《液压与气压传动》第四章 液压缸
《液压与气压传动》——赵波、王宏元(第三版)习题答案
第一章：液压与气压传动概述1．何谓液压传动？液压系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？答：（1）定义1：以液体作为工作介质,利用液体的静压能来实现功率传递；定义2：用液体压力能来转换或传递机械能的传动方式。
（2）液压传动系统由以下五个部分组成：能源装置；执行装置；控制调节装置；辅助装置；工作介质。
（2）能源装置的作用是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的装置；执行装置的作用是将液体或气体的压力能转换成机械能的装置；控制调节装置的作用是对系统中流体的压力、流量、流动方向进行控制和调节的装置；辅助装置是指除上述三个组成部分以外的其他装置。
分别起散热、贮油、过滤、输油、连接、测量压力和测量流量等作用，是液压系统不可缺少的组成部分；工作介质的作用是进行能量的传递。
2. 液压技术的主要优缺点有哪些？答：（1）液压传动与其它传动相比有以下主要优点：①液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。
②液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。
③在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。
液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。
④液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。
而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。
⑤操作简单，调整控制方便，易于实现自动化。
特别是和机、电联合使用，能方便地实现复杂的自动工作循环。
⑥液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。
由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。
⑦液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。
（2）液压传动与其它传动相比，具有以下缺点：①油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。
②对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。
液压与气压传动(第4版)刘银水
液压与气压传动（第4版）刘银水简介《液压与气压传动（第4版）刘银水》是一本介绍液压传动和气压传动的教材。
本书详细讲解了液压传动和气压传动的原理、组成、工作原理、应用以及维护保养等方面的内容。
是液压与气压传动领域的重要参考书之一。
内容概述本书共分为八个章节，内容涵盖了液压传动和气压传动的基础知识、元件介绍、系统设计、系统性能、系统应用、系统维护以及案例分析等方面的内容。
下面将对每个章节的内容进行简要介绍。
第一章：液压与气压传动概述本章介绍了液压传动和气压传动的基本概念和发展历程，阐述了液压传动和气压传动的优点和缺点，以及与其他传动方式的比较。
第二章：液压传动元件本章详细介绍了液压传动中常用的元件，包括液压泵、液压阀、液压缸、液压马达等。
对每个元件的工作原理、结构和特点进行了详细说明。
第三章：气压传动元件本章介绍了气压传动中常用的元件，包括气压泵、气缸、气动阀等。
对每个元件的工作原理、结构和特点进行了详细说明。
第四章：液压传动系统设计本章介绍了液压传动系统的设计原则和步骤。
包括系统的布置原则、元件的选择原则、系统的供油方式等内容。
同时，还介绍了常见的液压传动系统，并对其进行了分析和比较。
第五章：气压传动系统设计本章介绍了气压传动系统的设计原则和步骤。
包括系统的布置原则、元件的选择原则、系统的供气方式等内容。
同时，还介绍了常见的气压传动系统，并对其进行了分析和比较。
第六章：液压传动系统性能本章介绍了液压传动系统的性能参数和测试方法。
包括流量、压力、速度、功率等参数的测试方法和分析。
同时，还介绍了常见的液压传动系统故障分析和解决方法。
第七章：气压传动系统性能本章介绍了气压传动系统的性能参数和测试方法。
包括流量、压力、速度、功率等参数的测试方法和分析。
同时，还介绍了常见的气压传动系统故障分析和解决方法。
第八章：液压与气压传动应用与维护本章介绍了液压与气压传动在工程实践中的应用和维护。
包括工程机械、冶金装备、船舶等领域的典型应用案例，以及系统的日常维护和故障排除方法。
液压与气压传动习题与答案
液压与⽓压传动习题与答案第⼀章绪论1－1 液压系统中的压⼒取决于（），执⾏元件的运动速度取决于（）。
1－2 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。
1—3 设有⼀液压千⽄顶，如图1—3所⽰。
⼩活塞3直径d＝10mm，⾏程h=20mm，⼤活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。
求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的⼒F；②此时密闭容积中的液体压⼒p；⑧杠杆上下动作⼀次，重物的上升量H；④如果⼩活塞上有摩擦⼒f l＝200N，⼤活塞上有摩擦⼒f2＝1000 N, 杠杆每上下动作⼀次，密闭容积中液体外泄0.2cm3⾄油箱，重新完成①、②、③。
图题 1—3第⼆章液压油液2－1 什么是液体的粘性？2－2 粘度的表式⽅法有⼏种？动⼒粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3 压⼒和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m3，试回答以下⼏个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／s；2）30号机油的平均动⼒粘度为( )Pa ．s；３) 在液体静⽌时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个⼤？2—5 20℃时⽔的运动粘度为l×10—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空⽓的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／m3；试⽐较⽔和空⽓的粘度( )(A)⽔的粘性⽐空⽓⼤；(B)空⽓的粘性⽐⽔⼤。
2—6 粘度指数⾼的油，表⽰该油 ( )(A) 粘度较⼤； (B) 粘度因压⼒变化⽽改变较⼤；(C) 粘度因温度变化⽽改变较⼩； (D) 粘度因温度变化⽽改变较⼤。
2—7 图⽰液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11.96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动⼒粘度η=0.065Pa·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0.5 m／s，试求不计油液压⼒时拉回活塞所需的⼒F等于多少?图题２－7第三章液压流体⼒学基础§ 3－1 静⽌流体⼒学3—1 什么是液体的静压⼒？压⼒的表⽰⽅法有⼏种？压⼒的单位是什么？3—2 在图⽰各盛⽔圆筒活塞上的作⽤⼒F＝3000 N。
液压与气压传动习题
第一章概论1.1重点、难点分析1.2典型例题解析例1-1 下图是液压千斤顶的传动系统图，试说明其工作原理。
1，6—活塞，2，7—液压缸，3，8—单向阀，4—截止阀，5—手柄，9—油箱图1-1 例1-1图解：当抬起手柄5时，活塞6向上运动，缸7容积增大形成真空，单向阀3关闭，缸7通过单向阀8从油箱吸油；当压下手柄5时，活塞6向下运动，单向阀8关闭，缸7中的油液通过单向阀3进入缸2，推动活塞1向上运动，抬起重物。
再抬起手柄5，缸7从油箱吸油；压下手柄5，油液进入缸2……，这样，油液不断地被吸入缸7，压入缸2，就可以把重物抬起到所需的高度。
由于单向阀3的作用，重物升高后不会落下来，当需要放下重物时，打开截止阀4，缸2中的油液流回油箱，重物就被放下来。
重物放下来后，关闭截止阀4，待下次需要放油时打开。
1.3练习题1-1液压传动与机械传动相比，有哪些优缺点？列举液压传动应用实例。
1-2液压系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？1-3目前液压传动技术正向着什么方向发展，请您举出实例。
1-4一个企业能否采用一个泵站集中供给压力油？说明理由。
第二章 液压油与液压流体力学基础2.1重点、难点分析2.2典型例题解析例2-1 如图所示，容器内盛满液体，已知活塞面积A =10×10-3m 2，负载重量G =10kN ，问压力表的读数p 1，p 2，p 3，p 4，p 5各为多少？图2-1 例2-1图解：容器内的液体是静止的，忽略由于其自重产生的压力，则液体内部各点的压力相等，即，MPa 1Pa 1011010100006354321=⨯=⨯======-A G p p p p p 例2-2 如图所示，半径为R =100 mm 的钢球堵塞着垂直壁面上直径为d =1.5R 的圆孔，若已知钢球密度ρ1=8000kg/m 3，液体密度ρ2=900kg/m 3，问钢球中心距容器液面的深度H 为大时，钢球才能处于平衡状态？图2-2 例2-2图解： 当钢球重量减去球浸没部分所受浮力对A 点的力矩与水深H 对钢球产生的水平方向作用力对A 点的力矩相平衡时，才能使钢球处于平衡状态。
液压与气压传动第四章习题答案1
第四章习题答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的（执行）装置，作用是将（液压）能转换为（机械）能。
2.对于差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的（2倍）。
3.当工作行程较长时，采用（柱塞） 缸较合适。
4.排气装置应设在液压缸的（最高）位置。
5.在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取（缓冲）措施。
4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度相同，应采用什么类型的液压缸？答：双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量（q t 和q ）如何表示液压泵和液压马达的容积效率？用理论转距和实际转距(T t 和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率？请分别写出表达式。
液压泵的容积效率：t V q q =η 液压马达的容积效率：q q t v =η 液压泵的机械效率： T T t m =η 液压马达的机械效率：t m T T=η4-3、计算题1.已知某液压马达的排量V ＝250mL/r ，液压马达入口压力为p 1＝10.5MPa ，出口压力p 2＝1.0MPa ，其机械效率ηm ＝0.9，容积效率ηv ＝0.92，当输入流量q ＝22L/min 时，试求液压马达的实际转速n 和液压马达的输出转矩T 。
答案：81r/min ；340N ﹒m2.如图4－12所示，四种结构形式的液压缸，分别已知活塞（缸体）和活塞杆（柱塞）直径为D 、d ，如进入液压缸的流量为q ，压力为p ，试计算各缸产生的推力、速度大小并说明运动的方向。
答案：a ）4)(22d D p F -⋅=π；4)(22d D qv -=π；缸体左移b ）42d p F π⋅=；42d qv π=；缸体右移 c ）42D p F π⋅=； 42D qv π=；缸体右移d ）42d p F π⋅=；42d qv π=；缸体右移3.如图4－13所示，两个结构相同的液压缸串联，无杆腔的面积A 1＝100×10-4 m 2，有杆腔的面积A 2＝80×10-4 m 2，缸1的输入压力p 1＝0.9 MPa ，输入流量q 1＝12L/min ，不计泄漏和损失，求：1) 两缸承受相同负载时，该负载的数值及两缸的运动速度。
液压与气压传动4
《液压与气压传动》一、填空题（每空1.5分，共45分）1、液压泵是一种将原动机输入的转换为液体的能量转换装置。
2、按形成液压泵密封工作容积的结构不同，液压泵可分为、和。
3、按液压泵主轴每转工作容积大小变化次数不同，液压泵可分为和。
4、液压泵的额定压力和最大压力是泵本身所具有的性能，其值的大小受和的限制。
5、由于泄漏的影响，液压泵的理论流量实际流量。
当压力增大时，泵的减小。
6、单作用变量叶片泵是通过的方法而调整泵的流量大小。
7、斜盘式轴向柱塞泵是通过的方法而调整泵的流量大小。
8、按液压马达转速大小，液压马达可分为和。
12、由于泄漏的影响，为了保证液压马达工作时的正常转速，应使输入马达的实际流量理论流量，以补偿液压马达的。
13、叶片式液压马达的叶片应安装，以保证马达正反转时性能不变。
14、为了保证马达正反转时性能不变，应使齿轮马达的进出油口。
15、对于双作用单杆活塞式液压缸，当其活塞腔进油、活塞杆腔进油和差动联接时，液压缸活塞杆或缸体运行速度的关系为，作用力的关系为。
16、对于双作用单杆活塞式液压缸，工作时缸体固定、活塞运动或缸体运动、活塞固定，其保持不变17、柱塞式液压缸是作用液压缸，使用时应布置。
18、根据密封的原理不同，液压缸的密封型式可分为和。
19、双作用单活塞杆液压缸缩回速度是伸出速度的2倍，则活塞面积是活塞杆面积的。
20、为了减小流量脉动，单作用叶片泵的叶片数一般取数；柱塞泵的柱塞个数取数。
21、齿轮泵不需要单独的机构，就可以实现高低压腔分开。
二、判断题（每题1分，共10分）1、所谓变量泵，是指泵的流量随着负载的变化而变化。
（）2、所谓变量泵，是指泵的压力随着负载的变化而变化。
（）3、所谓低压泵，是指泵的工作压力较低。
（）4、泵的工作压力是由泵本身的性能决定而与外负载无关。
（）5、由于泄漏的影响，液压泵的压力增大，流量减小。
（）6、由于液压泵瞬时流量的变化而使工作机构运行的平稳性受到影响。
电大“液压与气压传动”模拟试题及答案
液压与气压传动课程复习重难点第1章绪论1．液压与气压传动的工作原理2．液压与气压传动系统的组成3．液压与气压传动的主要优缺点第2章液压流体力学基础1．液压油的性质（粘度、可压缩性）2．液体静压力的概念及表示方法（绝对压力、表压力、真空度）3．连续性方程4．液压系统中压力及流量损失产生的原因第3章液压泵和液压马达1．液压泵、液压马达的工作原理2．液压泵、液压马达的主要参数及计算3．掌握齿轮泵和齿轮马达的构造、工作原理及应用（外啮合齿轮泵的问题：泄漏、径向力不平衡、困油现象。
）4．理解叶片泵和叶片马达的构造、工作原理及应用5．理解柱塞泵和柱塞马达的构造、工作原理及应用第4章液压缸1．液压缸的类型和特点2．活塞式液压缸的推力和速度计算方法第5章液压控制阀1．换向阀的功能、工作原理、结构、操纵方式和常用滑阀中位机能特点2．单向阀、液控单向阀结构、工作原理及应用。
3．溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的结构、工作原理及应用4．节流阀与调速阀的结构、工作原理及应用第6章辅助装置液压辅助元件（滤油器、蓄能器、油箱、油管、密封装置）的作用和图形符号第7章液压基本回路调压回路、卸荷回路、减压回路、增压回路、调速回路、增速回路、速度换接回路、换向回路、多缸动作回路的工作原理、功能及回路中各元件的作用和相互关系。
第8章液压系统实例根据液压系统原理图和系统动作循环表，分析液压系统工作原理与性能特点的方法。
第9章气压基础及元件1．气源装置的组成原理及性能特点2．气缸结构原理及应用第10章气动基本回路及气动系统常用气动基本回路的组成及应用特点液压与气压传动课程考试题型一、判断题（每题3分，共30分）二、单项选择题（每题3分，共30分）三、计算选择题（8分）四、分析选择题（32分）模拟试题一判断题1．液压传动不易获得很大的力和转矩。
（×）2．液体的体积压缩系数越大，表明该液体抗压缩的能力越强。
（√）3．真空度是以绝对真空为基准来测量的压力。
《液压与气压传动》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.液压传动系统山（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。
(X)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。
(X)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。
(X)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；l m2/s = (10心厘斯。
3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。
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。
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结构
组合式液压缸
串联缸
是由两个缸组成的串连液压缸。两个缸分别有自 己的进油口、出油口，缸筒固定在同一个活塞杆 上。两个缸的进油口相连，出油口也相连。串连 液压缸的输出力是两个缸输出力的总和。
参数计算
v q A1
F p( A1 A2 )
参数计算
无杆腔进油v1
q1 A1
4q1
D 2
F1
p1
4
D2
p2
4
(D2
d
2)
有杆腔进油
v2
q2 A2
4q2
（D2 d 2 )
F2
p1
4
(D2
d2)
p2
4
D2
两种工作状态比较：
p p 当q1 q2 ,
p,
1
0时，
2
v1 v2
速比
v2
v1
A1 A2
F1 F2
, 则
1时 v2 v1 1时 v2
当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效 行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动 范围是活塞有效行程的两倍 。
L 3l
L 2l
单出活塞缸
单杆活塞缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和 活塞杆固定两种安装方式，两种方式的运动部件移
动范围均为活塞有效行程的两倍，即 L 2l。
无杆腔进油
有杆腔进油
增压缸
增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不 是能量转换装置，只是一个增压器件。
参数计算
p2
p1
A1 A2
增压比为大活塞与小柱
塞的面积比K＝D 2/d 2 ； 增压能力是在降低有效
流量的基础上得到的；
增压缸作为中间环节，用
在低压系统要求有局部高 压油路的场合。
伸缩缸
由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活 塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获 得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。
摆动缸
当通入液压油，它的主轴能输出小于360°的摆动运
动的缸称为摆动式液压缸。常用于辅助装置，如送料 和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。
参数计算
T
b
R2 R1
( p1
p2 )rdrm
b 2
(
R22
R12 )( p1
p2 )m
w
2n
2qv
b(R22 R12
)
单叶片式 摆动角度较大，可达300° 双叶片式 摆动角度一般小于150°。但在相同条件下，
齿轮齿条缸
齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式 缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运 动，用在机床的进刀机构、回转工作台转位、液压 机械手等。
液压缸的分类
按结构形式分：
活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸
柱塞缸 又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵
摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸
按作用方式分：
单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用力
实现，另一个方向依靠弹簧力、
重力等实现；
双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作用
力来实现；
复合式缸
活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸
除双作用伸缩液压缸外，还有单作用伸缩液压缸，它 与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用 力。
参数计算
Fi
P1
4
Di2mi
vi
4qvi Di2
当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；
缩回时，活塞则由小到大依次收回。各级
压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。
特别适用于工程机械及自动线步进式输送 装置。
第一节 液压缸的工作原理、类型和特点
液压缸的工作原理
缸筒固定，一腔连续地输入压力油，当油的 压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞 以速度 v1 连续向另一腔运动，活塞杆对外界 做功 ；反之亦然。
活塞杆固定，一腔连续地输入压力油时，则 缸筒向另一方向运动；反之亦然。
液压缸的组成
液压缸组成：活塞、缸体、活塞杆、端盖、密封
此时d 2 D
柱塞缸
柱塞与缸筒无配合 关系，缸筒内孔不 需精加工，只是柱 塞与缸盖上的导向 套有配合关系。为 减轻重量，减少弯 曲变形，柱塞常做 成空心。
柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。 柱塞缸能承受一定的径向力。
参数计算
单向运动时
双向运动时
4q
v d 2
F p d2
4
v1
差动连接缸
单活塞杆缸两腔同时通压 力油，称为差动连接。差 动连接的缸只能一个方向 运动。图示为向右运动。
参数计算
q1 q q2
v3 A1 q v3 A2
q
4q
v3 A1 A2 d 2
F
p( A1
A2 )
4
d2p
时 令,A即 1 A1A2
2
AA23时,当 , vA3 3v2A2
与柱塞缸的组合、活塞缸与机械
结构的组合等。
第二节 液压缸基本参数的计算
双杆活塞缸
双杆活塞 缸活塞两侧 都有活塞杆 伸出。
注：本章所论及的液压缸，除特别指明外， 均以缸筒固定，活塞杆运动
参数计算
v
q A
4q (D2
d2)
F
4
(D2
d
2
)(
Hale Waihona Puke p1p2)
双杆活塞缸根据 安装方式不同又 分为活塞杆固定 式和缸筒固定式 两种。