液压与气压传动习题解析

《液压与气压传动》复习提纲
一、液压传动的工作原理
1、液压系统中的工作压力决定于外负载；
2、负载的运动速度取决于液压系统的流量；
3、液压传动的过程中发生了两次能量的转换。

二、液压与气压系统的组成
1、动力元件：机械能转化为液压能
2、执行元件：完成我们期望的动作使液压能转化为机械能传输出去
3、控制元件：对液压系统的压力、流量以及液流方向进行控制
4、辅助元件：液压系统能够很好地工作不可或却的辅助装置。

三、液压传动系统的优缺点
四、液压传动工作介质
1、液压油的性质
1）、压缩性：概念、表示方法
2）、粘性：概念、表示方法（三种）、单位、粘性与压力及压强的关系
五、流体静力学
1、帕斯卡原理
2、静止液体内部压力计算公式
六、流体动力学（重点复习作业习题1-27/1-31）
1、基本概念：理想流体、恒定流体（定常流动）、通流截面、流量、气穴、液压冲击、
雷诺数
2、流体动力学的三大方程
1）、流量连续性方程：前提、方程式及各项的物理意义
2）、伯努利方程：前提、方程式及各项的物理意义
3）、动量方程：前提、方程式及各项的物理意义
七、液压动力元件
1、液压泵工作原理：根据工作腔的容积变化进行吸油和排油。

2、构成容积泵的基本条件：
1）、结构上能实现具有密封性的工作腔；
2）、工作腔能周而复始地增大和减小，增大时与吸油口相连，减小时与排油口相通；
3）、吸油口与排油口互不相连。

3、液压泵的基本性能：
1）、液压泵在每一工作周期中吸入或排出的液体体积只取决于工作机构的几何尺寸；
2）、液压泵的理论流量与转速成正比；
3）、在不考虑泄漏及液体压缩性时，液压泵的流量与工作压力无关。

4）、齿轮泵的困油现象
4、液压泵的主要性能参数：（重点复习作业习题）
流量、压力、功率、效率、转速
八、液压执行元件
1、液压缸的分类
2、液压活塞缸的驱动力和速度计算（重点复习作业习题4-6/4-7）
九、液压控制元件
1、溢流阀：工作原理、作用、两类溢流阀的区别及各自的特点、溢流阀的静态性能
2、减压阀：工作原理、作用、三种（两类）减压阀区别及各自的特点
3、调速阀（溢流节流阀）：工作原理、节流特性
4、几种节流元件的区别及流量特性的差异及其原因
十、液压基本回路分析
重点：调压回路、卸荷回路、快慢速换回回路（计算重点复习作业题7-6）
知识点：
1、液（气）压传动中系统工作压力取决于，而执行元件的运动速度取决
于，而。

2、液压传动系统主要由、、、等组成。

3、帕斯卡原理是指在，液体任一点处的压力将传递。

应用该原理
不但可改变液压力的，也可以改变力的。

4、平板缝隙流中，由板缝两端压力差引起的流动称为；由两板间相对运动引起的
流动成为。

5、在液压系统中，因某些原因，液体压力在瞬时突然升高，这种现象称为。

产
生液压冲击的原因有；或。

6、在液压系统中，气穴现象是指某点处的压力低于液压油液所在温度下的时，
原先溶解在，该液体中出现大量气泡。

7、描述流动液体力学规律基本方程是：、、和。

8、理想流体是指；实际流体是指。

实际流体在管道内流动时，
会产生。

9、沿程压力损失是指液体在等直径管中流动时因，局部压力损失是指流体
而产生的压力损失。

10、在液压系统中，沿程压力损失与、、成正比，而与成
反比。

11、液压泵的额定压力是指；额定转速是指；额定流量是
指。

12、液压泵的容积效率是指的比值；总效率是指；输出功率等
于。

13、在液压传动系统中，常见的动力元件主要有、、和等几大类，
常见的执行元件主要有、和等。

14、液压缸根据其结构特点可分为、、三大类；按其动作来分有
和。

15、差动油缸是指液压缸的和同时通压力油的差动连接液压缸；
16、典型液压缸的结构由、、、和等组成。

17、液压阀根据结构形式可分为、和三大类；滑阀的中位机能是指滑
阀处于中位时，。

18、液压系统中，溢流阀的主要功用是、、、等。

19、在液压系统中，蓄能器的主要功用是、、等。

20、顺序阀用于控制多个执行元件的动作顺序。

按其结构型式可分
为、、、四种型式。

21、液体的流态分为和，判别流态的依据是。

22、外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是腔，位于轮齿逐渐进入啮合
的一侧是腔。

23、节流调速回路按节流阀的位置不同可分为节流调速、
节流调速和节流调速回路三种。

24、液压泵的额定转速是指在下，能连续长时间
的。

一、考试形式：闭卷
二、考试题型
1、填空
2、选择
3、判断
4、液压回路图读图（元件的识别、回路工作原理说明），例如：说出下图液压元件名
称，及其工作原理。

5、计算题
《液压与气压传动》习题解析
1-27
解答：
由流量连续特性可知，q1=q2，已知管道为等直径，因此通流面积A1=A2，因此，流速v1=v2。

由能量守恒（伯努力方程）可知，
2
11112p u E z g g
ρ=++
2
22
222p u E z g g
ρ=++
（1） 129.4E E -=-，可知12E E <，液流从2流向1 （2） 127.47E E -=，可知12E E >，液流从1流向2
1-31
解答：
体积流量：30.028/V q
q m s ρ
=
≈
流速：0.89/V
q v m s A =
= 雷洛数：e R 16302300ud
ν
=
=<，确定流态为层流。

沿程阻力系数：e
64
0.039R λ== 沿程阻力损失：
2
232l u h m
d g λλ=⋅≈
4-6 单杆活塞缸
(1) 普通一般连接的时候，供油流量等于进油腔（无杆腔）流量
122121
100/min
50/min q q L v q L A A A =
==⇒= (2) 差动连接时，供油流量加上回油流量等于进油腔（无杆腔）流量
12
1212
q q v q q q A A =
==+
由上式可得 22
21212100/min 200/min
q q q q q L A A q q q L +=⇒===+=
4-7
单杆活塞缸向前运动采用差动连接，退回时，压力油输入有杆腔，前进后退速度一样，则有
2
22120.1/41(42()
()
v v m s
q
v d q
v D d ππ====-前进速度）回退速度
由上式可得
2242
4
2
127.281010.31083.21041.610D d m D m A m A m
----==
==⨯=⨯⇒=⨯=⨯ 退回时，液压缸进油腔压力最大，即
1221max 1250006.4Mpa
p A p A F N p p ⋅-⋅==⇒==
则有，若采用薄壁缸筒，
22max 7
6.410.310 2.6102[]2510p D Mpa m m pa
δσ--⋅⨯≥==⨯⋅⨯
7-2 如图所示的液压系统中，液压缸的有效工作面积AI1=AII1=100cm2，AI2=AII2=50cm2，
缸1工作负载FLI=35000N ，缸II 工作负载FLII=25000N ，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为5Mpa ，4Mpa 和3Mpa ，不计摩擦阻力、惯性力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种情况A 、B 、C 三处的压力。

解：(1) 液压泵启动后，两换向阀处于中位
此时出油口在换向阀处截止，液压系统压力增大，但由于溢流阀的调定保
护作用，A 处压力被降为5Mpa ，同时压力油顶开顺序阀（因大于其调定压力）同时通过减压阀减压，可知B 处的压力也为5Mpa ，而C 处压力为3Mpa
(2) 2YA 得电，缸II 工进时，
缸II 的驱动压力P2（进油腔），根据活塞受力平衡得到
24125000
2.510010
LII II F p Mp A -=
==⨯ C 处压力为2.5Mpa ，由于顺序阀未打开，则B 处压力为0Mpa ，A 处压力
等于C 处压力2.5Mpa （压力小于溢流阀调定压力，溢流阀为工作）。

当缸II 遇到死挡铁时，
进油腔的压力逐渐增大，但受到减压阀作用，C 处压力为3Mpa 。

最后增
大的压力被溢流阀调压到5Mpa 。

此时，AB 两处的压力同时为5Mpa 。

(3) 2YA 失电，1YA 得电，缸II 共进时 缸I 的驱动压力P2（进油腔），根据活塞受力平衡得到
1YA 4YA
14135000
3.510010
LI I F p Mp A -=
==⨯ 则B 处的压力为3.5Mpa ，A 处的压力为4Mpa ，C 处的压力3Mpa 当缸I 卸载时，
A 处的压力为4Mpa ，
B 处压力为0Mpa ，
C 处压力为3Mpa
7-6 如图所示铣床系统，求解：
(1) 活塞杆快速趋近工件时，负载为摩擦负载Ff ，则有 进油腔压力为 14
1
1000
0.25010
f F p Mpa A -=
=
=⨯ 溢流阀不工作，则，q 1=q p =30L/min ，则
314
13010/600.1/5010L q v m s A --⨯===⨯
回路的效率1163
10000.1100%0.2103010/60
Fv pq η-⋅=
==⨯⋅⨯ (2) 切削进给时，负载为摩擦负载和切削负载综合，则有
进油腔压力为 124
1
10009000
25010f L
F F p p Mpa
A -++-=
=
=⨯
节流阀流量决定了活塞缸速度，则有
314
2 1.210/600.008/2510i q v m s A --⨯===⨯
进油腔的流量q1为
45311150100.008410/s 2.4L/min
q A v m --=⋅=⨯⋅=⨯=
溢流阀启动工作，泵的输出压力p=2.4Mpa 。

回路的总效率1163
100000.008
6.67%2.4103010/60
Fv pq η-⋅===⨯⋅⨯
7-8 在变量泵—定量马达回路中，试求：
(1) 马达转速n M =1000r/min 时泵的排量 马达的输入流量为：
1000/min 10/r
7.4/1500/min 0.959.95
M Mv P Mv
Mt M M M Mv M M M
Pt Pv Mv P P Pv Mv
M M M
M M P P Pv Mv q q q n V q n V V q n V n V V n V r mL V mL r
n r ηηηηηηηηη⋅⋅=⋅=⋅⇒==⋅⋅⋅⋅⋅⇒==
⋅⋅⇒=
==⋅⋅⋅⨯
(2) 马达负载转矩T M =8Nm 时马达的转速n M
228 5.288210/min 0.95
M M Mm M M M M Mm p V T Nm
T p Mpa V mL ηπππη⋅⋅=
⇒===⋅⋅
工作压力大于安全阀调整压力，则变量泵输出流量为0，马达转速为0。

(3) 泵的最大输出功率，为泵输出压力为最大限定压力4Mpa ，和最大流量的状态
m a x 4760P P V
P p q M p a V n W η==⋅⋅⋅=
溢流阀、减压阀、顺序阀比较。