液压与气压传动技术 习题答案
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，且其调速范围大，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)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ⅠS0 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40'C 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，分子间的内聚力会阻止分子间的相对运动而产生内摩擦力，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Pa ·s 和MPa ·s ；
运动粘度的法定计量单位为m 2/s 和mm 2/s ；
2-2 2O ℃时水的运动粘度为1.0mm2/s ，密度为1000.0kg/m 3；2O ℃时空气的运动粘度为
15.0mm 2/s ，密度为1.2kg/m 3。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νρμ?=得182.1*1510001000*0.1＝＝＝空气水μμ>=，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。
我国液压油(液)的主要品种
油名(品种) 粘度等级 组成和特性
L-HL L-HM L-HG L-HFC L-HFDR L-HFAE L-HFB L-HV L-HS 15、22、32、46、68、100、150 15、22、32、46、68、100、150 32、46、68 15、22、32、46、68、10O 15、22、32、46、68、100 7、10、15、22、32 22、32、46、68、100 15、22、32、46、68、100 10、15、22、32、46
精制矿油、R ＆O
精制矿油、R ＆0、AW
精制矿油、R ＆0、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、R ＆0、AW 、HVI 、LPP
合成液(合成烃油)、R ＆0、AW 、HVI 、LPP 注：R ＆O —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：7.0～14.0MPa 温度：50℃以下 压力：7.0MPa 以上 温度：50～100℃ 室内、固定液压设备
露天寒冷和严寒区
高温热源或明火附近 L-HL L-HV L-HFAE L-HL ，L-HM L-HV ，L-HS L-HFB ，L-HFC L-HM L-HV ，L-HS L-HFDR
2-4 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A ?作用有法向力F ?时，该点处的压力p 可定义为
A
F p A ??=→?0lim （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内的流动情况，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内液体的平均流速υ、管道内径d 和液体的运动粘度ν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e R 。
2-6伯努利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：在某通道内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ρ，活塞浸入深度为h ，试确定液体在测压管内的上升高度x 。
题2-6图
解：取活塞底端为研究水平面
则有：2/)(4d G F gh gx πρρ+=+ 故h d
g G F x -+=2)(4πρ 2-8 图2-3所示液压千斤，若大活塞的直径为50.0cm ，小活塞的直径为12.5cm 。问在小活塞上所加的力为多大才能将重力为5×103N 的重物顶起？ 解：由帕斯卡原理得12F W A A =，所以1
2
312.5A W F N A ?== 2-9 如题2-7图所示，容器内充满密度为ρ的油液，容器内的压力由水银压力计的读数ｈ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ａ，这时容器内的压力不变，但测压管的读数由ｈ变为ｈ＋Δｈ。试确定Δｈ与ａ的关系。
题2-7图
解：设初始油柱高度为V =0a ，则有
0oil Hg P g a g h ρρ+??=??
0()()oil Hg P g a a g h h ρρ+??+=??+?
联立两方程可得/Hg oil a h ρρ=??
2-10 如题图2-8所示，管道输送密度ρ＝900kg/m 3
的液体，已知ｈ＝15m ，１处的压力为4.5×105Pa ，2处的压力为4×105Pa ，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：p 1+1/2ρv 2= p 2+ρgh 2+1/2ρv 2+p w
由连续性方程可得：qv 1=qv 2
v 1A 1= v 2A 2
所以，p 1=p 2+pgh 2+p w
450000=40000+900*10*15+ p w
所以，p w =-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d 1=d 2/4，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/m 3。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:1122A A υυ=
221112221122
P gh P gh ρρυρρυ++=++ 联立上面两方程得20.5/m s υ=，2 1.3a P MP =。
2-12 如题2-10图所示，活塞上作用有外力Ｆ＝3000N ，活塞直径Ｄ＝50mm ，若使油从液
压缸底部的锐缘孔口流出，设孔口直径ｄ＝10mm ，孔口速度系数Cv ＝0.97，流量系数
Cq ＝0.63，油液的密度ρ＝870kg/m 3
，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 在缸体内产生的压力为：p=4F/лD 2=1.529*106pa
小孔流量为：
q v =CqA T (2Δp/ρ)0.5=0.63*0.25*3.14*(10*10-3)2(2*15.29*105/870)0.5=0.00293m 3/s
活塞速度为：v=4qv/3.14D 2=1.493m/s
孔口液流速度为:
V d =4qv/3.14d 2=37.3m/s
若以缸内的液体为控制液体，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=ρqv(v 0-v)
R= F-ρqv(v 0-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4
128v d q P l
πμ=?? 1122
q P q P νν= 代入数据得20.1a P MP =
（2）薄壁孔
由公式v q q C =
1122
q P q P νν=得 20.2a P MP =
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隙来控制系统的流量和压力，液压元件的泄漏也属于缝隙流动，因此有必要研究液体流经小孔和缝隙的流量计算。
2-15 管路中的压力损失有哪几种？各受哪些因素影响？
解：（1）沿程压力损失
液体在直径不变的直通道中流动时因其内摩擦而产生的能量损失，称为沿程压力损失。它主要决定于液体平均流速υ、动力粘度()ρνμ、通道的长度l 和内径d 等。
（2）局部压力损失
液体流经管道的弯头、大小管的接头、突变截面、阀口和网孔等局部障碍处时，因液流方向和速度大小发生突度，使液体质点间相互撞击而造成的能量损失，称为局部压力损失。液体流过这些局部障碍处时，流态极为复杂，影响因素较多，一般都依靠实验求得各种类型局部障碍的局部阻力系数，然后再计算局部压力损失ξ?p 。
2-16 液压冲击和空穴现象是如何产生的？有什么危害？如何防止？
解：一、液压冲击
(1)产生液压冲击的原因
a 阀门突然关闭引起液压冲击 若有一较大容腔(如液压缸、蓄能器等)和在另一端装有阀门的管道相通。当阀门开启时，管内液体从阀门流出。当阀门突然关闭时，从阀门处开始液体动能将逐层转化为压力能，相应产生一从阀门向容腔推进的压力冲击波，出现液压冲击。
b 运动部件突然制动引起液压冲击 如换向阀突然关闭液压缸的回油通道而使运动部件制动时，这一瞬间运动部件的动能会转化为被封闭油液的压力能，压力急剧上升，出现液压冲击。
c 液压系统中元件反应不灵敏造成液压冲击 如系统压力突然升高时，溢流阀不能迅速打开溢流阀口，或限压式变量泵不能及时自动减小输出流量等，都会导致液压冲击。
(2)液压冲击的危害
在液压系统中产生液压冲击时，瞬时压力峰值有时比正常压力要大好几倍，会引起振动和噪声，导致密封装置、管路和液压元件的损坏，甚至还会使某些液压元件(如压力继电器、顺序阀等)产生误动作，从而影响系统正常工作。可见应力求减小液压冲击。
(3)通常可采取下列措施来减少液压冲击：
a 延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。可采用换向时间可调的换向阀。实验证明当换向时间大于0.3s 时，液压冲击就大大减少。
b 限制管路内液体的流速及运动部件的速度。一般在液压系统中将管路流速控制在4.5m ／s 以内，运动部件的速度一般小于10.0/min ，并且当运动部件的质量越大，则其运动速度就应该越小。
c适当增大管径。这样不仅可以降低流速，而且可以减小压力冲击波传播速度。
d尽量缩小管道长度，可以减小压力波的传播时间。
e用橡胶软管或在冲击源处设置畜能器，以吸收冲击的能量；也可以在容易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。
二、空穴现象
（1）产生原因：在液压系统中，如果某处压力低于油液工作温度下的空气分离压时，油液中的空气就会分离出来而形成大量气泡；当压力进一步降低到油液工作温度下的饱和蒸汽压力时，油液会迅速汽化而产生大量汽泡。这些气泡混杂在油液中，产生空穴，使原来充满管道或液压元件中的油液成为不连续状态，这种现象一般称为空穴现象。
空穴现象一般发生在阀口和液压泵的进油口处。油液流过阀口的狭窄通道时，液流速度增大，压力大幅度下降，就可能出现空穴现象。液压泵的安装高度过高，吸油管道内径过小，吸油阻力太大，或液压泵转速过高、吸油不充足等，均可能产生空穴现象。
（2）危害：液压系统中出现空穴现象后，气泡随油液流到高压区时，在高压作用下气泡会迅速破裂，周围液体质点以高速来填补这一空穴，液体质点间高速碰撞而形成局部液压冲击，使局部的压力和温度均急剧升高，产生强烈的振动和噪声。在气泡凝聚处附近的管壁和元件表面，因长期承受液压冲击及高温作用，以及油液中逸出气体的较强腐蚀作用，使管壁和元件表面金属颗粒被剥落，这种因空穴现象而产生的表面腐蚀称为气蚀。故应力求避免空穴现象得产生。
(3)避免措施：
a减小阀孔或其他元件通道前后的压力差。
b降低液压泵的吸油高度，采用内径较大的吸油管，并尽量少用弯头，以减小管路阻力，必要时对大流量泵采用辅助泵供油。
c各元件的连接处要密封可靠，以防止空气进入。
d整个系统管路应尽可能直，避免急弯和局部狭窄等。
e提高元件的抗气蚀能力。对容易产生气蚀的元件，如泵的配油盘等金属材料，增加元件的机械强度。
第三章液压泵
思考题与习题
3-1 液压泵要完成正常的工作过程，必须具备哪些条件？
解：（1）具备密封容积；
（2）密封容积周期变化；
（3）进油口和出油口分开。
3-2 液压泵的工作压力取决于什么?泵的工作压力与公称压力有何关系?
解：液压泵的工作压力取决于负载；
泵的工作压力一般小于公称压力。
3-3 要提高齿轮泵的工作压力需解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？
解：在液压泵中，运动件间是靠微小间隙密封的。这些微小间隙从运动学上形成摩擦副，而高压腔的油液通过间隙向低压腔泄漏是不可避免的；齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途径泄漏到吸油腔去：一是通过齿轮啮合线处的间隙（齿侧间隙），二是通过体定子环内孔和齿顶间隙的径向间隙（齿顶间隙），三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙（端面间隙）。在
这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油液就越多。因此为了实现齿轮泵的高压化，为了提高齿轮泵的压力和容积效率，需要从结构上来采取措施，一般采用对齿轮端面间隙进行自动补偿的办法。
3-4 简述齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的结构特点及应用场合。
解：由于各类液压泵各自突出的特点，其结构、功用和动转方式各不相同，因此应根据不同的使用场合选择合适的液压泵。一般在机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵；而在筑路机械、港口机械以及小型工程机械中往往选择抗污染能力较强的齿轮泵；在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。
3-5 齿轮泵产生困油现象是什么?有何危害?如何解决?
解：齿轮泵要能连续地供油，就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1，也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时，另一对齿轮已进入啮合，这样就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间，在两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一个封闭容积。一部分油液也就被困在这一封闭容积中〔见图3-5(a)〕，齿轮连续旋转时，这一封闭容积便逐渐减小，到两啮合点处于图3-5(b) 所示节点两侧的对称位置时，封闭容积为最小。齿轮再继续转动时，封闭容积又逐渐增大，直到图3-5(c)所示位置时，容积又变为最大。在封闭容积减小时，被困油液受到挤压，压力急剧上升，使轴承上突然受到很大的冲击载荷，使泵剧烈振动，这时高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出，造成功率损失，使油液发热等。当封闭容积增大时，由于没有油液补充，因此形成局部真空，使原来溶解于油液中的空气分离出来，形成了气泡。油液中产生气泡后，会引起噪声、气蚀等一系列恶果。以上情况就是齿轮泵的困油现象。这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命。
为了消除困油现象，在CB —B 型齿轮泵的泵盖上铣出两个困油卸荷凹槽，其几何关系如图3-6所示。卸荷槽的位置应该使困油腔由大变小时，能通过卸荷槽与压油腔相通；而当困油腔由小变大时，能通过另一卸荷槽与吸油腔相通。两卸荷槽之间的距离为a ，必须保证在任何时候都不能使压油腔和吸油腔互通。
3-6 轴向柱塞泵的斜盘倾角为什么不能太大？其配油盘的配油窗口和斜盘应保持怎样的几何关系？装配时若误将配油盘从正确位置上转过90°，会出现什么后果？
解：（1）当斜盘倾角太大时，容易使柱塞与斜盘间摩擦增大，降低效率，如果达到自锁角，两者将不能相对运动；
（2）配油盘的配油窗口和斜盘应保证当缸体转动时，柱塞吸油腔和压油腔隔开；
（3）当装配时若误将配油盘从正确位置上转过90°，柱塞泵不能吸油和压油。
3-7 某齿轮泵的节圆直径为28mm ，齿数为10，齿宽为16mm ，容积效率在泵进、出口压差为10MPa 、转速为3000r/min 时为0.9。试求：
(1)该泵的排量和实际输出流量；
(2)若已知泵的机械效率为0.88，试计算泵的输入功率。
解：
（1）263
28.3510/V zm B m s π-==?
6638.351030000.9/60375.7510/V V q Vn m s η--==???=? （2） 4.75()ou
V in V m
P P q P kw ηηη∑??===?
3-8 某液压泵的工作压力为10.0MPa ，转速为1450.0r/min ，排量为46.2mL/r ，容积效率为0.95，总效率为0.9。求泵的实际输出功率和驱动该泵所需的电机功率。
解：
泵的实际输出功率为66101046.21450100.95/6010.6ou V P P q kw -=??=?????=
驱动电机功率为/10.6/0.911.785in ou p p kw η∑===
3-9 某叶片泵的定子短半径为35.35mm ，长半径为37.8mm ，叶片宽度为20mm,厚度4.72mm ，叶片倾角为12°，叶片数为10，泵的转速为1500r/min 。若已知泵的工作压力为14MPa 时，其输出流量为4L/min ，试求泵的容积效率为多少？ 解：/1174.5/min p Vp VM vt vM M M V n n q V r V ηηη???=?==
由()222cos V Vt V V R r q q B R r bz n ηπηθ-??=?=--????可得V η
4×10-3/60=2×0.02（3.14（0.03782-0.035352）-（0.0378-0.03535）0.00472×10/cos12o ）
×V η×1500/60。
V η=（4×10-3/60）÷（2×0.02（3.14×（0.03782-0.035352）-（0.0378-0.03535）0.00472
×10/cos12o ）×1500/60）=71%
3-10 设轴向柱塞泵的斜盘倾角为22°33′，柱塞直径为22mm ，柱塞在缸体上的分布圆直径为68mm ，柱塞数为7，其容积效率98.0=v η，机械效率9.0=m η，转速min /960r n =，泵进、出口的压差a MP p 10=?，试计算泵的理论输出流量、实际流量及泵的输入功率分别为多少？
解：泵的理论流量为()2tan /4Vt q d zn πγ=，代入数据得61.59710/min Vt q ml =?，
泵的理实际量为661.597100.98 1.56610/min V Vt V q q ml η=?=??=?，
泵的输入功率为295.824ou V in m V P P q P kw ηηη∑??===?
3-11如题3-11图所示的双泵供油液压系统，由低压大流量泵高压小流量泵2、溢流阀3、单向阀４、液控顺序阀（卸荷阀）5和8换向阀6以及单向顺序阀7组成。试问：
（1）系统中的负载压力由哪个元件控制？
（2）液压泵1向系统供油或卸荷由什么控制？
（3）单向阀4和液控顺序阀5在系统中的作用是什么？
图3-1
解：（1）当负载无穷大时，系统为低压时，系统压力由阀5决定；当系统为高压时，系统压力油阀3决定。
（2）液压泵1向系统供油或卸荷由换向阀控制。
（3）当系统需要高压小流量时，单向阀4防止高压油进入液压泵1，即隔离高压和低压油液，此时液控顺序阀5在高压油的作用下打开，使液压泵1在较小压力下卸荷。
4液压缸与液压马达
思考题与习题
4-1液压缸与液压马达在功能特点上有何异同？
解：液压缸是输出直线运动，而液压马达是输出旋转运动。
4-2为什么伸缩套筒式液压缸活塞伸出的顺序是从大到小，而缩回的顺序是由小到大? (提示：应考虑有效工作面积)
解：当伸出时，作用面积最大的先伸出，因此活塞伸出顺序是从大到小；同理，缩回时顺序由小到大。
4-3 活塞与缸体、活塞杆与端盖之间的密封形式有几种？各应用于什么场合？
解：液压缸中常见的密封装置如下图所示。图中(a)所示为间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。图4中(b)所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。这种材料效果较好，摩擦
阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于
缸筒和活塞之间的密封。图中(c)、 (d)所示为密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。
密封装置
间隙密封(b)摩擦环密封(c)O形圈密封(d)V形圈密封
4-4 单活塞杆缸差动连接时，有杆腔与无杆腔相比谁的压力高？为什么？
解：可以认为两者压力相等。但需要说明的是：开始工作时差动缸左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔(无杆腔)的工作面积比右腔(有杆腔)的工作面积大，活塞向右的推力大于向左的推力，故其活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液(流量为q v′)也进入左腔，加大了流入左腔的流量(q v+q v′)，从而也加快了活塞移动的速度。实际上活塞在运动时，由于差动缸两腔间的管路中有压力损失，所以右腔中油液的压力稍大于左腔油液压力。而这个差值一般都较小可以忽略不计
4-5 如何实现液压缸的排气和缓冲？
解：（1）液压缸的排气装置：
在液压系统安装时或停止工作后又重新启动时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，必须把液压系统中的空气排出去。对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处，通过回油使缸内的空气排往油箱，再从油面逸出，对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压缸，常在液压缸两侧的最高位置处(该处往往是空气聚积的地方)设置专门的排气装置。常用的排气装置有两种形式，如下图所示。
排气装置
1—缸盖2—放气小孔3—缸体4—活塞杆
（2）液压缸的缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快
接近行程终点时速度减慢下来终至停止。
缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。
4-6 要使差动连接单活塞杆缸快进速度是快退速度的2倍，则活塞与活塞杆直径之比应为多少？
解：设快进速度为1v ，快退速度为2v 。
差动连接时，快进214/v q d π=，快退2224/[()]v q D d π=-，由122v v =
可得D =
所以，要使差动连接单活塞杆缸快进速度是快退速度的2倍，活塞与活塞杆直径之比应
4-7 如图所示的液压系统中，液压泵铭牌参数q v =18L/min ，p=6.3MPa ，设活塞直径D=90mm ，活塞直径d=60mm ， F=28000N 时，不计压力损失，试求在各图示情况下压力表的指示压力。
解：设无杆腔面积为1A ，有杆腔面积为2A 。
（1）()4
1231 2.810 4.490104
F P MPa A π-?===??； （2）10P =；
（3）1122P A F A P =+得1 5.5P MPa =
4-8 已知单杆液压缸缸筒内径D=100 mm ，活塞杆直径d=50 mm ，工作压力p 1=2 MPa ，流量q v =10 L/min ，回油压力p 2=0.5MPa 。试求活塞往返运动时的推力和速度。
解：（1）活塞伸出时：
()22211244d F P P D d ππ=--=12.8kN ，
12
40.02/v q v m s D π== （2）活塞退回时：
()2
222127.8544D F P D d P kN ππ=--=
22240.028/()
v q v m s D d π==- 4-9 下图为两结构尺寸相同的液压缸，A 1=100cm 2，A 2=80cm 2，p 1=0.9Mpa ，1V q =15L/min 。若不计摩擦损失和泄漏，试求：
（1）当两缸负载相同(F 1=F 2)时，两缸能承受的负载是多少？
（2）此时，两缸运动的速度各为多少？
解：由题意可得，缸1的有杆腔与缸2的无杆腔压力相等，设为0P ：
则：（1）11201P A A P F ?=?+
012P A F ?=
12F F =
由以上3式可得125F F kN ==。
（2）111/0.025/v v q A m s ==
12210.02/A v v m s A
==
4-10 设计一差动连接液压缸，已知泵的公称流量为25L/min ，公称压力为6.3MPa ，工作台快进、快退速度为5m/min 。试计算液压缸内径D 和活塞杆直径d 。当快进外负载为25×1O3N 时，液压缸的压力为多少?
解:12479.8()q d mm v π??== ???,
又因快进和快退速度相等，所以112.8D mm =
= 由2
14d F P π=得，214/() 4.99P
F d MPa π== 4-11 已知液压马达的排量M V =250mL/r ，入口压力为1p =9.8MPa,出口压力为2p =0.49MPa,此时总效率η=0.9,容积效率VM η=0.92。当输入流量V q =22L/min 时，试求：
(1)液压马达的输出转矩（N ·m ）；
(2)液压马达的输出功率（kw ）；
(3)液压马达的转速（r/min ）。
解：（1）362.52m P V T Nm ηπ
???== （2） 3.1ou v P P q kw =??=
（3）80.96(/min)v v q n r V
η=?= 4-12 一液压马达，要求输出转矩为52.5N ·m ，转速为30r/min ，马达的排量为105mL/r ，求所需要的流量和压力各为多少？（马达的机械效率和容积效率各为0.9） 解：2 3.49v
T P MPa V πη?== 33.510(/min)v
Vn
q ml η==? 4-13如题4-12图，泵输出压力p =10MPa ，排量VP=10mL/r ，转速n =1450r/min ，机械效率mP η=0.9，容积效率VP η=0.9；马达排M V =10mL/r ，机械效率mM η=0.9，容积效率VM η=0.9。泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa ，假设其它损失不计，且系统无过载，试求：
（1）泵的输出功率；
（2）驱动泵的电机功率；
（3）马达的输出转矩；
（4）马达的输出转速。
题4-12图
解：（1） 2.175ou vt v P P q kw η=???=
（2） 2.685ou in P P kw η∑=
= （3）113.92m T P V Nm ηπ
=????= （4）/1174.5/min p
Vp VM vt vM M M V n n q V r V ηηη???=?==
5. 液压控制阀
思考题与习题
5-1 液控单向阀和单向阀功能上有何区别？
解：液控单身阀当控制油路给油时，可以反向导通，而意向阀只能正向导通。
5-2 换向阀的种类有哪些？举例说明“位”和“通”的含义是什么？分别说明0型、M 型、P 型和H 型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点？
解：（1）按换向阀按阀芯在阀体孔内的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数可分为二位二通、二位三通和三位五通等；按换向阀的控制方式可分为手动、机动、电动、液动和电液动等；按阀芯运动方式可分为滑阀、转阀等类型。
（2）A 、位置数
位置数（位）是指阀芯在阀体孔中的位置，有几个位置就称之为几位；比如有两个位置即称之为为“两位”，有三个位置我们就称之为“三位”，依次类推。职能符号图图形中“位”是用用粗实线方格（或长方格）表示，有几位即画几个方格来表示。
三位换向阀的中格和二位换向阀靠近弹簧的一格为常态位置(或称静止位置或零位置)，即阀芯末受到控制力作用时所处的位置；靠近控制符号的一格为控制力作用下所处的位置。
B 、通路数
通路数（通）是指换向阀控制的外连工作油口的数目。一个阀体上有几个进、出油口就是几通。将位和通的符号组合在一起就形成了阀体整体符号。在图形符号中，用“┬”和“┴”表示油路被阀芯封闭，用“│”或“∕”表示油路连通，方格内的箭头表示两油口相通，但不表示液流方向。一个方格内油路与方格的交点数即为通路数，几个交点就是几通。
5-3 选用换向阀时要考虑哪些问题？
解：①根据系统的性能要求,选择滑阀的中位机能及位数和通数。②考虑换向阀的操纵要求。如人工操纵的用手动式、脚踏式；自动操纵的用机动式、电动式、液动式、电液动式；远距离操纵的用电动式、电液式；要求操纵平稳的用机动式或主阀芯移动速度可调的电液式；可靠性要求较高的用机动式。③根据通过该阀的最大流量和最高工作压力来选取(查表)。最大工作压力和流量一般应在所选定阀的范围之内,最高流量不得超过所选阀额定流量的120%,否则压力损失过大,引起发热和噪声。若没有合适的,压力和流量大一些也可用,只是经济性差一些。④除注意最高工作压力外,还要注意最小控制压力是否满足要求(对于液动阀和电液动换向阀)。⑤选择元件的联接方式一一管式(螺纹联接)、板式和法兰式,要根据流量、压力及元件安装机构的形式来确定。⑥流量超过63L/min时,不能选用电磁阀,否则电磁力太小,推不动阀芯。此时可选用其他控制形式的换向阀,如液动、电液动换向阀。
5-4 滑阀阀芯的卡紧现象是怎样引起的？如何解决？
解：引起液压卡紧的原因，可能是由于脏物进入缝隙而使阀芯移动困难，或者缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死，但是主要原因是来自滑阀结构主体的几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。如下图中（a)所示，当阀芯和阀体孔之间无几何形状误差，且轴心线平行但不重合时，阀芯周围间隙内的压力分布是线性的(图中A1和A2线所示)，且各向相等，阀芯上不会出现不平衡的径向力；当阀芯因加工误差而带有倒锥(锥部大端朝向高压腔)且轴心线平行而不重合时，阀芯周围间隙内的压力分布如下图中(b)中曲线A1和A2所示，这时阀芯将受到径向不平衡力(图中阴影部分)的作用而使偏心距越来越大，直到两者表面接触为止，这时径向不平衡力达到最大值；但是，如阀芯带有顺锥(锥部大端朝向低压腔)时，产生的径向不平衡力将使阀芯和阀孔间的偏心距减小；下图中(c)所示为阀芯表面有局部凸起(相当于阀芯碰伤、残留毛刺或缝隙中楔入脏物时，阀芯受到的径向不平衡力将使阀芯的凸起部分推向孔壁。当阀芯受到径向不平衡力作用而和阀孔相接触后，缝隙中存留液体被挤出，阀芯和阀孔间的摩擦变成半干摩擦乃至干摩擦，因而使阀芯重新移动时所需的力增大。
5-5 电液换向阀适用于什么场合？它的先导阀中位机能为 X 型行吗？为什么？
解：（1）电液换向阀适用于高压大流量，因为高压大流量场合时，需要很大的推理打开控制油路的主阀芯，电液换向阀控制油路的主阀芯不是靠电磁铁的吸力直接推动的，是靠电磁铁操纵控制油路上的压力油液推动的，因此推力可以很大，操纵也很方便。此外，主阀芯向左或向右移动的速度可以由节流阀控制，这就可以使系统中的执行元件能够得到平稳无冲击的换向。所以电液换向阀的换向性能也是很好的，适用与高压大流量场合。
（2）它的先导阀中位机能可以为X型，X型的特点是：在中位时，A、B、P油口都与T 回油口相通。
5-6 画出溢流阀、减压阀及顺序阀的职能符号图形，并比较它们在结构上的异同之处？
解：
三者在结构上的异同：
5-7 直动式溢流阀为何不适用于作高压大流量的溢流阀？
解：因为直动式是靠液压系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，控制阀芯
的启闭动作实现溢流，当系统压力较高时，作用在阀芯上的液压力较大，控制灵敏度下降。
5-8 采用先导式溢流阀为何能减小系统的压力波动？阀中的小孔各起什么作用？
解：（1）由于需要通过先导阀的流量较小，锥阀的阀孔尺寸也较小，调压弹簧2的刚
度也就不大，因此调压比较轻便。主阀芯因两端均受液压力作用，平衡弹簧只需很小刚度，
当溢流量变化而引起主阀平衡弹簧4压缩量变化时，溢流阀所控制的压力变化也就较小。
（2）各小孔作用为：下图所示为Y型先导型溢流阀，由先导阀和主阀两部分组成，
压力油从进油口进入进油腔P后，经主阀芯5的径向孔再分为两路，一路经轴向孔f进入主阀芯的下端；另一路经阻尼孔e进入主阀芯的上端，再经孔c和b作用于先导阀的锥阀3上。系统压力较低时，先导阀关闭，主阀芯两端液压力相等，主阀芯在平衡弹簧4作用下处于最下端(图示位置)，主阀溢流阀口关闭；系统压力升高到作用于锥阀的液压力大于先导阀调压弹簧2的作用力时，先导阀(先导阀可视为小型直动型溢流阀)开启，此时，P油腔压力油经孔e、c、b、锥阀阀口、孔a和T油腔流回油箱，由于阻尼小孔e的作用，在主阀芯两端形成一定压力差，主阀芯在此压力差作用下克服平衡弹簧的弹力而向上移动，主阀溢流阀口开启，实现溢流稳压作用；调节手轮1可调节调压弹簧的预压缩量，进而调整系统压力。
5-9 分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及区别？
解：溢流阀的作用是稳定阀的入口压力,减压阀是稳定阀的出口压力,而顺序阀则是接通(当顺序阀工作时)或切断(当顺序阀关闭时)某一油路。顺序阀可以做溢流阀使用(只是性能稍差),只要将其入口和液压泵相淫,出口连接油箱即可。如直动式顺序阀做直动式溢流阀用即是一例。
5-10 先导顺序阀的工作过程是什么?其符号是什么？
解：当控制油口K控制油液压力超过顺序阀的调定压力时，阀口打开，油腔P1和P2相通。顺序阀的阀口启闭与其进油腔P1的压力高低无关，决定于控制油口K处控制油液压力。符号如下图：
5-11试举例绘图说明溢流阀在系统中的不同用处。
解：
5-12 如题5-12图所示的两阀组，两减压阀的调定压力一大一小，并且所在支路有足够的负载，两阀组的出油口压力取决于哪个减压阀?为什么?
题5-12图题5-13图
解：（1）两减压阀串联时：当调定压力较高阀在前时，系统压力经过该阀进行第一次减压，然后压力油液经过调定压力较低的阀，进行第二次减压，最终压力由调定压力较低的阀决定。当调定压力较低的阀在前时，系统压力经过该阀进行第一次减压，由于高压阀在后，所以此时，高压阀阀口全开，不起作用，此时，系统最终压力仍由调定压力较低的阀决定。
（2）两减压阀并联时：调定压力较低的阀阀口关闭，调定压力较高的阀工作，因此，系统压力由高压阀决定。
5-13如题5-13图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa，顺序阀的调整压力为3MPa，问下列情况时A、B点的压力各为多少？
（1）液压缸活塞杆伸出时，负载压力p L=4MPa时；
（2）液压缸活塞杆伸出时，负载压力p L=1MPa时；
（3）活塞运动到终点时。
解：（1）A=B=4MPa；
（2）A=1MPa；B=3MPa；
（3）A=B=5MPa。
5-14 为什么减压阀的调压弹簧腔要接油箱？如果把这个油口堵死将会怎样？
解：
《液压与气压传动》(第二版)课后习题答案
第一章 1-1 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''3343049.9105010110V V V m ---?=-=?-?=-? 64 3 070010110 1.45010 k V p Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：外筒内壁液体粘度： ()()0 2 4222/2 /2 408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512 p f D d a n D m s T T N m A DA D l d dy d dy dy d D d P S u F μπτπμτμτμμτμμ τμμ-==??=??= ====???=?===-?-∴===?? ? 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长 度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 F=F f ＝μA(du /dy) 其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L 又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 所以 F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96× 0.01
液压与气压传动的课后习题答案
第一章习题答案 1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（×） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（×） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。（√） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（×） 第二章习题答案 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。
2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；1m2/s ＝（106）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际 单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为（m3/s 即米3/秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。（√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 2-3 问答题 1. 静压力的特性是什么?
液压与气压传动试题库及答案
一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于_负载_，速度决定于流量。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升 高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄
漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是 （ C ） A Re紊流< Re临界 1液压系统中的压力取决于—负载执行元件的运动速度取决于—流量_ 2 ?液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成，其中动力元件、执行元件为能量转换装置。 3?液体在管道中存在两种流动状态，层流时内摩擦力起主导作用（雷诺数小），紊流时惯 性力起主导作用（雷诺数大） 4.理想液体的伯努利方程：表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量，在任一截面上这三种能量 都可以互相转换，但其和都保持不变。 5.液压泵：是液压系统的动力元件，它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能，是液压系统重要的组成元件。 6.容积式液压泵工作条件：1、在结构上能形成密封的工作容积；2、密封的工作容积能实 现周期性的变化，密封工作容积由小变大时与吸油腔相通，由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数：液压泵的压力（工作压力、额定压力、最高压力）、排量与流量、功率、效率（容积、机械）。 7?外啮合齿轮泄漏方式：1、轴向间隙泄漏；2、径向间隙泄漏；3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 &叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理：它是利用排油压力的反馈作用 来实现流量自动调节的，当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到 最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出量为零，泵的压力便不再升高。 9.液压执行元件：是将液压能转化为机械能的工作装置。（液压马达、液压缸一一最广泛） 10.高速马达（齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达） 11.液压缸按结构分为：活塞缸、柱塞缸（实现往复运动，输出推力和速度）、摆动缸（实现 小于360 °的往复摆动，输出转矩和角速度）和组合缸（具有特殊的结构和作用）；按液体 压力作分为：单作用（利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动，反向复位靠外 力实现）和双作用液压缸（利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动）。 12.单杠杆：通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连 接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍，其结构紧凑，应用广泛，单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3--慢速进给v1 —快速退回v2 “工作循环的组合机床液压传动装 置。 13.液压缸的组成：缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为：方向 控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）。按操作方式分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15. 压力控制阀：按其功能和用途分为溢流阀（直动式、先导式，实现定压和稳压作用） 、减压阀、顺序阀、压力继电器，他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路：流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路：调速回路和快速运动回路调速回路： 节流调速回路（有节流损失、溢流损失）、容积调速回路（没有节流、溢流损失，用在高压 大容量）、容积节流调速回路（效率高、发热小。低速稳定性好） 17.节流调速回路（液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。） 18.容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通 《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考 虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3)空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。 4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的摩擦力或粘滞力，而液体 第一章 1-4 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度 为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： a p p h g g ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa 1-5 1-8 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔子的出流流 量以及点２处的表压力（取1?=，不计损失） 1-11泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q＝150L/min,油液的运动粘度 =34×10－6m2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。吸油管直径d＝60厘米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ＝0.2，吸油口粗滤网的压力损失Δp＝ 不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度 0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度P b h（液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计） 1-15运动粘度 =40×10－6m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m3，管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P 1 ＝4.0MPa, 问流速为3 m/s时，出口压力P 2 为多少？ 解：沿程压力损失：ΔP λ =0.17 MPa 所以P 2＝P 1 －ΔP λ＝4－0.17＝3.83MPa 第二章 2-5设液压泵转速为950r/min ，排量＝168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转速。 解：① q t ＝V p n=168×950=159.6 L/min ② ηv =q/q t =150/159.6=93.98% ③ ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57% ④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤ T=Pi/ω = Pi/（2лn ） =852.1N.m 第三章 3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D ，d ，如进入液压缸的 流量为q ，压力为p ，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。 解：对于图a 22()4F p D d π =- 22()4 q q V A D d π= = - 受拉，液压缸左移 对于图b 24F pd π= 2 4 q q V A d π== 受压，液压缸右移 对于图c 24F pd π= 24 q q V A d π== 受压，液压缸右移 3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A 1＝100cm2，有杆腔面积A 2＝40 cm2，输入油压力p ＝2 MPa ，输入流量q ＝40 L/min ，所有损失忽略不计，试求： 1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件， 它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件， 它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（ × ） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（ × ） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时， 易实现较复杂的自动工作循环。（ √ ） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（ × ） 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。 2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/s ＝（106 ）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C 时（运动）粘度的中心值为22厘斯cSt(mm 2 /s )。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为 （m 3/s 即米 3 /秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 （√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 3-1 填空题 1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ?=0或pq P =0）表示。 2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。 3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。 液压与气压传动期末复习重点 《液压与气压传动》试题库 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 2．液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判断。 4．在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 5．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。 6．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成 正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 8．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有(单作用叶片泵)、(径向柱塞泵)、(轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘）。 11．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与的（齿数）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（模数），减少（齿数）可以增大泵的排量。 12．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。 13．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少 液压与气压传动考试题及答案 一.单项选择题（每小题2分，共50分） 1. 二位五通阀在任意位置时，阀芯上的油口数目为--------- A .2 B.3 C.5 D.4 2. 应用较广.性能较好，可以获得小流量的节流口形式为------------ A .针阀式或轴向三角槽式 B.偏心式或周向缝隙式 C.轴向三角槽式或周向缝隙式 D.针阀式或偏心式 3. 调压和减压回路所采用的主要液压元件是--------- A.换向阀和液控单向阀 B.溢流阀和减压阀 C.顺序阀和压力继电器 D.单向阀和压力继电器 4. -------管多用于两个相对运动部件之间的连接，还能吸收部分液压冲击。 A. 铜管 B.钢管 C.橡胶软管 D.塑料管 5. ------是液压系统的储能元件，它能储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。 A.油箱 B.过滤器 C.蓄能器 D.压力计 6. 能输出恒功率的容积调速回路是------------- A.变量泵---变量马达回路 B.定量泵---变量马达 C.变量泵---定量马达 D.目前还没有 7. 溢流阀的作用是配合油泵等溢出系统中多余的油液，使系统保持 一定的------- A.压力 B.流量 C.流向 D.清洁度 8. 当环境温度较高时，宜选用粘度等级-----的液压油 A.较低 B.较高 C.都行 D.都不行 9. 能将液压能转换为机械能的液压元件是--------- A.液压泵 B.液压缸 C.单向阀 D.溢流阀 10. 下列压力控制阀中，哪一种阀的出油口直接通向油箱--------- A.顺序阀 B.减压阀 C.溢流阀 D.压力继电器 11. 液压系统的动力元件是----------- A.电动机 B.液压泵 C.液压缸 D.液压阀 12. 活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于----- A.液压缸中油液的压力 B.负载阻力的大小 C.进入液压缸的流量 D.液压泵的输出流量 13. 不能作为双向变量泵的是----------- A.双作用叶片泵 B.单作用叶片泵 C.轴向柱塞泵 D.径向柱塞泵 14. 在液压系统中用于调节进入执行元件液体流量的阀是------------ A.溢流阀 B.单向阀 C.调速阀 D.换向阀 15. 压力控制回路包括----------- A.换向和闭锁回路 B.调压.减压和卸荷回路 C.调压与换向回路 D.节流和容积调速回路 《液压与气压传动》第一阶段作业 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 2．液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判断。 4．在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 5．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。 6．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 8．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量 泵有( 单作用叶片泵、)、( 径向柱塞泵)、( 轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。 二、选择题 1．流量连续性方程是（C）在流体力学中的表达形式，而伯努力方程是（A ）在流体力学中的表达形式。 （A）能量守恒定律（B）动量定理（C）质量守恒定律（D）其他 2．液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的（A ）和小孔前后压力差的（B ）成正比。 （A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方 3．流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（D ）和缝隙前后压力差的（A ）成正比。 （A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方 液压与气压传动课程期末试卷 班级__________ 学号______________ 姓名__________ 分数__________ 一、填空题（2分×10） 1．液压传动必须在_______ 进行，依靠液体的_______ 来传递动力，依靠来传递运动。 2．调速阀是由____________阀和____________阀串联而成的。 3．为防止立式液压缸的运动部件在上位时因自重而下滑，或在下行时超速常采用______________回路。即在下行时的回路上设置______________阀，使其产生适当的阻力。 4．液压传动中的压力损失可分为_________和_________。 5．气动系统中主要由______________、____________、______________、____________部分组成。 6．液压传动是以_______为传动介质，利用液体的______来实现运动和动力传递的一种传动方式。7．液压传动中的压力损失可分为______________和______________。 8．实际工作时，溢流阀开口的大小是根据______________自动调整的。 9．液压系统中常用的溢流阀有_______ 和_______ 两种。前者一般用于______系统；后者一般用于____________ 系统。 10．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较_______ 的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较_______ 的液压油。 二、单选题（2分×5） 11．单向节流阀是气动系统中的（）。 A．压力控制元件 B.执行元件 C.流量控制元件 D.方向控制元件 12．气缸输出（）。 A.直线位移 B.力矩 C.角位移 D.全部 13．有效断面积可近似的用下列公式换算（）。 A.S e=18C V B.S e=28C V C.S e=1.8C V D.S e=2.8C V 14．相对湿度的计算公式为（）。 A. % 100 .? = 饱和水含量 实际含水量 h r B. % 100 .? = 实际水含量 饱和含水量 h r C. % 100 .? = 饱和水含量 露点水量 h r D. % 100 25 .? ? = 时水含量 实际含水量 C h r 15．为使多缸液压系统中的各个液压缸严格按规定顺序动作，其控制方式有（）两类。 A.压力控制和行程控制 B.压力控制和负载控制 五、计算题 1、某泵输出油压为10MPa ，转速为1450r/min ，排量为200mL/r ，泵的容积效率为ηVp =0.95，总效率为ηp =0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的入口油压）。 解：泵的输出功率为： KW n V p q p q p P Vp p P p Vp tp p p p OP 9.456095.01450102001060 60 60 3=????== = = -ηη 电机所需功率为： KW P P p Op ip 519 .09 .45== = η 2、已知某液压泵的转速为950r/min ，排量为V P =168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总效率为0.87，求： （1）液压泵的理论流量q t ； （2）液压泵的容积效率ηv ； （3）液压泵的机械效率ηm ； （4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率P i ； （5）驱动泵的转矩T 。 解：（1）q t =V n =950×168÷1000=159.6L/min （2）ηv =q/q t =150/159.6=0.94； （3）ηm =0.87/0.94=0.925 （4） P i =pq/(60×0.87)=84.77kW ； （5） T i =9550P/n=9550×84.77/950=852Nm 3、已知某液压泵的输出压力为5MPa ，排量为10mL/r ，机械效率为0.95，容积效率为0.9，转速为1200r/min ，求： （1）液压泵的总效率； （2）液压泵输出功率； （3）电动机驱动功率。 解：（1）η=ηV ηm =0.95×0.9=0.855 （2）P=pq ηv /60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW （3）P i =P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW 4、如图，已知液压泵的输出压力p p =10MPa ，泵的排量V P ＝10mL ／r ，泵的转速n P ＝1450r ／min ，容积效率ηPV =0.9，机械效率ηPm =0.9；液压马达的排量V M ＝10mL ／r ，容积效率ηMV =0.92，机械效率ηMm ＝0.9，泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa ，其它损失不计，试求： （1）泵的输出功率； （2）驱动泵的电机功率； （3）马达的输出转矩； （4）马达的输出转速； 11．液压传动中所用的油液，随着油液温度的升高，其粘度将( D ) A不变B略有上升C显著上升D显著下降 12．压力机液压系统为防止液压冲击需设置( A )回路。 A泄压B增压C减压 13．当限压式变量泵工作压力p>p B（p B拐点压力）时，随着负载压力上升，泵的输出流量( B )。 A增加B呈线性规律衰减C呈双曲线规律衰减D基本不变 14．在回油节流调速回路中，节流阀处于节流调速工况，系统的泄漏损失及溢流阀调压偏差均忽略不计。当负载F增加时，泵的输出功率( C )。 A 增加B减少C基本不变D可能增加也可能减少 15．在变量泵和定量马达组成的容积调速回路中，如果将泵的排量减小，其他条件保持不变，马达的转速将( B )。 A 增加 B 减小 C 不变 三、问答题（每小题5分，共25分） 1．什么叫液压泵的排量，理论流量，实际流量和额定流量？它们之间有什么关系？ 液压泵的排量V是指泵轴转一转所排出油液的体积，取决于液压泵密封腔的几何尺寸。 理论流量q t是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间输出油液的体积，排量和理论流量之间的关系是：q t=nV。（n——液压泵的转速） 实际流量q是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间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。 2．齿轮泵的液压径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 齿轮泵产生的液压径向力不平衡的原因有二个方面：一是液体压力产生的径向力。二是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。 齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向吸油一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。 第一章 1-1某液压油在大气压下的体积是 50 10 3m 3，当压力升高后，其体积减少到 49.9 10 3m 3，取油压的体积模量为K 700.0Mpa ，求压力升高值。 解： ' ' 3 3 4 3 V V V 49.9 10 50 10 1 10 m k V 700 106 1 10 4 d … p 3 1.4Mpa V 0 50 10 3 1- 3图示为一粘度计，若 D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测 得转矩T=40N cm,试求其油液的动力粘度。 1-4图示一液压缸，其缸筒内径 D = 12厘米，活塞直径d =厘米，活塞长度L = 14厘米，若油的粘度 =，活塞回程要求的稳定速度为v=s,试求不计油液 压力时拉回活塞所需的力F 等于多少 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体 的 粘性有 F=F = A(du /dy) 其中，A 为活塞表面积，A =^d L 又 du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 解：外筒内壁液体粘度: U P n D 8 3.14 0.1 2.512m/s F f 2T A DA 2T 2 40 10 2 2 0.1 3.14 0.2 4 2 4 10 N /m dy D/2 dy d/2 dy d D/2 d /2 4 104 0.05 0.049 2.512 0.051F a S 所以 F= A(du /dy)= Xj dL x v/{(D-d)/2}=xxxx 14 xx 2 x (X = 1-5如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度 为1000kg/m3，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程: 上h旦 g g 则真空度为: 3 P a p gh 1000 9.8 1 9.8 103 pa 1-7液压缸直径D=150mm,柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N的力，不计油液的重量，求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少 解： P缸P0gh P o 图a中p 缸p aa F A a 4F d2 6.3Mp a 图b中p 缸p bb F4F 2 6.3Mp 1- 8图示容器A中的液体的密度p = 900Kg/m3,B中液体的密度为P B= 1200 Kg/m3, Z=200mm, Z B =180mm,h=60mm,U形管中的测试介质是汞，试求A,B 之间的压力差。 解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程解决： P A+ p g Zx= p g Z B + p 水银g h + P B 所以/P AB=P A-F B= p g Z B + p水银g h -p g Z A 因为76厘米高水银柱为P0 则60毫米高水银柱形成的压力P= (60/760) X P0 所以(取g=10 P)= 105Pa) i s 1.已知某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为 0.95，容积效率为0.9，转速为1200r/min，求： （1）液压泵的总效率； （2）液压泵输出功率； （3）电动机驱动功率。 解：（1）η=ηVηm=0.95×0.9=0.855 （2）P=pqηv/60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW （3）P i=P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW 2.如图所示三种形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D、d，如 进入液压缸的流量为q，压力为P，若不计压力损失和泄漏，试分别计算各缸产生的推力、运动速度大小和运动方向。 答：（a）错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向右运动 （b）答：错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向左运动 （c）答：错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向左运动 3.写出图示回路有序元件名称。 解：（1）大流量泵（2）小流量泵（3）溢流阀（4）单向阀（5）外控式顺序阀（卸荷阀）（6）调速阀 如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。（1）指出标出数字序号的液压元件名称。 （2）指出液压元件6的中位机能。 （3）列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”） 答：（1）1－减压阀；2－单向阀；3－二位四通电磁换向阀；4－压力继电器； 5－液压缸；6－三位四通电磁换向阀。 （2）O型。 （3） 4.试用两个单向顺序阀实现“缸1前进——缸2前进——缸1退回 ——缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。 液压与气压传动试题 一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于___负载__________，速度决定于_____流量________。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是（ C ） A Re紊流< Re临界 液 压 传 动 与 控 制 一 单选题（每空只选一个正确答案） 1 液压系统中的压力取决于（ ），执行元件的运动速度取决于（ ） 。 A. 流速 B. 流量 C. 负载 D. 压力能 2 油泵的工作压力p ，额定压力p r 和最高工作压力p max 之间的关系是（ ） A. p ≤ p r < p max B. p ≤ p r ≤ p max C . p < p r ≤ p max D. p < p r < p max 3 外啮合齿轮泵作马达用，原进油口改作出油口，原出油口改作进油口，则马达的转向（ ）。 A. 与作泵时转向相同 B. 与作泵时转向相反 C. 转向无法确定 D. 根本转不起来 4 图1所示液压系统，要使液压缸能实现差动连接，换向阀应选用（ ）中位机能。 A. O 型 B. M 型 C. Y 型 D. P 型 5 图2所示回路中，溢流阀的调定压力为4 MPa 。当电磁铁DT 通电且负载压力为2 MPa 时，压力表G 的读数为（ ）。 A. 0 B. 2 MPa C. 4 MPa D. 不能确定 6 图3所示回路中，阀1的调定压力为4 MPa ，阀2的调定压力为6 MPa 。当调定压力为10 MPa 的溢流阀处于溢流状态时，回路的二次压力p 2为（ ）。 A. 10 MPa B. 6 MPa C. 4 MPa D. 0 图 2 图 1 7 图4所示的调速回路，节流阀处于节流调速工况。不计系统泄漏及溢流阀的调压偏差，当节流阀开口不变时，若负载F 增大，活塞的运动速度v （ ）。 A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小 8 在图5所示的系统中，当施加某一恒定负载M M 时，其引起主油路的压力未达到溢流阀调整压力p Y ，则在进行调速时（ ）。 A. 马达输出功率为恒定 B. 马达输出扭矩随液压泵排量的增大而减小 C. 主油路的工作压力随液压泵排量的增大而减小 D. 液压马达输出功率随液压泵排量的增大而增大 9 回路如上题图，当施加的负载是不断变化的（即M M 为变量），但其最大值所引起的主油路压力还未达到溢流阀调整压力p Y ，在进行调速时（ ）。 A. 液压马达的转速随负载的增加而减小 B. 主油路的压力随负载的增加而增加 C. 液压马达输出转矩随液压泵排量的增加而增加 D. 10在图6的调速阀旁油路节流调速回路中，调速阀的节流开口一定，当负载从F 1降到F 2 时，若考虑泵内泄漏变化的因素，液压缸运动速度v （ ）；不考虑泵内泄漏变化因素时缸速v 可视为（ ）。 A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 11在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中，若负载从F 1降到F 2而调速阀开口 图 5 图 6 图 3 图 4液压与气压传动期末考试及答案
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