的重合度必須大于1（ >1），于是在齒輪連續(xù)嚙合轉動過程中總有兩對輪齒同時嚙合的時段，在此時段

22、內有一部分油液被困在兩對輪齒形成的封閉油腔之內。當此封閉容積減小時，被困油液受擠壓而產生高壓，并從縫隙中流出，導致油液發(fā)熱并使軸承等機件受到附加的不平衡負載作用；當封閉容積增大時，又會造成局部真空，使溶于油液中的氣體分離出來，產生氣穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。消除困油的辦法，通常是在兩端蓋板上開卸荷槽。4.6 齒輪泵壓力的提高主要受哪些因素的影響？可以采取哪些措施來提高齒輪泵的工作壓力？答：齒輪泵壓力的提高主要受壓力油泄漏的影響。通常采用的方法是自動補償端面間隙，其裝置有浮動軸套式和彈性側板式齒輪泵。4.7 試說明葉片泵的工作原理。并比較說明雙作用葉片泵和單作用葉片泵各有什么優(yōu)缺點。答：葉片在

23、轉子的槽內可靈活滑動，在轉子轉動時的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉子間便形成了一個個密封的工作腔。當轉子旋轉時葉片向外伸出，密封工作腔容積逐漸增大，產生真空，于是通過吸油口和配油盤上窗口將油吸入。葉片往里縮進，密封腔的容積逐漸縮小，密封腔中的油液往配油盤另一窗口和壓油口被壓出而輸?shù)较到y(tǒng)中去，這就是葉片泵的工作原理。雙作用葉片泵結構復雜，吸油特性不太好，但徑向力平衡，轉子每轉一周每一對葉片吸、壓油兩次，流量脈動小；單作用葉片泵存在著不平衡的徑向力。但是他可制成變量泵。4.8 限壓式變量葉片泵的限定壓力和最大流量怎樣調節(jié)？在調節(jié)時

24、，葉片泵的壓力流量曲線將怎樣變化？ 答：調節(jié)彈簧預緊力可以調節(jié)限壓式變量葉片泵的限定壓力，這時BC段曲線左右平移；調節(jié)流量調節(jié)螺釘可以改變流量的大小，AB段曲線上下平移（如下圖所示）。 4.9 液壓泵的額定流量為100 L/min，液壓泵的額定壓力為2.5 MPa，當轉速為1 450 r/min時，機械效率為=0.9。由實驗測得，當液壓泵的出口壓力為零時，流量為106 L/min；壓力為2.5 MPa時，流量為100.7 L/min，試求：（1）液壓泵的容積效率是多少？（2）如果液壓泵的轉速下降到500 r/min，在額定壓力下工作時，估算液壓泵的流量是多少？（3）計算在上述兩種轉速下液壓泵的

25、驅動功率是多少？解：（1）（2）液壓泵在2.5MPa壓力下的泄漏流量為因此，500r/min時的實際流量此時，液壓泵的效率為（3）在第一種情況下：W在第二種情況下：W答：液壓泵的容積效率為0.95，在液壓泵轉速為500r/min時，估算其流量為34.7L/min，液壓泵在第一種情況下的驅動功率為4.9´103W，在第二種情況下的驅動功率為1.69´103W。4.10 某組合機床用雙聯(lián)葉片泵YB 4/16×63，快速進、退時雙泵供油，系統(tǒng)壓力p = 1 MPa。工作進給時，大泵卸荷（設其壓力為0），只有小泵供油，這時系統(tǒng)壓力p = 3 MPa，液壓泵效率h = 0.

26、8。試求：（1）所需電動機功率是多少？（2）如果采用一個q = 20 L/min的定量泵，所需的電動機功率又是多少？解：（1）快速時液壓泵的輸出功率為： W工進時液壓泵的輸出功率為： W電動機的功率為： W（2）電動機的功率為： W答：所需電動機功率是1646 W，如果采用一個q = 20 L/min的定量泵，所需的電動機功率是1250 W。4.11 定量葉片泵轉速為1500r/min，在輸出壓力為6.3MPa時，輸出流量為53L/min，這時實測液壓泵軸消耗功率為7kW，當泵空載卸荷運轉時，輸出流量為56L/min，求：該泵的容積效率是多少？該泵的總效率是多少？解：（1）液壓泵的容積效率為

27、（2）液壓泵的輸出功率為（W）=5.565（kW）則該泵的總效率為答：該泵的容積效率為；該泵的總效率為。4.12 斜盤式軸向柱塞泵的斜盤傾角為，柱塞直徑為22 mm，柱塞分布圓直徑為68 mm，柱塞個數(shù)為，該泵的容積效率為，機械效率為，轉速為960 r/min，求：（1）該泵的理論流量是多少？（2）該泵的實際流量是多少？（3）若泵的輸出壓力為10 MPa時，所需電動機的功率是多少？解：（1）斜盤式軸向柱塞泵的理論流量為（m3/s）（2）實際流量為（m3/s）（3）斜盤式軸向柱塞泵的輸入功率為（W）=13.4（kW）答：該柱塞泵的理論流量是1.20×10-3m3/s；實際流量是1.18

28、×10-3m3/s；所需電動機的功率是13.4kW。第5章 思考題和習題5.1 已知單桿液壓缸缸筒直徑D = 100 mm，活塞桿直徑d = 50 mm，工作壓力=2 MPa，流量為q = 10 L/min，回油背壓力為= 0.5 MPa，試求活塞往復運動時的推力和運動速度。解：（1）無桿腔進油時： Nm/s （2）有桿腔進油時： N m/s 答：當無桿腔進油時的活塞推力是1.28´104 N，運動速度是0.021 m/s；當有桿腔進油時活塞的推力是0.785´104 N，運動速度是0.028 m/s。5.2 已知單桿液壓缸缸筒直徑D = 50 mm，活塞桿直徑d

29、 = 35 mm，泵供油流量為q = 10 L/min，試求：（1）液壓缸差動連接時的運動速度；（2）若缸在差動階段所能克服的外負載F = 1 000 N，缸內油液壓力有多大（不計管內壓力損失）？解：（1） m/s （2） MPa 答：液壓缸差動連接時的運動速度是0.17 m/s；若缸在差動階段所能克服的外負載F=1 000 N時，缸內油液壓力是1.04 MPa。5.3 一柱塞缸柱塞固定，缸筒運動，壓力油從空心柱塞中通入，壓力為p，流量為q，缸筒直徑為D，柱塞外徑為d，內孔直徑為，試求柱塞缸所產生的推力F和運動速度。解：，答：柱塞缸所產生的推力等于，運動速度等于。5.4 如題5.4圖所示的葉片

30、泵，銘牌參數(shù)為q = 18 L/min，p = 6.3 MPa，設活塞直徑D = 90 mm，活塞桿直徑d = 60 mm，在不計壓力損失且F = 28 000 N時，試求在各圖示情況下壓力表的指示壓力是多少？（p=2 MPa）題5.4圖解：（a） MPa（b） MPa（c）5.5 如題5.5圖所示的串聯(lián)油缸，和為有效工作面積，和是兩活塞桿的外負載，在不計損失的情況下，試求，和各是多少？解：由，得；，題5.5圖5.6 如題5.6圖所示的并聯(lián)油缸中，>，當油缸2的活塞運動時，試求、和液壓泵的出口壓力各是多少？題5.6圖解：已知：，當油缸2動作時，而油缸1不運動，此時，5.7 設計一單桿活塞

31、液壓缸，要求快進時為差動連接，快進和快退（有桿腔進油）時的速度均為6 m/min。工進時（無桿腔進油，非差動連接）可驅動的負載為F = 25 000N，回油背壓力為0.25 MPa，采用額定壓力為6.3 MPa、額定流量為25 L/min的液壓泵，試確定：（1）缸筒內徑和活塞桿直徑各是多少？（2）缸筒壁厚（缸筒材料選用無縫鋼管）是多少？解：（1）活塞桿直徑： m缸筒直徑： mm2 m2按國家標準規(guī)定，取活塞桿直徑 mm， mm。（2）按工作壓力計算，MPa MPa，MPa，取安全系數(shù)；材料取普通碳素鋼Q235，則： MPa mm第6章 思考題和習題6.1 在液壓傳動系統(tǒng)中，控制閥起什么作用？通

32、常分為幾大類？答：在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓控制閥是液壓傳動系統(tǒng)中控制油液流動方向、油液壓力和油液流量的元件。液壓控制閥可以對液壓執(zhí)行元件的啟動、停止、方向、速度、動作順序和克服負載的能力進行控制和調節(jié)，使液壓設備能夠按要求協(xié)調地進行工作。液壓控制閥按不同特征進行分類：按用途分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥；按工作原理分為開關閥、伺服閥、比例閥等；按閥芯結構形式分為滑閥、錐閥、球閥和轉閥等；按安裝連接形式分為螺紋安裝連接、板式安裝連接、集成塊式連接、疊加式安裝連接、法蘭式安裝連接和插裝式安裝連接等。6.2 什么是換向閥的“位”與“通”？它們的圖形符號如何表示？答：閥芯在閥體內的工作位置數(shù)和換

33、向閥所控制的油口通路數(shù)即為換向閥的“位”與“通”。不同的位數(shù)和通路數(shù)是由閥體內沉割槽和閥芯上臺肩的不同組合形成的?！拔弧睌?shù)用方格數(shù)表示，二格即為二位，三格即為三位；在一個方格內，通油箭頭、（但不一定表示通油方向）或者堵塞符號“”與方格的相交點數(shù)為油口通路數(shù)，即“通”數(shù)。6.3什么是三位換向閥的“中位機能”？“O”型和“H”型中位機能有什么特點和作用？ 答：三位換向閥的閥芯在中間位置時，各通口間有不同的連接方式，可滿足不同的使用要求。這種連通方式稱為換向閥的中位機能?！癘”型中位機能的P、A、B和O4個油口之間全部相互封閉，液壓泵不卸荷，執(zhí)行元件閉鎖，可用于多個換向閥的并聯(lián)工作；“H”型中位機能

34、的P、A、B和O油口全溝通，執(zhí)行元件處于浮動狀態(tài)，在外力（轉矩）作用下可移動（轉動），液壓泵卸荷。6.4 現(xiàn)有一個二位三通閥和一個二位四通閥，如題6.4圖所示，請通過堵塞閥口的辦法將它們改為二位二通閥。問：（1）改為常開型的如何堵？（2）改為常閉型的如何堵？請畫符號表示（應該指出：由于結構上的原因，一般二位四通閥的回油口O不可堵塞，改作二通閥后，原O口應作為泄油口單獨接管引回油箱）。題6.4圖答：對上圖，（1）改為常開（常通）型二位二通閥，堵住B口；（2）改為常閉（常斷）型二位二通閥，堵住A口。對下圖，（1）改為常開（常通）型二位二通閥，堵住B口（但由于特殊結構O口不接）；（2）改為常閉（常斷

35、）型二位二通閥，堵住A口。但是由于O口不堵，因此當執(zhí)行元件工作腔與O口相通時，不能止動。6.5 溢流閥在液壓傳動系統(tǒng)中有什么功能和作用？答：溢流閥主要是用來溢去系統(tǒng)多余油液，在溢流的同時使閥前壓力保持基本恒定，并且可以調節(jié)溢流（閥前）壓力。下面詳述如下：（1）溢流定壓。在定量泵-節(jié)流閥式節(jié)流調速系統(tǒng)中，溢流閥通常與泵并聯(lián)，泵的供油只有一部分經節(jié)流閥進入液壓缸，多余油液由溢流閥流回油箱，在溢流的同時穩(wěn)定了泵的供油壓力。（2）過載保護。系統(tǒng)一旦過載，溢流閥立即打開，系統(tǒng)壓力不再升高，保證系統(tǒng)安全。又稱安全閥。（3）形成背壓。將溢流閥安裝在系統(tǒng)的回油路上，可對回油產生阻力，即形成執(zhí)行元件的背壓，可提

36、高執(zhí)行元件的運動穩(wěn)定性。（4）實現(xiàn)遠程調壓。液壓傳動系統(tǒng)中的液壓泵、液壓閥通常都組裝在液壓站上，在控制臺上安裝一遠程調壓閥，并將其進油口與安裝在液壓站上的先導式溢流閥外控口相連，調節(jié)遠程調壓閥便可對先導式溢流閥實現(xiàn)遠程調壓。（5）使液壓泵卸荷。另外，溢流閥可以和其他閥一起構成組合閥，形成多種結構與功能。6.6 先導式溢流閥和直動式溢流閥各有什么特點？它們都應用在什么場合？答：先導式溢流閥和直動式溢流閥特點及適用場合對比如下：先導式溢流閥中的主閥芯因兩端均受油壓作用，主閥彈簧只需很小的剛度，當溢流量變化引起彈簧壓縮量變化時，進油口的壓力變化不大，故先導式溢流閥恒定壓力的性能優(yōu)于直動式溢流閥。但先

37、導式溢流閥是二級閥，其反應不如直動式溢流閥靈敏。就溢流閥的靜態(tài)特性而言，先導式溢流閥的特性曲線較平緩，調壓偏差小，開啟比大，故穩(wěn)壓性能優(yōu)于直動式閥。因此，先導式溢流閥宜用于系統(tǒng)溢流穩(wěn)壓，直動式溢流閥因靈敏度高宜用做安全閥。直動式溢流閥一般只能用于低壓小流量工況，因控制較高壓力或較大流量時，需要剛度較大的硬彈簧，不但手動調節(jié)困難，而且閥口開度略有變化，便引起較大的壓力波動。系統(tǒng)壓力較高時就需要采用先導式溢流閥。6.7 題6.7圖中溢流閥的調定壓力為5 MPa，減壓閥的調定壓力為2.5 MPa，設液壓缸的無桿腔面積，液流通過單向閥和非工作狀態(tài)下的減壓閥時，其壓力損失分別為0.2 MPa和0.3 M

38、Pa。求：當負載分別為0 kN、7.5 kN和30 kN時，（1）液壓缸能否移動？（2）A、B和C三點壓力數(shù)值各為多少？題6.7圖解：，液壓缸快速空載運動，考慮到單向閥的壓力損失，則MPa，考慮到非工作狀態(tài)下的減壓閥壓力損失，MPa。kN，MPa考慮到單向閥的壓力損失，則MPa，小于減壓閥的調定壓力，考慮非工作狀態(tài)下的減壓閥的壓力損失，則 MPa，液壓缸能運動；kN，Mpa，液壓缸不能運動，單向閥不能打開，溢流閥處于工作狀態(tài)， MPa；減壓閥處于工作狀態(tài)， MPa，。6.8 兩腔面積相差很大的單桿活塞缸用二位四通閥換向。有桿腔進油時，無桿腔回油流量很大，為避免使用大通徑二位四通閥，可用一個液控

39、單向閥分流，請畫回路圖。解：如圖示 6.9如題6.9圖所示的液壓系統(tǒng)中，各溢流閥的調定壓力分別為pA= 4 MPa、pB= 3 MPa和pC = 2 MPa。試求在系統(tǒng)的負載趨于無限大時，液壓泵的工作壓力是多少？ 題6.9圖 題6.10圖答：（a）圖中，三個溢流閥串聯(lián)。當負載趨于無窮大時，則三個溢流閥都必須工作，則MPa；（b）圖中，三個溢流閥并聯(lián)。當負載趨于無窮大時，A必須工作，而A的溢流壓力取決于遠程調壓閥B，B取決于C，所以MPa。6.10 在題6.10圖所示兩閥組中，設兩減壓閥調定壓力一大一?。╬A > pB），并且所在支路有足夠的負載。說明支路的出口壓力取決于哪個減壓閥？為什么

40、？答：（a）圖中，兩個減壓閥串聯(lián)，且pA>pB，當負載趨于無窮大時，支路出口壓力取決于B閥。因為調定壓力低的B閥先工作，然后是調定壓力高的A閥工作，故支路壓力取決于調定壓力低的B閥。（b）圖中，兩個減壓閥并聯(lián)，支路出口壓力取決于A閥，當負載趨于無窮大時，出口壓力達到pB時，B閥工作，而此時A閥閥口全開，由于A閥出口壓力高于B閥出口壓力，則B閥立刻關閉，當壓力升高達到pA時，A閥工作，故支路壓力取決于調定壓力高的A閥。6.11 在系統(tǒng)有足夠負載的情況下，先導式溢流閥、減壓閥及調速閥的進、出油口可否對調工作？若對調會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：若是先導式溢流閥的進、出油口對調工作，無論進口壓力多大，均

41、不能使閥芯移動、開啟，則溢流閥不起溢流作用。液壓泵的工作壓力只由負載決定而不能恒定，當負載過大時，泵的壓力將超過額定壓力，泵將損壞；若是減壓閥的進、出油口對調工作，則減壓閥不但不起減壓作用，而且將閥口阻死，使減壓閥后的油路無油流動。若是調速閥的進、出油口對調工作，則調速閥不起調速閥作用，只起節(jié)流閥作用（對教材中的調速閥而言）。6.12 在題圖6.12所示的系統(tǒng)中，溢流閥的調定壓力為MPa，如果閥芯阻尼小孔造成的損失不計，試判斷下列情況下壓力表的讀數(shù)是多少？（1）YA斷電，負載為無窮大；（2）YA斷電，負載壓力為2 MPa；（3）YA通電；負載壓力為2 MPa。 題圖6.12 答：（1）YA斷電

42、，負載為無窮大時，壓力表的讀數(shù)pA = 4 MPa； （2）YA斷電，負載壓力為2MPa時，pA=2 MPa； （3）YA通電；負載壓力為2MPa時，pA=0。6.13 如題6.13圖所示，順序閥的調整壓力為pA=3MPa，溢流閥的調整壓力為MPa，試求在下列情況下A、B點的壓力是多少？（1）液壓缸運動時，負載壓力MPa；（2）負載壓力MPa；（3）活塞運動到右端時。題圖6.13 答：（1）液壓缸運動pL = 4 MPa時，則pA = pB = 4 MPa；（2）pL = 1 MPa時，則pA = 1 MPa，pB = 3 MPa；（3）活塞運動到右端時，則pA = pB = 5 MPa。6.

43、14在教材圖6.9所示的三位四通電液換向閥中，是否可以將電磁換向閥的中位機能改為O型？為什么？圖6.14答：不能。如果將電磁換向閥的中位機能改為O型的話，當電磁換向閥從某一換向位置（左或右）恢復中位后，因其液動閥（主閥）閥芯端腔的進出油通路被電磁閥截至而不能復位。造成執(zhí)行元件“停止”的失控。6.15 結合教材圖6.14和圖6.16，分別說明直動式溢流閥和先導式溢流閥中阻尼小孔的作用。圖6.16答：直動式溢流閥阻尼小孔的作用是減小閥芯振動；先導式溢流閥中阻尼小孔的作用是使主閥芯左右兩端產生壓差，使主閥芯在壓差作用下移動，打開閥口，形成有阻尼的溢流通道，實現(xiàn)溢流作用。6.16在題6.16圖的回路中

44、調節(jié)節(jié)流閥的開度，能否調節(jié)通過節(jié)流閥流量的大?。繛槭裁?？題圖6.16答：否。因為液壓泵輸出的流量是一定的，無分流支路，只能從節(jié)流閥通過，故節(jié)流閥不能調節(jié)流量的大小，只能調節(jié)通過液流速度。6.17 為什么調速閥能夠使液壓執(zhí)行元件的運動速度穩(wěn)定？答：調速閥是由差壓式減壓閥與節(jié)流閥串連而成的組合閥。其中節(jié)流閥用來調節(jié)通過閥的流量，差壓式減壓閥則自動補償調速閥兩端壓差變化的影響，使節(jié)流閥前后的壓差為定值，消除了負載變化對流量的影響。第7章 思考題和習題解7.1 某氣囊式蓄能器用作動力源，容量為3 L，充氣壓力 MPa。系統(tǒng)最高和最低工作壓力分別為7 MPa和4 MPa。試求蓄能器能夠輸出的油液體積。解

45、：因蓄能器作動力源使用，n = 1.4 L答：蓄能器能夠輸出的油液體積是0.84L。7.2 液壓系統(tǒng)最高和最低工作壓力各是7 MPa和5.6 MPa。其執(zhí)行元件每隔30s需要供油一次，每次輸油1L，時間為0.5 s。若用液壓泵供油，該泵應有多大流量？若改用氣囊式蓄能器（充氣壓力為5 MPa）完成此工作，則蓄能器應有多大容量？向蓄能器充液的泵應有多大流量？0.8527 解：L/min；，L；L/min 答：若用液壓泵供油，該泵的流量是120 L/min；若改用氣囊式蓄能器（充氣壓力為5 MPa）完成此工作，則蓄能器的容量是7.36 L，向蓄能器充液的泵的流量是2 L/min。7.3 一單桿缸，活

46、塞直徑cm，活塞桿直徑cm，行程cm。現(xiàn)從有桿腔進油，無桿腔回油。問由于活塞的移動使有效底面積為2000的油箱液面高度發(fā)生多大變化？解：cmmm答：活塞移動50cm行程時，油箱液面升高6 mm。7.4 有一液壓泵向系統(tǒng)供油，工作壓力為6.3 MPa，流量為40 L/min，試選定供油管尺寸。解：選用鋼管供油，取m/s，17 mm，取，材料取普通碳素鋼Q235， MPa， 則1.02 mm答：油管尺寸d = 17 mm，d = 1.02 mm第8章 思考題和習題8.1 如題8.1圖所示，液壓泵輸出流量 L/min，液壓缸無桿腔面積 cm，液壓缸有桿腔面積 cm。溢流閥的調定壓力py = 2.4

47、MPa，負載F=10kN。節(jié)流閥口視為薄壁孔，流量系數(shù)。油液密度 kg/m。試求：節(jié)流閥口通流面積cm和cm時的液壓缸速度、液壓泵壓力、溢流閥損失和回路效率。題圖8.1解： 時：如果溢流閥不溢流，則通過節(jié)流閥的流量，L/min=m3/s。由，有MPa，故液壓泵壓力MPa由于MPa 所以，MPaMPa=，則溢流閥損失。m/s，回路效率：cm2時，同理由上述求解過程可得MPa，由于，則有：MPaMPam3/s液壓缸速度：m/s，m3/s，m3/s。溢流損失：W回路效率：答：節(jié)流閥口通流面積cm時的液壓缸速度m/s、液壓泵壓力MPa、溢流閥損失和回路效率；節(jié)流閥口通流面積cm時的液壓缸速度 m/s、

48、液壓泵壓力MPa、溢流閥損失W和回路效率。8.2 如題圖8.2所示，各液壓缸完全相同，負載。已知節(jié)流閥能調節(jié)液壓缸速度并不計壓力損失。試判斷在圖（a）和圖（b）的兩個液壓回路中，哪個液壓缸先動？哪個液壓缸速度快？請說明道理。題圖8.2答：圖（a）中，A缸先動。因為A缸的進油腔壓力小于B缸；A缸、B缸速度相等，這是因為節(jié)流閥安裝在進油路上，分別進入A缸、B缸的流量相同，q A=qB。 圖（b）中，A缸先動，速度快。因為節(jié)流閥安裝在出油路上，兩個液壓缸并聯(lián)，液壓泵調定的壓力相同，所以負載小的A缸回油壓力大，即節(jié)流閥壓差大，故A缸速度大，此時B缸不動。當A缸運動到缸底，B缸運動，由于其負載大，回油壓

49、力小，即節(jié)流閥壓差小，故B缸運動速度小。8.3 如題圖8.3所示，圖示為采用調速閥的進口節(jié)流加背壓閥的調速回路。負載F=9 000 N。液壓缸兩腔面積 cm， cm。背壓閥的調定壓力 MPa。液壓泵的供油流量 L/min。不計管道和換向閥的壓力損失。試問：（1）欲使液壓缸速度恒定，不計調壓偏差，溢流閥最小調定壓力多大？（2）卸荷時的能量損失有多大？（3）若背壓閥增加了，溢流閥調定壓力的增量應有多大？ 題圖8.3 解：（1）因為，所以MPa由于不計調壓偏差，所以MPa+2MPa=2.5MPa。 （2）W （3）因為，所以。當時，溢流閥調定壓力，溢流閥調定壓力的增加量。8.4 如題圖8.4所示，雙

50、泵供油，差動快進-工進速度換接回路有關數(shù)據(jù)如下：液壓泵的輸出流量 L/min， L/min；輸送油液密度 kg/m，運動粘度 m/s，液壓缸兩腔面積 cm， cm，快進時的負載F=1 kN，油液流過方向閥時的壓力損失 MPa，連接液壓缸兩腔的油管ABCD的內徑為 cm，其中ABC段因較長（L=3 m），計算時需考慮其沿程損失，其它損失及由速度、高度變化形成的影響皆可忽略。試求：（1）快進時液壓缸的速度和壓力表讀數(shù)；（2）工進時如果壓力表讀數(shù)為 MPa，此時液壓缸承受載荷能力有多大（因流量很小，可不計損失）？液控順序閥的調定壓力宜選多大？題圖8.4解：（1）快進時為差動連接 m/s m3/s m

51、/s取，所以 Pa由有 MPa（2）取MPa， kN 液控順序閥的壓力應為0.642MPa至8MPa8.5 如題圖8.5所示的調速回路，液壓泵的排量 mL/r，轉速 r/min，容積效率，溢流閥調定壓力MPa，液壓馬達排量mL/r，容積效率，機械效率，負載轉矩Nm。節(jié)流閥最大開度cm（可視為薄刃孔口），其流量系數(shù)，油液密度kg/m。不計其它損失。試求：（1）通過節(jié)流閥的流量和液壓馬達的最大轉速、輸出功率P和回路效率h，并請解釋為何效率很低？（2）如果將提高到8.5MPa時，將為多大？ 題圖8.5 解：（1）m3/s，MPa。 m3/s=87.4L/min， r/min W這是因為存在溢流損失和

52、節(jié)流損失，溢流閥的調定壓力過高所致。（2） L/min r/min8.6 試說明題圖8.6所示容積調速回路中單向閥A和B的功用。在液壓缸正反向移動時，為了向系統(tǒng)提供過載保護，安全閥應如何接？試作圖表示。題圖8.6答：單向閥A：液壓缸右行時，小腔回油滿足不了液壓泵的吸油要求，需要從油箱吸油。單向閥B：液壓缸左行時，大腔回油多于液壓泵的吸油流量，多余的液壓油從液控單向閥排回油箱。為了給液壓缸進行過載保護，將如下圖所示油路接入回路，M和N兩點如圖所示分別接到液壓缸的進出口處。8.7 如題圖8.7所示的液壓回路，限壓式變量葉片泵調定后的流量壓力特性曲線如圖所示，調速閥的調定流量為2.5 L/min，液

53、壓缸兩腔的有效面積 cm，不計管路損失，試求：（1）液壓缸的大腔壓力；（2）當負載F=0 和F=9 000 N時的小腔壓力；（3）設液壓泵的總效率為0.75，求液壓系統(tǒng)的總效率。題圖8.7 解：（1）由得MPa，MPa。 （2）；當F=0時，MPa；當N時，MPa（3）液壓回路的效率系統(tǒng)總效率8.8 如題圖8.8所示的液壓回路中，如果液壓泵的輸出流量 L/min，溢流閥的調整壓力 MPa，兩個薄壁孔型節(jié)流閥的流量系數(shù)都是，開口面積 cm， cm，油液密度 kg/m，試求在不考慮溢流閥的調壓偏差時：（1）液壓缸大腔的最高工作壓力；（2）溢流閥可能出現(xiàn)的最大溢流量。題圖8.8解：（1）當液壓缸被頂

54、死時，大腔達到最高工作壓力，則有，因為，所以有：，代入數(shù)據(jù)后得MPa （2）溢流閥的最大溢流量 m3/s 8.9 請列表說明題圖8.9所示壓力繼電器式順序動作回路是怎樣實現(xiàn)1®2®3®4順序動作的？在元件數(shù)目不增加的情況下，排列位置容許變更的條件下如何實現(xiàn)1®2®4®3的順序動作，畫出變動順序后的液壓回路圖。題圖8.9答： 動作電磁鐵和電器1234原位1YA+2YA+3YA+4YA+1PD+2PD+1XK+2XK+要實現(xiàn)1®2®4®3的順序動作，2XK與其左端死擋鐵換個位置，2PD移到左缸進口處。8.10 如題圖8.10所示的液壓回路，它能否實現(xiàn)“夾緊缸I先夾緊工件，然后進給缸II再移動”的要求（夾緊缸I的速度必須能調節(jié)）？為什么？應該怎么辦？ 題圖8.10 答：不能實現(xiàn)“夾緊缸I先夾緊工件，然后進給缸II再移動”的要求。因為系統(tǒng)壓力恒定在py，若px > py，則夾緊缸I先夾緊，而進給缸II在I夾緊后不動作，若px < py，則夾緊缸I和進給缸II同時動作。應該將順序閥的遠程控制口放在單向閥的后面。8.11 如題圖8.11所示的液壓回路可以實現(xiàn)“快