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。

（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。

气压传动的主要缺点：
（1）气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约340m/s）范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的失真和延滞，不宜用于对信号传递速度要求十分高的场合中，但这个缺点不影响其在工业生产过程中应用。

（2）由于空气的可压缩性大，因而气压传动工作速度的稳定性较液压传动差，但采用气液联合可得到较满意的效果。

（3）系统输出力小，气缸的输出力一般不大于50KN；且传动效率低。

（4）排气噪声较大，在高速排气时要加消声器。

1-4 试讨论液压传动系统图形符号的特点。

参考答案：
对于液压传动系统的分析常常通过分析液压系统图，它是一种半结构式工作原理图，由液压元件符号组成，直观性强，容易理解。

在液压系统原理图中，职能符号只表示液压元件的种类，不表示元件的实际安装位置，即性能种类。

对于具有特殊性能的非标准液压元件,允许用半结构图表示其结构特征。

第2章液压流体力学基础
2-1 什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？
参考答案：
液体分子间存内聚力。

当在剪切力作用下产生流动时，液体分子间的内聚力会阻止分子间的相对运动，因而内聚力呈现为一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。

液压油液的粘度有三种表示方法：
（1）动力粘度μ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：
f
F
du
A
dy
μ=
确定。

液体动力粘度
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。

动力粘度的法定计量单位为Pa⋅s （N⋅s/m2）。

（2）运动粘度ν：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即：
η
ν
ρ
=
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。

因为它的单位中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。

它的法定计量单位为m2/s，常用的单位为mm2/s。

（3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。

我国采用恩氏度︒E。

相对粘度无量纲。

2-2 液压油种类有哪些？如何选用液压油？
参考答案：
液压油有两大类，即石油基液压油和难然液压液。

液压油的运动粘度是划分牌号的依据。

国家标准GB/T3141-1994中规定，液压油的牌号就是用它在温度为40C
︒时的运动粘度平均值（单位为mm2/s）来表示。

对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压
油液类型，然后再选择液压油液的粘度。

2-3 什么是压力？如何理解液压系统的压力取决于外负载？ 参考答案：
液体在单位面积上所受的内法线方向的力称为压力。

压力有绝对压力和相对压力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是以大气压为基准来进行度量的。

由公式A
F
p =
可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。

2-4 什么是流量？如何理解液压系统执行元件的速度取决于流量？ 参考答案：
单位时间内流过通流截面的液体体积称为流量，用q （单位为m 3/s ）表示，如图2-12a ）。

对于微小流束，通过该通流截面dA 的流速为u ，其微小流量为：
udA dq =
实际液体流过整个通流截面A 的流量为：
⎰=A
udA q
液压系统执行元件通流截面固定，运行的速度与流量成正比。

2-5 写出雷诺数的表达式，并说明其作用。

参考答案：
雷诺数：由平均流速υ、管径d 和液体的运动粘度ν三个参数组成的无量纲数，是用来表明液体流动状态的数。

雷诺数的物理意义是流动液体的惯性力与粘性力之比。

雷诺数小，表示粘性力占主导地位，由压力与粘性力之间的平衡决定了流动的规律，流体质点受粘性力制约只能按层沿轴线方向运动，因此流动为层流。

2-6 管路中压力损失有哪几种，各受哪些因素影响？ 参考答案：
液体在流动时产生的压力损失分为两种：一种是液体在等径直管内流动时因摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失；另一种是液体流径管道的弯头、管接头、阀口以及突然变化的截面等处时，因流速或流向发生急剧变化而在局部区域产生流动阻力所造成的压力损失，称为局部压力损失。

2-7 某液压油体积为200ml ，密度ρ=900kg/m 3，在50o C 时流过恩氏粘度计所需的时间t 1=153s ，20o C 时200 ml 蒸馏水流过恩氏粘度计所需的时间t 2=51s ，问该液压油的恩氏粘度oE50、运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？
)
.105.178)
/(1083.1931
.631.734
-2650
502150s Pa s m E E t t E o o o
（ 参考答案：⨯==⨯=-===
-νρμν 2-8 某液压油在大气压力下的体积是100L ，当压力升高后其体积减少到99.6L ，设液压油的体积弹性模量为7500×105Pa ，求压力升高值。

可求的压力升高值。

量和，再由初始体积弹性模可求得由参考答案：
p p V V
p
K ∆∆∆∆-=
2-9 根据牛顿液体内摩擦定律dy
du A F μτ==
,求动
力粘度μ的量纲？写出运动粘度ν与动力粘度μ的关系
式，并推导运动粘度ν的量纲。

参考答案略。

2-10 如图所示，U 形管测压计内装有水银，其左端与装有水的容器相连，右端开口与大气相通。

已知：h=0.2m ，h1=0.3m ，水银密度ρ=13.6×103kg/m 3。

试计算A 点的相对压力和绝对压力。

力。

点的相对压力和绝对压可求得建立方程，
以等压面根据静压基本方程式，参考答案：
A C
B - 题2-10图
2-11如图所示，一容器倒置于液面与大气相通的槽中，在大气压力作用下液体在管中
上升的高度h=0.5m ，假设该液体的密度为ρ=1000kg/m 3，试求容器中的真空度。

题2-11图
出容器中的真空度。

列出池面方程，即可求根据静压基本方程式，参考答案：
2-12如图示，在两个相互连通的液压缸中，已知大缸内径mm D 100=，小缸内径
mm d 20=，大缸活塞上放置的物体质量为kg 5000。

问：在小缸活塞上所加的力F 有多
大才能使大活塞顶起重物？
题2-12图。

加的力，可求得小缸活塞上施根据帕斯卡原理可得：
参考答案：
F D mg d F 4
422ππ= 2-13 如图示，液压泵的流量min /32L q =，吸油管（金属）直径mm d 20=，液压泵吸油口距离液面高度mm h 500=，液压油运动粘度s m /10202
6
-⨯=ν，油液密度为
3/9.0cm g =ρ，求液压泵吸油口的真空度。

题2-13图
参考答案：
以油箱液面为基准面，对截面0-0和1-1列伯努利方程
w p v gh p v gh p ∆+++=+
+21111200002
121ραρραρ 又因为：m h h v h p 5.0,0,0,01000=====
且管道流速：s m d q
v /7.1402.014.3106032
42
3
21=⨯⨯==-π
管道压力损失：2
2
1v d l p w ρλ=∆
又因为：。

且，为层流有2044.075
2330170010
2002.07.116
===<=⨯⨯=
=
-αλν
e e R vd
R 若取3
/9005.0m kg m l ==ρ，且代入管道压力损失公式可得：
Pa v d l p w 1430
2
7.190002.05.0044.022
21=⨯⨯⨯==∆ρλ
将上述求得各值代入伯努利方程，得：
pa p pa p 8445844511=-=取正即为真空度，即：，此为相对压力，将其
此为相对压力，将其取正即为真空度，即：
pa p 84451=
2-14 如图所示，已知水深H=10m ，截面1A =0.022
m ，截面2
204.0m A =，求孔口的
出流流量以及2处的表压力（取a=1，ρ=1000kg/3
m ，不计损失）。

题2-14图
参考答案： 提示：
列截面0-0和1-1的伯努利方程
w p v gh p v gh p ∆+++=+
+21111200002
121ραρραρ 补充方程为：
0,1,0,0;0,,0111000=∆======w p h p v H h p α
可求得1v 及1q 。

列截面1-1和2-2的伯努利方程
w p v gh p v gh p ∆+++=+
+2
2222211112
121ραρραρ 补充方程为：
121211,1,,0v h h p ====αα由上求得已知，且根据连续性方程可求得2v
将上述求得之值代入前式，即可求得2p 。

2-15 如图所示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积
241102.3m A -⨯=，出口处管道截面积124A A =，m h 1=，求开始抽吸时，水平管中所
必须通过的流量q （液体为理想液体，不计损失）。

题2-15图
参考答案：
2-16 液体在管中的流速s m v /4=，管道内径mm d 60=，油液的运动粘度
s m v /103026-⨯=，试确定流态，若要保证其为层流，其流速应为多少？
题2-16图
参考答案：
根据雷诺数公式和临界雷诺数可解。

2-17 如图题图2-13所示，泵从油箱吸油，吸油管直径d=60mm ，液压泵的流量
min /150L q =，液压泵入口处真空度为0.2×105Pa ，油液的运动粘度ν=30×10-6m 2/s ，ρ
=900kg/m 3，弯头处的局部阻力系数ξ弯=0.2，管道入口处的局部阻力系数ξ入
=0.5，沿程压
力损失忽略不计，试求油泵的吸油高度。

参考答案：
以油箱液面为基准面，对截面0-0和1-1列伯努利方程
w p v gh p v gh p ∆+++=+
+21111200002
121ραρραρ 又因为：Pa p v h p 5
1000102.0,0,0,0⨯-====
且管道流速：s m d q v v /88.04
06.014.31060150
423
21=⨯⨯===-π管
沿冷水流动方向列A 1、A 2截面的伯努利方程 p 1/ρg + v 12/2g = p 2/ρg + v 22/2g 补充辅助方程 p 1 = p a －ρgh p 2=p a
v 1A 1=v 2A 2 代入得
q = v 1A 1= (32gh/15)1/2 A 1
又因为：。

，为层流，故223301*********
.088.016
=<=⨯⨯=
=
-αν
vd
R e 管道压力损失忽略沿程压力损失只计算局部压力损失，则：
Pa v v p w 244
2
88.09002.0288.09005.02
2
2
22
2
=⨯⨯+⨯⨯=+=∆管弯
管入
ρξρξ
将上述求得各值代入伯努利方程，得：m h 16.21=
2-18 如图所示，一管道输送ρ=900kg/m 3的液体，已知h=15m ，1处的压力为5×105Pa ，
2处的压力为2.5×105Pa ，求油液流动方向。

题2-18图
参考答案：
列1与2处的伯努利方程
w p v gh p v gh p ∆+++=+
+22222211112
121ραρραρ 补充条件为：
h h v v h ====221211,,,0αα
故求得：Pa p w 5
1018.1⨯=∆
因为压力损失为负值，说明1处能量高于2处能量，即水往2处流。

2-19 如图所示，当阀门关闭是压力表读数为2.5×105Pa ，阀门打开时压力表读数为0.6×105Pa 。

若管道内径d=12mm ，不计液体流动时的能量损失，液体密度ρ=1000kg/m 3，求阀门打开时管中的流量q 。

题2-19图
参考答案：
s
m A q s
m g g p g p /1037.2/98.2023322222
2
21-⨯===+=υυυρρ
2-20 图示液压滑阀，若流量q=100 L/min ，阀芯直径d=30mm ，开口量χ0=2mm ，液流流过阀口时的角度θ=69o ，求阀芯受到的轴向液动力是多少？
题2-20图
参考答案：
因为2v 沿阀芯轴线方向速度为零，故阀芯受到的轴向液动力：
N qv F 77.4cos 1==θρ 方向向右。

2-21如图所示为一水平放置的固定导板,将直径d=0.1m,流速v 为20m/s 的射流转过90°,求导板作用于液体的合力大小及方向(ρ=1000kg/m 3)。

题2-21图
参考答案：
分别列出导板对控制体沿想x 和Y 方向的作用力方程
出
入qv F qv F Y X ρρ==-
又因为v v v ==出入 故v d q 4
2
π=
将求得和已知参数代入上述方程后，对2分力求和即可，其方向为水平成45o 向左。

2-22水平放置的光滑圆管由两段组成，直径d 1=12mm ，d 2=8mm ，长度L=4m ，液体密度ρ=1000kg/m 3，运动粘度ν=20×10-6m 2/s ，流量q=18L/min ，管道变化处的局部阻力系数ξ=0.35，求总压力损失和管道两段压差。

题2-22图
参考答案： 提示
1）总压力损失
本题首先判断不同直径管道流态，根据流态确定沿程压力损失系数，求得各段沿程压力损失，根据变径处局部压力损失系数，求得局部压力损失，最后再求总压力损失。

2）列出管道两段的伯努利方程，求得两端压力差。

2-23 液压油在内径为20mm 的圆管内流动，设临界雷诺数为2000，油的运动粘度为30×10-6m 2/s ，求：当流量大于每分钟多少升时，油液的流动为紊流？
参考答案：略。

2-24某液压泵流量为q = 16 l/min,且安装在油面以下，如图所示。

已知油的密度为ρ=900kg/m 3,运动粘度υ=11×10-6m 2/s ，油管直径d=18mm ，若油箱油面位置高度不变，油面压力为1个标准大气压（1个标准大气压=1.03×105pa ）,从油箱底部到油泵吸油口处的管子总长L=2.2m ，油箱油面到油泵吸油口中心高度h=0.9m,若仅计管中沿程损失，求油泵吸油口处的绝对压力。

题2-24图
参考答案：
列油箱液面与泵吸油口出的伯努利方程
w p v gh p v gh p ∆+++=+
+22222211112
121ραρραρ 补充辅助方程
s m d q v h h v Pa p /05.14018.060101640,9.0,0,10013.123
2221151=⨯⨯=====⨯=-ππ
232017*********
.005.16
<=⨯⨯=
=
-ν
vd
R e 层流。

故，0437.075
22==
=e
R λα，
a 9.26492
05.1900018.02.20437.022
2
2P v d l p w =⨯⨯⨯==∆ρλ
将上述求得参数代入方程可得：Pa p 5
210056.1⨯=
2-25如图所示，油缸柱塞的重量和外负载共有F=150N ，柱塞直径d=20mm ，缸筒孔直
径D=20.05mm 封油长度L=70mm ，油液密度为ρ=900kg/m 3，油的动力粘度μ=50×10-3Pa.s,试求活塞在力的作用下的下降速度。

题2-25图
参考答案： ()
s
m d D q
v s
m p l
dh q pa d F p p
l
dh q /0568.0-4
/1093.8121078.44
12,0u 2
3835
23
0==⨯=∆=⨯=∆∆==-πμππμπ速度为：
活塞在力作用下的下降＝
又通过缝隙的流量为：则
设
第3章 液压泵与液压马达
3-1 液压泵工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？ 参考答案：
（1）液压泵的工作压力决定于外界负载的大小（而与液压泵的流量无关），外负载增大，泵的工作压力也随之增大。

（2）泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服阻力而建立起来的压力。

泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转正常工作的最高工作压力。

液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压力。

3-2 什么是液压泵的排量、实际流量、理论流量和额定流量？它们之间有什么关系？ 参考答案：
排量：液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体积称为液压泵的排量。

实际流量：是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵实际工作时的输出流量。

所以液压泵的实际流量小于理论流量。

理论流量：是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。

它等于排量和转速的乘积。

额定流量：液压泵在额定压力、额定转速下允许连续运行的流量。

泵的理论流量：Vn q t =
泵的实际流量：q q q t ∆-=（q ∆是泄漏流量）
3-3 如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？ 参考答案：
液压泵的输入功率为：P
T nT i ==ωπ2，
输出功率为：
0P F pA pq
υυ===。

功率损失分为容积损失和机械损失。

容积损失是因内外泄漏、气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。

3-4 齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大有什么危害？ 参考答案：
液压泵由于结构的原因，在排油过程中，瞬时流量是不均匀并随时间而变化。

这种现象称为液压泵的流量脉动。

液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道，阀等元件产生振动和噪声。

而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。

通常，螺杆泵的流量脉动最小，双作用叶片泵次之，齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。

3-5 齿轮泵的径向不平衡力是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 参考答案：
齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：一是液体压力产生的径向力。

这是由于齿轮泵工作时，压油腔的压力高于吸油腔的压力所产生的径向不平衡力。

二是齿轮啮合时径向力时所产生的径向不平衡力。

三是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。

工作压力越高，径向不平衡力也越大。

径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲，齿顶与泵体接触，产生摩擦；同时也加速轴承的磨损，这是影响齿轮泵寿命的主要原因。

为了减小径向不平衡力的影响，常采用的最简单的办法就是缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；也可采用在泵端盖设径向力平衡槽的办法。

3-6 齿轮泵的困油现象及其消除措施？ 参考答案：
为使齿轮平稳转动，齿轮啮合重合度必须大于1，即在一对轮齿退出啮合之前，后面一对轮齿已进入啮合，因而在两对轮齿同时啮合的阶段，两对轮齿的啮合线之间形成独立的密封容积，也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内。

这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。

封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等部件也会受到附加的不平衡负载的作用；封闭容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。

消除困油现象的方法，通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。

在很多齿轮泵中，两槽并不对称于齿轮中心线分布，而是整个向吸油腔侧平移一段距离，实践证明，这样能取得更好的卸荷效果。

3-7 齿轮泵的泄漏及危害？ 参考答案：
齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮齿面啮合处的间隙；泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面和端盖间的端面间隙。

在三类间隙中，以端面间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的75%～80%。

泵的压力愈高，间隙越大，泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只适用于低压系统，且其容积较率很低。

3-8 为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？ 参考答案：
由于单作用式叶片泵的吸油腔和排油腔各占一侧，转子受到压油腔油液的作用力，致使转子所受的径向力不平衡，单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵。

双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔，并且对称于转轴分布，压力油作用于轴承上的径向力是平衡的，故又称为平衡式叶片泵。

3-9 限压式叶片泵和柱塞泵都是变量泵，试比较它们流量的调节是如何实现的？有什么不同？
参考答案：
限压式叶片泵调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，调节流量调节螺钉可以改变流量的大小。

调整螺钉改变原始偏心量，就调节泵的最大输出流量。

当泵的工作压力超过以后，定子和转子间的偏心量减小，输出流量随压力增加迅速减小。

调整螺钉改变弹簧预压缩量，就调节泵的限定压力。

限压式柱塞泵是通过调节配流盘倾斜角度来实现流量调节。

3-10 为什么轴向柱塞泵适用于做高压泵？ 参考答案：
轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸较小，惯性力小，容积效率高，目前最高压力可达40MPa ，甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。

3-11 如题所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力p 为多少？
题3-11图
参考答案：
根据液压系统压力取决于外负载可知：
a)p=0 b)p=0 c)p=Δp d)p=F/A e)p= 2πTm/Vm
3-12 某液压泵输出压力p =20MPa ，液压泵的转速n =1459r/min ，排量V=100mL/r ，已知该泵容积效率为0.95，总效率为0.9，试求：
1）该泵的输出功率。

2）驱动该泵所需的电机功率。

参考答案：
液压泵实际流量为：
s m nV q pv /1031.295.01010060
1459
336--⨯=⨯⨯⨯=
=η 泵的输出功率为：
w pq P 462001031.2102036=⨯⨯⨯==-
驱动该泵所需的电机功率为：
w P
P p
513339
.046200
==
=
η电
3-13某液压泵在输出压力为6.3MPa 时,输出流量为53L/min ，这时实测油泵轴消耗功率7Kw ，当泵空载卸荷运转时,输出流量为56L/min ，求该泵的容积效率ηV =?和总效率η=?
参考答案：
以空载流量为理论流量，即qt ＝9.33×10－4m 3/s ，实际流量为q ＝8.83×10－4m 3
/s 所以ηV =q/q t =0.946 据已知，P O =pq ＝5247.9w ，P r =7000w
所以η= P O / Pr=0.75
3-14某液压泵的转速为950r/min ，排量为V=168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总效率为0.87，求：
1)泵的理论流量q t 。

2)泵的容积效率ηv 和机械效率ηm 。

3)泵在额定工况下，所需电动机驱动功率P i 。

4)驱动泵的转矩T i 。

参考答案：
N
n
P T w
q
p P q q
s m Vn q s pv pm t
pv t 8012)479644)3926
.0/94.0)2/1066.2)133==
======
⨯==-πη
ηηηη电机电机
3-15 某变量叶片泵转子外径d=83mm ，定子内径D=89mm ，叶片宽度B=30mm ，试求： 1)叶片泵排量为16mL/r 时的偏心量e 。

2)叶片泵可实现的最大排量V max 。

参考答案：
1)BDe V π2=
mm m BD V e 954.010954.0089
.003.021016236
=⨯=⨯⨯⨯==--ππ
2) mm d
D e 32
max =-=
r ml BDe V /3.502max max ==π
3-16 一变量轴向柱塞泵，共9个柱塞，其柱塞分布圆直径D=125mm ，柱塞直径d=16mm ，若液压泵以3000r/min 转速旋转，其输出流量为q=50L/min ，问斜盘倾角多少度(忽略泄漏的影响)?
参考答案：
由斜盘轴向柱塞泵实际输出流量公式为：
()2tan 4
v q d D zn π
γη=
因为忽略泄漏，故容积效率1=v η，将已知参数代入，可求得：
073.060
3000
9125.0016.060
105044tan 232
=⨯
⨯⨯⨯⨯⨯
==
-ππγDzn
d q
17.4=γ
3-17 已知某液压马达的排量V=250mL/r ，液压马达入口压力为p 1=10.5MPa,出口压力p 2=1.0MPa ，其总效率ηm =0.9，容积效率ηv =0.92，当输入流量q=22L/min 时，试求液压马达的实际转速n 和液压马达的输出转矩T 。

参考答案：
由v
Vn
q η=
得马达实际转速为
min /96.80/349.192.0102506010226
3
r s r V q n v ==⨯⨯⨯==--μ 马达输出转矩为
2m pV
T ηπ
∆=Nm pV T m 2.3789.021025010)15.10(266=⨯⨯⨯⨯-=∆=-πηπ
3-18 某液压泵的排量为V ，泄漏量l q k p ∆=（l k 为泄漏系数，p 为工作压力)。

此泵可作马达使用，当泵和马达的转速相同时，其容积效率是否相同?
对于马达其容积效率为：
q
Vn Vn
q q mv ∆+=
=
实理η
对于泵而言其容积效率为：
Vn
q
Vn q q pv ∆=
=
-理
实η 由上述两式可知，转速相同时，其容积效率实不相等的。

3-19 单叶片摆动液压马达的供油压力p 1=2MPa ，供油流量q=35L/min ，回油压力p 2=0.3MPa ，缸体内径D=240mm ，叶片安装轴直径d=80mm ，设输出轴的回转角速度ω=0.7rad/s ，试求叶片的宽度b 和输出轴的转矩T 。

参考答案：
由
⎥⎥
⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=
=222222d D b q
n πω得叶片宽度为 mm m d D q b 2.1301302.0208.0224.07.0106035
22222
23
22==⎥⎥
⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯
=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=-ω 输出轴转速为：
()Nm d D p p b
T 14162222221=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
第4章 液压缸
4-1 什么是液压缸的差动连接？差动连接应用在什么场合？ 参考答案：
单杆活塞缸有一种非常重要的工作方式，即两腔同时通入压力油，这种油路连接方式称为差动连接。

在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接时液压缸两腔的油液压力相等。

但由于无杆腔受力面积大于有杆腔，活塞向右的作用力大于向左的作用力，活塞杆作伸出运动，并将有杆腔的油液挤出，流进无杆腔，加快活塞杆的伸出速度。

与非差动连接无杆腔进油工况相比，在输入油液压力和流量相同的条件下，活塞杆伸出速度加快但输出推力减小。

利用差动连接，可以在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度。

这种连接方式被广泛应用于各种具有“快进”、“工进”速度切换的液压系统中。

4-2 当机床工作台的行程较长时应采用什么类型的液压缸？这时如何实现工作台的往。