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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（β2v2-β1v1）为方程，F为，β2、β1为

系数，在状态下β=1，v2、v1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μυ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500C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=100mm，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/m3200mL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/m3,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/m3,B中液体的密度为ρB=1200kg/m3,ZA=200mm,ZB=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=0.02m2,截面A2=0.04m2,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=3.2×10-4m2,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/m3。

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=6cm,流量q=150l/min，油泵吸油口处的真空度为0.2×105N/m2，油的运动粘度为υ=30×10-6m2/s,ρ=900kg/m3,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/m3，试求活塞在力的作用下的下降速度。

习题图2-9

12某液压泵流量为q=16l/min,且安装在油面以下，如图所示。

已知油的密度为ρ=900kg/m3,运动粘度υ=11×10-6m2/s，油管直径d=18mm，若油箱油面位置高度不变，油面压力为1个标准大气压（1个标准大气压=1.03×105pa）,从油箱底部到油泵吸油口处的管子总长L=2.2m，油箱油面到油泵吸油口中心高度h=0.9m,若仅计管中沿程损失，求油泵吸油口处的绝对压力。

（重力加速度为g=10m/s2）。

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=λBp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=25L/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Vp=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qt。

（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pi。

（4驱动泵的转矩Ti。

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Vmax。

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,pB＜1/2pmax,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（1v快进=v快退；（2v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20L/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。

３．如图所示是限压式变量叶片泵的特性曲线，pc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＜pc时，泵的供油流量是：

（增加）（减小）（不变）

（2）当p0变化且p0＞pc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。

（21YA通电，液压缸Ⅰ活塞移动时及活塞运动到终点时。

（31YA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pp=4.5MPa，两个减压阀的调整压力分别为pji=3.5MPa,pj2=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?

第12题图第13题图

二、液压控制回路部分

1．在节流调速回路中，根据流量阀的安装位置不同回路可分为；和。

2．双泵供油回路中，阀1的调压为P1调，阀2的调压为P2调，而切P1调

3．如图所示的回路中，已知油泵的参数为：

排量为Vb=120ml/r，`转速为nb=1000r/min，容积效率为ηbv=0.95。

马达的排量为Vm=160ml/r，容积效率为ηmv=0.95,机械效率为ηmm=0.8。

马达负载转矩为Tm=16N.m。

节流阀阀口为薄壁口，其开口面积为Aj=0.2×10-4cm2，流量系数为Cd=0.62，油的密度为ρ=900kg/m3。

溢流阀的调整压力为p=28×105pa。

试求：

1）马达的工作压力；

2）马达的供油流量；

3）马达的转速；

4）溢流阀的溢流量。

第3题图

4、如图所示的减压回路中,活塞在移动时和夹紧后,减压阀的进、出口压力有什么变化?

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qp=25L/min，负载F=40000N，溢流阀调定压力pp=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qp=6L/min，溢流阀调定压力pp=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AT=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AT1=0.03×10-4m2和AT2=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qp=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Δpmin=0.5MPa，试求：

（1不计调压偏差时溢流阀调整压力pp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pp=2.8MPa时qp=0，液压缸无杆腔面积A1=50×10-4m2，有杆腔面积A2=25×10-4m2，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q1=5L/min的流量时，回路的效率为多少?

（2若q1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qmax=40I/min,活塞面积为5×10-3m2,活塞杆面积为2.5×10-3m2。

试确定:

（1负载为2×104N时,活塞运动速度vI=?

（3此时液压缸的输出功率P=?

（4（3活塞快退时的速度v退=?