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第一章 液压传动基础知识
1-1 千斤顶的小活塞直径10mm，行程20mm，大活塞直径40mm，W重50000N，杠杆l=25mm，L=500mm。求：
（1）杠杆端施加多少力才能顶起重物W；（156N）
（2）此时密封容积中液体压力；（39.8MPa）
（3）杠杆上下一次，W的上升量。（125mm）
1-2 如果小活塞上摩擦力为200N，大活塞上摩擦力1000N，并且杠杆上下一次，密封容 积中油液外泄0.2cm3至油箱。重新完成上题要求。（169N，40.6Mpa，1.09mm）
1-3 图示为根据标准表来校验一般压力表的仪器原理图。活塞直径d=10mm，丝杆螺距t=2mm。大气压力（≈0.1MPa）下，仪器内液体体积为200cm3，体积弹性模量K=1400MPa。问当校验压力达到21MPa时，手轮需转多少圈？（19.1）
题1-3图
1-被较表 2-标准表 3-螺母 4-丝杆 5-手轮
1-4 一个容积为0.1m3的储油罐中，灌满（没有空隙）油液后加盖密封。设油液体积膨胀系数
=9×10-4/℃，体积弹性模量K=1400MPa，不考虑油罐材料受热膨胀引起的容积变化。若灌油时间温度为10℃，储运过程中温度升到40℃，问此时罐内油液压力上升多少？（37.8MPa）。
1-5 图示为一滑动轴承，直径 d=100mm，长l=200mm，间隙δ=0.02mm，采用的润滑油的运动粘度υ=3.45×10-5m2/S，密度p=870kg/m3。轴以600r/min旋转。求其摩擦转矩和消耗的功率。（14.8Nm，0.93kW）
题1-5图
1-6 图示一直径为200mm的圆盘，与固定端面间的间隙为0.02mm，其间充满润滑油（实际上是一个止推轴承）。润滑油 υ=3.45×10-5m2/s,p=870kg/m3。当圆盘以1200r/min旋转时，求所需转矩和功率。（29.6N·m，3.72kW）
提示：在圆盘半径r处取宽为dr的圆环，此圆环上的粘性摩擦力
，摩擦转矩
。
题1-6图
1-7 如果所示，已知容器A中液体的密度pA=900kg/m3，容器B中液体的密度pB=1.2×103kg/m3,zA=200mm，zB=180mm，h=60mm，U形计中测压介质为汞，p汞=13.6×103kg/m3。试求A、B两容器内压力之差。（8350Pa）
题1-7图
1-8 如图液压缸直径D=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液，如果柱塞上和缸体上作用力为50000N，不计油液自重所产生的压力，求液压缸中液体的压力(6.37MPa)。
题1-8图
1-9 试确定图示安全阀上弹簧的预压缩量χ0。设压力p=3MPa时阀开启，弹簧刚度C=8N/mm，Ｄ＝22mm，D0=20mm。(24.7mm)
题1-9图
1-10 图示为一种抽吸设备。水平管出口通大气，当水平管内液体流量达到某一数值时,处于面积为A1处的垂直管子将从液箱内抽取液体。液箱表面为大气压力，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=3.2cm2，A2=4A1，h=1m，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。（1463 cm3/s）
题1-10图
1-11 图示为一输送油液的倾斜管道，已知：h=15m，p1=0.45MPa，p2=0.25MPa，d=10mm，l=20m，p=900kg/m3，v=45×10-6m2/s。试求：
（1）管中液体的流动方向；
（2）流量。（17.5cm3/s）
题1-11图
1-12 水平放置的光滑圆管油两段组成，如图示。直径分别为d1=10mm，d0=6mm，每段长度l=3m，液体密度p=900kg/m3，运动粘度v=20×10-6m2/s，通过流量Q=18L/min，管道突然缩小处的局部阻力系数ζ=0.35（按d0处的流速计算）。试求总的压力损失及两端压差。（1.159MPa,1.203MPa）
题1-12图
1-13 如图1-13所示，液压泵从油箱吸油，吸油管直径 d=60mm，流量Q=150L/min，液压泵入口处的真空度不能超过0.02MPa，油液的运动粘度v=30×10-6m2/s，p=900kg/m3，弯头处的局部阻力系数ζ弯=0.2，吸油管入口处的局部阻力系数ζ入=0.05，管长l≈h，试求允许的最大吸油高度h。（2.14m）
1-14 一流量Q=16L/min的液压泵，安装在油面以下，油液粘度v=20×10-6m2/s，p=900kg/m3，其它尺寸如图示，仅考虑吸油管的沿程损失，试求液压泵入口处的绝对压力。（1026119Pa≈0.1MPa）
题1-14图
第二章
液压泵和液压马达
2-1 液压泵或马达的工作油液温度发生变化时，对泵或马达的容积效率产生怎样的影响，用力学水力学知识说明之一。
2-2 一泵排量为q，泄漏量△Q=cp（c—常数；p—工作压力）。此泵可兼作马达使用。当二者运转速度和压力相同时，其容积效率是否相同？为什么？（提示：分别列出二者容积的表达式）
2-3 一液压马达的排量q=80cm3/r，负载转矩为50N·m时，测得其机械效率为0.85。将此马达作泵使用，在工作压力为4.62MPa时，其机械损失转矩与上述液压马达工况相同，求此时泵的机械效率。（0.87）
2-4 某液压泵在转速为950r/min时的理论流量为160L/min，在压力29.5MPa和同样转速下测得的实际流量为150L/min，总效率为0.87，求：
（1）泵的容积效率；（0.938）
（2）泵在上述工况下所需的电机功率；（84.77kw）
（3）泵在上述工况的机械效率；（0.928）
（4）驱动此泵需多大转矩？(825N·m)
2-5 一泵当负载压力为8MPa时，输出流量为96L/min，而负载压力为10MPa，输出流量为94L/min。用此泵带动一排量q=80cm3/r的液压马达，当负载转矩为120N·m时，液压马达的机械效率为0.94，其转速为1100r/min，度求此时液压马达的容积效率。（0.936）（提示：先求马达的负载压力）
2-6 列出径向柱塞泵的理论流量计算公式（参阅图2-5）
2-7 某机床液压系统采用一限压式变量泵，泵的流量一压力特征曲线如图所示。最大功率时泵的总效率为0.7。问泵所需的最大驱动功率为多少？如机床在工作进给时泵的压力p=4.5MPa，输出流量Q=2.5L/min，在快速移动时泵的压力p=2MPa，输出流量Q=20L/min，问限压式变量泵的流量一压力特性曲线应如何调整？（ 2.68kW）
题2-7图
2-8 试分析单作用叶片泵产生流量脉动的主要原因。是否和双作用叶片泵产生流量脉动的原因相同？
2-9 图示凸轮转子泵，其定子内曲线为完整的圆弧，壳体上有两片不旋转但可以伸缩（靠弹簧压紧）的叶片。转子外形与一般叶片泵的定子曲线相似。说明泵的工作原理，在图上标出其进、出油口。并指出凸轮转一转泵吸排油几次。
题2-9图
第三章
液压缸
3-1 已知液压缸的活塞有效面积A，运动速度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△Q，总摩擦阻力为f。试根据液压马达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方式。
3-2 图示为一柱塞缸，其中柱塞固定，缸筒运动。压力油从空心柱塞中通入，压力为p，流量为Q。柱塞外径 d，内径d0，试求缸筒运动速度v和产生的推力F。
题3-2图
3-3 图中用一对柱塞实现工作台的往复。如这两柱塞直径分别为d1和 d2，供油流量和压力分别为Q和p，试求其两个方向运动时的速度和推力。
题3-3图
3-4 图3-3中D=50mm，d=35mm，液压泵供油压力2.5MPa，流量10L/min，求差动连接时的运动速度和推力。如考虑管路损失，则实测p1≈p，而p2=2.6MPa，求液压缸的推力。(10.4m/min，2404N；2304N)
3-5 图（a）中，小液压缸（面积A1）回油腔的油液进入大液压缸（面积A3）。而在图（b）中，两活塞用机械直接相连，油路连接和图（a）相似，供给小液压缸的流量为Q，压力为p。试分别计算图（a）和(b)中大活塞杆上的推力和运动速度。
（a）
（b）
题3-5图
3-6 一单杆液压缸快速向前运动时采用动连接，快速退回时，压力油输入液压缸有杆腔。假如活塞往复快速运动时的速度都是0.1m/s，慢速运动（无杆腔进油）时负载为25000N，输入流量Q=25L/min，背压p2=2×105Pa，要求：
（1）确定活塞和活塞杆直径；（ 100mm，70mm）
（2）如缸筒材料的[б]=5×107N/m2，计算缸筒的壁厚。（3.28mm）
第四章 液压控制阀
4-1 图示为一机器在一个工作循环中所需流量，为节约能量，液压系统中采用一蓄能器与泵并联。试求泵的合理流量及蓄能器应有的工作容积。（22L/min，7.5L）
题4-1图
4-2 液压系统中滤油器的容量如果选得太小，易引起哪些故障？
4-3 二位四通换向四阀能否作二位三能阀和二位二能阀使用？具体如何接法？
4-4 画出以下各种名称的方向阀的图形符号：
（1）二位四通电磁换向阀；
（2）二位二通行程换向阀（常开）；
（3）二位三通液动换向阀；
（4）液控单向阀；
（5）三位四通M型机能电液换向阀；
（6）三位四能Y型电磁换向阀。
4-5 图4-19所示电液换向阀中，电磁先导阀为什么采用Y型中位机能？能否用O型、P型或其它型机能？（用O型使主阀不能复至中向位置，用P型不能迅速复位）
4-6 如图示为内控内排电液换向阀的换向回路，电液换向阀中的主阀机能为M型。当电磁铁IDT或2DT通电吸合时，液压缸并不动作，这是什么原因？
题4-6图
4-7 图示为采用二位三通电磁阀A、蓄能器B和液控单向阀C组成的换向回路。试说明液压缸是如何实现换向的？
题4-7图
4-8 试分析图示回路中液控单间阀的作用。
题4-8图
4-9 图示为采用行程换向阀A，B以及带定位机构的液动换向阀C组成的连续往复运动回路，试说明其工作原理。
题4-9图
4-10 试用若干个二位二能电磁换向阀组成使液压缸换向的回路，画出其原理图。
4-11 图示回路能实现快进（差动连接）→慢进→快退→停止卸荷的工作循环，试列出其电磁铁动作表（通电用“+”，断电用“-”）。
题4-11图
4-12 直动式溢流阀的阻尼孔起什么作用？如果它被堵塞将会出现什么现象？如果弹簧腔不和回油腔接，会出现什么现象？
4-13 若把先导式溢流阀的遥控口当成泄漏口接油箱，这时液压系统会产生什么问题？
4-14 如图示，一先导式的溢流阀遥控口和二位二通电磁阀之间的管路上接一压力表，试确定在下列不同工况时，压力表所指示的压力值：
（1）二位二通电磁阀断电，溢流阀无溢流；（系统所具有的压力）
（2）二位二通电磁阀断电，溢流阀有溢流；（溢流阀调定压力）
（3）二位二通电磁阀通电。（压力多）
题4-14图
4-15 试确定图示回路（各阀的调定压力注在阀的一侧）在下列情况下，液压泵的最高出口压力：
（1）全部电磁铁断电；（5.5MPa）
（2）电磁铁2DT通电；（3MPa）
（3）电磁铁2DT断电，1DT通电。（0.5MPa）
题4-15图
4-16 将减压阀的进、出油口反接，会出现什么情况？（分进油压力高于和低于调定压力两种情况讨论）
4-17 顺序阀可作溢流阀用吗？溢流阀可作顺序阀用吗？（前者可，后者不可）
4-18 图示（a），（b）回路的参数相同，液压无杆腔面积A=50cm2,负载F=10000N，各阀的调定压力如图示，试分别确定此两回路在活塞运动时和活塞运动到终端停止时A、B两处的压力。
（a）
(b)
题4-18图
4-19 图示液压系统，液压缸的有效面积A1=A2=100cm2，缸I负载FL=35000N，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa，3MPa和2MPa。求在下列三种工况下A，B和C处的压力。
（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；
（2）1DT有电，液压缸I运动时及到终点停止运动时；
（3）1DT断电，2DT有电，液压缸Ⅱ运动时及碰到固定挡块停止运动时。
题4-19图
4-20 试用梭阀代替图11-7中三个单向阀来实现中位为“0”机能的三位四能阀。
4-21 用插装阀实现图示两种机能的三位阀。
题4-21图
4-22 可否将具有遥控口的溢流阀（先导式）兼作背压阀和换向阀之用？
4-23 可否将直动式溢流阀做成比例压力阀？
4-24 图4-20所示比例复合阀中，为什么不用比例电磁铁直接控制主阀阀芯？
第六章 液压系统基本回路
6-1 图示回路属于什么功能回路？说明其工作原理。
题6-1图
6-2
下列八种回路，已知：液压泵流量Qp=10L/min，液压缸无杆腔面积A1=50cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力ps=2.4MPa，负载FL及节流阀通电面积a均已标注在图上。试分别计算这八种回路中活塞的运动速度和液压泵的工作压力。通过节流阀的流量
设Cq=0.62，p=870kg/m3。（200cm/min，2MPa；0，2.4MPa；63cm/min；2.4MPa；200cm/min，2.16MPa；140cm/min，2.4MPa；200cm/min，2.15MPa；150cm/min，2MPa；0，1.3MPa）
（1） （2）
（3） （4）
（5） （6）
（7） （8）
题6-2图
6-3 在图示回路中，已知缸径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，负载FL=25000N。
（1）为使节流阀前、后压差为0.3MPa，溢流阀的调定压力应取何值？（3.33MPa）
（2）上述调定压力不变，当负载FL降为15000N时，活塞的运动速度将怎样变化？（v增加二倍）
题6-3图
6-4 在图示两种回路中，用定值减压阀和节流阀串联来代替调速阀，能否起到调速阀的稳定速度的作用？
（a）
（b）
题6-4图
6-5 图示回路中，A1=2A2=50cm2，溢流阀调定压力ps=3MPa，试回答下列问题：
（1）回油腔背压p2的大小由什么因素业决定？
（2）当负载FL=0时，p2比p1高多少？泵的工作压力是多少？
（3）当泵的流量略有变化时，上述结论是否需要修改？
题6-5图
6-6 图示为采用先节流后减压的调速阀，试分析其工作原理？
题6-6图
6-7 图示为采用中、低压系列调阀的回油路调速系统，溢流阀调定压力ps=MPa，其它数据如图示，工作时发现液压缸速度不稳定，试分析原因，并提出改进措施。
题6-7图
6-8 由变量泵和定量马达组成的调速回路，变量泵的排量可在0～50cm3/r范围内改变。泵转速为1000r/min，马达排量为50cm3/r，安全阀调定压力为10MPa。在理想情况下，泵和马达的容积效率和液压机械效率都是100%，求：
（1）液压马达最高和最低转速；（1000r/min，0）
（2）液压马达的最大输出转矩；（79.6N·m）
（3）液压马达最高输出功率。（8.33kW）
6-9 题6-1中，在压力为10MPa时，泵和马达的机械效率都是0.85，泵和马达的泄漏量随工作压力的提高而线性增加，在压力为10MPa时泄漏量均为1L/min。重新完成题9-1中各项要求（工作压力10MPa），并计算系统在最高和最低转速下的总效率。（960r/min，0；67.7N·m；6.8kW；0；694，0）
6-10 附图为一变量泵和定量液压马达组成的液压系统，低压辅助泵使主泵的吸油管压力保持4×105Pa。变量泵的最大 排量qP=100cm3/r，泵的转速np=1000r/min，容积效率ηmv=0.95，机械效率ηmv=0.85。液压马达的理论排量qM=50cm3/r，容积效率ηmv=0.95，机械效率ηmv=0.82，管路损失可略去不计。当马达的输出转矩M=40N·m，输出转速n=60r/min时，试求变量泵的输出流量、输出压力以及泵的输入功率。（3.16L/min，6.53MPa，0.426kw）
题6-10图
6-11 由定量泵和变量液压马达组成的回路中，泵排量为50cm3/r，转速1000r/min，液压马达排量的变化范围为12.5～50cm3/r，安全阀调定压力为10MPa。泵和马达的容积效率和机械效率都是100%。求：
（1）调速回路中马达的最高、最低转速；（4000r/min，1000r/min）
（2）在最高和最低转速下，马达能输出的最大转矩；（19.9N·m，79.6N·m）
（3）最高和最低转速下能输出的最大功率。（8.33kw）
6-12 题6-4中，液压泵和马达的泄漏量随负载压力的提高而线性增加，在压力为10MPa时泄漏量均为1L/min，且与马达排量无关，泵的机械效率为100%，马达的机械效率在最大排量时为0.85，在最小排量时为0.3。在上述条件下，重复完成题9-4中的要求，并计算系统在最高和最低转速下的总效率。（3840r/min，960r/min；5.97N·m，67.7N·m；2.4kw，6.8kw，0.288，0.816）
6-13 图示为一限压式变量泵和缸等元件组成的镗床液压回路。读懂回路并回答下列问题：
（1）回路中如何保证先夹紧、后进给和先退刀、后松开的顺序？
（2）镗孔进给速度靠调节什么元件来保证？是否属于容积节流调速回路？如果，则分析其如图9-9的回路有什么区别？
（3）限压式变量泵的特性曲线和顺序阀3的压力以及夹紧压力如何配合，才能满足上述动作要求。
题6-13图
6-14 读懂下列油路图，指出是哪一种基本回路，并简要说明工作原理。
（a）
（b）
（c）
（d）
题6-14图
6-15 图中行程开关1，2用于切换电磁阀4，以实现液压缸的自动往复运动 ，阀3为延时阀。分析该回路的换向过程，并指出液压缸在哪一端时可作短时间的停留。
题6-15图
6-16 图示是使用液控单向阀的平衡回路，读懂油路并说明节流阀的作用。
题6-16图
6-17 图示是一种顺序动作回路，说明其顺序动作靠什么元件来实现？
题6-17图
6-18 读懂油路图，编写电磁铁动顺序表并说明液控单向阀的作用。
6-18图
西安建筑科技大学机电学院编