《液压和气压传动》(第二版)课后习题答案解析
最新液压与气压传动第二版课后习题答案资料
第一章1-1某液压油在大气压下的体积是 50 10^m 1 2 3，当压力升高后，其体积减少到49.9 10 J m 3，取油压的体积模量为K =700.0Mpa ，求压力升高值。
解：V 4—V 。
' =49.9 10J -50 10 J - 1 10-m 4 5AkAV 700X 106 7 8 9X 1X 10* ’ …■ p 31.4Mpa1- 3图示为一粘度计，若D=100mmd=98mm,l=200mm 外卜筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40Ncm,试求其油液的动力粘度。
F f2T 2T 2 40 10 上’ “4、「2224 10 N / mA DA D 二丨 0.1 3.14 0.2d」： dy -dyD/24二 dy" d Jd/24—D/2-d/2 / 10 °.°5 - °.°49 * “051P a S1- 4图示一液压缸，其缸筒内径 D= 12厘米，活塞直径d = 11.96厘米，活塞长度L = 14厘米，若油的粘度J = 0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/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，根据液体的解：外筒内壁液体粘度:Up "2=8 3・14 0.^2.512m/s2.512弐1-4图所以F=」A(du /dy)= 」X 畀dL X v/{(D-d)/2}=0.065 X 3.14 X 11.96 X 0.01X 14X 0.01 X 2 X 0.5/((12-11.96) X 0.01)=8.54N1-5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—1000kg/m3，试求容器内真空度。
1-7液压缸直径D=150m，柱塞直径d=100mm液压缸中充满油液。
《液压与气压传动》(第二版)课后知识题目解析
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 ---∆=-=⨯-⨯=-⨯643070010110 1.45010k V p Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 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：()()024222/2/20408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512p f D d a n D m sT T N m A DA D l d dy d dydy d D d P S u F μπτπμτμτμμτμμτμμ-==⨯⨯=⨯⨯=====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰⎰ 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/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}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N1-5 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。
《液压与气压传动》第二版(王积伟 章宏甲 黄谊著)课后习题答案 机械工业出版社
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。 以在工作过程中进行。 （2）液压传动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 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调
课
定常流动：流体流动时，流体中任何点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，称
层流：液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。 紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向 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用来表 说明连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？
ww w
则：压缩后油的容积为 Vt = 2 − 0.027 = 1.973 L
某液压油的运动粘度为 68mm2/s，密度为 900kg/m3，求其动力粘度和恩氏粘度各是多
解：动力粘度： η = νρ = 68 × 900 × 10
恩氏粘度：由恩氏粘度与运动粘度间的换算关系式：
6.31 ⎞ ⎛ 68 = ⎜ 7.31°E − ⎟ °E ⎠ ⎝
ν=
η 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 度或动力粘度，以便于使用。我国采用恩氏度°E。相对粘度无量纲。 2.2 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：我国液压油的牌号是用它在温度为 40℃时的运动粘度平均值来表示的。例如 32
液压与气压传动-第二版-第一章课后答案
3
应用领域多样
液压传动广泛应用于机械工程、航空航天、汽车制造等领域。
气压传动-原理与应用
工作原理
气压传动利用压缩空气的能量进行能量传输与控制。
气压元件
气压传动系统包括压缩机、储气罐、阀门和气动执行器等元件。
广泛应用
气压传动常见于工业自动化、流水线生产和机械操控领域。
液压与气压传动的优势与劣势比较
液压与气压传动-第二版第一章课后答案
液压与气压传动是现代工程中常用的能量传输方式。本章将介绍液压与气压 传动的概念、原理应用，以及各自的优势与劣势，并通过实际案例展示两种 传动方式在工程领域的应用。
液压传动-原理与应用
1
压力传递
液压系统通过液体传递压力，实现力的传递与控制。
2
பைடு நூலகம்
元件与系统
液压传动系统由多个液压元件组成，如油泵、阀门和执行器等。
4
自动化
液压与气压传动广泛应用于自动化生产线和机器人等领域。
第一章课后问题解答
• 液压与气压传动的主要区别是什么？ • 液压传动和气压传动的优势与劣势有哪些？ • 液压传动在哪些领域常见应用？ • 气压传动适用于哪些工业场景？
总结和展望
液压与气压传动作为能量传输的重要方式，具有广泛的应用领域和发展前景。深入理解其原理与应用，将 为工程师们带来更多机会与挑战。
液压传动优势
液压传动具有高功率密度、平稳性强和承压能力高 等优点。
气压传动优势
气压传动灵活、安全可靠，并且适用于防爆环境。
液压与气压传动在工程领域的应用案例
1
建筑工程
液压与气压传动在建筑工程中用于起重机、升降机等设备。
2
航空航天
液压与气压传动应用于飞机和航天器的舵机、起落架等系统。
(完整word版)《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 ---∆=-=⨯-⨯=-⨯643070010110 1.45010k V p Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 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：()()024222/2/2408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512pfD d a n D m sT T N m A DA D l d dy d dydy d D d P SuF μπτπμτμτμμτμμτμμ-==⨯⨯=⨯⨯=====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰⎰1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/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}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N1-5 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。
《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 ---∆=-=⨯-⨯=-⨯643070010110 1.45010k V p Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 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：()()024222/2/2408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512pfD d a n D m sT T N m A DA D l d dy d dydy d D d P SuF μπτπμτμτμμτμμτμμ-==⨯⨯=⨯⨯=====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰⎰1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/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}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N1-5 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。
液压与气压传动课后习题答案 (2)
《液压与气压传动》习题解答第1章液压传动概述１、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。
液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。
２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。
⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。
⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。
⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。
⑸传动介质：液压油，传递能量。
３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。
⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。
⑶容易实现过载保护和自动控制。
⑷机构简化和操作简单。
液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。
⑵出现故障不易诊断。
⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。
第２章液压传动的基础知识1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考虑哪些方面？答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。
⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。
⑶抗泡沫、抗乳化性好。
⑷抗燃性能好。
选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。
⑵按液压泵的类型选用。
⑶按液压系统工作压力选用。
⑷考虑液压系统的环境温度。
⑸考虑液压系统的运动速度。
⑹选择合适的液压油品种。
2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。
其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。
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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 ---∆=-=⨯-⨯=-⨯643070010110 1.45010k V p Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 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：()()024222/2/2408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512pfD d a n D m sT T N m A DA D l d dy d dydy d D d P SuF μπτπμτμτμμτμμτμμ-==⨯⨯=⨯⨯=====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰⎰1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/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}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N1-5 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：a p ph g gρρ+= 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 :00224 6.34 6.3aa a a bb b p p gh p F F a p p Mp A dF F b p p Mp A Dρππ=+≈========缸缸缸图中图中 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。
解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程解决：P A +ρA g Z A ＝ρB g Z B + ρ水银g h + P B所以ΔP AB ＝P A -P B ＝ρB g Z B + ρ水银g h -ρA g Z A 因为76厘米高水银柱为P 0则60毫米高水银柱形成的压力P ＝(60/760) × P 0 所以（取g=10 P 0＝105Pa ）ΔP AB ＝1200×10×180×10－3＋60/760×105－900×10×200×10－3＝2160＋7.89×103－1800＝8250 Pa1-9 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔子的出流流量以及点２处的表压力（取1∂=，不计损失） 解：取Ｂ面为基面，据图示两截面列出的能量方程：22112222p V p V g g g gρρ+=+ 由于１截面与大气接触，则 1a p p = 2a p p g hρ=+ 且有连续方程：1122V A V A q ==30.326/q m s ∴===则２处的表压力即 '3211010100.1a p p p gH Mpa ρ=-==⨯⨯⨯= 1-11有一液压缸，流量为25L/min ，吸油管直径25mm ，泵的吸油口比油箱液面高出400mm 。
如只考虑吸油管中的沿程压力损失，油液的运动粘度为 30⨯610-2/m s ，油液的密度为9003/kg m ，问泵的吸油腔处的真空度为多少？解：如图，对1-1截面和2-2截面建立实际能量方程：22112212112211223352,)22/,/0.326/101010100.1a a p v p v h p p p p gh g g g g v A v A q v q A v q A q m sP gh Mpaρρρρ+=++==+====∴===∆==⨯⨯==其中（又故1-12泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q ＝150L/min,油液的运动粘度ν=34×10－6m 2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。
吸油管直径d ＝60厘米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ＝0.2，吸油口粗滤网的压力损失Δp ＝0.0178MPa 。
如希望泵入口处的真空度P b 不大于0.04 MPa ，求泵的吸油高度h （液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计）解：以油池液面为基准，定为1－1截面，泵吸油处为2－2截面泵吸油口液体流速：V 2 =4 q/лd 2=4×150×10－3/(л×602×10－6) =53.1m/min=0.89m/sRe= V 2d/ν=0.89×60×10－3/(34×10－6)=1570.6<2320故油在管中为层流流动。
λ＝75/R e l=h所以 沿程压力损失为ΔP λ＝λ×(l/d)× ρ×V 22/2＝(75/1570.6)×(h/0.6)×(900×0.892/2) ＝28.4h局部压力损失为ΔP ξ=ξ×ρ×V 22/2=0.2×900×0.892/2=71.3Pa 所以 所有压力损失为ΔP ＝ΔP λ +ΔP ξ+ ΔP 口 所以P b = P a －P 泵 =ρgh +ρV 22 /2+ ΔP ≤0.04 MPa 带入数字 解得H ≤2.36m1-13 图示水平放置的固定导板，将直径d=0.1m,而速度为Ｖ＝20m/s 的射流转过90度角，求导板作用于液体的合力大小和方向（31000/kg m ρ=）解：设导板对射流的作用力为F ，，由动量方程得：21()F g v v ρ=-其中，1,2v v v 大小均为，方向相差90度，由图示1v = 方向与1v 成135度.22221()100020 3.140.0544402dF v N ρπ===⨯⨯⨯=其方向与水平方向1v 成135度1-15有 一管径不等的串联管道，大管内径为20mm ，小管内径为10mm,流过粘度为30⨯310pa s -⋅的液体，流量为q=20L/min ，液体的密度ρ=900kg/3m ,问液流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。
解：23213113232232231102060 1.06/1(2010)41.0620106363010/9001102060 4.24/1(1010)44.24101013010/900q m sA V d q m sA V d πνπν--------⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯1e12e2大管径： 平均流速：V 雷诺数： R 小管径： 平均流速：V 雷诺数：R 272 1-16运动粘度ν=40×10－6m 2/s 的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m 3，管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P 1＝4.0MPa, 问流速为3 m/s 时，出口压力P 2为多少？解：由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，所以产生沿程压力损失：ΔP λ＝λ×(l/d)× ρ×v /2 其中λ＝75/ R e R e ＝vd/ν＝75ρνl v/ 2d 2=75×900×40×10－6×5×3/（2×10×10－3×10×10－3）=0.2025 MPa所以P 2＝P 1－ΔP λ＝4－0.2025＝3.80MPa1-17 试求如图所示两并联管的流量各为多少？已知总流量q=25L/min,121250,100,30,50d mm d mm l mm l mm ====,假设沿程压力损失系数120.04,0.03,λλ==则并联管路中的总压力损失等于多少？解：设两并联管中的流量是1q ，2q ，，则有12q q q =+，由于两管并联，即有两管管端的压力差相等，即两管的压力损失相等 则：12p p λλ∆=∆221122121222l v l v d d ρρλλ⇒= 221230500.040.032502100v v ⨯=⨯⨯22122415v v ⇒=21111122222210.24q Av d v q A v d v ∴==== 1212 4.2/min,20.8/min q q q q L q L =+⇒==311231 4.260/10000.128/150104q v m s A π-⨯∴===⨯⨯ 2113300.0419.650210v p pa λρ-∆=⨯=⨯⨯ 12p p p λλ∆=∆=∆=19.6pa1-19圆柱形滑阀如图所示：已知阀芯直径d=2cm ，进口液压1p =9.8pa,出口液压20.9p Mpa =油液的密度3900/,kg m ρ=通过阀口时的流量系数0.65,d C =阀口开度x=0.2cm,求流过阀口的流量。
解：当阀的开口较小时，可看作薄壁小孔，阀口的流量截面积: 0A dx π= 流过阀口的流量：230.652100.2100.0115/d d q C A C m sππ--===⨯⨯⨯⨯⨯=1-20图示柱塞直径d=19.9mm,缸套直径D=20mm,长l=70mm,柱塞在力F ＝40N 作用下向下运动，并将油液从隙缝中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的运动粘度μ=0.784×10－3Pa.s ，问柱塞下落0.1 m 所需的时间。