液压传动的流体力学基础答案

第一章 绪论

液压传动，由于它有很多突出的优点，所以在工业部门中获得了广泛的应用。它的主要优点是：在极低的稳定速度下能够产生极大的推力(或转矩)；单位功率的系统重量轻，尺寸小。而它的缺点—--泄漏，可以采用密封技术加以减小或消除。

1-1 千斤顶的小活塞直径为10mm，行程20mm，大活塞直径为40mm，重物W为50000N，杠杆比为L：l=500:25,求1)杠杆端施加多少力才能举起重物W？2)此时密封容积中的液体压力等于多少？3)杠杆上下动作一次，重物的上升量。又如小活塞上有摩擦力200N，大活塞上有摩擦力1000N，并且杠杆每上下一次，密封容积中液体外泄0.2cm到油箱，重复上述计算。

注：演算此题，可体会到得之于力，失之于速的道理。考虑损失后，对输入功率、输出功率及功率损失有一初步的概念。

1-2 液压传动系统有泵、阀、执行元3

件、油箱、管路等元件和辅件，还得有驱动

泵的电机。而如电机驱动系统，似乎只需一

只电机就行了。为什么说液压系统的体积

小，重量轻呢？

1-3 液压系统中，要经过两次能量的

转换，一次是电机的机械能转换成泵输出的

流动液体的压力能，另一次是输入执行元件

的流动液体的压力能转换成为执行元件的

机械能。经过能量转换是要损失能量的，那

么为

流体力学与液压传动实验报告册

姓名： 学号： 专业： 班级：

中国地质大学长城学院工程技术系

机械教研室

实验一：液压系统认知与基本回路的构建实验

一、 实验目的

二、 实验设备

三、 实验内容

1、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个简单的液压回路，实现液压缸的往复运动，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的工作原理：

2、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个液压缸顺序动作回路，实现两个液压缸的顺序动作，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的功能分析

实验二：液压泵的拆装与性能实验 一、 实验目的：

二、 实验材料：

三、 实验内容：

1、 液压泵的结构原理图：

2、 液压泵

液压技术

《液压技术基础》 液压技术基础》交通与车辆工程学院周长城

液压技术

上堂课内容回顾1.静止液体的力学基本概念和性质； .静止液体的力学基本概念和性质； 2.流动液体的基本方程； .流动液体的基本方程； (1)连续性定律 ) (2)伯努利方程 ) (3)动量定理 )

2011年3月15日

山东理工大学 交通与车辆学院

1/38

液压技术

第五节 流体流动压力损失基本概念：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失， 基本概念：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压 力损失分为两类： 力损失分为两类：沿程压力损失和局部压力损失 沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失， 沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失， 这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。 这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。 局部压力损失：是油液流经局部障碍(如弯管、接头、 局部压力损失：是油液流经局部障碍(如弯管、接头、管道截 面突然扩大或收缩) 由于液流的方向和速度的突然变化， 面突然扩大或收缩)时，由于液流的方向和速度的突然变化， 在局部形成旋涡引起油液质点间， 在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互 碰撞和剧烈

流体力学与液压传动实验报告册

姓名： 学号： 专业： 班级：

中国地质大学长城学院工程技术系

机械教研室

实验一：液压系统认知与基本回路的构建实验

一、 实验目的

二、 实验设备

三、 实验内容

1、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个简单的液压回路，实现液压缸的往复运动，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的工作原理：

2、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个液压缸顺序动作回路，实现两个液压缸的顺序动作，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的功能分析

实验二：液压泵的拆装与性能实验 一、 实验目的：

二、 实验材料：

三、 实验内容：

1、 液压泵的结构原理图：

2、 液压泵

流体力学与液压传动复习题

1、 液压与气压传动的工作压力由什么决定？液压与气压传动是如何传递动力

的？

2、 换向阀的主要作用是什么？溢流阀的主要作用是什么？节流阀的主要作用

是什么？

3、 液压传动系统主要由哪几部份组成？

4、 什么叫液体的粘性？液体什么时候才会表现出粘性？它与温度、压力的关系

如何？液压系统工作介质的粘性越大越好吗？如何选择工作介质？

5、 液体的静压力两个重要特性是什么？静压力基本方程式的物理意义是什

么？

6、 什么是绝对压力？什么是相对压力？什么叫真空度？

7、 什么叫定常流动？什么叫通流截面？连续性方程的物理意义是什么？ 8、 液体在直管中流动时的压力损失由哪两部份组成？ 9、 什么叫空穴现象？如何减少这种现象？

10、 什么叫液压冲击？产生液压冲击的原因是什么？

11、 液压泵的工件原理是什么？它有哪三个特点？根据结构特点来分，液压泵分为哪几类？根据输出流量来分，液压泵又分为哪几类？ 12、 液压泵的总效率如何计算？

13、 外啮合齿轮泵是如何工作的？它存在哪三大问题？如何解决？

14、 叶片泵是如何工作的？单作用叶片泵与双作用叶片泵的区别有哪些？它们是如何工作？为什么双作用叶片泵又叫卸荷式叶片泵？单作用叶片泵是如何实

-

第二章 液压油液

2.1什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？并分别述说其粘度单位。

2.2 液压油的牌号与粘度有什么关系？

2.3 已知油液的运动粘度v(cst)需要求相应的动力粘度η(Pa·s)，试导出计算公式。

2.4 求20号机械油40℃时的平均动力粘度，用Pa·s及泊(dyn?s)表示。 2cm2.5 填空

1) 某液压油的密度ρ=900kg/m3= N·s2/m4=dyn·s2/cm4= ）kgf·s2/cm4。

2) 20#机械油的密度ρ=900kg/m3，其粘度为20cst= cm2/s = ( )Pa·s= P= cP 2.6 图示液压缸，D=63mm，d=45mm油的体积弹性模量k=1.5×109Pa载荷变化量△F=10000N。

L 当1) L=0.4m时 v 2) L=1.2m时

F 求：在不计缸体变形和泄漏的情况下，由于油液的压缩性，当载荷变化时，活塞将产生的位移。 题2.6图

2.7 油的体积弹性模量k=1.30×

109Pa，装于L=5m长的圆管内(在大气压下)，管内径d=20mm，当管内油压升至△p=20MPa

流体力学与液压传动习题库及参考答案

一、填空题

1、液压传动的工作原理是（ ）定律。即密封容积中的液体既可以传递（ ），又可以传递（ ）。（帕斯卡、力、运动） 2、液压管路中的压力损失可分为两种，一种是（ ），一种是（ ）。（沿程压力损失、局部压力损失） 3、液体的流态分为（ ）和（ ），判别流态的准则是（ ）。（层流、紊流、雷诺数） 4、我国采用的相对粘度是（ ），它是用（ ）测量的。（恩氏粘度、恩氏粘度计）

5、在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为（ ）。（液压冲击） 6、齿轮泵存在径向力不平衡，减小它的措施为（ ）。（缩小压力油出口）

7、单作用叶片泵的特点是改变（ ）就可以改变输油量，改变（ ）就可以改变输油方向。（偏心距e、偏心方向）

8、径向柱塞泵的配流方式为（）其装置名称为（）叶片泵的配流方式为（）其装置名称为（）（径向配流、配流轴、端面配流、配流盘）

9、V型密封圈由形状不同的（ ）环（ ）环和（ ）环组成。（支承环、密封环、压环） 10、滑阀式换向阀的外圆柱面常开若干个环形槽，其作用是（ ）和（ ）。（均压、密封） 11、当油液压力达到预定值

《流体力学与液压传动习题集》

同济大学机械工程学院机械电子工程研究所 訚 耀保（yin yaobao）

电话：13774313727 邮件：y-yin@tongji.edu.cn

习题1-1：画出以下液压元件的液压符号图。1）油缸 2）液压泵 3）溢流阀 4）液压

马达 5）单向阀 6）油滤

习题2-1：用恩氏粘度计测得密度为850kg/m3的油液200ml经直径2.8mm小孔流出时间

为408秒,试求此油的运动粘度与动力粘度值。

习题2-2：有密闭于液压缸的一段直径d=15cm，长L=40cm的液压油，它的体积膨胀系数

为6.5×10^（-4）(1/K).此密闭容积一端的活塞可以移动。如果活塞上的外力不变，油温从-20℃上升至+25℃，求活塞移动的距离。

习题 2-3：同上 2-2。如果活塞不能移动，液压缸是刚性的。问：由于温度的变化，油

液的膨胀，使液压缸中的压力上升多少？

1

习题2-4：某飞行器容积中有2L液压油。它的压力从0.5MPa上升至20.5MPa时，1）设

容器是刚性的2）假设每上升0.1MPa，容器本身的体积增大0.01%。试分别计算上述两种情况下必须从油泵补充输入该

第二章 液压流体力学基础 练习题 一、填空题

1、油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做

。

2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比，这种力称为

3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为 。

。

4、 液体体积随压力变化而改变。在一定温度下，每增加一个单位压力，液体体积的相对变化值，称为 5、液体流动中，任意一点上的运动参数不随时间变化的流动状态称为定常流动，又称

6、伯努利方程是以液体流动过程中的流动参数来表示 达式，即为能量方程。 二、单项选择题

1、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； (E) 能与不同粘度的油液混合的程度。

2、20℃时水的运动粘度为1×10-6㎡/S,密度ρ水=1000㎏/m3;20℃时空气的运动粘度为15×10-6㎡/S，密度ρ空气=1.2㎏/m3；试比较水和空气的粘度：

(A) 水的粘性比空气大

的一种数学表。

(B) 空气的粘性比水大

3、试讨论下述情况时，液压油的等效体积弹性模量K值会发生什么变化： 某一液

第2章 液压流体力学基础

液压传动以液体作为传动介质，按照液体流体力学基本原理进行传动与控制。本章主要讲述与液压传动有关的流体力学的基本内容，其研究范围限于工作液体在封闭管路或容器内的流动，为后续章节的学习打下必要的理论基础。

2.1 液压系统的工作介质

2.1.1 液压工作介质的类型

目前液压传动中采用的工作液体主要有矿物油、浮化液和合成型液三大类。由于矿物油润滑性能好、腐蚀性小、品种多、化学安定性好，能满足各种粘度的需要，故大多数液压传动系统都采用矿物油作为传动介质。工作液体的种类如下表所示：

机械油 汽轮机油 通用液压油 矿物油 液压导轨油 耐磨液压油 低凝液压油 清净液压油 数控液压油 专用液压油 工作液体 乳化液 油包水乳化液 (油60%，水40%) 水包水乳化液 (水90~95%，油5~10%) 磷酸脂基液压油 水——二元醇基液压油

合成型 国外二十世纪70年代初发展起来的高水基液压油现已演变到第三代。第一代是可溶性油，由5%的可溶性油和5%的水制成，即原始的水包油乳化液。第二代是合成液，不含油，由无色透明的合成溶液和水按5:95的比例配制而成。第三代是微型乳化液，它既不是乳化液，也不是深液，而是

一种在95%水中均匀地扩散着水