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1、第一章 概述思考题与习题1-1说明什么叫液压传动?解：用液体作为工作介质进行能量传递的传动方式称为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动两种形式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要利用液体的动能来传递能量。1-2液压传动系统由哪几部分组成？试说明各组成部分的作用。解：液压传动系统主要由以下四个部分组成：(1)动力元件 将原动机输入的机械能转换为液体压力能的装置，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。如各类液压泵。(2)执行元件 将液体压力能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度(或转矩和转速)，以驱动工作部件。如各类
2、液压缸和液压马达。(3)控制调节元件 用以控制液压传动系统中油液的压力、流量和流动方向的装置。如溢流阀、节流阀和换向阀等。(4)辅助元件 除以上元件外的其它元器件都称为辅助元件，如油箱、工作介质、过滤器、蓄能器、冷却器、分水滤气器、油雾器、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。1-3液压传动的主要优、缺点是什么？解：1.液压传动的优点(1)液压传动容易做到对速度的无级调节，且其调速围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行；(2)在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑；(
3、3)液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能快速起动、制动和频繁换向；(4)液压装置易实现自动化，可以方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地与电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作；(5)液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长；(6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。2.液压传动的缺点(1)液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比；(2)液压传动在工作过程中能量损失较大，因此，传动效率相对低，不宜作远距离传动；(3)液压传动对油温变化比较敏感，不宜在较高和较低的温度下工作；(4)液压
4、系统出现故障时，不易诊断。总的说来，液压传动的优点非常突出，其缺点也将随着科学技术的发展逐渐得到克服。1-4国家标准对液压系统职能符号的绘制主要有哪些规定？解：一般液压传动系统图都应按照GB/T7861.1-93所规定的液压图形符号来绘制。图1-1（a）所示液压系统，用图形符号绘制的系统图如图1-2所示。使用图形符号可使液压传动系统图简单明了，便于绘制。液压传动系统图中的图形符号只表示元件的功能、操作(控制)方法和外部连接口，而不表示元件的具体结构和参数；液压传动系统图只表示各元件的连接关系，而不表示系统管道布置的具体位置或元件在机器中的实际安装位置；液压传动系统图中的图形符号通常以元件的静止
5、位置或零位来表示。1-5国家标准对液压油的牌号是如何规定的？解：GB 7631.2一87等效采用S0 6743/4的规定。液压油采用统一的命名方式，其一般形式如下： 类品种数字 L Hv 22 其中：L-类别(润滑剂及有关产品，GB7631.1) HV-品种(低温抗磨) 22-牌号(粘度级，GB3141) 液压油的粘度牌号由GB 3141做出了规定，等效采用ISO的粘度分类法，以40C运动粘度的中心值来划分牌号。第二章 液压传动基础思考题与习题2-1 什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？说明粘度的单位。解：1、液体的粘性：液体在外力作用下流动时，分子间的聚力会阻止分子间的相对运动而产
6、生摩擦力，这种特性叫做液体的粘性。 2、粘度表示方法：动力粘度、运动粘度和相对粘度三种。 3、动力粘度的法定计量单位为Pas和MPas； 运动粘度的法定计量单位为m2/s和mm2/s； 2-2 2O时水的运动粘度为1.0mm2/s，密度为1000.0kg/m3；2O时空气的运动粘度为15.0mm2/s，密度为1.2kg/m3。请比较水和空气的粘性。(提示：只有动力粘度才能直接反映粘性大小)解：由于是等式比较，且单位相同，所以可直接比较。由得，所以水的粘性比空气大。2-3 液压油有哪些主要品种？如何选用液压油？解：（1）液压油的品种我国液压油的主要品种、粘度等级、组成和特性见表2-1。 我国液压
7、油(液)的主要品种油名(品种)粘度等级组成和特性L-HLL-HML-HGL-HFCL-HFDRL-HFAEL-HFBL-HVL-HS15、22、32、46、68、100、15015、22、32、46、68、100、15032、46、6815、22、32、46、68、10O15、22、32、46、68、1007、10、15、22、3222、32、46、68、10015、22、32、46、68、10010、15、22、32、46精制矿油、RO精制矿油、R0、AW精制矿油、R0、AW、ASS含聚合物水溶液、LS、HVI、LPP磷酸酯无水合成液、LS、AW水包油乳化液、LS油包水乳化液、LS精制矿油、
8、R0、AW、HVI、LPP合成液(合成烃油)、R0、AW、HVI、LPP注：RO抗氧防锈，AW抗磨，HVI高粘度指数，LPP低倾点，ASS防爬，LS难燃（2）液压油品种的选择液压油品种的选择通常可参考表2-2，根据液压传动系统的工作环境、工况条件和液压泵的类型等选择液压油的品种。一般而言，齿轮泵对液压油的抗磨性要求比叶片泵和柱塞泵低，因此齿轮泵可选用L-HL或L-HM油，而叶片泵和柱塞泵一般则选用L-HM油。 液压油(液)品种的选择环境、工况压力：7.0MPa以下温度：50以下压力：7.014.0MPa温度：50以下压力：7.0MPa以上温度：50100室、固定液压设备露天寒冷和严寒区高温热源
9、或明火附近L-HLL-HVL-HFAEL-HL，L-HML-HV，L-HSL-HFB，L-HFCL-HML-HV，L-HSL-HFDR2-4 压力的定义是什么？压力有哪几种表示方法？相互之间的关系如何？解：（1）在面积作用有法向力时，该点处的压力可定义为 （2）压力的表示方法有：在压力测试中，根据度量基准的不同，液体压力分为绝对压力和相对压力两种。以绝对零压为基准测得的压力称为绝对压力。以大气压力为基准测得的高于大气压力的那部分压力称为相对压力。在地球表面上，一切物体都受到大气压的作用，大气压力的作用都是自相平衡的，因此一般压力仪表在大气中的读数为零。由测压仪表所测得的压力就是高于大气压的那部
10、分压力，所以相对压力也称为表压力。在液压技术中，如不持别指明，压力均指相对压力。当绝对压力低于大气压时，比大气压小的那部分压力称为真空度。 （3）几种压力相互之间的关系：2-5 什么是液体的层流与紊流？说明其判别方法。解：19世纪末，英国学者雷诺通过实验观察水在圆管的流动情况，发现液体有两种流动状态，即层流和紊流。在层流时，液体质点互不干扰，流动呈层状且平行于导管轴线；在紊流时，液体质点的运动杂乱无章，除了平行于导管轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动。实验证明，液体在圆管中的流动状态与管液体的平均流速、管道径d和液体的运动粘度有关。判定液体流动状态常用由这三个参数所组成的雷诺数。 2-6伯努利
11、方程的物理意义是什么？实际液体伯努利方程与理想液体伯努利方程的区别是什么？解：（1）伯努利方程的物理意义是：在某通道作稳定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能。这三种形式的能量在液体流动过程中可以相互转化，但其总和在各个截面处均为定值。（2）在实际液体的计算当中，还要考虑液体粘性和流态的影响，对其加以修正。2-7 如题2-6图所示，由一直径为d，重量为G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，活塞浸入深度为h，试确定液体在测压管的上升高度x。题2-6图解：取活塞底端为研究水平面则有：故2-8 图2-3所示液压千斤，若大活塞的直径为50.0cm，小活塞的
12、直径为12.5cm。问在小活塞上所加的力为多大才能将重力为5103N的重物顶起？解：由帕斯卡原理得，所以2-9 如题2-7图所示，容器充满密度为的油液，容器的压力由水银压力计的读数来确定。若压力计与容器用软管连接，将压力计的测压管向下移动距离，这时容器的压力不变，但测压管的读数由变为。试确定与的关系。 题2-7图解：设初始油柱高度为，则有联立两方程可得2-10 如题图2-8所示，管道输送密度900kg/m3的液体，已知15m，处的压力为4.5105Pa，2处的压力为4105Pa，试判断管中液流的方向。题 2-8图解：假设也流从1流向2，则：p1+1/2v2= p2+gh2+1/2v2+pw由连
13、续性方程可得：qv1=qv2v1A1= v2A2所以，p1=p2+pgh2+pw450000=40000+900*10*15+ pw所以，pw=-85000pa所以，流向与假设方向相反，液体由2流向1.2-11 如题2-9图所示变截面水平圆管，通流截面直径d1=d2/4，在1-1截面处的液体平均流速为8.0m/s、压力为1.0MPa，液体的密度为1000.0kg/m3。求2-2截面处的平均流速和压力。(按理想液体考虑)题2-9图解:联立上面两方程得，。2-12 如题2-10图所示，活塞上作用有外力3000N，活塞直径50mm，若使油从液压缸底部的锐缘孔口流出，设孔口直径10mm，孔口速度系数C
14、v0.97，流量系数 Cq0.63，油液的密度870kg/m3，不计摩擦，试求作用在液压缸缸底壁面上的力。题2-10图解：F在缸体产生的压力为：p=4F/D2=1.529*106pa小孔流量为：qv=CqAT(2p/)0.5=0.63*0.25*3.14*(10*10-3)2(2*15.29*105/870)0.5=0.00293m3/s活塞速度为：v=4qv/3.14D2=1.493m/s孔口液流速度为:Vd=4qv/3.14d2=37.3m/s若以缸的液体为控制液体，设作用在液压缸缸底壁面上的力为R，则由动量方程得：F-R=qv(v0-v)R= F-qv(v0-v)=3000-870*0.00293 *(37.3-1.493)=2908.72(N)向右2-13 如题2-12图所示，液压泵输出流量可手动调节，当流量为25.0L/min时，测得阻尼孔前的压力为0.05MPa；若流量为50.0L/min时，阻尼孔前的压力为多大？(提示：阻尼孔分别按细长孔和薄壁孔两种情况考虑，阻尼孔后压力为零)题2-12图解：（1）细长孔由公式代入数据得（2）薄壁孔由公式得2-14 研究孔口及缝隙的流量特性具有什么意义？解：在液压系统中，液流流经小孔或缝隙的现象是普遍存在的。例如，液压传动中常利用液体流经阀的小孔或缝
