液压与气压传动2-1
液压与气压传动计算题
《液压与气压传动》计算题2－1 某液压油的运动粘度为32 mm2/ s ，密度为900 kg／m3，其动力粘度是多少？2－2 已知某油液在20℃时的运动粘度ν20 = 75 mm2/s ，在80℃时为ν80 = 10 mm2/s，试求温度为60℃时的运动粘度。
2－3 压力表校正仪原理如图所示。
已知活塞直径d = 10 mm，螺杆导程L = 2 mm，仪器内油液的体积模量K = 1.2×103 MPa。
当压力表读数为零时，仪器内油的体积为200 mL。
若要使压力表读数为21MPa，手轮要转多少转？2－4 图中，液压缸直径D = 150 mm，活塞直径d＝100 mm，负载F = 5×104 N。
若不计液压油自重及活塞或缸体重量，求a、b两种情况下的液压缸内的压力。
2－5 某压力控制阀如图所示，当p1= 6 MPa时，阀动作。
若d1 = 10 mm，d2 = 15 mm，p2 = 0.5 MPa ，试求。
（1）弹簧的预压力F S；（2）当弹簧刚度k = 10 N/ m时的弹簧预压缩量x。
2－6 在图所示液压缸装置中，d1 = 20 mm，d2 = 40 mm，D1＝75 mm，D2 =125 mm，q vl = 25 L／min。
求v1、v2和q v2各为多少？2－7 油在钢管中流动。
已知管道直径为50 mm，油的运动粘度为40 mm2/s，如果油液处于层流状态，那么可以通过的最大流量是多少？2－8如图所示，油管水平放置，截面1－1、2－2处的内径分别为d1＝5 mm，d2 = 20 mm，在管内流动的油液密度ρ= 900 kg／m3，运动粘度ν= 20 mm2/s。
若不计油液流动的能量损失，试解答：（1）截面1－1和2－2哪一处压力较高？为什么？（2）若管内通过的流量q v＝30 L／min，求两截面间的压力差∆p。
2－9 液压泵安装如图所示，已知泵的输出流量q v = 25L／min，吸油管直径d= 25 mm，泵的吸油口距油箱液面的高度H= 0.4 m。
液压与气压传动
液压与气压传动液压与气压传动是工业现代化生产的重要组成部分，液压与气压作为传动介质，已经广泛应用于各种机械、工具、设备、以及各类工业自动化系统和生产流水线上。
本文将主要从液压与气压传动的基本原理、特点以及优缺点等方面进行探讨。
一、液压气压传动基本原理液压传动系统的基本组成部分主要包括：液压泵、液压缸、液压阀、液压油箱、油管、以及液压控制阀等。
液压系统中，液压泵负责将机械能转换成液压能，由液压泵产生的液压能作为有效载荷传递到被控制的液压元件上，通过控制液压阀的开启和关闭来实现各种运动控制。
气压传动系统也是由几个部分组成的，主要包括压缩机、气缸、气阀、压力表、以及一个气槽等。
气压系统中，压缩机负责将机械能转换成压缩空气，通过气缸所传递的空气压力，实现各种运动控制。
二、液压气压传动的特点1、液压传动特点液压传动系统比气压传动系统在各方面都更加稳定和可靠。
由于液压能储存时间较长，且油液受热膨胀系数小，不易泄漏，因此液压传动系统运行起来比气压传动稍微安全。
此外，液压传动系统可实现无级调速功能，同时承受的荷载也能大于气压传动系统。
2、气压传动特点相对于液压传动，气压传动具有价格较为便宜的优势。
气压传动的另一个优势是气缸行程大，且行程能通过重复拼接的方式实现无级调节。
此外，气压传动还具有快速响应的特点，当工作中的负荷突然增加时，气压传动能够响应自如，更快地完成加速和减速操作。
三、液压气压传动优缺点比较1、液压传动系统优缺点液压传动系统具有加速、减速平稳、静音、开关灵活、精确度高等优点，此外使用寿命比较长，维护成本较低。
但是，液压传动系统也存在着以下缺点：传动过程中会产生噪音，维护操作人员需要具备一定的技能和经验。
另外还需要经常维护常规保养，以及防止油液泄漏等问题。
2、气压传动系统优缺点气压传动系统具有价格低廉，适用范围广、安全性高的优点。
此外，气压传动系统操作简单，无需专业技能。
但是，气压传动系统存在传动路途中能量损失较大，且响应速度慢，不能实现调速等缺点。
《液压与气压传动》第4版课后答案主编刘银水许福玲
《液压与气压传动》第4版课后答案主编刘银水许福玲第4版《液压与气压传动》课后习题答案第一章习题1-1某液压油在大气压下的体积是50L ，当压力升高后其体积减少到49.9L ，设液压油的体积弹性模量Pa K 5107000?=，求压力升高值。
解：V Vp K -=Θ Pa Pa V V K p 551014)(50)509.49(107000?=-??-=??-=?∴1-2用恩氏粘度计测得3/850m kg =ρ的某种液压油200mL 流过的时间s t 1531=。
20℃时200mL 蒸馏水流过的时间s t 512=。
问该液压油的E 0为多少？动力粘度)(s Pa ?μ为多少？运动粘度)/(2s m ν为多少？解：351153210===t t E s m s m E E v /1083.19)/(10)331.6331.7(10)31.631.7(2626600---?=?-?=?-= s Pa s Pa v ??===-5610169.0)(1083.19850ρμ1-3如题1-3图所示，容器A 内充满着3/900m kg =ρ的液体，汞U 形测压计的m s m h A 5.0,1==，求容器A 中心压力。
解：设B 、C 为等压面，容器A 中心压力为p A ，则：aC A A B cB p gh P p gZ p p p +=+==汞ρρ得：a A A p gh p gZ +=+汞ρρ容器A 中心的绝对压力为：PaPa p Z h g p aA A 55331031.2)(1001.1)5.0109.01106.13(81.9)(?=?+??-=+-=ρρ汞容器 A 中心的相对压力为：Pa Pa Z h g p p A a A533103.1))(5.0109.01106.13(81.9)(?=??-=-=-ρρ汞1-4 如题1-4图所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相同的槽中，液体在管中上升的高度m h 5.0=，设液体的密度3/1000m kg =ρ，试求容器内的真空度。
液压与气压传动课后答案(第四版)
For personal use only in study and research; not for commercial useFor personal use only in study and research; not for commercial use1-5．如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于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ρ= 1000㎏/m 3，试求容器内的真空度。
解：以液面为等压面，p +ρgh = p a 所以真空度为p a －p = ρgh1-7.图1-3531200/B kg m ρ=，A Z 求A 、B 之间的压力差。
2-1.某液压泵的输出压力为5MPa ，排量为10mL/r ，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min 时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？解：已知：6305,10/1010/,0.95,0.9,1200/min m v p MPa V mL r m r n r ηη-===⨯===则泵的输出功率：663000510101012000.9100.960t v P p q p q kw η--⨯⨯⨯⨯===⨯⨯=驱动泵的电动机功率：0.9 1.0530.950.9i P kwP kw η===⨯2-2.某液压泵在转速n=950r/min 时，排量为v=168ml/r 。
在同样的转速和压力29.5MP a 时，测得泵的实际流量为150L/min ，总效率η=087，求： (1) 泵的理论流量；(2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率； (3) 泵在上述工况下所需的电动功率； (4) 驱动泵的转矩多大？解：(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×10-3m 3/s（2）94.060/106.15960/1015033=⨯⨯==--t v q q η93.094.087.0.===∴=v m m V ηηηηηη (3) 电机的驱动功率6329.51015010/6084770()84.770.87Oi P pqP W kW ηη-⨯⨯⨯===== (4) 驱动泵的转矩284770852.53()22 3.14950/60i i iii p T nT P T N m n ωππ==∴===⋅⨯⨯ 另解:)(77.8453.85260/95014.322)(53.85287.060/95014.3260/10150105.292236KW nT p m N n pq T nT pq i i i i=⨯⨯⨯==⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∴=-πηππη3-1.液压马达的排量V=250 ml/r ，入口压力p 1=10.5MPa ，出口压力p 2=1.0MPa ，容积效率ηv =0.92，机械效率ηm =0.9，若输入流量q=22 L/min ，求马达的实际转速n 、输出转矩T 、输入功率和输出功率各为多少？ 解：()()()()()1362666333022100.9280.96min 2501010.519.59.510250100.9340.422 3.149.5102210 3.4810600.90.92 3.48102881.4t v m i m v i q q r n V V p p p MPa p V T N m P p q W P P W ηηπηη----⨯===⨯=⨯∆=-=-=∆⋅⨯⨯⨯==⨯=⋅⨯⨯⨯⨯=∆⋅==⨯==⨯⨯⨯=3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=100×10-4m 2，有杆腔的面积A 2=80×10-4m 2，缸1的输入压力p 1=0.9MPa ，输入流量q=12 L/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（P 2=P 1/2）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： （1）3P 为大气压 30P ∴≈()M P aA A A P P 5.010801010010100109.0444621112=⨯+⨯⨯⨯⨯=+=--- ()N A P A P F F 500010100105.046231221=⨯⨯⨯=-==∴-()s m A q V /02.01010060/10124311=⨯⨯==-- ()s m A q V /016.01010002.010804422=⨯⨯⨯==--（2）P 3()N A P A P A P A P F 540010802/109.010100109.0 24646211122111=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=-=-- ()N A P A P A P F 4500101002/109.02461123122=⨯⨯⨯==-=-(3) 因为 022111=-=A P A P F所以 ()MPa A A P P 125.1108010100109.04462112=⨯⨯⨯⨯==-- ()KN A P A P A P F 25.111010010125.1461223122=⨯⨯⨯==-=-4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A 1=100×10-4m 2，缸I 负载F=35000N ，缸Ⅱ运动时负载为零。
液压与气压传动第2章1流体力学基础
二、液体静力学
研究内容： 研究液体处于静止状态的力学规律 和这些规律的实际应用。
静止液体： 指液体内部质点之间没有相对运动， 至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。
• 液体的静压力 • 静压力基本方程 • 静压力基本方程的物理意义 • 压力的计量单位 • 压力的传递 • 液体静压力对固体壁面的作用力
p V
（m2/N）
主 式中 V：液体加压前的体积（m3）；
要
△V：加压后液体体积变化量（m3）； △p：液体压力变化量（N/ m2）；
物 • 体积弹性模量K （N/ m2） ：液体体积压缩系数κ的倒数
理
K 1 V p ——单位体积相对变化量变化所需要的压力增量
性
V
质 计算时常取K=7×108 N/ m2
机电工程学院 张鹏
2.4 压力的计量单位及表示方法
• 相对压力（表压力）:
以大气压力为基准测量所得的 压力
• 绝对压力:
以绝对零压为基准测得的压力 • 绝对压力=相对压力 + 大气压力
• 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称
该点出现真空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压 力的绝对值称为该点的真空度 • 真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
• 3.抗磨液压油(HM液压油) ：从防锈、抗氧液压油基础上发展而来的,它 有碱性高锌、碱性低锌、中性高锌型及无灰型等系列产品,它们均按40 ℃运动粘度分为22、32、46、68四个牌号。主要用于(l)重负荷、中压、 高压的叶片泵、柱塞泵和齿轮泵的液压系统YB—D25叶片泵、PF15柱 塞泵、CBN—E306齿轮泵、YB—E80/40双联泵等液压系统。(2)中压、 高压工程机械、引进设备和车辆的液压系统。如电脑数控机床、隧道掘 进机、履带式起重机、液压反铲挖掘机和采煤机等的液压系统。
液压传动与气压传动_第2章 液压流体力学
（2） 运动粘度ν 液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值，称为液体的 运动粘度ν， 即 ν=μ/ρ （1-6） 运动粘度的单位为m2 /s。 就物理意义来说，ν不是一个粘度的量，但习 惯上常用它来标志液体粘度，液压油液的粘度等 级是以40℃时运动粘度（以mm2/s计）的中心值 来划分的。 例如，牌号为L—HL22的普通液压油在40℃ 时运动粘度的中心值为22 mm2/s（L表示润滑剂 类，H表示液压油，L表示防锈抗氧型）。
个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小； 外力减小，体积增大。 ► 液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统 在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在 高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态 分析时，就需要考虑液体可压缩性的影 响。
三、油液中的气体对粘性及压缩的影响
气体混入液体有两种方式： 溶入：对粘性和压缩性没影响。 混入：使液体的粘度增加，体积弹性模 量减小。
z
dy
p
dz
dx
Xdxdydz
六面体在x方向的受力 平衡方程：
x
p p dx x
y
p pdydz ( p dx)dydz Xdxdydz 0 x
p pdydz ( p dx)dydz Xdxdydz x 0 dydz
1 p 整理后：X 0 x
液体内某点处单位面积△A上所受到的法向力 △F之比，称为压力p（静压力），即
由于液体质点间的凝聚力很小，不能受拉，只能 受压，所以液体的静压力具有两个重要特性： ► 液体静压力的方向总是作用在内法线方向上； ► 静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都 相等。
二、静止液体平衡的微分方程
单位质量力在各坐标 轴的分量记为X、Y、 Z。则在x分量上为：
《液压与气压传动》习题
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？0-3d=10mm，大活塞直径物G=5000kg杠杆L=500 mm，（1W；（2少；（30-4．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。
液压与气压传动课后习题答案
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。
液压与气压传动技术习题答案
液压与⽓压传动技术习题答案第⼀章概述思考题与习题1-1说明什么叫液压传动?解：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。
液压传动主要是利⽤液体的压⼒能来传递能量；⽽液⼒传动则主要利⽤液体的动能来传递能量。
1-2液压传动系统由哪⼏部分组成？试说明各组成部分的作⽤。
解：液压传动系统主要由以下四个部分组成：(1)动⼒元件将原动机输⼊的机械能转换为液体压⼒能的装置，其作⽤是为液压系统提供压⼒油，是系统的动⼒源。
如各类液压泵。
(2)执⾏元件将液体压⼒能转换为机械能的装置，其作⽤是在压⼒油的推动下输出⼒和速度(或转矩和转速)，以驱动⼯作部件。
如各类液压缸和液压马达。
(3)控制调节元件⽤以控制液压传动系统中油液的压⼒、流量和流动⽅向的装置。
如溢流阀、节流阀和换向阀等。
(4)辅助元件除以上元件外的其它元器件都称为辅助元件，如油箱、⼯作介质、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。
1-3液压传动的主要优、缺点是什么？解：1.液压传动的优点(1)液压传动容易做到对速度的⽆级调节，且其调速范围⼤，并且对速度的调节还可以在⼯作过程中进⾏；(2)在相同功率的情况下，液压传动装置的体积⼩、重量轻、结构紧凑；(3)液压传动⼯作⽐较平稳、反应快、换向冲击⼩，能快速起动、制动和频繁换向；(4)液压装置易实现⾃动化，可以⽅便地对液体的流动⽅向、压⼒和流量进⾏调节和控制，并能很容易地与电⽓、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；(5)液压传动易实现过载保护，液压元件能够⾃⾏润滑，故使⽤寿命较长；(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。
2.液压传动的缺点(1)液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动⽐；(2)液压传动在⼯作过程中能量损失较⼤，因此，传动效率相对低，不宜作远距离传动；(3)液压传动对油温变化⽐较敏感，不宜在较⾼和较低的温度下⼯作；(4)液压系统出现故障时，不易诊断。
液压与气压传动的课后习题答案
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。
（ × ） 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m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/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cSt(mm 2/s )。
《液压与气压传动》第4版课后答案主编刘银水许福玲
第4版《液压与气压传动》课后习题答案第一章 习题1-1某液压油在大气压下的体积是50L ，当压力升高后其体积减少到49.9L ，设液压油的体积弹性模量Pa K 5107000⨯=，求压力升高值。
解：V V p K ⋅∆∆-= Pa Pa V V K p 551014)(50)509.49(107000⨯=-⨯⨯-=∆⋅-=∆∴1-2用恩氏粘度计测得3/850m kg =ρ的某种液压油200mL 流过的时间s t 1531=。
20℃时200mL 蒸馏水流过的时间s t 512=。
问该液压油的E 0为多少？动力粘度)(s Pa ⋅μ为多少？运动粘度)/(2s m ν为多少？解：351153210===t t E s m s m E E v /1083.19)/(10)331.6331.7(10)31.631.7(2626600---⨯=⨯-⨯=⨯-= s Pa s Pa v ⋅⨯=⋅⨯⨯==-5610169.0)(1083.19850ρμ1-3如题1-3图所示，容器A 内充满着3/900m kg =ρ的液体，汞U 形测压计的m s m h A 5.0,1==，求容器A 中心压力。
解：设B 、C 为等压面，容器A 中心压力为p A ，则：aC A A B cB p gh P p gZ p p p +=+==汞ρρ得：a A A p gh p gZ +=+汞ρρ容器A 中心的绝对压力为：PaPa p Z h g p aA A 55331031.2)(1001.1)5.0109.01106.13(81.9)(⨯=⨯+⨯⨯-⨯⨯⨯=+-=ρρ汞容器A 中心的相对压力为： Pa Pa Z h g p p A a A 533103.1))(5.0109.01106.13(81.9)(⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯=-=-ρρ汞1-4 如题1-4图所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相同的槽中，液体在管中上升的高度m h 5.0=，设液体的密度3/1000m kg =ρ，试求容器内的真空度。
液压与气压传动电子教材 (2)
《液压与气压传动》教学大纲一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2．课程任务：通过本课程的学习使学生了解和掌握液压传动技术的基本知识，典型液压元件的结构特点和工作原理；掌握液压基本回路的组成，典型液压传动系统的工作原理；液压传动系统的设计计算及其在工程实际中的应用等；通过实验课使学生对液压元件结构及液压传动系统有更深刻的认识，并掌握必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。
二、课程教学基本要求通过对液压概念、液压元件和液压系统组成的介绍，让学生理解液压系统以及各组成元件的工作方式、工作原理、结构细节对性能的影响，最终达到自己设计液压系统的目的。
通过必要的理论学习和实验操作，使学生掌握基本的实验方法及实验技能，学习科学研究的方法，帮助学生学习和运用理论处理实际问题，验证消化和巩固基础理论；通过液压传动实验使学生初步具备液压元件、液压回路的调整和测试的综合能力；培养学生正确处理实验数据和分析实验结果的能力，运用所学的理论解决实际问题的能力，提高学生的综合素质。
使学生同时具备将抽象的液压原理用简洁的机构表达出来的能力。
教学中要坚持以学生为主体，教师为主导，充分调动学生学习的主动性和积极性，让学生主动参与教学全过程；课堂教学中要多采用模型、实物和现代教育技术，加强直观性教学，注意理论联系实际，重视培养学生的实际操作能力。
成绩考核形式：平时30%（作业、考勤、练习、实验），期末70%（考试）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1．教学基本要求了解液压传动发展概述；理解压力、流量、速度的基本概念；掌握液压系统的工作原理、组成。
2．要求学生掌握的基本概念、理论通过本章教学使学生初步具有识别简单液压系统的技能，激起学生的学习热情和学习兴趣。
3．教学重点和难点教学重点是液压传动的工作原理，关于压力和流量的两个重要概念。
教学难点是液压系统的组成。
4．教学内容第一节液压与气压传动系统的工作原理1．液压与气压传动的工作原理2．液压与气压传动系统的组成3．液压与气压传动系统的职能符号第二节液压与气压传动的优缺点1．液压与气压传动的优点2．液压与气压传动的缺点第三节液压与气压传动的应用与发展1．液压与气压传动的应用2．液压与气压传动的发展第二章液压油与液压流体力学基础1．教学基本要求了解流体力学三个基本方程式：连续性方程、伯努利方程和动量方程的意义和计算；理解动力学基本概念：理想液体、恒定流动、迹线和流线等；掌握液体静力学基本方程及意义、压力、流量两个重要参数。
液压与气压传动答案
2-4为什么液压泵的实际工作压力不宜比额定压力低很多？为什么液压泵在转速远低于额定转速下工作时，容积效率和总效率均较低？解：1、因为在其额定压力下，能发挥其最佳的机械效率，如果工作压力比额定压力低很多，会导致制造成本的增加以及使用成本（电能、燃料）的浪费。
2、液压泵在转速远低于额定转速下工作时，液压泵的实际工作压力低，转矩小，由m 11tT T η=+可知，转矩越小，液压泵的机械效率越低；且液压泵在低转速下工作时流量小，由1v tqq η=-可知，流量越小，液压泵的容积效率越低，所以液压泵的总效率较低。
2-8已知泵的流量80/min q L =，油液粘度623010/m s ν-=⨯，油液密度3900/kg m ρ=，吸油管长1L m =，当吸油管内径选为16d mm =时液压泵无法吸油。
请分析原因。
解：取1-1油面为基准面，吸油口处为2-2截面，对两个截面列伯努利方程 （动能修正系数α1=α2=1）22112212p v p v z g z g p ρρ++=+++2210z = 10v = 2z L = 1a p p =（标准大气压）化简后可知：2222a v p p p ρρ-=+gL+（真空度）233=80/min 1.33310/4d q vA vL m s π-===⨯；2 6.635/v v m s ==雷诺数60.016 6.635353923203010e vdR ν-⨯===⨯＞ 属于紊流状态 20.25520.31640.51102ea l p Rp d ρ-==⨯v ，综上所述可知255555220.088100.198100.51100.796100.3102a a a a a av p p p p p p p p ρρ-=+=⨯+⨯+⨯=⨯⨯gL+＞为保证液压泵正常工作，液压泵吸油口真空度不能太大。
若真空度太大，在绝对压力2p 低于油液的空气分离压g p 时，溶于油液中的空气会分离析出形成气泡，产生气穴现象，出现振动和噪声。
第四版液压与气压传动课后习题最新标准答案
1-9如图所示,已知水深H=10m,截面 A1=0.02m2,截面A2=0.04m2,求孔口的出流流 量以及点2处的表压力(取α=1,ρ=1000kg/cm3， 不计损失)。
取 1 0 0,1 1面
2 Pa v0 Pa v12 H g 2 g g 2 g v0 0
2 p1 1v12 p2 2 v2 h hw g 2 g g 2g
层流 1 2 2 p ghw
2 2 v 2
p r 10000 Pa, v1 0
真空度 p1大气压力 p 2 绝对压力 900 2 1.7 2 gh p p r 900 9.8 0.5 1436 10000 2 2 4410 2601 1436 10000 18447 Pa
d 2
4 x ( x h) g F m g F mg
4
h
d 2 g
1-7图示容器A中的液体的密度 ρA=900kg/m3,B中液体的密度为 ρB=1200kg/m3,ZA=200mm,ZB=180mm,h=60 mm,U形管中的测压介质为汞,试求A、B之间 的压力差。
汞 13600 kg / m3 P A A gzA P B B gzB 汞 gh p PA PB B gzB 汞 gh A gzA
12
4
15394 N
F 30000 152789 Pa 0.15MPa A 0.5 2 4 12 pA ( gh p1 ) A (1000 9.8 2 152789) 4 12 172389 135394 N 4
4 0.06 Re 8000 湍流 6 30 10 0.06v 2300 v 1.15m / s 6 30 10 vd
《液压与气压传动》 第二版 课后习题答案
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 ---∆=-=⨯-⨯=-⨯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：1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝，活塞回程要求的稳定速度为v=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}=××××14××2 ×(×=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：则真空度为：310009.819.810a p p gh ρ-==⨯⨯=⨯pa1-7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 :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。
液压与气压传动(第二版)课后习题答案第二章
第二章2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。
解：a)0p = b)0p = c)p p =∆ d)F p A= e)2m m T p V π= 2-2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。
溢流阀的调整压力是P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？答：当阀A 流通截面小于某一值时，P 维持P y ，B 打开。
阀A 流通截面继续增大，增大到最大值时，P=0,B 不打开。
2-3试分析影响液压泵容积效率v η的因素。
答：容积效率表征容积容积损失的大小。
由1v t tq q q q η∆==- 可知：泄露量q ∆越大，容积效率越小 而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有111v t nk k p q v η==- 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵 排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。
2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa ，当转速为1450r/min 时，机械效率为ηm ＝0.9。
由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min ，压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：①泵的容积效率；②如泵的转速下降到500r/min ，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？ ③上述两种转速下泵的驱动功率。
解：① 通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q t ＝106 L/min由实验测得的压力为2.5 MPa 时的流量100.7 L/min 为实际流量，则ηv ＝100.7 /106=0.95=95%②泄漏流量Δq 只于压力有关,由于压力没变 所以则有q t /=qn //n=100.7×500/1450=34.7 L/min③当n=1450r/min 时,P=pq/(ηv ηm )=25×105×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）=4.91kw当n=500r/min 时,P=pq/(ηv ηm )=25×105×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）=1.69kw2-4设液压泵转速为950r/min ，排量＝168L/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总功率为0.87，试求：(1)泵的理论流量；(2)泵的容积效率；(3)泵的机械效率；(4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率；(5)驱动泵的转速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(二)空压机工作原理
叶片式空压机的性能特点: 叶片式空压机的性能特点: 由于叶片式空压机需采用润滑油对叶片, 由于叶片式空压机需采用润滑油对叶片,转子和机 体内部进行润滑,冷却和密封, 体内部进行润滑,冷却和密封,所以排出的压缩空 气中含有大量的油分. 气中含有大量的油分.因此在排气口需要安装油分 离器和冷却器.在进气口设置流量调节阀, 离器和冷却器.在进气口设置流量调节阀,根据排 出气体的压力的变化自动调节流量, 出气体的压力的变化自动调节流量,使输出压力保 证恒定. 证恒定. 叶片式空压机的优点是能连续排出脉动小的压缩空 所以一般无需设置贮气罐,并且结构简单, 气,所以一般无需设置贮气罐,并且结构简单,制 造容易,操作维修方便,动转噪声小.缺点是叶片, 造容易,操作维修方便,动转噪声小.缺点是叶片, 转子和机体之间机械摩擦较大, 转子和机体之间机械摩擦较大,产生较高的能量损 因而效率也较低. 失,因而效率也较低.
12
二 ,气源净化辅助设备
1. 空气过滤器 空气过滤器安装在空气压缩机第一级气缸进气阀的 入口处,用来减少进入空气压缩机中的含灰层 入口处, 量. 2. 后冷却器 后冷却器安装在空气压缩机出口管道上, 后冷却器安装在空气压缩机出口管道上,使压缩机 出口处压缩气体的温度由140~170C降低到 出口处压缩气体的温度由 降低到 40~50C左右,使压缩空气中的水蒸气,油雾 左右,使压缩空气中的水蒸气, 左右 凝结成水滴,油滴,杂质, 凝结成水滴,油滴,杂质,通过油水分离器分 离出来. 离出来.
8
(二)空压机工作原理
(3)螺杆式空压机 ) 螺杆式空压机的工作原理如下图所示. 螺杆式空压机的工作原理如下图所示.它的结 构和工作原理与螺杆泵类似, 构和工作原理与螺杆泵类似,这里所举的结构 螺杆数为两根. 螺杆数为两根.
9
(二)空压机工作原理
螺杆式空压机的性能特点: 螺杆式空压机的性能特点: 螺杆式空压机与叶片空压机一样, 螺杆式空压机与叶片空压机一样,也需要加油 进行冷却,润滑及密封,所以在出口处也要设 进行冷却,润滑及密封, 置油分离器. 置油分离器. 螺杆式空压机的优点是排气压力脉动小, 螺杆式空压机的优点是排气压力脉动小,输出 流量大,无需设置贮气罐,结构中无易损件, 流量大,无需设置贮气罐,结构中无易损件, 寿命长,效率高.缺点是制造精度要求高, 寿命长,效率高.缺点是制造精度要求高,运 转噪声大,且由于结构刚度的限制, 转噪声大,且由于结构刚度的限制,只适用于 中低压范围使用. 中低压范围使用.
3
(一)空压机类型
其分类如下图所示. (2)按结构形式 其分类如下图所示. )
活塞式 往复式 膜片式 容积型 滑片式 旋转式 螺杆式 空压机的结构类型 速度型 轴流式 混流式 离心式
4
(一)空压机类型
(3)按输出压力大小可分为:(4)按输出流量(排量)可 )按输出压力大小可分为: )按输出流量(排量) 分为: 分为: 低压空压机 0.2～1.0MPa ～ 微型 <1m3/min 中压空压机 1.0～10MPa ～ 小型 1～10m3/min ～ 高压空压机 10～100MPa ～ 中型 10～100m3/min ～ 超高压空机 >100MPa 大型 >100m3/min
三 ,压缩空气站内设备布置
压缩空气站内各种设备布置情况如下图所示. 压缩空气站内各种设备布置情况如下图所示.
空气压缩机 后冷却器 油水分离器 分水过滤器 调压阀 油雾器 储气罐
干燥器
其中,分水过滤器,油雾器, 其中,分水过滤器,油雾器,调压阀又被称为 气动三联件. 气动三联件.
16
作业: 作业: 2-1 2-2 2-11 3-9 2-3 2-4 2-5 2-10
10
(三)空压机组容量计算和选择
空压机组容量选择的依据是气动系统的工作压力和流量. 空压机组容量选择的依据是气动系统的工作压力和流量. 1.输出排量的确定 输出排量的确定 在确定空压机组输出排量时,应以气动系统最大耗气量为基础, 在确定空压机组输出排量时,应以气动系统最大耗气量为基础, 并考虑到气动设备和系统管道阀门的泄漏量, 并考虑到气动设备和系统管道阀门的泄漏量,以及各种气动设 备是否同时连接用气等因素. 备是否同时连接用气等因素.空压机组的输出排量可由下式确 定. qc=k1k2k3q 空压机组的输出排量; 式中 qc——空压机组的输出排量; 空压机组的输出排量 q——气动系统的最大耗气量; 气动系统的最大耗气量; 气动系统的最大耗气量 k1——漏损系数,k1=1.15～1.5; 漏损系数, 漏损系数 ～ ; k2——备用系数,k2=1.3～1.6; 备用系数, 备用系数 ～ ; k3——利用系数,参照右图选取. 利用系数, 利用系数 参照右图选取. 11
(三)空压机组容量计算和选择
2.输出压力 输出压力 pc= p + ∑△p △ 气动系统的工作压力; 式中 p——气动系统的工作压力; 气动系统的工作压力 ∑△p——气动系统总的压力损失. 气动系统总的压力损失. △ 气动系统总的压力损失 气动系统的工作压力应理解为系统中各个气动执行 元件工作的最高工作压力. 元件工作的最高工作压力.气动系统的总压力损失 除了考虑管路的沿程阻力损失和局部阻力损失外, 除了考虑管路的沿程阻力损失和局部阻力损失外, 还应考虑为了保证减压阀的稳压性能所必需的最低 输入压力,以及气动元件工作时的压降损失. 输入压力,以及气动元件工作时的压降损失.
6
(二)空压机工作原理
(2)叶片式空压机 ) 右图所示为叶片式空压机 的工作原理. 的工作原理.它的结构 和工作原理和叶片液压 泵类似, 泵类似,在回转过程中 不需要活塞式空压机中 具有的吸气阀和排气阀. 具有的吸气阀和排气阀. 在转子的每一次回转中, 在转子的每一次回转中, 进行多次吸气, 进行多次吸气,压缩和 排气, 排气,所以输出压力的 脉动小. 脉动小.
17
�
5
(二)空压机工作原理
介绍常见的活塞式空压机,叶片式空压机和螺杆式空压机. 介绍常见的活塞式空压机,叶片式空压机和螺杆式空压机. 下图所示为活塞式空压机, (1)活塞式空压机 下图所示为活塞式空压机,它的工作原 ) 理与本章图2-1所示的单柱式液压泵工作原理相仿 在这里, 所示的单柱式液压泵工作原理相仿. 理与本章图 所示的单柱式液压泵工作原理相仿.在这里, 活塞的往复运动由电动机带动曲柄滑块机构形成,曲柄7的 活塞的往复运动由电动机带动曲柄滑块机构形成,曲柄 的 旋转运动转换为滑块5——活塞的往复运动. 旋转运动转换为滑块 活塞的往复运动. 活塞的往复运动 活塞式空压机的优点是结 活塞式空压机的优点是结 构简单,使用寿命长, 构简单,使用寿命长,并 且容易实现大容量和高压 输出,缺点是振动大 是振动大, 输出,缺点是振动大,噪 声大,且输出有脉冲, 声大,且输出有脉冲,需 要设置贮气罐. 要设置贮气罐.
1
§2.8 油箱与液压辅件 2.8 油箱与
教材: 教材:P80-91 学置及气动辅件 2.9
一,气源装置 气源装置指利用压缩空气来做功的各种气动机械的动力源. 气源装置指利用压缩空气来做功的各种气动机械的动力源.如空气 压缩机,风机,真空泵等.在气动系统中,空压机应用最普遍. 压缩机,风机,真空泵等.在气动系统中,空压机应用最普遍. (一)空压机类型 空压机是气压发生装置, 空压机是气压发生装置,是将机械能转化为气体压力能的转换装 置. 空压机的种类很多,可按工作原理,结构形式及性能参数分类. 空压机的种类很多,可按工作原理,结构形式及性能参数分类. 可分为容积型空压机 速度型空压机. 容积型空压机和 (1)按工作原理 可分为容积型空压机和速度型空压机. ) 容积型空压机的工作原理是压缩空气的体积, 容积型空压机的工作原理是压缩空气的体积,使单位体积内空气 分子的密度增加以提高压缩空气的压力. 分子的密度增加以提高压缩空气的压力. 速度型空压机的工作原理是提高气体分子的运动速度以增加气体 的动能,然后将分子动能转化为压力能以提高压缩空气的压力. 的动能,然后将分子动能转化为压力能以提高压缩空气的压力.
§2.7 液压泵的选用 2.7
设计液压系统时,应根据所要求的工作情况合理选择液压泵, 设计液压系统时,应根据所要求的工作情况合理选择液压泵, 所示为液压系统中常用液压泵的一些性能.( 表2-1所示为液压系统中常用液压泵的一些性能.( 所示为液压系统中常用液压泵的一些性能.(P80) ) 可靠— 选 可靠—工作情况 用 一般在负载小,功率小的机械设备中,可用齿轮泵 齿轮泵和 一般在负载小,功率小的机械设备中,可用齿轮泵和双 合理— 合理—能量使用 作用叶片泵; 作用叶片泵; 原 则 实用— 实用 例如磨床) 精度较高的机械设备(例如磨床)可用螺杆泵 螺杆泵和 精度较高的机械设备(—使用情况 可用螺杆泵和双作用 叶片泵; 叶片泵; — 在负载较大并有快速和慢速行程的机械设备(例如组合 在负载较大并有快速和慢速行程的机械设备( 机床)可用限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵; 机床)可用限压式变量叶片泵; 负载大,功率大的机械设备可使用柱塞泵 柱塞泵; 负载大,功率大的机械设备可使用柱塞泵; 机械设备的辅助装置,如送料, 机械设备的辅助装置,如送料,夹料等要求不太高的地 可使用价廉的齿轮泵 齿轮泵. 方,可使用价廉的齿轮泵.
13
二 ,气源净化辅助设备
3. 油水分离器(分水过滤器) 油水分离器(分水过滤器) 油水分离器安装在后冷却器之后,用来分离压缩空气中的水滴 水滴, 油水分离器安装在后冷却器之后,用来分离压缩空气中的水滴, 油滴,杂质等. 油滴,杂质等. 4. 储气罐 储气罐是辅助能源装置,可以用来储存压力气体,以备急需, 储气罐是辅助能源装置,可以用来储存压力气体,以备急需, 也可以用来稳定能源压力和消除系统压力波动. 也可以用来稳定能源压力和消除系统压力波动.在气罐上应 装有安全阀,压力表,以控制和指示其内部压力, 装有安全阀,压力表,以控制和指示其内部压力,底部装有 排污阀,并定时排放.贮气罐属于压力容器,其设计, 排污阀,并定时排放.贮气罐属于压力容器,其设计,制造 和使用应遵守国家有关压力容器的规定. 和使用应遵守国家有关压力容器的规定. 5. 干燥器 干燥器用来吸收压缩空气中的水分,起干燥压缩空气的作用. 干燥器用来吸收压缩空气中的水分,起干燥压缩空气的作用.