第三章-第四章补充习题(答案)讲课稿

第三章－第四章

一、填空题

1.液压泵和液压马达都是能量转化装置，液压泵将驱动电动机的机械能转换成液压系统中的油液的（），供系统使用，液压马达是把输来的油液的（）转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。（压力能、压力能）

2．液压泵是依靠密封工作腔的（）变化进行工作的，其输出流量的大小也由其大小决定。（容积）

3．液压泵的额定流量是指在额定（）和额定（）下由泵输出的流量。（转速、压力）

4. 单作用叶片泵和双作用叶片泵的流量都存在脉动，为了减小脉动量，单作用叶片泵叶片数通常选用（），而双作用叶片泵叶片数通常选用（）。（奇数、偶数）5．变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )，其中（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。（排量；单作用叶片泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵；轴向柱塞泵）6．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。（小；大）

7．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（）腔。（吸油；压油）

8．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（），使闭死容积由大变少时与（）腔相通，闭死容积由小变大时与（）腔相通。

（卸荷槽；压油；吸油）

9．齿轮泵产生泄漏的间隙为（）间隙和（）间隙，此外还存在（）间隙，其中（）泄漏占总泄漏量的70%～80%。（端面、径向；啮合；端面）10．双作用叶片泵的定子曲线由两段（）、两段（）及四段（）组成，吸、压油窗口位于（）段。

（大半径圆弧、小半径圆弧、过渡曲线；过渡曲线）

11．齿轮泵的吸油口制造的比压油口大，是为了减小（）。（径向不平衡力）

12．双作用叶片泵一般为（）量泵；单作用叶片泵一般为（）量泵。（定、变）13．轴向柱塞泵主要有驱动轴、斜盘、柱塞、缸体和配油盘五大部分组成，改变（），可以改变泵的排量。（斜盘的倾角）

14．对于液压泵来说，实际流量总是（）理论流量；实际输入扭矩总是（）其理论上所需要的扭矩。（小于、大于）

15．齿轮泵中每一对齿完成一次啮合过程就排一次油，实际在这一过程中，压油腔容积的变化率每一瞬时是不均匀的，因此，会产生流量（）。（脉动）

16．单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各( )次，同一转速的情况下，改变它的（）可以改变其排量。（偏心距）

17.液压泵和液压马达轴端一般不得承受（），因此不得将带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上。径向力

18．液压缸输入的是液体的流量和压力，输出的是（）和（）。力、直线速度19．双活塞杆液压缸可以采用不同的安装方式，采用杆定式时最大活动范围是有效行程的（）倍，采用缸定式时最大活动范围是有效行程的（）倍。2、3 20．要求单活塞杆液压缸在左右两个方向上的速度和推力都相等时，无杆腔面积A1与

A2有杆腔面积的关系是（）。A1＝2A2

二、选择题

1．双作用叶片泵具有（ A ）的结构特点。

(A) 作用在转子和定子上的液压径向力平衡(B) 所有叶片的顶部和底部所受液压力平衡(C) 考虑叶片厚度，瞬时流量是均匀的(D)改变定子和转子之间的偏心可改变排量

2．双向运动时速度、负载相等，应选用（A ）液压缸。

A、双出杆

B、单出杆

C、柱塞式

D、回转式

3、差动连接液压缸，采用（ C ）可使两个方向的运动速度相等。

A、d=1/3D

B、d=1/2D

C、d=0.707D

D、d=2/3D

4、（ B ）液压泵，其流量脉动最小。

A、径向柱塞式

B、双作用叶片式

C、单作用叶片式

D、齿轮式

5、液压马达的实际流量（ A ）其理论流量。

A、大于

B、小于

C、等于

D、大于或等于

6．双伸出杆液压缸，采用杆定式安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的（）；采用缸定式安装，工作台的移动范围为活塞有效行程的（）。

（A）1倍（B）2倍（C）3倍（D）4倍（B；C）

7．已知单活塞杆液压缸的活塞直径D为活塞杆直径d的两倍，差动连接的快进速度等于非差动连接前进速度的（）；差动连接的快进速度等于快退速度的（）。

（A）1倍（B）2倍（C）3倍（D）4倍(D；C)

8．液压缸的种类繁多，（）可作双作用液压缸，而（）只能作单作用液压缸。

（A）柱塞缸（B）活塞缸（B；A）

9．液压泵单位时间内排出油液的体积称为泵的流量。泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为（）；在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为（），它等于排量和转速的乘积。

（A）实际流量（B）理论流量（C）额定流量（C；B）10．有些液压泵在工作时，每一瞬间的流量各不相同，但在每转中按同一规律重复变化，这就是泵的流量脉动。瞬时流量一般指的是瞬时（）。

（A）实际流量（B）理论流量（C）额定流量（B）11．已知单活塞杆液压缸两腔有效面积A1=2A2，液压泵供油流量为q，如果将液压缸差动连接，活塞实现差动快进，那么进入大腔的流量是（），如果不差动连接，则小腔的排油流量是（）。

（A）0.5q（B）1.5 q（C）1.75 q（D）2 q（D；A）

12.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的

A.泵的输出压力

B.泵的最高压力

C.泵的额定压力（A）

13.在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算得到的流量称为（）

A.实际流量

B.理论流量

C.额定流量（B）

14.液压缸差动连接工作时，缸的（），缸的（）。

A.运动速度增加了

B.输出力增加了

C.运动速度减少了

D.输出力减少了（A、D）

15.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用下述液压缸中的（）

A.单活塞液压缸

B.双活塞液压缸

C.柱塞液压缸

D.伸缩式液压缸（C）

16. 驱动液压泵的电机功率应比液压泵的输出功率大，是因为（）。

A、泄漏损失；

B、摩擦损失；

C、溢流损失；

D、前两种损失。（D）

17．一般单出杆油缸在快速缩回时，往往采用（）。

A、有杆腔回油无杆腔进油；

B、差动连接；

C、有杆腔进油无杆腔回油。

18．拖动液压泵的电机功率应比液压泵的输出功率（）。

A、相等；

B、小些；

C、大些。

19、将单杆活塞式液压缸的左右两腔接通，同时引入压力油，可以使活塞获得（ C ）。

A、慢速移动；

B、停止不动；

C、快速移动。

20、定缸式液压缸，活塞的移动的速度与（ C ）成正比。

A、活塞直径；

B、负载大小；

C、进入液压缸内的油液流量。

21、双作用叶片泵从转子杆向力平衡考虑，叶片数Z应选( B )；单作用叶片泵的叶片数常选( A )，以使流量均匀。

(A)奇数； (B)偶数。 (C)奇、偶数任意。

22．对齿轮泵内部泄露影响最大的因素是( A )间隙。

(A)端面(轴向)间隙； (B)径向间隙； (C)齿轮啮合处(啮合点)。

23．为了使齿轮泵的齿轮平稳地啮合运转、吸油腔严格地密封以及均匀连续地供油，必须使齿轮啮合的重合度系数( A )1。

(A)大于； (B)等于： (C)小于。

三、简答题

1．简述外啮合齿轮泵泄漏的途径？

答：1）外啮合齿轮泵高压腔（排油腔）的压力油向低压腔（吸油腔）泄漏有三条途径：一是通过齿轮啮合处的间隙，二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙，三是通过齿轮两端面与两侧端盖面的端面轴向间隙。三条途径中端面轴向间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的70－80%。

2．如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的，不与大气相通，液压泵能否正常工作？答：液压泵是依靠密闭工作容积的变化，将机械能转化成压力能的泵，常称为容积式泵。液压泵在机构的作用下，密闭工作容积增大时，形成局部真空，具备了吸油条件；又由于油箱与大气相通，在大气压力作用下油箱里的油液被压入其内，这样才能完成液压泵的吸油过程。如果将油箱完全封闭，不与大气相通，于是就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件，从而无法完成吸油过程，液压泵便不能工作了。

3．什么叫液压泵的工作压力和额定压力？两者有何关系？

答：液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服阻力而建立起来的压力。液压泵的工作压力与外负载有关，若外负载增加，液压泵的工作压力也随之升高。液压泵的额定压力是指液压泵在工作中允许达到的最高工作压力，即在液压泵铭牌或产品样本上标出的压力。

考虑液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压力。在液压系统中，定量泵的工作压力由溢流阀调定，并加以稳定；变量泵的工作压力可通过泵本身的调节装置来调整。不要误解液压泵的输出压力就是额定压力，而是工作压力。

4．什么叫液压泵的排量，流量，理论流量，实际流量和额定流量？他们之间有什么关系？答：液压泵的排量是指泵轴转一转所排出油液的体积，单位为ml/r。液压泵的排量取决于液

压泵密封腔的几何尺寸，不同的泵，因参数不同，所以排量也不一样。

液压泵的流量是指液压泵在单位时间内输出油液的体积，又分理论流量和实际流量。理论流量是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间内输出油液的体积。

实际流量是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失，所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。

额定流量q s是指泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。

5．齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?消除径向力不平衡的措施有哪些?

答：齿轮泵工作时作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的。在排油腔和吸油腔，齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力越大，径向不平衡力越大。

消除径向力不平衡的措施缩小压油口的直径，使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围。6．为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？

答：由于单作用式叶片泵的吸油腔和排油腔各占一侧，转子受到压油腔油液的作用力，致使转子所受的径向力不平衡，使得轴承受到的较大载荷作用，这种结构类型的液压泵被称作非平衡式叶片泵。因为单作用叶片泵存在径向力不平衡问题，压油腔压力不能过高，所以一般不宜用在高压系统中。双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔，并且对称于转轴分布，压力油作用于轴承上的径向力是平衡的，故又称为平衡式叶片泵。

7．什么是齿轮泵的困油现象？如何消除？

答：液压泵的密闭工作容积在吸满油之后向压油腔转移的过程中，形成了一个闭死容积。闭死容积由大变小时，被封闭的油液受到挤压而产生很高的压力，油液发热，使轴承受到额外负载；在闭死容积由小变大时，又会造成局部真空，使溶解在油中的气体分离出来，产生气穴现象。这些都将使泵产生强烈的振动和噪声，这就是齿轮泵的困油现象。。

消除困油现象的方法通常是在两侧盖板上开卸荷槽，使封闭容积减小时与排油腔相通，容积增大时与吸油腔相通。

8．液压缸结构是由哪些部分组成的？液压缸常见的密封方法有哪几种？

答：液压缸的基本结构组成可以分缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、缓冲装置、排气装置和密封装置五部分。

常用的密封方法有三种：１）间隙密封方式，它依靠运动副间的微间隙来防止泄漏2）摩擦环密封方式3）密封圈密封方式

9．液压缸为什么需要设置缓冲装置？

答：为了避免在行程极限位置冲撞缸盖，损坏液压缸及其连接机件，一般在液压缸两端设置缓冲装置。液压缸中装置的工作原理是：在活塞和缸盖的行程极限位置之间封住一部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，利用节流原理以产生很大的排油阻力，实现运动件的制动，从而避免活塞撞击缸盖。

四、判断题

1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（○）

2．流量可改变的液压泵称为变量泵。（×）

3．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（×）

4．额定流量是实际流量而不是理论流量。（○）

5．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。（○）

6．双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环。（×）7．双作用叶片泵定子与转子是偏心的，可以通过调节偏心距改变其排量。（×）

8．单作用叶片泵可以调节偏心距改变其排量，双作用叶片泵不可以做成变量泵。（○）9．液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化。（○）10．双作用叶片泵也称之为平衡泵，因此它的流量是没有脉动的。（×）

11．因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。（○）

12．双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。（×）13．液压泵自吸能力的实质是由于泵的吸油腔形成局部真空，油箱中的油在大气压作用下流入油腔（○）

14．为了提高泵的自吸能力，应使泵的吸油口的真空度尽可能大（×）15．双作用叶片泵可以做成变量泵（×）16．齿轮泵的吸油口制造比压油口大，是为了减小径向不平衡力（○）17．柱塞泵的柱塞为奇数时，其流量脉动率比偶数时要小（○）18．单活塞杆液压缸缸筒固定时液压缸运动所占长度与活塞杆固定的不相等（）19．液压缸输出推力的大小决定进入液压缸油液压力的大小（○）20．利用单活塞杆液压缸差动连接实现的快速运动的回路，一般用于空载（○）

21．在流量相同的情况下，液压缸直径越大，活塞运动速度越快。（×）22．由于油液在管道中流动时有压力损失和泄漏，所以液压泵输入功率要小于输送到液压缸的功率。（×）

23．将单杆活塞式液压缸的左右两腔接通，同时引入压力油，可使活塞获得快速运动。

（○）

24．根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力为泵的额定输出压力。（○）25．齿轮泵多用于高压系统，柱塞泵多用于中压系统，叶片泵多用于低压系统。（×）26．不考虑泄漏的情况下，根据液压泵的几何尺寸计算而得到的排量称为理论流量。27．单作用液压缸具有单向液压驱动，回程只能依靠自重、弹簧或其它外力作用。（○）28．双活塞杆液压缸当采用差动联接时可以通过减小推力而获得较高的速度。

（×）

29．单活塞杆左右腔的有效工作面积不相等，它在左右方向所产生的推力和速度也不相等。（○）

30．双活塞杆液压缸当液压油分别从左右腔输入且工作压力不变时，液压缸所产生的推力都相等，而与安装方式无关。（○）

五、名词解释

1．排量

（液压泵每转一转理论上应排出的油液体积；液压马达在没有泄漏的情况下，输出轴旋转一周所需要油液的体积。）

2．变量泵

（排量可以改变的液压泵。）

3．困油现象

（液压泵工作时，在吸、压油腔之间形成一个闭死容积，该容积的大小随着传动轴的旋转发生变化，导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。）

4．齿轮泵径向不平衡力

齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的。在排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，油液压力由高压腔压力逐渐下降到吸油腔压力。液体压力综合作用的合力是不平衡的，称之为径向不平衡力。

4．差动连接

（向单活塞液压缸的无杆腔通压力油，同时有杆腔排出的油又回到无杆腔，称为液压缸油路的差动连接。）

六分析题

1．什么是液压泵的流量脉动?对工作部件有何影响? （5分）

答：液压泵在排油过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化。但是，在液压泵连续转动时，每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化，这种现象称为液压泵的流量脉动。

液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道、阀等元件产生振动和噪声。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密机床的液压传动系统更为不利。

七计算题

1．在右图的单杆液压缸中，已知缸体内径D=125mm，活塞杆直径d=70mm，活塞向右运动的速度v=0.1m/s。求进入和流出液压缸的流量Q1和Q2为多少。

帮助：

解：进入液压缸的流量

q1=υA1=υπD2/4=0.1×102×60×12.52×π/4 cm3/min

=73631.25 cm3/min = 73.6 L/min

排出液压缸的流量

q2=υA2=υπ（D2－d2）/4=0.1×102×60×(12.52－72)×π/4

cm3/min

=50540.49 cm3/min = 50.5 L/min

2．在不考虑机械效率和容积效率的情况下推导单活塞杆缸差动连接时液压缸产生的推力及活塞杆伸出速度

扫描书上图

3．已知液压泵转速为1000r/min,排量为160ml/r，额定压力为30MPa，实际输出流量

为150L/min,泵的总效率为0.87，求：

1、泵的理论流量；

2、泵的容积效率和机械效率；

3、驱动液压泵所需的电动机功率。

4．向一差动连接液压缸供油，液压油的流量V，压力p。当活塞杆直径变小时，其活塞运动速度v及作用力F将如何变化?要使v3/v2=2，则活塞与活塞杆直径比应为多少?

5. 用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载∑R=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5MPa，设缸的容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵的总效率η=0.9。求：1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量（l/min）；2）电机的输出功率（kW）。(47.6；13.96)

6. 有一液压泵，当负载压力为p＝80×105Pa时，输出流量为96L/min，而负载压力为100

×105Pa时，输出流量为94L/min。用此泵带动一排量V=80cm3/r的液压马达，当负载扭矩

为120Ｎ.ｍ时，液压马达机械效率为0.94，其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积效率。（%）（93.6）

7. 在图示液压系统中，泵的额定压力为p s＝25×105Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定压力p y

＝18×105Pa，两油缸活塞面积相等，A1=A2=30 cm2，负载R1=3000N，R2=4200N其他忽略

不计。试分析：1）液压泵启动后两个缸速度分别是多少（m/s）；2）各缸的输出功率和泵的最大输出功率可达多少（W）。( .056、.056 ；168、235、300 )

8．泵和马达组成系统，已知泵输出油压p p＝100×105Pa，排量V p=10cm3/r，机械效率η=0.95，容积效率ηvp=0.9；马达排量V M=10cm3/r，机械效率ηmM=0.95，，容积效率ηvM=0.9，mp

泵出口处到马达入口处管路的压力损失为5×105Pa，泄漏量不计，马达回油管和泵吸油管

的压力损失不计，试求：1）泵转速为1500r/min时，所需的驱动功率P rp；（W）2）泵

输出的液压功率P op；（W）3）马达输出转速n M；（r/min）4）马达输出功率P M；（W）

5）马达输出转矩T M。（Ｎ.ｍ）(2632、2250 ；1215；1828、14.37 )

9。两个相同的液压缸串联起来，两缸的无杆腔和有杆腔的有效工作面积分别为A1=100

cm2，A2=80 cm2，输入的压力p1＝18×105Pa，输入的流量q=16L/min，所有损失均不考虑，

试求：1）当两缸的负载相等时，可能承担的最大负载L为多少；(N) 2）当两缸的负载不相等时，计算L1 m a x和L2 m a x的数值；(N) 3）两缸的活塞运动速度各是多少?（m/min）(10000；18000、22500 ；1.6 、1.28 )

11.已知液压泵转速为1500r/min,排量为160ml/r，额定压力为30Mpa，实际输出流量为220L/min,泵的总效率为0.87，求：（1）泵的理论流量；（2）泵的容积效率和机械效率；（3）驱动液压泵所需的电动机功率。

解：(1)理论流量=排量×转速=160×1500=240000 ml/min=240L/min

(2) 容积效率=实际流量/理论流量=220/240=91.7%

总效率=机械效率×容积效率

机械效率=总效率/容积效率=0.87/0.917=94.9%

(3) 输出功率=额定压力×实际输出流量=30×106×220×10-3/60=110×103W=110KW

电动机功率=输出功率/总效率=110×103/0.87=126.4×103=126.4KW

12．某液压马达排量V M=250mL/r，入口压力P1=9.8MPa，出口压力P2=0.49MPa，其总效率

ηM =0.9，容积效率ηMV =0.92，当输入流量为22L/min 时，试求：（1）液压马达的输出扭矩 （2）液压马达的转速（n/min ）

答：设马达进出口压差为Δp =9.8-0.49=9.31MPa

（1）MV M M MM M V p V p T ηηπηπ???=???=22 （3分） m N 4.36292

.09.021********.96

6?=????=-π （１分） （2）MV M

M V q n η?==80.9r/min （４分） 13.某液压马达每转排量V=70mL/r ，供油压力P=10 MPa ，输入流量q=100L/min ，液压马达的容积效率ηV =0.92，机械效率ηM =0.94，马达回油腔的背压为0.2 MPa ，试求：（1）液压马达输出转矩，（2）液压马达的转速。

解：（1）设液压马达进出口压差8.92.010=-=?p MPa

M 2ηπ

pV T M ?= （3分） 86.21094.021070108.96

6=????=

-π N.m （1分） （2）V M V q n η?=

（3分） min /1031.192.0107010100363r ?=???=-- （1分）

14.某一减速机要求液压马达的实际输出扭矩T =52.5Nm ，转速n =30r/min ，设液压马达的排量V =12.5cm 3/r ，设马达的容积效率ηv =0.9，机械效率ηm =0.9，求所需的流量和压力各为多少？

答：（1）流量： V M nV

q η= （3分）

min /7.4169.05.12303cm =?=

（1分） （2）压力： m M V p T ηπ

?=2

m

M V T P ηπ?=2 （3分） MPa Pa 3.29103.2910

5.129.05.52266=?=???=-π（1分） 15.液压马达的排量为250 mL/r ，进口压力为98×105 Pa ,出口压力为4.9×105 Pa ,总效率η=0.9,马达的容积效率为0.92,若输入流量为22.2 L/min ，试求：（1）输出扭矩；（2）理论转速和实际转速。

解：（1）

()()

m N T m p v V P m ?=????-=====-??2.363298

.010250109.49898

.06

5292.09.0πηπηηη

（6分） (2)

()

()min /69.8192.08.88min /8.883102502.22r n n r n V t q Q t =?=====-?η （2分）