液压传动作业答案

第一章 绪论1． 什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么？答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。

液压传动所用的工作介质是液体。

2. 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。

（2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。

（3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。

（4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、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，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。

（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。

3. 如图所示的液压千斤顶，小柱塞直径d =10 mm ，行程S =25 mm ，大柱塞直径D =50 mm ，重物产生的力F 2=50 000 N ，手压杠杆比L :l =500:25，试求：（1）此时密封容积中的液体压力是多少？（2）杠杆端施加力F 1为多少时，才能举起重物？（3）杠杆上下动作一次，重物的上升高度是多少？解：（1）623225000025.4610(5010)4F p A π-===⨯⋅⨯Pa = 25.46 MPa （2）632125.4610(1010)20004F pA π-==⨯⨯⨯⨯= N1252000100500l F FL ==⨯= N （3）221211210()25()150A d S S S A D ===⨯= mm 答：密封容积中的液体压力p = 25.46 MPa ，杠杆端施加力F 1 =100 N ，重物的上升高度2S =1 mm 。

第二章 液压流体力学基础1. 液压油液的粘度有几种表示方法？它们各用什么符号表示？它们又各用什么单位？答：（1）动力粘度η ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：dydu A F f=η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/m 2）。

（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：ηνρ=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m 2/s ，常用的单位为mm 2/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。

用相对粘度计测量出它的相对粘度后，再根据相应的关系式换算出运动粘度或动力粘度，以便于使用。

我国采用恩氏度︒E 。

相对粘度无量纲。

2. 密闭容器内液压油的体积压缩系数κ为1.5×103/MPa ，压力在1 Pa 时的容积为2 L 。

求在压力升高到10 Pa 时液压油的容积为多少？ 解：根据体积压缩系数公式：01V VP ∆∆-=κ可得：027.01092105.169-=⨯⨯⨯⨯-=∆⋅-=∆-p V V κL则：压缩后油的容积为V t = 2 - 0.027 = 1.973 L 答：压缩后油的容积为1.973 L3 某液压油的运动粘度为68 mm 2/s ，密度为900 kg/m 3，求其动力粘度是多少？解：动力粘度：6268900106.1210ηνρ--==⨯⨯=⨯ Pa ⋅s4 液压油的选用应从哪几个方面给予考虑？答：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。

5． 如图中，液压缸直径D = 150 mm ，柱塞直径d = 100 mm ，负载F = 5×104N 。

若不计液压油自重及活塞或缸体重量，试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少？解：两种情况下柱塞有效作用面积相等，即：42d A π=则其压力：24d Fp π=()234101001054-⨯⨯⨯⨯=π=6.37 MPa答：在这两种情况下液体压力均等于6.37 MPa 。

6.如图示，容器A 内充满着33/1099.0m kg ⨯=ρ的液体，水银U 形测压计的m h 1=，m Z A 5.0=，求容器A 中心的压力（分别用绝对压力和相对压力来表示）。

解：gh P gZ P A A 汞ρρ+=+0已知 3333/106.136.13/10m kg m kg ⨯===水汞水ρρρ大气压Aa gZ gh P P PaP ρρ-+=∴=汞绝00101325Pa2297555.08.91099.018.9136001013253=⨯⨯⨯-⨯⨯+=128430Pa101325229755P 0=-=-=绝相a a P P 7.如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处断面积212.3cm A =，出口处管道面积124A A =，m h 1=，求开始能够抽吸时，水平管中所必需通过的流量Q 。

按理想液体计算。

解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准s/1463c m 100*143.1*2.3*4V 4A V A Q s/143m .1151*8.9*1152gh V 152gh V h V )116(2g12g V 2g )4V (g gh 400,321222222222222212122112121=========-=+-=======-=ρρρV V A A V V A V A Q Z ，Z P gh p第三章 液压泵1． 从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系？答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。

它们都是能量转换装置。

从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的。

2. 液压泵的工作压力取决于什么？液压泵的工作压力和额定压力有什么区别？答：液压泵的工作压力取决于负载，负载越大，工作压力越大。

液压泵的工作压力是指在实际工作时输出油液的压力值，即液压泵出油口处的压力值，也称为系统压力。

额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。

3． 如题4.3图所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，设管道内压力损失和液压缸、液压马达的摩擦损失忽略不计，而题图4.3（c ）中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。

答：p p a b ==0，1c T q p p cA φ⎛⎫=∆= ⎪⎝⎭，p F A d =，2eM Tnp V π=。

.4. 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？产生这些损失的原因是什么？答：液压泵的理论输入功率为P T nT i ==ωπ2，输出功率为0P F pApq υυ===。

功率损失分为容积损失和机械损失。

容积损失是因内泄漏、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。

5． 液压泵的额定流量为100 L/min ，液压泵的额定压力为2.5 MPa ，当转速为1 450 r/min 时，机械效率为ηm =0.9。

由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min ；压力为2.5 MPa 时，流量为100.7L/min ，试求：（1）液压泵的容积效率ηV 是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min ，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？解：（1）ηv t q q ===1007106095.. （2）=⨯⨯===95.01061450500111v t v q n n Vn q ηη 34.7L/min （3）在第一种情况下：3360109.4609.010106105.2⨯=⨯⨯⨯⨯===-mtmti pq P P ηηW在第二种情况下：33611011069.195.0609.0107.34105.2⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===-mt mt i pq P P ηηW答：液压泵的容积效率ηV 为0.95，在液压泵转速为500r/min 时，估算其流量为34.7L/min ，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9⨯103W ，在第二种情况下的驱动功率为1.69⨯103W 。

6． 某液压泵在转速min /950r n =时，理论流量min /160L q t =。

在同样的转速和压MPa p 5.29=时，测得泵的实际流量为min /150L q =，总效率87.0=η，求：(1)泵的容易效率；(2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率；(4)驱动泵的转矩多大？解：（1）94.060/1016060/1015033=⨯⨯==--t v q q η （2）)(77.8453.85260/95014.322)(53.85287.060/95014.3260/10150105.2922)/(1068.160/95060/1016036343KW nT p m N n pq T nT pqr m n q V nV q i i i it t =⨯⨯⨯==⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∴=⨯=⨯==∴⋅=---πηππη（3）93.094.087.0.===∴=v m mV ηηηηηη （4）)(53.852m N T i ⋅=7．液压马达的排量r mL V /100=，入口压力MPa p 101=，出口压力MPa p 5.02=，容积效率95.0=v η，机械效率85.0=m η，若输入流量min /50L q =，求马达的转速n 、转矩T 、输入功率i P 和输出功率P 。

各为多少？ 解：()()()()()W P P W q p P m N q p T MPa p p p s r v q n i v m i m v 4.63951092.795.085.01092.7601050105.912985.014.3210100105.925.95.01092.795.01010060105030336662631=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=⋅∆=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅∆==-=-=∆=⨯⨯⨯==----ηηηπη8. 一液压泵可兼作液压马达使用，设二者的机械损失扭矩相同，在相同的工作压力时，其机械效率是否相同？试证明。