液压课程习题

课程习题
第一章 概论
1-1、液压传动有哪些基本组成部分?试说明各组成部分的作用。

1-2、如何绘制常用液压元件的图形符号?
1-3、液压传动有哪些优缺点?
第二章 液压传动基础
一、名词解释
1、理想液体：
2、层流流动：
3、紊流流动：
4、粘性：
5、定常流动：
6、流线：
7、迹线：
8、流管：
二 填空
1.流体动力学的三大方程是：1 ；2 ；
3. 。

２．方程F = ρq （β2v 2-β1v 1）为 方程，F 为 ，β2、β1为 系数，在 状态下β= 1，v 2、v 1为液体流经出口和进口的 。

３．沿程压力损失的计算公式为 ；在层流状态下，沿程阻尼系数为 ， Re 叫做 ，它是用来判别 的。

４．定常流动时，流体内的各个参量均为 。

５．液压油的粘度表示方法有μ υ和E ，它们分别叫做 粘度， 粘度 和 粘度，20号机械油的运动粘度在温度为500 C 时为 ~ cst ６． 续性方程的数学表达方式为 ，它表示液体流动 过程中的 守恒。

-
７． 体在光滑的金属圆管中流动，管道直径为 d 流动速度为 v 它可能有地 种流动 状态，即 和 ，通常用 数来判别，该数为Re = 。

四、计算题
1．如图所示：已知：D=150mm ，d=100 mm ，活塞与缸体之间是间隙配合且保持密封，油缸内充满液体，若F = 5000N 时，不计液体自重产生的压力，求缸中液体的压力。

2.习题图2-1所示为一粘度计,若D=100mm,d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时,测得的转矩T=40N ·cm,试求其油液的动力粘度。

3.用恩氏粘度计测得某液压油(ρ=850kg/m3)200mL 流过的时间为t1=153s,20℃时200mL 的蒸馏水流过的时间为t2=51s,求该液压油的恩氏粘度°E 、运动粘度ν和动力粘度μ各为多少?
4.习题图2-2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=1000kg/m 3,试求容器内的真空度。

5.习题图2-3所示,有一直径为d 、质量为m 的活塞浸在液体中,并在力F 的作用下处于静止状态。

若液体的密度为ρ,活塞浸入深度为h,试确定液体在测压管内的上升高度x 。

6.习题图2-4所示容器A 中的液体的密度ρA =900kg/m 3,B 中液体的密度为ρ
B =1200kg/m 3,Z A =200mm,Z B =180mm,h=60mm,U 形管中的测压介质为汞,试求A 、
B 之间的压力差。

7.如习题图2-5所示,已知水深H=10m,截面A1=0.02m 2,截面A2=0.04m 2,求孔口的出流流
量以及点2处的表压力(取α=1,不计损失)。

8.如习题图2-6所示，一抽吸设备水平放置,其出口和大气相通,细管处管道截面积
A1=3.2×10-4m 2,出口处管道截面积A2=4A1,h=1m,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)。

习题图2-1 习题图2-3
习题图2-5 习题图2-2
习题图2-4 习题图2-6
9.习题图2-7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)。

10． .如图2-8所示：液压泵从油箱内吸油，油面压力为1个标准大气压，已知吸油管直径为d = 6 cm ,流量q = 150 l/min ，油泵吸油口处的真空度为0.2 × 105 N/m 2，油的运动粘度为υ= 30×10-6 m 2 /s,ρ= 900kg/m 3,弯头处的局部阻尼系数ζ1= 0.2，管子入口处的局部阻尼系数ζ2 = 0.5，管道长度等于H ，试求泵的安装高度H 。

习题图2-7 习题图2-8
11.如习题图2-9所示，油缸柱塞的重量和外负载共有F=1200N ，柱塞直径d=39.8mm ，
缸筒孔直径D=400mm 封油长度L=40mm ，油为20#机械油，密度为ρ=898kg/m 3，试求活塞在
力的作用下的下降速度。

第三章 液压泵和液压马达
1．液压泵的作用是把电动机输入的 能转换成 能，它是液压系统中 的 机构。

2．液压泵完成吸油压油所必备的条件有： ａ ；ｂ ；ｃ 。

3．. 某液压泵的排量为10ml/r,工作压力为10Mpa,转速为1500r/min,泄露系数λB=2.×10-6ml/pa.s,泄漏量△q=λB p工机械效率为0.9,试求: 1).泵的实际输出流量.2).泵的容积效率和总效率.3).输入和输出功率,4)理论和实际输入转矩。

4．如上图所示，已知液压泵供油流量为q =25 L/min，液压缸内径为D =50mm，活塞杆直径为d =30mm，进油、回油管直径为15mm，试问：
（1）能不能用连续性方程来计算进油和回油管中的油流速度。

（2）计算油缸的运动速度；
（3）计算进油管和回油管的油流速度。

5、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功率各为多少?
6、某液压泵的转数为950r/min,排量为V p=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。

7、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)叶片泵最大可能的排量V max。

8、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q=50L/min,问斜盘角度为多少(忽略泄漏的影响)?
9、一限压变量叶片泵特性曲线如习题图3-1所示,p
B＜
1/2p max,试求该泵输出的最大功率和此时的压力。

习题图3-1
9、液压马达和液压缸是液压系统中的执行机构，它们是把系统输入的液压能转换成机械能的能量转换装置。

马达的排量为Vm 效率为1，系统压力为P。

马达输出的转速Nm ；转矩Tm 和功率Wm 。

10、液压马达的排量V=80ml/r,负载转矩为T0=50nN.m时,测得机械效率为0.85，如果将此液压马达作为液压泵使用时，在泵工作压力为pB=48.2×105pa时，其机械损失与上述液压马达工况相同,求此时液压泵的机械效率。

11、已知某液压马达的排量V=250mL/r，液压马达入口压力为P1=10.5MPa，出口压力
P2=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。

12、一个液压泵，当负载压力为8MPa时，输出流量为96L/min，压力为10MPa时，输出流量为94L/min，用此泵带动一排量为90mL/r的液压马达，当负载转矩为120N?m时，马达的机械效率为0.94，转速为1100r/min，试求此时液压马达的容积效率。

13、某一液压马达的流量为12L/min，压力为17.5MPa，输出的扭矩为40N?m，转速为700r/min，试求该马达的总效率为多少?
第四章液压缸
6、某一差动的液压缸缸往返速度要求(1)v快进=v快退；(2)v快进=2v快退。

求：活塞面积A1和活塞杆面积A2之比是多少?
7、某液压缸的缓冲装置数据如下：缓冲行程L0=25mm，缓冲柱塞直径d0=35mm，活塞直径
D=63mm，运动部件的总质量m=2000kg，其运动速度v=18m/min，摩擦力Ff=950N，作用在无杆腔的液压力F=21820N。

试确定缓冲时的最大冲击压力。

8、设计一单出杆推力液压缸，活塞返回的速度为40m/min，返回时克服的负载力为8×104N，差动进给时速度为60m/min，克服的阻力为4000N。

供油压力为10MPa。

求：(1)液压缸直径与活塞杆直径；(2)工作行程与返回行程所需流量。

第五章辅助装置
1在一个由最高工作压力为20MPa降到最低工作压力为10MPa的液压系统中,假设
蓄能器充气压为9MPa,供给5L的
液体,问需要.多大容量的蓄能器?
2一气囊式蓄能器容量为2.5L,
气体的充气压为2.5MPa,当工作压
力从P1=7MPa变化到h=5iUPa时,
试求蓄能器能输出液体的体积?
3有一使用蓄能器的液压系统
(如图所示),泵的流量为400EI1L/s,
系统的最大工作压力(表压力)为
7MPa,允许的压力降为1MPa,执行元件做间歇运动。

运动时0.1s内用
习题3图习题4图
油量为0.8L;间歇时最短时间为3Oso试确定系统中所用蓄能器的容量
4液压机的压制力为500kN,液压缸行程为10cm,速度为4cm/s,每分钟完成2个动作循环。

液压泵的工作压力为14MPa,效率为0.9,如改用工作压力范围为10MPa~14MPa的蓄能器对液压缸供泊,充气压力为9MPa,试计算采用与不采用蓄能器时液压泵所需功率及蓄能器的容积。

5有一液压回路,换向阀前管道长20m,内径35mm,通泊流量为200L/min,工作压力5WEa,若要求瞬时关闭换向阀时,冲击压力不许超过正常工作压力的5%,试确定蓄能器的容量(油液密度为900ltg/m3)。

6 某泵的流量为20 L/min，转速为350/min,系统的正常工作压力为5Mpa, 要求脉动压力变化率控制在3%之内〔设脉动压力变化率为鸟,其定义为Ap=P1(允许最高脉动压力)-p(正常工作压力)/p〕,当用蓄能器来吸收泵的压力脉动时,试确定蓄能器的容量、规格。

第六章液压控制阀及液压控制回路
一、液压控制阀部分
1．根据液压控制阀在液压系统中的作用可分为控制阀；控制阀和控制阀。

2.溢流阀在液压系统中起作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是
的，溢流量为，当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口
是，溢流阀开始。

p c为限定压力，p0为工作压力，试在下列情况下选择正确答案。

（1）当p0＜p c时，泵的供油流量是：
（增加）（减小）（不变）
（2）当p0变化且p0 ＞p c时，泵的供油流量是：
（增加）（减小）（不变）
（3）当泵的偏心距增加时，泵的最大供油流量是：
（增加）（减小）（不变）
（4）当增加限压弹簧的预压缩量时，
泵的最大流量是：（增加）（减小）（不变）
限定压力是：（增加）（减小）（不变）
４、在回油节流调速回路中
1）当F增大时，P1是（增大）. (减小). (不变)；
2）溢流阀在回路中起（限压）. (定压). (卸荷);
3）若限压式变量泵的限定压力为Pc当P0＜Pc
时泵的供油流量是(最大). (最小);
4）P0＞Pc时，而且增大那么油缸的运动速度
是（增大）.( 减小). (不变)；
5、如图所示液压缸，A1=30×10-4m2，A2=12×10-4m2，F=30×103N，液控单向阀用作闭锁，以防止液压缸下滑，阀内控制活塞面积Ak是阀芯承压面积A的三倍。

若摩擦力、弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀?开启前液压缸中最高压力为多少?
6、弹簧对中型三位四通电液换向阀，其先导阀的中位机能及主阀的中位机能能否任意选定?
7、先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔直径d0=1.2mm，长度l=12mm，通过小孔的流量q=0.5L/min，油液的运动粘度为ν=20×10-6m2/s。

试求小孔两端的压差(ρ=900kg/m3)。

8、如图所示回路中，溢流阀的调整压力为5.0MPa，减压阀的调整压力为2.5MPa。

试分析下列各情况，并说明减压阀阀口处于什么状态?
第5题图第8题图
(1)当泵压力等于不同溢流阀调定压力时，夹紧缸夹紧工件后，A、C点的压力各为多少?
(2)当泵压力由于工作缸快进、压力降到1.5MPa时(工件原先处于夹紧状态)，A、C点的压力为多少?
(3)夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压力各为多少?
第9题图
9、如图所示的液压系统，两液压缸有效面积为A1=A2=100×10-4m2，缸Ⅰ上的负载F=3.5×104N，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。

溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为40MPa、3.0MPa和2.0MPa。

求下列三种情况下A、B和C点的压力。

(1)液压泵启动后，两换向阀处于中位。

(2)1YA通电，液压缸Ⅰ活塞移动时及活塞运动到终点时。

(3)1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。

10、从结构原理图和符号图，说明溢流阀、顺序阀和减压阀的异同点和各自的特点。

11、节流阀前后压力差Δp=0.3MPa，通过的流量为q=25L/min，假设节流孔为薄壁小孔，油液密度为ρ=900kg/m3。

试求通流截面积A。

12、在图所示回路中，若泵的出口处负载阻力为无限大，溢流阀的调整压力分别为p1=6MPa，p2=4.5MPa。

试问：
(1)换向阀下位时A、B、C点的压力各为多少?
(2)换向阀上位时A、B、C点的压力各为多少?
13、在图所示回路中，已知活塞的运动负载为F=1.2kN，活塞的面积A=15×10-4m2，溢流阀调整压力为p p=4.5MPa，两个减压阀的调整压力分别为p ji=3.5MPa,p j2=2MPa。

如不计管道及阀上的流动损失，试确定：
(1)油缸活塞运动时，A、B、C点的压力?
(2)油缸运动到端位时，A、B、C点的压力?
4）溢流阀的溢流量。

第4题图
5、什么是节流调速的速度—负载特性?用什么方法可使运动速度不随负载而变化?将减压阀和节流阀两个标准元件串联使用,能否使速度稳定?
6、在变量泵—变量马达的容积调整回路中,应按什么顺序进行调速?为什么?
7、如图所示的差动连接回路,回答下列问题:
(1)为什么两腔同时接通压力油时会实现快速前进?
(2)快进时,小腔和大腔的油压哪一个高?
(3)差动连接快速前进时,其推动力如何计算?
第7题图
8、快、慢速换接回路有哪几种形式?各有何优缺点?
9、分析顺序回路,回答下列问题:
(1)夹紧缸为什么要采用失电夹紧?
(2)当动力滑台进给缸快速运动时,夹紧力会不会下降?
(3)进给缸的调速回路属于何种形式?
(4)如果压力继电器发讯,指令进给缸快退,压力继电器应装在什么地方?
10、回路油节流调速回路，已知液压泵的供油流量q p=25L/min，负载F=40000N，溢流阀调定压力p p=5.4MPa，液压缸无杆腔面积A1=80×10-4m2，有杆腔面积A2=40×10-4m2，液压缸工进速度v=0.18m/min，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：
(1)液压缸工进时液压系统的效率。

(2)当负载F=0时，活塞的运动速度和回油腔的压力。

11、进油节流调速回路，液压泵的供油流量q p=6L/min，溢流阀调定压力p p=3.0MPa，液压缸无杆腔面积A1=20×10-4m2，负载F=4000N，节流阀为薄壁孔口，开口面积为A T=0.01×10-4m2，cd=0.62,ρ=900kg/m2，求：
(1)活塞杆的运动速度v。

(2)溢流阀的溢流量和回路的效率。

(3)当节流阀开口面积增大到A T1=0.03×10-4m2和A T2=0.05×10-4m2时，分别计算液压缸的
运动速度v和溢流阀的溢流量。

12、在如图所示的调速阀节流调速回路中，已知q p=25L/min，A1=100×10-4m2，A2=50×
10-4m2，F由零增到30000N时活塞向右移动速度基本无变化，v=0.2m/min，若调速阀要求的最小压差为Δp min=0.5MPa，试求：
(1)不计调压偏差时溢流阀调整压力p p是多少?泵的工作压力是多少?
(2)液压缸可能达到的最高工作压力是多少?
(3)回路的最高效率为多少?
第12题图
13、限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，若变量泵的拐点坐标为(2MPa ，
10L/min)，且在p p =2.8MPa 时q p =0，液压缸无杆腔面积A 1=50×10-4m 2，有杆腔面积A 2=25×
10-4m 2，调速阀的最小工作压差为0.5MPa ，背压阀调整值为0.4MPa ，试求：
(1) 在调速阀通过q 1=5L/min 的流量时，回路的效率为多少?
(2) 若q 1不变，负载减小4/5时，回路效率为多少?
(3)如何才能使负载减小后的回路效率得以提高，能提到多少?
第14题图 第15题图
14、在图所示的平衡回路中,已知D=100mm,d=70mm,活塞及负载总重G=16×103N,提升时
要求在0.1s 内均匀达到到稳定上升速度v=6m/min,试确定溢流阀和顺序阀的调定压力。

15、某液压系统采用限压式变量泵供油,调定后泵的特性曲线如图所示,泵的
q
max =40I/min,活塞面积为5×10-3m 2,活塞杆面积为2.5×10-3m 2。

试确定:
(1)负载为2×104N 时,活塞运动速度v I =?
(3) 此时液压缸的输出功率P=?
(4) (3)活塞快退时的速度v 退=?。