液压与气压传动课后习题答案 主编贺尚红 中南大学出版社

液压传动与气压传动课后习题答案

第一章

1-1 什么叫液压传动？液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？

1-2 液压传动有哪些优点？

1-5 油液黏度有哪几种表示方法？油液的黏度与温度、压力有什么关系？ 第二章

2-1 是非题

1、理想液体就是不考虑黏滞性的实际不存在的理想化的液体。 （×） 2、黏滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 （∨） 3、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 （∨） 4、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 （×） 5、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 （×） 6、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 （∨） 7、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 （×） 8、静止水体中，某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。 （∨） 9、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 （∨） 10、静水压强的大小与受压面的方位无关。 （∨） 2-2 单项选择题

1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （A） A、数值相等 B、数值不等 C、仅水平方向数值相等 D、铅直方向数值最大 2、已知液体流动的沿程损失系数（只与边界粗糙度有关），可判断该流动属于 （D） A、层流区 B、紊流光滑区 C、紊流过渡粗糙区 D、紊流粗糙区

2

3、液体中某点的绝对压强为100kN/m，则该点的相对压强为 （A） A、1 kN/m2 B、2 kN/m2

22

C、5 kN/m D、10 kN/m

其值为 1标准大气压=760毫米汞柱 =1.033工程大气压 =101.33KN/m

2

4、紊流的断面流速分布规律符合 A、对数分布 B、直线分布 C、抛物线分布 D、椭圆分布

5、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为

22

A、1 kN/m B、2 kN/m C、8 kN/m2 D、10 kN/m2 6、紊流粗糙区的压力损失与流速成 A、一次方关系 B、二次方关系 C、1.75～2.0次方关系

7、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 A、急流和缓流 B、均匀流和非均匀流

（A）

（C）

（B）

（C）

C、层流和紊流 D、恒定流和非恒定流

8、图2-34所示容器中有两种液体，密度 1 2，则A、B两侧压管中的液面必为 （B） A、B管高于A管 B、A管高于B管 C、AB两管同高

9、紊流的断面流速分布规律符合 （A） A、对数分布 B、椭圆分布 C、抛物线分布 D、直线分布 10、层流断面流速分布规律符合 （C） A、对数分布 B、直线分布 C、抛物线分布 D、椭圆分布 2-3计算题

1、管道直径d 10mm，通过流量q 20cm3/s，运动黏度v 0.0101cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为d 30mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？ 解：由q ()2u得

2

u 0.255m/s

d

3 4

而Re

ud

0.255 10 100.0101 10

2524.75 2000，因此是紊流。

若d 30mm，则计算得到Re

ud

831.68，为层流。

5、已知如图2-37所示的文丘里管，管路中通过流量q 10L/min，d1 5cm，

p 78.4Pa

，如果使2断面产生真空压强为6.37kPa，问d2应为多少？（不计水

头损失）

解：由佰努力方程

p1

g

v1

2

2g

p2

g

2

v2

2

2g

d22

由连续性方程q v1 (其中p2 6.37kpa 求得d2 4.52cm

d12

) v2 (

)

2

6、在图2-38简化液压千斤顶中，手掀力T 294N，大小活塞的面积分别为

A2 5 10

3

m

2

，A1 1 10 3m2，忽略损失，试解答下列各题，并在计算末尾填

入所用的原理或定义。

（1） 通过杠杆机构作用在小活塞上的力F1及此时系统压力p； （2） 大活塞能顶起重物的重量G；

（3） 大小活塞运动速度哪个快？快多少倍？

（4） 设需顶起的重物G 19600N时，系统压力p又为多少？作用在小活塞上

的力F1应为多少？

解： （1）F1

LL1

T

54027

294N 5880N

，p

F1A1

5.88 10pa

6

（2）G pA2 5.88 106 5 10 3 29400N

（3）连续性方程v1A1 v2A2，v1 5A2，大活塞快4倍

第三章

3-3什么是液压泵的排量、理论排量和实际排量？它们的关系如何？

3-5齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的压力？

3-10举例说明液压泵必须满足的三个基本条件。

3-12某液压泵在转速n 950r/min时，理论流量qt 160L/min。在同样的转速和压力为p 29.5MPa时，测得泵的实际流量为q 150L/min，总效率 0.87，求：

（1） 泵的容积效率；

（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）泵的容积效率 v

qqt

150160

0.9375

（2）电动功率Pt pq/ 29.5 106 (150 10 3/60)/0.87 8.48 104w （3）泵的机械效率； m

Pt

v

0.870.93752 n60

0.928

（4）泵的驱动转矩M

,

，从而求得M 851N.M

第四章

4-1如果4-22所示，各液压缸的供油压力p 2MPa，供油流量q 30L/min，横截面积A1 100cm2，A2 50cm2，不计容积损失和机械损失，试确定各液压缸的运动方向、运动速度和牵引力。

解：（a）向左运动，运动速度v

qA1

30 10

3

/60

4

100 10

0.05m/s

，

牵引力F pA1 p(A1 A2) PA2 1.0 104N

（b）向左运动，运动速度v

qA1

30 10

3

/60

4

100 10

0.05m/s

，

牵引力F pA1 p(A1 A2) PA2 1.0 104N

（c）向左运动，运动速度v

q qA1

qA2

0.1m/s

，

牵引力F pA1 p(A1 A2) PA2 1.0 104N

（d）向右运动，运动速度v

qA1 A2

0.1m/s

，

牵引力F p(A1 A2) 1.0 104N

4-3一差动液压缸，要求：（1） 快进 快退；（2） 快进 2 快退求：活塞面积和活塞杆面积之比为多少？

解：设活塞面积为A1，活塞杆面积为A2，

快进A1 q 快进(A1 A2)，（1）快进差动连接，则 快进

qA2

，而 快退

qA1 A2

，

则

（1）由 快进 快退，得A1 2A2； （2）由 快进 2 快退，得A1 3A2

4-5已知单杆液压缸缸筒内径D 100mm，活塞杆直径d 50mm，工作压力

p1 2MPa，流量qv 10L/min，回油压力p2 0.5MPa，试求活塞往返运动时的推力和运动速度。 解：（1）有杆腔进油时，

v

qA1 A2

10 10

3

/60

2

4

0.028m/s

，

(0.1 0.05)

2

2

F p1

4

(D

2

d) P2

4

D

2

2 10

6

4

(0.1 0.05) 0.5 10

226

4

0.1

2

（2）无杆腔进油时，

v

qA1

10 10

3

/60

2

4

0.0212m/s

，

0.1

F p1

4

D

2

P2

4

(D

2

d) 2 10

26

4

0.1 0.5 10

26

4

(0.1 0.05) 1.28Nm

22

第五章

5-3分别说明O型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点。 5-5何谓换向阀的液压卡紧现象？如何防止？

5-13分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。

5-14流量阀的节流口为什么尽量采用近似薄壁小孔而不用细长小孔？ 5-15何为节流阀的最小稳定流量，它有何实用意义？

5-16为什么调速阀比节流阀具有更好的稳速性能？调速阀的最小压差有何实用意义？

5-25．图5-63中溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5Mpa，设液压缸的无杆腔面积A 50cm2，液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，其压力损失分别为0.2MPa和0.3MPa。试问：当负载分别为0kN、7.5kN和30kN时，（1）液压缸能否移动？（2）A、B和C三点压力数值各为多少？ 解：

当负载为0kN时，p1

F1A

0，减压阀开度最大，不起着减压作用，液压缸

能动，此时pc 0，pb 0.2Mpa，pa 0.5Mpa

当负载为7.5KN时，p1

F1A

1.5Mpa，减压阀开度很大，不起着减压作用，

液压缸能动，此时pc 1.5Mpa，pb 1.7Mpa，pa 2.0Mpa

当负载为30KN时，p1

F1A

6Mpa，减压阀关闭，液压缸不动，此时

pc 6Mpa，pb 2.5Mpa，pa 5.0Mpa

5-26如图5-64所示的液压系统中，各溢流阀的调定压力分别为pA 4MPa、pB 3MPa和pC 2MPa。试求在系统的负载趋于无限大时，液压泵的工作压力。 解：（a）图中，三个溢流阀工作，液压泵的工作压力p 4 3 2 9Mpa。 （b）图中，液压泵的工作压力取决于三个溢流阀中调节压力最低者，即

p 2Mpa。

5-27在图5-65所示的系统中，溢流阀的调定压力为4MPa，如果阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表的读数：（a）YA断电，负载为无穷大；

（b）YA断电，负载压力为2MPa；

解：（a）YA断电，负载为无穷大时，压力表的读数pA 4Mpa； （b）YA断电，负载压力为2Mpa，压力表的读数pA 2Mpa； （c）YA通电，负载压力为2Mpa，压力表的读数pA 0Mpa；

5-28如图5-66所示，顺序阀的调整压力Px 3MPa，溢流阀的调整压力

Py 5MPa

，试求在下列情况下A、B点的压力：（a）液压缸运动时，负载压力

（b）负载压力PL 1MPa；（c）活塞运动到右端时。 PL 4MPa；

解：（a）液压缸运动时，负载压力PL 4MPa，Pa Pb 4MPa （b）液压缸运动时，负载压力PL 1MPa，Pa 1MPa，Pb 3MPa （c）活塞运动到右端时，Pa Pb 5MPa。

5-29如图5-67所示两阀组中，设两减压阀调定压力一大一小（pA pB）并且所在支路有足够的负载。说明支路的出口压力取决于哪个减压阀？为什么？ 解：串联时取决于小者；并联时取决于大者。 第七章

7-1什么叫基本液压回路？它有哪些特点？

7-3如图7-30所示两个溢流阀串联，调定压力为：py1 2MPa，py2 4MPa。溢流阀卸荷的压力损失忽略不计，试判断电磁阀不同工况下，A点和B点的压力各为多少。 解：

1YA通电，pa 4Mpa，pb 4Mpa。

1YA断电，pa 2Mpa，pb 2Mpa。

7-4两减压阀串联如图7-31所示。取py 4.5MPa，pj1 3.5MPa，pj2 2MPa，活塞负载F 1200N，活塞面积A 15cm2，管路损失不计。求：（1）活塞在运动中和到达终端位置，A，B，C的压力等于多少？（2）若负载阻力增加到F 4200N，A，B，C点压力为多少？（3）单向阀起什么作用？ 解：

（1）若F 1200N，则液压缸压力p

120015 10

4

0.8Mp

a

，活塞在运动过程中

时，溢流阀不能开启，减压阀开口全开，pa pb pc 0.8Mpa。活塞到达终点时，溢流阀、减压阀均处于工作状态，此时pa 3.5Mpa，pb 4.5Mpa，

pc 2.0Mp

a

420015 10

4

（2）若F 4200N，则液压缸压力p

2.8Mp

a

，不能能推动活塞

运动，溢流阀、减压阀均处于工作状态，此时pa 3.5Mpa，pb 4.5Mpa，

pc 2.0Mp

a

7-6如图7-33所示，主液压缸 负载阻力F 4500N，两缸大小相同，大腔面积A1 20cm2，小腔面积A2 10cm2，溢流阀压力py 3MPa，减压阀压力

pj 1.5MPa

。试分析：（1）夹紧缸2运动中：pA和pB为多少？（2）夹紧缸2

450020 10

4

夹紧工件时：pA和pB分别为多少？（3）夹紧缸2最高承受压力pjmax为多少？ 解：（1）缸1工作压力为，p

2.25Mp

a

，夹紧缸2运动过程中，减

压阀处于工作状态，pA pj 1.5Mpa，B点压力为溢流阀压力pb py 3MPa； （2）同上，夹紧缸2夹紧工件时，减压阀处于工作状态，：pA和pB分别为：

pA 1.5Mpa， pb 3MPa

；

（3）夹紧缸2最高承受压力pjmax为pjmax 3.0Mpa

7-8如果7-35所示，进油截流调速阀回路，已知液压泵的供油量

33

qp 0.1 10m，溢流阀压力py 3MPa，液压缸无杆腔面积A1 20 10 4cm2，负载F 4000N，节流阀为薄壁刃口，开口面积AT 1 10 4cm2，Cd 0.6，

880kg/m，求：活塞运行速度 大小？节流阀的流量和回路效率是多少？若

3

AT 5 10

4

cm

2

时，液压缸运行速度和溢流阀的分流量是多少？

FA1

400020 10

4

解：（1）液压缸进油腔压力为p 经过节流阀的流量

q CdAT

P

0.6 0.01 10

4

2Mpa

(3 2) 10

880

5

6

2.92 10

5

m/s

3

所以活塞运动速度v

qA1

2.92 1020 10

4

14.6 10

3

m/s

（2）溢流阀的溢流量为qy qp q 0.1 10 3 2.92 10 5 0.708 10 4m3/s 回路效率 c

Fvqppp

4000 14.6 100.1 10

3

36

3 10

19.5%

（3）若AT 5 10 4cm2时，经过节流阀的流量

q CdAT

P

5 2.92 10

5

m/s 14.6 10

3 5

3

m/s＞泵的实际输出流量qp，

所以此时通过节流阀的流量为泵的流量

q qp 0.1 10

3

m/s

qA1

0.1 1020 10

3 4

3

3

活塞运动速度v

50 10m/s

溢流阀的溢流量为qy qp q 0.m3/s

7-9如果7-36所示回路，泵的流量qp 25L/min，液压缸两腔面积A1 100cm2，，当液压缸的负载F从0变化到30000N时，液压缸向右运行速度不变，v 0.2m/min，调速阀最小压差 p 0.5MPa，试求：（1）溢流阀最小调定压力py为多少？（2）负载F=0时泵工作压力是多少？（3）液压缸的最高工作

A1 50cm

2

压力是多少？

解：（1）溢流阀应保证F Fmax 30000N时仍能正常工作，根据液压缸受力平衡方程ppA1 p2A2 Fmax pminA2 Fmax，可得

pp

1A1

( pminA2 Fmax)

1100 10

4

(0.5 10 50 10

6 4

30000) 3.25Mpa

进入液压缸的最大流量q A1v 100 10 4 0.2 103 2L/min

溢流阀处于正常溢流状态，所以泵的工作压力即为溢流阀最小调定压力，

py pP 3.25aMp

a

（2）、（3）当负载F=0时，泵工作压力仍是py pP 3.25aMpa，液压缸小腔中压力达到最大，建立液液压缸受力平衡方程

pyA1 p2minA2

，则

10050

3.25 6.5Mpa

p2min

A1A2

py

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/b2fq.html