液压传动习题和思考题

1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 1.2 什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么？ 1.3 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 1.4 液压传动的主要优缺点是什么？

1.5 如题图1.5所示的液压千斤顶，小柱塞直径d=10 mm，行程S=25 mm，大柱塞直径D=50 mm，

重物产生的力F2=50 000 N，手压杠杆比Ll =50025，试求：（1）此时密封容积中的液体压力是多少？（2）杠杆端施加力F1为多少时，才能举起重物？（3）杠杆上下动作一次，重物的上升高度是多少？

题图1-5

第2章 思考题和习题

2.1 液压油液的粘度有几种表示方法？它们各用什么符号表示？它们又各用什么单位？ 2.2 国家新标准规定的液压油液牌号是在多少温度下的哪种粘度的平均值？

2.3 密闭容器内液压油的体积压缩系数为1.5×10/MPa，压力在1 Pa时的容积为2 L。求在压力升

高到10 Pa时液压油的容积为多少？

2.4 某液压油的运动粘度为68 mm/s，密度为900 kg/m，求其动力粘度和恩氏粘度各是多少？ 2.5 20℃时200 mL蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51 s，如果200 mL的某液压油在40℃时从恩

氏粘度计中流尽的时间为232 s，已知该液压油的密度为900 kg/m，求该液压油的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度各是多少？

2.6 液压油的选用应从哪几个方面给予考虑？

2.7 液压油的污染原因主要来自哪几个方面？应该怎样控制液压油的污染？

3233

第3章 思考题和习题

3.1 什么叫压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的压力与外界负载有什么关系？

3.2 如题图3.2中，液压缸直径D=150 mm，活塞直径d=100 mm，负载F=5×10N。若不计液压油

4 1

自重及活塞或缸体重量，试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少？

3.3 如题图3.3所示的连通器中，内装两种液体，其中已知水的密度1=1000 kg/m，h1=60 cm，

h2=75 cm，试求另一种液体的密度2是多少？

3.4 解释下述概念：理想流体、定常流动、过流断面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。 3.5 说明连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？

3.6 说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程有什么区别？ 3.7 如题图3.7中所示的压力阀，当p1=6 MPa时，液压阀动作。若d1=10 mm，d2=15 mm，p2=0.5

MPa，试求：(1) 弹簧的预压力Fs；(2) 当弹簧刚度k=10 N/mm时的弹簧预压缩量x。 3.8 压力表校正装置原理如题图3.8所示，已知活塞直径d=10 mm，丝杆导程S=2 mm，装置内油

液的体积弹性模量K=1.2×10 MPa。当压力为1个大气压 (pa0.1 MPa) 时，装置内油液的体积为200 mL。若要在装置内形成21 MPa压力，试求手轮要转多少转？

3.9 如题图3.9所示，液压泵的流量q=25 L/min，吸直径d=25 mm，泵口比油箱液面高出400

mm。如果只考虑吸中的沿程压力损失p沿，当用32号液压油，并且油温为40℃时，液

压油的密度=900kg/m，试求油泵吸油腔处的真空度是多少？

3.10 如题图3.10所示，液压泵从一个大容积的油池中抽吸润滑油，流量为q=1.2 L/s，油液的粘度

E=40，密度=900 kg/m，假设液压油的空气分离压为2.8 m水柱，吸长度l=10 m，直径d=40 mm，如果只考虑管中的摩擦损失，求液压泵在油箱液面以上的最大允许安装高度是多少？

（a） （b）

题图3-2 题图3-3

题图3-7 题图3-8

3333 2

题图3-9 题图3-10

第4章 思考题和习题

4.1 从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵和液压马达

又有什么区别和联系？

4.2 液压泵的工作压力取决于什么？液压泵的工作压力和额定压力有什么区别？

4.3 如题图4.3所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，设管道内压力损失忽略不计，而题图4.3

（c）中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。 4.4 如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？

产生这些损失的原因是什么？ 4.5 试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。

4.6 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工作压力？ 4.7 试说明叶片泵的工作原理。并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺点。 4.8 限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节？在调节时，叶片泵的压力流量曲线将怎样

变化？

4.9 液压泵的额定流量为100 L/min，液压泵的额定压力为2.5 MPa，当转速为1 450 r/min时，机械

效率为m=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min；压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求：（1）液压泵的容积效率V是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？

4.10 某组合机床用双联叶片泵YB 4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p=1 MPa，工作进给

时，大泵卸荷(设其压力为0)，只有小泵供油，这时系统压力p=3 MPa，液压泵效率=0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q=20 L/min的定量泵，所需的电动机

3

功率又是多少？

（a） （b） （c）

（d） （e）

题图4-3

第5章 思考题和习题

5.1 已知单杆液压缸缸筒直径D=100 mm，活塞杆直径d=50 mm，工作压力p1=2 MPa，流量为q=10

L/min，回油背压力为p2=0.5 MPa，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。

5.2 已知单杆液压缸缸筒直径D=50 mm，活塞杆直径d=35 mm，泵供油流量为q=10 L/min，试求：

（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1 000 N，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？

5.3 一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p，流量为q，缸筒直径为

D，柱塞外径为d，内孔直径为d0，试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。

5.4 如题图5.4所示的叶片泵，铭牌参数为q=18 L/min，p=6.3 MPa，设活塞直径D=90 mm，活塞

杆直径d=60 mm，在不计压力损失且F=28 000 N时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p2=2 MPa）

5.5 如题图5.5所示的串联油缸，A1和A2为有效工作面积，F1和F2是两活塞杆的外负载，在不计

损失的情况下，试求p1，p2，1和2各是多少？

5.6 如题图5.6所示的并联油缸中，A1=A2，F1F2，当油缸2的活塞运动时，试求1、2和液

压泵的出口压力p各是多少？

5.7 设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退(有缸腔进油)时的速度均为6

m/min。工进时(无杆腔进油，非差动连接)可驱动的负载为F=25 000N，回油背压力为0.25 MPa，采用额定压力为6.3 MPa，额定流量为25 L/min的液压泵，试确定：（1）缸筒内径和活塞杆直径各是多少？（2）缸筒壁厚（缸筒材料选用无缝钢管）是多少？

4

（a） （b） （c）

题图5-4

题图5-5 题图5-6

第6章 思考题和习题

6.1 现有一个二位三通阀和一个二位四通阀，如题图6.1所示，请通过堵塞阀口的办法将它们改为

二位二通阀。（1）改为常开型的如何堵？（2）改为常闭型的如何堵？请画符号表示（应该指出：由于结构上的原因，一般二位四通阀的回油口O不可堵塞，改作二通阀后，原O口应作为泄油口单独接管引回油箱）。

6.2 题图6.2中溢流阀的调定压力为5 MPa，减压阀的调定压力为2.5 MPa，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0.2 MPa和0.3 MPa。试问：当负载分别为0 kN、7.5 kN和30 kN时，（1）液压缸能否移动？（2）A、B和C三点压力数值各为多少？

6.3 两腔面积相差很大的单杆活塞缸用二位四通阀换向。有杆腔进油时，无杆腔回油流量很大，为

避免使用大通径二位四通阀，可用一个液控单向阀分流，请画回路图。

6.4 用先导式溢流阀调节液压泵的压力，但不论如何调节手轮，压力表显示的泵压都很低。把阀拆

下检查，看到各零件都完好无损，试分析液压泵压力低的原因；如果压力表显示的泵压都很高，试分析液压泵压力高的原因。（分析时参见先导式溢流阀工作原理图6.16）

5

题图6.1 题图6.2

6.5 如题图6.5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，液压泵的工作压力是多少？

6.6 在题图6.6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？

6.7 在系统有足够负载的情况下，先导式溢流阀、减压阀及调速阀的进、出油口可否对调工作？若

对调会出现什么现象？

6.8 在题图6.8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是多少？（1）YA断电，负载为无穷大；（2）YA断电，负载压力为2MPa；（3）YA通电；负载压力为2MPa。

6.9 如题图6.9所示，顺序阀的调整压力为px3MPa，溢流阀的调整压力为py5MPa，试求

在下列情况下A、B点的压力是多少？（1）液压缸运动时，负载压力pL4MPa；（2）负载压力pL1MPa；（3）活塞运动到右端时。

题图6.5 题图6.6

题图6.8 题图6.9

6

第7章 思考题和习题

7.1 某气囊式蓄能器用作动力源，容量为3 L，充气压力p03.2 MPa。系统最高和最低工作压力

分别为7 MPa和4 MPa。试求蓄能器能够输出的油液体积。

7.2 液压系统最高和最低工作压力各是7 MPa和5.6 MPa。其执行元件每隔30s需要供油一次，每

次输油1L，时间为0.5 s。若用液压泵供油，该泵应有多大流量？若改用气囊式蓄能器（充气压力为5 MPa）完成此工作，则蓄能器应有多大容量？向蓄能器充液的泵应有多大流量？ 7.3 一单杆缸，活塞直径D10cm，活塞杆直径d5.6cm，行程L50cm。现从有杆腔进油，

无杆腔回油。问由于活塞的移动使有效底面积为2000cm的油箱液面高度发生多大变化？ 7.4 有一液压泵向系统供油，工作压力为6.3 MPa，流量为40 L/min，试选定供尺寸。

2第8章 思考题和习题

8.1 如题图8.1所示，液压泵输出流量qp10 L/min，液压缸无杆腔面积A150 cm，液压缸

有杆腔面积A225 cm。溢流阀的调定压力py2.4 MPa，负载F=10 kN。节流阀口视为薄壁孔，流量系数Cq0.62。油液密度900 kg/m。试求：（1）节流阀口通流面积AT0.05cm和AT0.01cm时的液压缸速度、液压泵压力pp、溢流阀损失Ty和回路

22322效率；（2）当AT0.01 cm和AT0.02 cm时，若负载F= 0，求液压泵的压力pp和液压缸两腔压力p1和p2各为多大？（3）当F=10 kN时，若节流阀最小稳定流量为所对应的AT和液压缸速度min多大？若将回路改为进油节流调速回qjmin50103 L/min，

路，则AT和min多大？把两种结果相比较能说明什么问题？

8.2 如题图8.2所示，各液压缸完全相同，负载F2F1。已知节流阀能调节液压缸速度并不计压

力损失。试判断在图（a）和图（b）的两个液压回路中，哪个液压缸先动？哪个液压缸速度快？请说明道理。

8.3 如题图8.3所示，图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载F=9 000 N。液压

缸两腔面积A150 cm，A220 cm。背压阀的调定压力pb0.5 MPa。液压泵的供油流量q30 L/min。不计管道和换向阀的压力损失。试问：（1）欲使液压缸速度恒定，不计调

压偏差，溢流阀最小调定压力py多大？（2）卸荷时的能量损失有多大？3）若背压阀增加了pb，溢流阀调定压力的增量py应有多大？

2222 7

（a） （b） 题图8.1 题图8.2

8.4 如题图8.4所示，双泵供油，差动快进-工进速度换接回路有关数据如下：液压泵的输出流量

输送油液密度900 kg/m，运动粘度20106 m/s，q116L/min，q24 L/min；

液压缸两腔面积A1100 cm，A260 cm，快进时的负载F=1 kN，油液流过方向阀时的压力损失p0.25 MPa，连接液压缸两腔的ABCD的内径为d18. cm，其中ABC段因较长(L=3 m)，计算时需考虑其沿程损失，其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。试求：（1）快进时液压缸的速度和压力表读数；（2）工进时如果压力表读数为8 MPa，此时回路承受载荷能力有多大（因流量很小，可不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？

8.5 如题图8.5所示的调速回路，液压泵的排量Vp105 mL/r，转速np1000 r/min，容积效率

溢流阀调定压力py7MPa，液压马达排量VMVp0.95，

32232容积效率VM0.95，160mL/r，

2机械效率mM0.8，负载转矩T16Nm。节流阀最大开度ATmax0.2cm（可视为薄刃孔口），其流量系数Cq0.62，油液密度900kg/m。不计其它损失。试求：（1）通过节流阀的流量和液压马达的最大转速nMmax、输出功率P和回路效率，并请解释为何效率很低？（2） 如果将py提高到8.5MPa时，Mmax将为多大？

题图8.3 题图8.4

题图8.5 题图8.6

8

8.6 试说明题图8.6所示容积调速回路中单向阀A和B的功用。在液压缸正反向移动时，为了向系

统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。

8.7 如题图8.7所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀

的调定流量为2.5 L/min，液压缸两腔的有效面积A12A250 cm，不计管路损失，试求：（1）液压缸的大腔压力p1；（2）当负载F=0 N和F=9 000 N时的小腔压力p2；（3）设液压泵的总效率为0.75，求液压系统的总效率。

8.8 如题图8.8所示的液压回路中，如果液压泵的输出流量qp10 L/min，溢流阀的调整压力

py2 MPa，两个薄壁孔型节流阀的流量系数都是Cd0.67，开口面积AT10.02 cm，

22AT20.01 cm，油液密度900 kg/m，试求在不考虑溢流阀的调压偏差时：（1）液压

23缸大腔的最高工作压力；（2）溢流阀可能出现的最大溢流量。

8.9 请列表说明题图8.9示压力继电器式顺序动作回路是怎样实现1234顺序动作的？在元

件数目不增加的情况下，排列位置容许变更的条件下如何实现1243的顺序动作，画出变动顺序后的液压回路图。 8.10 如题图8.10所示的液压回路，它能否实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II再移动”的

要求（夹紧缸I的速度必须能调节）？为什么？应该怎么办？

8.11 如题图8.11所示的液压回路可以实现“快进工进快退”动作的回路（活塞右行为“进”，

左行为“退”），如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？为什么是错误的？应该如何改正？

题图8.7 题图8.8

9

题图8.9

题图8.10 题图8.11

第9章 思考题和习题

9.1 试写出题图9.1所示液压系统的动作循环表，并评述这个液压系统的特点？

9.2 如题图9.2所示的组合机床动力滑台上使用的一种液压系统。试写出其动作循环表并说明桥式

油路结构的作用。

9.3 读懂题图9.3所示的液压系统，并说明：（1）快进时油液流动路线；（2）这个液压系统的特

点。

9.4 图9.2所示的YT4543型动力滑台液压系统是由哪些基本液压回路组成的？单向阀3、15和17

在液压系统中起什么作用？顺序阀18和溢流阀19各在液压系统中起什么作用？

9.5 图9.11所示外圆磨床液压系统为什么要采用行程控制式换向回路？外圆磨床工作台换向过程

分为哪几个阶段？试根据图中所示的M1432A型外圆磨床液压系统说明工作台的换向过程。 9.6 试以表格的形式列出图9.13所示的YB32-200型液压机的工作循环及电磁铁的动作顺序表。

10

9.7 在图9.15的Q2-8型汽车起重机液压系统中，为什么采用弹簧复位式手动换向阀控制各执行元

件动作？

9.8 指出图9.16所示的SZ-250A型注射机液压系统中各压力阀分别用于哪些工作阶段？ 题图9-2 题图9-1 11

题图9-3

第10章 思考题和习题

10.1 设计一个液压系统一般应有哪些步骤？要明确哪些要求？ 10.2 设计液压系统要进行哪些方面的计算？

10.3 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统，要求它完成：（1）工件的定位与夹紧，

所需夹紧力不超过6 000 N；（2）机床进给系统的工作循环为快进工进快退停止。机床快进、快退速度为6 m/min，工进速度为（30~120）mm/min，快进行程为200 mm，工进行程为50 mm，最大切削力为2 5000 N；运动部件总重量为15 000 N，加速（减速）时间为0.1 s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。（注：不考虑各种损失） 10.4 现有一台专用铣床，铣头驱动电动机功率为7.5 kW，铣刀直径为120 mm，转速为350 r/min。

工作台、工件和夹具的总重量为5 500 N，工作台行程为400 mm，快进、快退速度为4.5 m/min，工进速度为（60~1 000） mm/min，加速（减速）时间为0.05 s，工作台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，试设计该机床的液压系统（不考虑各种损失）。

10.5 设计一台小型液压机的液压传动系统，要求实现快速空程下行－慢速加压保压快速回

程停止的工作循环。快速往返速度为3 m/min，加压速度为(40~250) mm/min，压制力为200 000 N，运动部件总重量为20 000 N(不考虑各种损失)。

第11章 思考题和习题

11.1 若将液压仿形刀架上的控制滑阀与液压缸分开，成为一个系统中的两个部分，仿形刀架

能工作吗？试作分析说明。

11.2 如果双喷嘴挡板式电液伺服阀有一喷嘴被堵塞，会出现什么现象？ 11.3 试拟出电液伺服阀的工作原理方块图。

12

9 二调速阀串联的两工进速度换接新回路

9S 9 新回路的组成（见图9）

此回路主要部件有# 个行程开关DW!、DWP、DW% 和DW#、一个液压缸!、两个二位二通换向阀P 和%、一 个二位三通换向阀X、一个三位四通换向阀#、两个调 速阀Y 和Z 及泵等。

9S # 液压传动回路的工作原理（ 电磁铁动作状态见 表9）

二调速阀串联的两工进速度换接新回路的一个自停止几种工况组成。下面分别进行分析。

表! 电磁铁动作状态

13

滑台工况 电磁铁

$%! $%\" $%& $%’ $%( 快进) * * * )

一次工进) * ) * * 二次工进) * * ) * 快退* ) * * *

原位停止* * * * *

!快进：将转换开关放在\"位，按下起动按钮，电 磁铁$%! 和$%( 得电，阀’ 和阀+ 左位、阀\" 和阀& 右位接入系统，液压缸实现差动连接，使液压缸右腔内 的回油也排入左腔，加大了左腔的进油量，实现了滑台 的向右快进；

#一次工进：当滑台向右快进压下行程开关,-\"

时，电磁铁$%! 和$%& 得电，阀’、阀& 左位、阀\" 和 阀+ 右位接入系统，实现了滑台以!! 速度向右前进，

速度由阀. 来调节，与阀( 的开度无关；

$二次工进：当滑台向右前进压下行程开关,-&

时，电磁铁$%! 和$%’ 得电，阀\"、阀’ 左位及阀& 和 阀+ 右位接入系统，实现了滑台以!\" 速度向右前进，

速度由阀( 来调节，与阀. 的开度无关；

%快退：当滑台向右前进压下行程开关,-’ 时，

$%\" 得电，阀\"、阀&、阀’、阀+ 右位接入系统，实现滑 台的向左快退；

&原位停止：当滑台向左后退压下行程开关,-!

时，所有电磁铁均失电，阀’ 中位接入系统，液压缸两 腔油路均被切断，实现滑台的原位停止，油泵卸荷； 当滑台需要手动调整位置时，我们将转换开关放

在’位上，按下起动按钮，滑台可快速向前调整，在松 开起动按钮时，滑台即停，可实现滑台在任意位置的停 止；当滑台不在原位，需要快退回去时，可按另一个按 钮，系统工作在快退工况，直到滑台退回原位压下 ,-!，实现滑台停在原位。

\" 用

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