王积伟液压传动课后习题答案东南大学

王积伟液压传动课后习题答案东南大学
液压传动（第2版）部分习题答案（解题人：机设 092）
第一章
1- 1 如图，已知 d=15mm,h=10mm,D=60mm,W=48000N,L:l=750:25
求1）杠杆端施加多少力才能举起重物 W
第二章
2-
5图示一液压缸，其缸筒内径 D= 120mm 活塞直径d = 119.6mm 活塞长度L = 140mm 若油的动力粘度 =0.065 P a ?s ，活塞回程 要求的稳定速度为v=0.5m/s ，
W 2000
2
D/4
仃.68MP a
d 2
0.2cm 3
D 2 4
解
D
F
A 史
dy
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
其中，A为活塞表面积，A= dL
二v/h二v/{(D-d)/2} dy
所以F A du=8.55N
dy
第三章
3- 1如图所示，一具有一定真空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。

P '
解：取水槽液面为基面。

列出静力学基本方程:
P a gh P
P 真 P a
P
二：
P 真=9.8kP a
3- 3图示容器A 中的液体密度A = 900Kg/m 3,B 中液体的密度为 1200 Kg/ m 3, z A =200mm, z B =180mm,h=60mm,U 形管中的测试介
3-9如图所示，已知水深 H=10m 截面A 1 0.02m 2, A 2 0.04m 2，求孔口
的出流流量以及点2处的表压力（取 计损失）。

解：由0--0到1--1得
2
P 0
H R
v 1
g g 2g
其中P 。

P 1 P a
q A 1v 1 A 2v 2
由0--0到2--2得
P 0
P 2 v 2
H
g g
2g
解得 q 0.28m 3/s , P 2 0.0735MP a
质是汞(Hg 13.6 103
Kg/m 3)，试求A,B 之间的压力差。

Hg
解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程解决:
P A
A
9Z A
P
B B gZ B H g gh
4F
P AB
P A P B
8350P a
1,不
仁 ______ p
3-15运动粘度=40 X 10 —6mVs的油液通过水平管道，油液密度
=900kg/m3，管道内径d=10mm,l=5m进口压力R = 4.0MPa,问流速为3 m/s时，出口压力P2为多少？( = 64/ R e)
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：
h = -—V 其中 =64/ R e R e= vd
d 2g
R P2 .
h
g g
解得P2 3.83MP a
3-16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, d1 50mm,d2 100mm,l1 30mm, l2 50mm ,假设沿程压力
损失系数 1 0.04, 2 0.03,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q1 , q2 ,，则有
q q1 q2
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：P 1 P 2
l1 v12l2 v22
1 2
2d1 2d2
p p 1 p 2
3-20如图，液压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=34X
10_6m/s,油液密度=900 kg/m3。

吸油管直径
d= 60mm并设泵的吸油管弯头处局部阻力系
数 =0.2，吸油口粗滤网的压力损失△ p= 0.0178MPa如希望泵入口处的真空度P b不大于0.04 MP a，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：R e Vd和v斗
d4
求出R e 2320则2，否则1
P a P P2 V1 2
解：a) p 0 b) p 0 c) p p d) p —e) P 2 T M /(V M mM )
A
其中e：由m M 4和Jh P2V M可解出。

T mth 2
h
g g 2g
2
V 6
h , P a P2 P b 0.04 106
2g
解得H 2.35m
第四章
4- 1已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值
4- 2液压泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa,当转速为n=1450r/min时，机械效率为m = 0.9。

由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为q0=106 L/min，压力为p=2.5MPa时，流量为5=100.7
L/min，试求：
①泵的容积效率；
②如泵的转速下降到500r/min ,在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？
③上述两种转速下泵的驱动功率。

解：(额定压力和额定流量做题基本上用不上，所以不管它)
①pv= 100.7 /106=0.95=95%
p v
②100.7 1450
q 500
解得q=34.72L/min
③当n=1450r/min 时
pq1
P pi 二—=4.91kw
pm pv
当n=500r/min 时
P pi 1450
P pi 500
解得P pi=1.69kw
4-3设液压泵转速n p=950r/min，排量V p= 168mL/r，在额定压力P p=29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量q p=150L/min，额定工况下的总功率p=0.87，试求：
(1) 泵的几何流量(即理论流量)；
(2) 泵的容积效率；
(3) 泵的机械效率；
⑷泵在额定工况下，所需电动机驱动功率(即输入功率)
(5)驱动泵的转矩
解：①q
pth n p V p
159.6L / min
②
pv
q p
94% q pth
③
pm p
92.6% pv
④P P
p q p84 77kw
P pi
p
I I ivVV
⑤P
pi T p?2n p
解得T p 852.5N ?m
4-8某液压马达的进油压力P m 10MP a，排量V m 200mL / r，总效率1)该马达的几何转矩。

T mth £mV m 318.3N ?m
2
2)若马达的转速门皿500r/min，则输入马达的流量为多少?
0.75，机械效率mm 0.9，试计算:
q m 如
n
m V m
120L/min
mv
m / mm
3)若外负载T m 200N ?m ( n m 500r/min )时，该马达输入功率和 输出功率各为多少?
P mo
T m
2 n m
10.5
kw
P mi 弘 14kw
m
4-9 一液压马达，要求输出转矩T m 52.5N ?m ，转速n m
力P 2 0.2MP a ，试求马达所需的流量和压力各为多少?
解 q m 驰
3.5L/min
m
mm mv
(p
m
p 2)V m
T
T m
""
T mth
2
m
解得 P m 3.69MP a
第五章
5- 1图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为 D, d ,如进 入液压缸的流量为q ，压力为p ，试分析各缸产生的推力，速度 大小以及运动方向。

30r / min ，马达
排量V 105mL/r ，马达的机械效率和容积效率
mm
mv
0.9，出口压
T m
mm mv
5-
4图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积
A
=1 10 2m 2，有杆腔面积 A 2= 0.8 10 2m 2，输入压力 P i = 0.9MPa, 输入流量q 1 = 12 L/min 。

不计损失和泄漏，试求： ① 两缸承受相同负载时（F 1= F 2）,负载和速度各为多少？ ② 缸1不受负载时（F 1 = 0）,缸2能承受多少负载？ ③ 缸2不受负载时（F 2= 0）,缸1能承受多少负载？
F 1 = F 2
V 1
= A 1
V
1
A 2= V 2 A 1
（结果自己求） ② F 1 = P 1 A 1-F 2 A 2=0
解：对于图a
缸左移
对于图b
缸右移
对于图c
压缸右移
F p
4（D 2 d
2）
V g —q__
A —（D 2 d 2
）
V g
A
q -d 2 4
V q
A
q -d 2 4
受拉，液压
受压，液压
受压，液
解：① F 1= P 1 A 1-R A 2
F 2= P 2 A 1
F
P 『4
F 2= P2 A1
③ F 2= P 2 A i =o
F
i
= P i A i
第六章
6-3 如图，A 30 i04m 2，A 2 i2 io 4m 2，F=30000N 阀的控制活塞
面积A K 是阀心承压面积A 的3倍，不计摩擦力和弹簧力，试计算需 要多大的控制力压才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力 为多少？
F P K A 2 P i A i P i A P K A K
解得 P k 3.85MP a
P i ii.55MP a
6- 4和6-5见书后答案
5-5图示液压缸，输入压力为 P i ，活塞直径为D,柱塞直径为d ，求
输出压力P 2，为多少?
P i A i P 2A 2
解：即-p i D 2
- P 2 D 2 4
4
/D 、2 P 2 P i ()
1
r -;- 6 =|
J
——
J
6- 6 如图所示系统中溢流阀的调整压力分别为
P A=3MPa,p B=1.4MPa, P C =2MPa试求当系统外负载为无穷大时,
泵的出口压力为多少？如将溢流阀B的遥控口堵住，泵的出口压力为多少？
答：（这种题只讲解题思路，可能与实际不否，但答案肯
定对）。

1.先看上支路，当p i从0增至P A时，溢流阀A 导
通，出口压力不再增加。

2.再看下支路，pf
溢流阀C导通，P2就等于P c，而先导式溢流阀B的K 口与
溢流阀C的进口连在一起了，故相当于接通了所以p i也等于P2。

又因为并联取小，所以泵的出口要你为2兆帕
如果溢流阀B的遥控口K堵住了，上支路不变，下支路有影响，P2值
不变，而5= P2+ P B>P A，所以泵的出口压力就等于3兆帕。

6-7图4-117所示两系统中溢流阀的调整压力分别为
P A=4MPa,p B =3MPa, p c=2MPa当系统外负载为无穷大时，泵的出
口压力各为多少? 解：对（a）系统：A中K 口接到B阀上，B中K 口接到C阀上，则B 的溢流压力由C来决定，A的溢流压力由B决定，所以溢流阀C导通，则P3=P c。

溢流阀B导通，则P2=P3。

溢流阀A导通，则P l=P2。

所以系统出口压力为2兆帕。

对（b）系统：B中K 口接油箱，此时B的调整压力为0Mpa溢流阀C导通，则P3= P c。

溢流阀B导通，贝S P2=P3。

溢流阀A导通，则P I=P2+P A。

所以系统出口压力等于6兆帕。

6-8如图所示系统溢流阀的调定压力为5Mpa减压阀的调定压力为
2.5Mpa。

试分析下列各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？
1）当泵口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A, C点压力各为多少？
2 ）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降低到1.5Mpa时（工
件原处于夹紧状态），A.C点压力各为多少？
3 ）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时， A.B.C点压力各为多
少？
A
答：1）泵的出
口压力等于溢流阀调定压力时P B 5MP a，夹缸使工件夹紧，由于减压阀基本
可维持出口压力恒定，P A 2.5Mpa，同样单向阀后的
p c=2.5Mpa。

2）当泵口压力降到1.5Mpa时，由于单向阀所以工件仍处于加
紧状态，P C 2.5MP a。

减压阀进口压力小于调定压力时，P A P B 1.5MP a
3 ）如夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时C处压力几乎为0, P A
0, P B 0，阀口不工作。

6-10如图，顺序阀和溢流阀串联，调整压力分别为p x和P Y,当系统外负载为无穷大时，问：
1 ）泵的出口压力为多少？
2）若把两阀的位置互换，泵的出口压力又为多少？
解：1）由于两阀是串联接法，且其为先顺序阀，后溢流阀，顺序阀导通后压力不减小，则泵的出口压力为两者中压力较大的一者（顺序阀的出口压力由负荷决定）。

2 ）调换位置，则成为先通过溢流阀后通过顺序阀，而溢流阀有
减压作用，即其调定压力等于其进口压力减去其出口压力，则泵出口压力应等于其两者压力之和。

6-12如图，液压缸的有效面积A l A2 100 10 4m2，液压缸I负载
F L 35000N，液压缸II运动时负载等于0,不计一切损失，溢流阀、顺序
阀、减压阀的调定压力分别为4、3、2兆帕，试求下列三
种工况下A、B、C处的工作压力
1) 液压泵启动后，两换向阀处于
中位时。

2) 1YA通电，液压缸I运动时和
到终端停止时。

3) 1YA断电，2YA通电，液压缸
II运动时和碰到固定挡块停止
运动时。

答：I缸中无杆腔内的压力P1 F L/A1 3.5MP a
1 )两换向阀处于中位，即B、C两口堵死了，泵口压力达到溢流阀
调定压力时维持稳定，此时由于减压阀能维持其出口压力，所以
P C 2MP a。

顺序阀几乎不起减压的作用，所以 B 口的压力等于A 处的压力，即P A P B 4MP a。

2 )1YA通电时，当泵口压力增至3.5MPa时，液压杆右移，此时，
A B 处压力相等，都为3.5MPa,当到终端停止时，即B 口堵住了， 泵口压力会继续增至4MPa 此时溢流阀打开，泵口压力维持不变， 所以此时A 、B 处压力都等于4MPa 而C 出压力在液压缸I 能运动 时已知维持在2MPa 不变。

3 )1YA 断电，2YA 通电时，即C 出压力为0,所以在液压缸II 运动时，A 、B 、C 出的压力都等于0。

而液压缸II 停止时，即C 口堵住了，所以跟第一种情况一样， A 、B 处的压力等于4MPa C 处的压力等于2MPa
第八章
8-8图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力 p y =0.4Mpa ,泵
的最大排量V pmax 100mL/r ，转速n p 1000r/min ，容积效率
vm
0.95， mm 0.9。

不计管道损失，当马达的输出转矩为
T m 40N m ，转速为n m 160r/min 时，求变量泵的排量，工作压
力和输入功率。

解：泵的流出流量等与流入马达的流量 q p q m
0.9 0.95V p 100 50 60 V p 9.36mL/r 1
由马达的输出转矩T m — pV m m
2 T 2 40
p ——m - 6
— 5.58Mpa
V m m
50 10 6 0.9
vp
0.9，机械效率
mp
0.85。

马达相应参数为V mm 50mL/ r ，，
p P y p 5.98Mpa
由7得 q p
n p V p 1000 9.36 173ml /s Vp 60 0.9 功率
P p
P p q
p
173 106 5.98 106
1.03k
8-9泵和马达的参数如下：泵的最大排量V pmax 115mL/r ,转速
n p 1000r/min ，机械效率 mp 0.9，总效率 p 0.84 ;马达排量 V m 148mL/r ，机械效率
mm
0.9，总效率m 0.84，回路最大允
许压力p r =8.3Mpa ，若不计管道损失，试求：
1） 液压马达最大转速及该转速下的的输出功率和输出转矩 2） 驱动液压泵所需的转矩。

解：泵的流出流量等于流入马达的流量
q p q m
n mmax 676.4r / mi n
第九章
即有
n p V p max vp
mmax V
q vm
输出转矩 T m ■p ：V
m m 176N ?m 2
输出功率
P mo
T m
2 n mmax
12.47kW
驱动泵所需的转矩T p
168.88N?m
mp
T pth
mp
9-1如图，试分析调压回路在下列情况下液压泵的出口压力:
1）全部电磁铁断电。

2）电磁铁2YA通电，1YA断电。

3）电磁铁2YA断电，1YA通电。

答：1）全部断电，即溢流阀的K 口堵住了，其调定压力为5MPa所以当泵口压力增至5MPa寸，先导式溢流阀导通，而先导式溢流阀出口压力为0,不能使溢流阀导通，所以会使油堵住，泵口压力继续增加，达到5.5MPa时，溢流阀导通，泵出口压力维持在5.5MP&
2）2YA通电，即先导式溢流阀的调定压力等于3MPa流通情况与上述相同，泵出口压力维持在 3.5MPa。

2）1YA通电，即先导式溢流阀调定压力为0,此时先导式溢流阀相当于油管，不改变压力，当泵口压力增至0.5MPa时，即流通了，所以泵口要你维持在0.5MPa。

9-5在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为P YI 6MP a，
P Y2 4.5MP a。

泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和
调压偏差时:
力各为多少?
2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少? 力各为多少？ 解：1）换向阀下位接入回路时，即C 口堵住了， 泵口压力从0开始增大至4.5MPa 时，C 处的压
力为0,即溢流阀Py1的调定压力为4.5MPa,随 着泵口压力的增加，油流向C 处堵住了，即C 处的压力开始增大，当
C 处压力增加至1.5MPa 时，溢流阀Py1的调定压力变为6MPa 了，泵
口压力继续增加时，溢流阀Py1打开了，泵口压力维持稳定，所以 B
出压力为6MPa C 处压力应为1.5MP&
2）换向阀上位接入回路时，P y2开始工作，又由于P y2 p y1，则P y2
调压作用 P p P y2 4.5Mpa ， p B 4.5Mpa,p C 0Mpa 。

1）换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少?
B 点和
C 点的压
B 点和
C 点的压
L-1J
此答案只作参考，本人不保证没有错误
2 ）此时密封容积中的液体压力等于多少?
解：P歹17MP a
4
3）杠杆上下活动一次，重物上升量H?
2 2
解：h 十H-^ cz^=0.625mm
又如小活塞上有摩擦力175N大活塞上有摩擦力2000N,密封容积外泄0.2 cm2 3 4到邮箱，重复上述计算。

（比较简单，而且类似，只大体写下过程了）FL] 175 W 2000。