《液压传动》习题及答案

第一章 绪 论

1－2 液压传动装置由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四部分组成，

1－1 液压系统中的压力取决于（ ），执行元件的运动速度取决于（ ） 。

其中（ ）和（ ）为能量转换装置。 1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。求： ① 顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F； ② 此时密闭容积中的液体压力p； ⑧ 杠杆上下动作一次，重物的上升量H；

④ 如果小活塞上有摩擦力fl＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm至油箱，重新完成①、②、③。

3

图题1—3

1

第二章 液压油液

2－1 什么是液体的粘性？

2－2 粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？ 2－3 压力和温度对粘度的影响如何？

2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m，试回答以下几个问题：

1) 30号机油的平均运动粘度为( )m／s；

2）30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s；

３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？

2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10m／s，密度ρ＝1000kg／m；20℃时空气的运动粘度为15×10m／s，密度ρ＝1.2kg／m；试比较水和空气的粘度( ) (A)水的粘性比空气大； (B)空气的粘性比水大。

2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )

(A) 粘度较大； (B) 粘度因压力变化而改变较大； (C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大。 2—7 图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11．96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动力粘度η= 0．065Pa·s的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0．5 m／s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?

L—62

3

—62

3

2

3

hDvdF图题２－7

2

第三章 液压流体力学基础

§ 3－1 静止流体力学

3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？

3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F＝3000 N。已知d=1m,h=1m,ρ=1000kg／m，试求：

①圆筒内底面所受的压力及总作用力； ②定性说明各容器对支承其桌面的压力大小；

③当F＝0时各圆筒内底面所受的压力及总作用力。

3

题图3－2

3—3 如图所示，密闭容器中充满密度为ρ的液体，柱塞直径为d、重量为FG，在力F作用下处于平衡状态。柱塞浸入液体深度h，试确定液体在测压管内上升的高度x 。

图题3－3

3

3—4 如图所示密封油箱分别与两个水银测压管相连，油箱上部充气，各液面 高度如图所示。

1)在油箱右侧选取三个水平面A—A，B一B，C—C，其中( )为等压面 2)试比较同一水平线上的1，2，3，4，5各点的压强的大小。

题图3－4

3—5液压缸直径D＝150mm，柱塞直径d＝100mm，液压缸中充满油液。如果在柱 塞上[图(a)]和缸体上[图(b)]的作用力F＝50000N，不计油液自重所产生的压力，求液 压缸中液体的压力。

题图3－5

3—6 如图(a)所示．U形管测压计内装有水银，其左端与装有水的容器相连，右端开口与大气相通。已知h=20cm，h1＝30cm，水银密度ρ＝13.6×l03kg／m3。试计算A

4

点的相对压力和绝对压力；

又如图(b)所示，容器内同样装有水，其中h1=15cm，h2=30 cm，试计算A点的真空度和绝对压力。

图题3－6

3—7有一上端封闭、下端开口且插入油中的玻璃管，如图所示。若抽去管中部分空气，使管中油面上升到高于管外油面h=1m处．设油的密度ρ＝900kg／m3，管外大气压力Pa=101325Pa，试求管中油面上B点的压力。

图题3-7 图题3-8

3—8 如图所示，已知容器A中液体的密度ρ＝900kg／m3。容器B中液体的密度ρ＝1200kg／m3，ZA＝200mm，ZB＝180mm，h＝60mm，U形计中测压介质为水银，试求A、B之间的压差。

5

1)该泵输出的液压功率 2)驱动该泵的电机功率

4－5某液压泵的额定压力为200×l05Pa，额定流量Q=201／min，泵的容积效率 ηυ=0.95，试计算该泵的理论流量和泄漏量的大小。

4—6 已知液压泵的额定压力为PH，额定流量为Q，如忽略管路损失，试确定在图示各工况下，泵的工作压力P(压力表读数)各为多少：a)泵的出口用油管直接接入油箱；b)泵的出口连接到面积为A、负载为F的液压缸上；c)泵的出口经开口面积为f的薄壁型节流孔后再接回油箱，d)泵的出口分别接油箱和面积为A、负载为F的液压缸。

图题4-6

4-7 某液压马达排量qM=250ml/r，入口压力为9．8MPa，出口压力为0．49 MPa， 其总效率为ηM＝0．9，容积效率为ηMV＝0．92。当输入流量为22L／min时，试求： ①液压马达的输出转矩；

②液压马达的输出转速(nM)。 图题4-7

§ 4－2 齿轮泵和齿轮马达

4－8试在图4－8所示CB齿轮泵的工作原理图上，分析下列几个问题： 1) 标出齿轮A的旋转方向；

2) 图中齿轮泵上标有1．2、3、4四个点的位置，其中齿轮在( )点附近的位置密封工作腔容积是逐渐增大的，形成部分真空，在( )点附近的位置密封工作腔容积

11

逐渐减小，产生油压作用。在( )点密封工作腔容积不变化。

3) 吸油腔的油，在泵内沿着( )所示的途径到压油腔，然后排出泵外。 (A) 1一M一2 (B)2一M一1 (C)2—3一4—1 (D) 1一 4一3—2

4) 比较图中4点与3点的压力大小(p4 p3)，主要原因是( )。 (A)压力油通过齿顶圆和泵体内孔间隙，产生了压力降低。 (B)密封容积在不断变小，压力逐渐升高。

题图4－8 题图4－9

4－9试在如图所示的齿轮马达的工作原理图上分析以下几个问题： 1)标出齿轮A的旋转方向。

2)试分析进、出油口孔径制造成同样大小的理由为 (A)减小径向不平衡力； (B)使马达正转、反转时性能相同 (c)提高马达的效率。

3)在马达的出油口处，是否会产生局部真空。 (A)产生； (B)不会产生。

4)齿轮马达，由于进口通道较大，每个齿轮在每瞬间都有2—3对齿间充满了高压油，高压油使齿轮轴产生转动的理由为( )。

(A)充满高压油的所有齿面都能产生径向不平衡力，在这些力共同作用下使得齿轮轴产生转动。

12

(B)只有在与啮合点相关的齿间内，它的齿面两侧所受到液压力面积不等，产生了切向不平衡力，使齿轮轴产生转动。

(c)啮合点使高压腔与低压腔分开，进口的压力高，出口的压力低，压差产生的力使得齿轮轴转动。

4－10试分析下述几个问题：

1) 限制齿轮泵压力提高的主要因素是( )；

(A)流量的脉动 (B)因油现象 (C)泄漏； (0)径向不平衡力t 2) 在CB—B齿轮泵中，原动机通常通过( )来驱动主动齿轮彻 (A)齿轮； (B)皮带拖 (C)联轴节。 3) 如原动机反转，该泵能否正常工作( ) (A)能； (B)不能。

4—11 CB—B齿轮泵的泄漏有下述三种途径，试指出：其中( )对容积效率影响最大 (A)齿顶圆和泵壳体的径向间隙； (B)齿轮端面与侧盖板的轴向间隙； (C)齿面接触处(啮合点)的泄漏。

4—12为消除齿轮泵的因油现象，在侧板上开出两条分别与压油腔和吸油腔相通的卸荷槽，两槽的间隔应保证在任何时刻，闭死容积不能同时与两个卸荷槽相通。当闭死容积增大时，闭死容积通过侧板上的卸荷槽与( )相通；当闭死容积减小时，闭死容积通过侧板上的卸荷槽与( )相通。 (A)压油腔； (B)吸油腔。

§ 4－3 叶片泵和叶片马达

4－13 图4－13所示为双作用式叶片泵与马达原理图

1) 若将原理图看成马达时， ( )窗口进油，( )窗口排油。

2)若将原理图看成泵时， ( )窗口为高压油排出口， ( )窗口为吸油口。

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3)将图看成泵，当叶片1、2、3分别转到图示1’、2’、3’位置时压力图将从窗口a 排出。如不考虑叶片厚度对容积的影响，试分析泵工作时密封容积变小的原因为( )。 (A)叶片2在过渡曲线的运动使密封容积变小强迫油从窗口a排出去，叶片1、3对容积变小不起作用；

(B)叶片1、3分别在长、短半径圆弧中的运动，使密封容

积变小，强迫油从窗口a排出，叶片2对容积变小不起作用. 题图4－13 (C)叶片1、2、3共同使密封容积变小，三个叶片都起了强迫油从窗口a排出去作用。

§ 4－3 柱塞泵和柱塞马达

4－14图4一14所示为轴向往塞泵和马达的工作原理图，转子按图示方回转： 1)若作液压泵时，配油盘安装位置与进出油窗口的位置应为( ) 2)若作液压马达时，配油盘安装位置与进出油窗口的位置应为( ) (A)如截面A1—A1所示；其中a为进油窗口、b为出油窗口； (B)如截面A1—A1所示；其中b为进油窗口、a为出油窗口； (C)如截面A2一A2所示；其中a为进油窗口、 b为出油窗口； (D)如截面A2一A2所示：其中b为进油窗口、 a为出油窗口。

题图4－14

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第五章 液压缸

5—1 如图示，已知单杆活塞缸的缸筒内径D＝90mm，活塞杆直径d＝60mm，进入油缸的流量Q＝251／min，进油压力P1＝60×105Pa，回油压力P2＝5—×105Pa，试判断并计算图示各联接方式时，油缸运动的方向及进度大小?最大牵引力方何及大小?

题图5－1

5—2 已知液压缸活塞的有效面积为A，运动速度为v，有效负载为FL，供给液压缸

的流量为Q，压力为p。液压缸的总泄漏量为Ql ,总摩擦阻力为Ff，试根据液压马达的容积效率和机械效率的定义，求液压缸的容积效率和机械效率的表达式。 5—3 如图所示，—单杆活塞缸，无杆腔的有效工作面积为A1，有杆腔的有效工作面积

为A2，且A1＝2A2。求：①当供油流量为Q＝30L/min时回油流量Q’＝？ ②若液压缸差动联接，其他条件不变，则进入液压无杆腔流量为多少？

题图5－3 题图5－4

5—4图示为一柱寒液压缸，其柱塞固定，缸筒运动。压力油从空心柱塞通入，压力为p,流量为Q,活塞外径为d，内径为d0，试求缸筒运功速度v和产生的推力F。

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开口时的局部损失及管路损失略去不计。①试确定活塞在运动中和到达终点时a、b和c点处的压力；②当负载加大到FL＝4200N,这些压力有何变化?

§9－2 快速运动和速度换接回路

9—7 如图所示的液压系统中，串联着两个薄壁小孔型的节流阀。两节流阀的开口大小不同，通流截面积分别为Al＝0.01cm2，A2＝0.02 cm2，流量系数C=0．67。油的密度ρ＝900kg／m3，负载R＝10000N，溢流阀调定压力PY＝36×105Pa，泵流量QP＝25L／min，活塞面积S＝50cm2，管道损失忽略不计。试计算： 1)阀3接通时，活塞的运动速度为多少?

2)阀3断开后，活塞的运动速度为多少？3)将原先两节流阀位置互换一下，取Al＝0.02cm2，A2＝0.01 cm2 ， 两节流阀连接点c处压力是否会变，活塞运动速度为多少?

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(计算前先思考一下两节流阀串联时，活塞运动速度是由于开口面积较小的节流阀调定，还是由两个节流阀共同作用的结果)

9－8说明图示回路工作原理，编写电磁铁动顺序表并说明液控单向阀作用。 9－9 试说明图示之回路的工作原理，列出各电磁铁的动作顺序表(速度v一工进＞v

二工进)

9—10 说明图示之回路是如何实现“快速进给一加压、开泵保压一快速退回”动作循环的?分析单向阀1和2的功用。

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9－11假如要求附图所示之系统实现“快进一工进一快退一原位停止和液压泵卸荷工作循环，试列出各电磁铁的动作顺序表。

9－12 试说明图示之回路若实现快进→ 一工进→ 二工进→快退→原位停止的动作循环，列出各电磁铁的动作顺序表(速度v一工进＞v二工进)，其中节流阀1的开口大于节流阀2的开口。

图 9-12

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9-13 图示之回路为实现快进－工进（1）－工进（2）－快退－停止的动作循环回路，且工进（1）速度比工进（2）快，试说明工作原理，列出电磁铁动作顺序表。

题 9－13

§9－3 多缸动作回路

9—14 在图（a）所示回路中，两液压缸两边腔有效工作面积都相等，液压缸I的负载FL1大于液压协缸Ⅱ的负载FL2：FL1＞FL2，如不考虑泄漏，摩擦等因素，试问： ①两液压缸是否先后动作；运动速度是否相等?

②如将回路中节流阀口全打开，使该处降为零，两液压缸动作顺序及运动速度有何变化？

③如将回路中节流阀改成调速阀，此液压缸的运动速度是否相等？ ④如将节流阀或调速阀移置到进油路上，如图(b)所示，以上结论有何变化?

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图 9－14

9—15 在图示回路中，两液压缸的活塞面积相同．Al＝20 cm2：，但负载分别为FL1＝ 8000N，FL2＝4000N，若溢流阀的调定压力为PY＝4．5 MPa。试分析减压阀调定压力分别为PJ＝1MPa、2MPa、4 MPa时，两液压缸的动作情况。

题 9－15

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