1、1. 学习指导与思考题 1）学习要点 1. 掌握液压传动的工作原理及组成。 2. 掌握气压传动系统的工作原理及组成。 3. 掌握液压传动和气压传动的特点。 4. 掌握液压元件的职能符号及规定。 5. 了解液压传动和气压传动的发展概况、应用情况及优、缺点。 6. 了解液压传动和气压传动的不同点。 2）填空题 1. 液压系统由 动力元件 、 执行元件 、 控制元件 、 辅助元件 四个主要组成部分。 2. 液压传动是以 液压油 为传动介质，依靠液体的 压力能 来传递动力。 3. 液压系统工作时外界负荷 越大 ，所需油液的 压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力 为零 。 4. 活塞或工作台的运动速
2、度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的 体积 ，流量越大，系统的速度 越大 ，反之亦然。流量为零，系统速度 为零 。 5. 液压元件的职能符号只表示元件的 职能 、 控制方式 及 外部接口 ，不表示元件的 结构 、 参数 及连接口的实际位置和元件的 安装位置 。 6. 液压传动系统的传动比比机械传动的 大 ，传动效率比机械传动的 低 。 7. 液压传动系统可以实现 无级 调速， 过载 保护。 8. 液压传动 系统单位质量输出功率 大 ，传动 均匀 平稳。 9. 气压传动系统介质费用 低廉 ，不会造成环境 污染 。 3）判断题 1. 液压传动不易获得很大的力和转矩。（ ） 2. 液压传动装
3、置工作平稳，易于实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。 ( ) 3. 液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。 ( ) 4. 液压系统故障诊断方便、容易。（ ） 5. 液压传动适宜于远距离传动。（ ） 6. 气压传动能使气缸实现准确的速度控制和很高的定位精度。（ ） 7. 液压与气压传动介质成本都很高。（ ） 8. 液压传动可在高温下运行。（ ） 9. 气压传动介质可以回收循环使用，故成本很低（ ） 4）选择题 1. 液压系统的执行元件是（ C ）。 A电动机 B.液压泵 C液压缸或液压马达 D.液压阀 2. 液压系统中，液压泵属于（ A ）。 A.动力部分 B.执行部分 C控制部分
4、D.辅助部分 3. 液压传动的特点有（ B ） A.易于实现远距离操纵和自动控制； B.可在较大速度范围内实现无级变速 ； C.转向迅速、变速、传动准确； D.体积小重量轻，自润滑，且诊断、维护、保养和排放方便。 4. 气压系统对环境造成的危害是（ C ）。 A污染 B.浪费 C噪声 D.辐射 5）问答题 1. 液压系统和气压系统各由哪几部分组成？ 答：动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分。 2. 液压传动和气压传动有什么区别？ 答：液压传动以油为介质，气压传动以空气为介质。 2. 学习 指导和思考练习题 1）学习要点 1.了解液压油基本性质、粘性、各种粘度定义及换算关系、粘温特性、分类和命
5、名方法，液压油选用方法、污染及其控制方法。 2.理解液体静压力的概念、特性。 3.掌握压力表示方法、单位及其换算。 4.掌握静压力传递原理，理解压力与负载关系、液体内压力处处相等的概念。 5.掌握流量、流速、平均流速的概念。 6.掌握流体连续性方程、伯努利方程的应用，理解动量方程的意义。 7.掌握流动状态的判定方法，掌握沿程压力损失和局部压力损失的计算方法。 8.掌握流体流经小孔、缝隙的流量特性及计算方 法。 9. 了解液压冲击和空穴现象。 2） 填空题 1. 液体流动时， 分子之间的内摩擦力阻碍分子的相对运动 的性质称 之 为 液体的 粘性，大小用 粘度 表示，常用的粘度有 动力粘度 、 运
6、动粘度 、 相对粘度 。 2. 我国采纳的相对粘度是 恩氏粘度 ，它是用 恩氏粘度计 测量的。 3. 粘温特性的概念是 油液粘度随温度变化的特性 。 4. 液压油牌号是该油液在 40时 运动粘度 的平均值。 5. 液体动力粘度的定义是 速度梯度为 1 时液层间单位面积的内摩擦力 ，用符号 表示。 6. 液体的粘性是由分子间的相互运动而产生 的一种 内摩擦力 引起的，其大小可用粘度来度量。温度越高，液体的粘度越 小 ；液体所受的压力越大，其粘度越 大 。 7. 液体粘度随温度变化的特性叫 粘温特性 。 8. 液压油的牌号是用 该油液在 40时 运动粘度的平均值 表示的。 N32 表示 40时 运
7、动粘度的平均值 为 32mm2/s。 9. 液体的流态分为 层流 和 湍流 ，判别流态的准则是 临界雷诺数 。 10.绝对压力等于大气压力 加上 相对压力，真空度等于大气压力 减去 绝对压力。 11.液压传动的工作原理是 帕斯卡 定律。即密封容积中的液体可 以传递 力 ，又可以传递 运动 。 12.在液压流动中，因某处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为 气穴 。 13.液压系统的压力取决于 负载 的大小。 14.液压传动是以 液压油 为工作介质，依靠液体的 压力能 来实现运动和动力传递的传动方式。 15.液体流动时分子间的 内聚力 要阻止分子 相对运动 而产生的一种 内摩擦力 ，这
8、种现象叫液体的粘性。 16.液压系统的压力大小取决于 负载 的大小，执行元件的运动速度取决于 流量 的大小。 17.液压管路中的压力损失可分为两种，一种是 沿程损失 ，一种是 局部损失 。 18.液压系统由于某些原因使液体压力急剧上升，形成很高的压力峰值现象称为 液压冲击 。 19.根据连续性原理，管子细的地方流速 大 ，管子粗的地方流速 小 。 20.造成液体在间隙中流动的原因有两个，一种是 压差 ，一种是 相对运动 。 21.理想液体伯努利方程的物理意义：管内稳定流动的液体具有 压力能 、 势能 和 动能 三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以 相互转换 ，但总和为一定值。 3）判断
9、题 1. 标号为 N56 的液压油是指这种油在温度为 40 时，运动粘度的平均值为 56mm2/s。（ ） 2. 液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采纳。（ ） 3. 由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。（ ） 4. 理想液体在同一管道中作稳定流动时，内部动能、位能、压力能之和 随位置变化 。（ ） 5. 活塞推力越大，速度越快。（ ） 6. 寒冷地区选择液压油粘度应大一些。（ ） 7. 热带地区选择液压油粘度应大一些。（ ） 8. 同心环形间隙泄漏量为最大偏心时的 2.5 倍。（ ） 9. 液压系统的压力指的是绝对压力。（ ） 10.压力表指示的是绝对压力。 （ ） 11.液压系统中
10、高位置处压力的计算为低位置压力加上 gh。（ ） 12.泵的吸油管口应低于泵至少 1 米以上。（ ） 4）选择题 1. 当温度升高时，油液的粘度（ A ）。 A、下降 B、增加 C、没有变化 2. 当温度下降时，油液的粘度（ B ）。 A、下降 B、增加 C、没有变化 3. 国际标准 ISO 对油液的粘度等级（ VG）进行划分，是按这种油液 40 时什么粘度的平均值进行划分的：（ B ） A、动力粘度 B、运动粘度 C、赛式粘度 D、恩式粘度 4. 在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为（ C ）。 A 、层流 B 、液压冲击 C 、空穴现象 D、紊流 5. 流经
11、固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（ D ）成正比。 A 、一次方 B 、 1/2 次方 C 、二次方 D、三次方 6. 当绝对压力小于大气压时，大气压力减绝对压力是（ B ）。 A、相对压力 B、真空度 C、表压力 D、绝对压力 7. 液压传动中的 工作 压力取决于（ A ）。 A、外负载 B、流量 C、速度 D、泵的功率 8. 下面哪一种状态是层流？（ A ） A、 Re=0.5Re 临界 B、 Re= Re 临界 C、 Re=1.5Re 临界 D、 Re=2.0Re临界 9. 某一系统的压力大于大气压力，则其绝对压力为（ A ） A、大气压力加相对压力 B、大气压力加真空度 C、大气压力减
12、真空度 D、表压 10.判断层流和湍流的标准是 （ C ） A、 雷诺数 B、 管道材质 C、 临界雷诺数 D、管道内径 5）问答题 1. 对液压油的要求是什么？ 答： （ 1）粘度合适，粘温特性好 （ 2）有良好的润滑性，减少摩擦副的磨损。 （ 3）质地要纯净，腐蚀性和堵塞性杂质少。 （ 4）有良好的化学稳定性，包括热安定性、氧化安定性。即不易变质，使用期长。 （ 5）抗泡沫性好，不易引起气穴。抗乳化性好，保持润滑性。 （ 6）材料相容性好，对液压控制元件、密封件、管件和油箱等腐 蚀溶解小。 （ 7）无毒无害 , 泄漏后对人员和环境的危害小。 （ 8）闪点和燃点高，凝点低，使用安全。 （ 9
13、）体积膨胀系数小，比热容大，容易带走系统中摩擦产生的热量。 （ 10）价格便宜。 2. 液压油的选择要素是什么？ 答： 工作环境，工作压力，运动速度，液压泵的类型。 3. 防止液压油污染的方法有哪些？ 答： （ 1）定期进行液压泵、液压缸和液压马达清洗。 （ 2）检查密封有效性并及时更换，防止灰尘、水、杂物等污染物从外界侵入。 （ 3）合理设置合适等级和数量的过滤器，并定期检查、清洗或更换。 （ 4）合理选择系统元件， 控制液压油的温度。 （ 5）定期彻底清洗油箱，检查更换塑料制成的管件，防止老化破损。 （ 6）避免混用不同牌号、不同品种的液压油，防止反应物生成。 （ 7）定期检查和更换液压油
14、。 4. 静压力传递原理是什么？ 答： 在液面上施加的压力都完全传递到液体内任意一点。 5. 应用伯努利方程时，怎样选择参考面？ 答： 通常选取某些参数已知的特殊位置截面作基准面，以方便计算。比如接触大气的截面其压力为零。较大截面容器的液面高度变化的速度较慢，取其流速为零。 6. 缝隙流动公式中，正负号如何选取？减小缝隙流量最有效的方式是什么？ 答： 在平板移动方向与压差引起流动方向一致时取“ +”，如果不一致，则取“ -”号。 6）计算题 1. 如题 1 图所示，一具有真空度的容器倒置于一液槽中，液面与大气相通的，液体在管中上升的高度 h =0.8m，设液体的密度为 = 1050kg/m3,
15、 试求容器中的真空度。 解： 列 0-0 等压面方程 22g 9 8 0 0 0g 9 8 0 0 0 9 8 0 0 0 = g= 1 0 5 0 9 .8 0 .8 /8 2 3 2 /phhpphN mNm即真 空 度得 真 空 度题 1 图 2. 如题 2 图所示 ,容器 A 中液体的密度 A=950kg/m3, B 中液体的密度 B=1100kg/m3, ZA=100 mm, ZB=200 mm, h=50 mm,U 形管中的测压介质为水银 , 求 A、 之间的压力差。 解 : 列 1-1 等压面方程 题 2 图 3. 如题 3 图所示 , 某管道中密度 1100 kg/m3 的油液
16、以流量 q 0.5 m3/s 流动。在直径 d1 600 mm 的管道点 (1)处 ,压力 p1 0.4 MPa 。 (2)点管道直径 d2 300 mm， 位置比 (1)低 h 1.5m，点 (1)至点 (2)的管长 L 20m。不计损失 ,求（ 2）点处的压力 p2 题 3 图 1 22111 1 2 22 2112 1 122224 4 0. 5 1. 77 / 3. 14 0. 60. 6 1.77 7.08 / 0. 3qqv m sAdv A v AAdv v v m sAd 解 ： 先 求 流 速再 由 连 续 性 方 程 得2 , 1100 9. 8 0. 213600 9.8
17、 0.05 950 9.8 0.17889 /A A A B B B H gABB B H g A Ap gZ p gZ g hp p pgZ g h gZN m 整 理 得 221 1 1 2 2 21 2 1 222122 1 2 12220 - 0 , 1 - 1 ,2 - 2z z , 1 , ,2221 1 0 0 1 .7 7 7 .0 81 .5 1 1 0 0 9 .8 4 0 0 0 0 02p v p vggvvp z z g pp 再 以 为 基 准 面 列 两 断 面 伯 努 利 方 程， 整 理 且 取 整 理 得代 入 各 巳 知 参 数1 6 1 7 0 2 5
18、8 4 6 .4 4 0 0 0 0 0 3 9 0 3 2 3 .6 0 .3 9P a M P a 4. 如题 4 图所示尺寸，油箱安装在液压泵上方，泵流量 q=20L/min, 油液的运动粘度 =20 10-6 m2/s, 密度 =850 kg/m3。大气压取 Pa=0.098 MPa, 仅考虑吸油管沿程损失，求泵入口处绝对压力。 题 4 图 5. 题 5 图为一种抽吸设备。水平管出口通大气，当水平管内液体流量达到某一临界数值时，处于面积为 A1处的垂直管子将从下方露天液箱内抽吸液体。水平管内液体（抽吸用）和被抽吸介质相同。有关 尺寸如下：面积 A1=2.5cm2， A2=4A1，h=0
19、.8m，不计液体流动时的能量损失，问水平管内流量达多少时才能开始抽吸？ 题 5 图 解：对截面和建立液体的能量方程： 221 1 2 2P V P Vg g g g （ 1） 连续方程 232-3-3644 2 0 1 03 .1 4 1 8 1 0 6 01 .3 1 /1 .3 1 1 8 1 0Re2 0 1 01 1 7 9 2 0 0 06 4 6Reqvdmsvd 解 ： 先 判 别 流 态为 层 流 状 态 ， 则 有40 .0 5 41179 2 2 21 1 1 2 2 2 21222 21 1 2 2 22 1 2 1120 - 0 1 - 1 ,2 - 2z z2 2 2
20、, z220 .7 , 0 , 1 .3 1 / , 9 8 0 0 0 , p v p v vlg g d gvv vlp z g pdz m z v v v m s p P a 以 为 基 准 ， 列 两 断 面 伯 努 利 方 程整 理 得代 入 且 取 12221 ,2 8 5 0 1 .3 10 .7 8 5 0 9 .8 9 8 0 0 0 1 0 .0 5 4 9 8 7 2 5 .6 0 .0 1 8 2p 得 1 1 2 2VA V A （ 2） 又 12P gh P （ 3） 方程（ 1）（ 2）（ 3）联立，可得流量 432 2 12 2 9 . 8 14 4 3 . 2
21、 1 0 / 1 . 4 6 2 /1 5 1 5ghq V A A m s L s 6.见题 6 图，在一直径 D=25mm 的液压缸中放置着一个具有 4 条矩形截面槽的活塞，液压缸左腔表压为0.2MPa，右腔直接回油箱，设油的粘度 =0.784 10 3Pa.s，进口处压力损失可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿四条槽泄露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是 a=2mm， b=1mm， l=120mm 题 6 图 解：由题意得，四条槽可以看作四个细长孔。 水力直径 2 2 2 1 1 .3 321H abd m mab 则所求的流量 ： 4 3 4 6 3 6 334 4 ( 1 . 3 3 1
22、0 ) 0 . 2 1 0 / 1 7 . 2 3 1 0 /1 2 8 1 2 8 3 0 1 0 0 . 1 2Hdq p m s m sl 7.题 7图为柱塞直径 d=19.9mm,缸套直径 D=20mm,长 l=70mm,柱塞在力 F 40N作用下向下运动，并将油液从隙缝中挤出 ，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度 =0.784 10 3Pa.s，求柱塞下落 0.1 m 所需的时间。 解：此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙 3001 2 2d h d hq p ul其中， 2Ddh ， 200 0.1 4dq u A t ， 24Fp d代入数据得， 20.8ts 题 7 图 8.原油
23、在冬季时的运动粘性系数为 1=6 10-4 m2/s；在夏季时， 2=4 10-5 m2/s。有一条输油管道，直径 d=0.4m，设计流量为 q=0.18 m3/s，试判别冬季、夏季 原油 流动的流动状态。 解：由流量计算流速 V=q/A=1.4324 ( m/s) 冬季时 1=6 10-4 m2/s， 为层流。 夏季时 2=4 10-5 m2/s， 为湍流。 9.如题 9 图所示， 为 一水泵 抽水 管路系统 ,已知 水管流量 q=101m3/h，管径 d=150mm,管路的总水头损失 h1-2=25.4m ,水泵效率 =0.755， 求 1水泵的扬程 Hp 2水泵的功率 Np 题 9 图
24、解： 1-1， 2-2 断面之间有水泵 ,即有机械功输入的能量方程 1 1 9 5 5 2 3 2 0e VdR 2 2 1 4 3 2 4 2 3 2 0e VdR 212222221111 22 lp hgvpZHgvpZ 0.0 水泵 d 3. 学习指导和思考练习题 1）学习要点 2）填空题 1. 容积式液压泵必须具有 密闭容积 、 密闭容积周期性变化 、 有配油装 置 特征。 2. 双作用叶片泵定子内表面 由 8 段曲线组成，包括 两段大圆弧 、 两段小圆弧 和 四段过渡曲线 组成 。 3. 单作用叶片泵叶片数量的奇偶性为 奇数 ， 叶片 后 倾 ，数量一般为 13 或 15 片 。
25、4. 双作用叶片泵叶片数量的奇偶性为 偶数 ，叶片 前 倾 ，数量一般为 12 或 16 片 。 5. 单作用叶片泵依靠调节 转子偏心距 来调节排量 。 6. 轴向柱塞泵依靠调节 斜盘倾角 来调节排量。 7. 气压传动系统由 气源装置 、 气动执行元件 、 气动控制元件 、 气动 辅件 组成。 8. 齿轮泵 的三大问题为 轴向泄漏 、 径向不平衡力 、 困油 。解决方法是 轴向浮动轴套 、 端盖开卸荷槽 、减小压油口和开径向力平衡槽 。 9. 齿轮泵按结构不同可分为 外啮合 和 内啮合 两类， 一般用 渐开线 圆柱直齿形齿轮 。 10. 外啮合齿轮泵的密封容积由 相互啮合的齿轮 、 泵体 和 两个端盖 组成。两齿轮的 啮合 把密封工作腔分成 吸油腔 和压油腔。 4.2500102000 pH1 ) 1 0 2 2 5 .4 1 2 7 .4pHm 9 8 0 7 ( 1 0 1 / 3 6 0 0 ) 1 2 7 . 42 ) 4 6 . 40 . 7 5 5p r Q HN k w
