液压与气压传动课后习题答案
第1章绪论
1-1什么是液压传动？什么是气压传动？
参考答案：
液压与气压传动的基本工作原理是相似的，都是以流体的压力能来传递动力的。以液体（液压油）为工作介质，靠液体的压力能进行工作称为液压传动。以压缩空气为工作介质，靠气体压力能进行工作的称为气压传动。
1-2液压与气压传动系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
参考答案：
液压传动系统和气压传动系统主要有以下部分组成：
（1）动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力。
（2）执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气压马达，它们的功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动。
（3）控制元件：压力流量和方向控制阀，它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。
（4）辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计等。
（5）传动介质：指传递能量的流体，即液压油或压缩空气。
1-3液压与气压传动主要优缺点有哪些？
参考答案：
液压传动的主要优点：
在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。操作简单，易于实现自动化，特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。
液压传动的主要缺点：
（1）油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不宜用于精确传动比的场合。
（2）由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较大的场合工作。
（3）由于工作过程中有较多能量损失（如管路压力损失、泄漏等），因此，液压传动的效率还不高，不宜用于远距离传动。
（4）为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故障诊断困难。
气压传动的主要优点：
（1）以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭；用过的空气直接排到大气中，处理方便，不污染环境，符合“绿色制造”中清洁能源的要求。
（2）空气的粘度很小，因而流动时阻力损失小，便于集中供气、远距离传输和控制。
（3）工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中工作，比液压、电子、电气控制优越。
（4）维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。
气压传动的主要缺点：
（1）气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约340m/s）范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的失真和延滞，不宜用于对信号传递速度要求十分高的场合中，但这个缺点不影响其在工业生产过程中应用。
（2）由于空气的可压缩性大，因而气压传动工作速度的稳定性较液压传动差，但采用气液联合可得到较满意的效果。
（3）系统输出力小，气缸的输出力一般不大于50KN；且传动效率低。
（4）排气噪声较大，在高速排气时要加消声器。
1-4 试讨论液压传动系统图形符号的特点。
参考答案：
对于液压传动系统的分析常常通过分析液压系统图，它是一种半结构式工作原理图，由液压元件符号组成，直观性强，容易理解。在液压系统原理图中，职能符号只表示液压元件的种类，不表示元件的实际安装位置，即性能种类。对于具有特殊性能的非标准液压元件,允许用半结构图表示其结构特征。
第2章液压流体力学基础
2-1 什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？
参考答案：
液体分子间存内聚力。当在剪切力作用下产生流动时，液体分子间的内聚力
会阻止分子间的相对运动，因而内聚力呈现为一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。
液压油液的粘度有三种表示方法：
（1）动力粘度μ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：
f
F
du
A
dy
μ=
确定。液体动
力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为Pa?s （N?s/m2）。
（2）运动粘度?：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即：
液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位中只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s，常用的单位为mm2/s。
（3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。我国采用恩氏度?E。相对粘度无量纲。
2-2 液压油种类有哪些？如何选用液压油？
参考答案：
液压油有两大类，即石油基液压油和难然液压液。液压油的运动粘度是划分牌号的依据。国家标准GB/T3141-1994中规定，液压油的牌号就是用它在温度为40C?时的运动粘度平均值（单位为mm2/s）来表示。
对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。
2-3 什么是压力？如何理解液压系统的压力取决于外负载？
参考答案：
液体在单位面积上所受的内法线方向的力称为压力。压力有绝对压力和相对压
力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是以大气压为基准来进行度量的。 由公式A
F p =可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。 2-4 什么是流量？如何理解液压系统执行元件的速度取决于流量？
参考答案：
单位时间内流过通流截面的液体体积称为流量，用q （单位为m 3/s ）表示，如
图2-12a ）。对于微小流束，通过该通流截面dA 的流速为u ，其微小流量为：
实际液体流过整个通流截面A 的流量为：
液压系统执行元件通流截面固定，运行的速度与流量成正比。
2-5 写出雷诺数的表达式，并说明其作用。
参考答案：
雷诺数：由平均流速υ、管径d 和液体的运动粘度ν三个参数组成的无量纲数，
是用来表明液体流动状态的数。雷诺数的物理意义是流动液体的惯性力与粘性力之比。雷诺数小，表示粘性力占主导地位，由压力与粘性力之间的平衡决定了流动的规律，流体质点受粘性力制约只能按层沿轴线方向运动，因此流动为层流。
2-6 管路中压力损失有哪几种，各受哪些因素影响？
参考答案：
液体在流动时产生的压力损失分为两种：一种是液体在等径直管内流动时因
摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失；另一种是液体流径管道的弯头、管接头、阀口以及突然变化的截面等处时，因流速或流向发生急剧变化而在局部区域产生流动阻力所造成的压力损失，称为局部压力损失。
2-7 某液压油体积为200ml ，密度ρ=900kg/m 3，在50o C 时流过恩氏粘度计所
需的时间t 1=153s ，20o
C 时200 ml 蒸馏水流过恩氏粘度计所需的时间t 2=51s ，问
该液压油的恩氏粘度oE50、运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？
2-8 某液压油在大气压力下的体积是100L ，当压力升高后其体积减少到
99.6L ，设液压油的体积弹性模量为7500×105Pa ，求压力升高值。
2-9 根据牛顿液体内摩擦定律dy du A F μτ==,求动力粘度μ的量纲？写出运动粘度ν与动力粘度μ的关系式，并推导运动
粘度ν的量纲。
参考答案略。
2-10 如图所示，U 形管测压计内装有水
银，其左端与装有水的容器相连，右端开口与
大气相通。已知：h=0.2m ，h1=0.3m ，水银密度ρ=13.6×103kg/m 3。试计算A 点的相对压力和绝对压力。
题2-10图
2-11如图所示，一容器倒置于液面与大气相通的槽中，在大气压力作用下液
体在管中上升的高度h=0.5m ，假设该液体的密度为ρ=1000kg/m 3，试求容器中的真空度。
题2-11图
2-12如图示，在两个相互连通的液压缸中，已知大缸内径mm D 100=，小缸
内径mm d 20=，大缸活塞上放置的物体质量为kg 5000。问：在小缸活塞上所加的力F 有多大才能使大活塞顶起重物？
题2-12图
2-13 如图示，液压泵的流量min /32L q =，吸油管（金属）直径mm d 20=，
液压泵吸油口距离液面高度mm h 500=，液压油运动粘度s m /102026-?=ν，油液密度为3/9.0cm g =ρ，求液压泵吸油口的真空度。
题2-13图
参考答案：
以油箱液面为基准面，对截面0-0和1-1列伯努利方程
又因为：m h h v h p 5.0,0,0,01000===== 且管道流速：s m d q v /7.14
02.014.310603242
3
21=??==-π 管道压力损失：221v d l p w ρλ=? 又因为：。且，为层流有2044.07523301700102002.07.116
===<=??==-αλνe e R vd
R 若取3/9005.0m kg m l ==ρ，且代入管道压力损失公式可得：
将上述求得各值代入伯努利方程，得：
此为相对压力，将其取正即为真空度，即：
2-14 如图所示，已知水深H=10m ，截面1A =0.022m ，截面2204.0m A =，求孔
口的出流流量以及2处的表压力（取a=1，ρ=1000kg/3m ，不计损失）。
题2-14图
参考答案：
提示：
列截面0-0和1-1的伯努利方程
补充方程为：
可求得1v 及1q 。
列截面1-1和2-2的伯努利方程
补充方程为：
121211,1,,0v h h p ====αα由上求得已知，且根据连续性方程可求得2v
将上述求得之值代入前式，即可求得2p 。
2-15 如图所示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积
241102.3m A -?=，出口处管道截面积124A A =，m h 1=，求开始抽吸时，水平管中所必须通过的流量q （液体为理想液体，不计损失）。
题2-15图
参考答案：
2-16 液体在管中的流速s m v /4=，管道内径mm d 60=，油液的运动粘度
s m v /103026-?=，试确定流态，若要保证其为层流，其流速应为多少？
题2-16图 参考答案：
根据雷诺数公式和临界雷诺数可解。
2-17 如图题图2-13所示，泵从油箱吸油，吸油管直径d=60mm ，液压泵的流
量min /150L q =，液压泵入口处真空度为0.2×105Pa ，油液的运动粘度ν=30×10-6m 2/s ，ρ=900kg/m 3，弯头处的局部阻力系数ξ弯=0.2，管道入口处的局部阻力
系数ξ入=0.5，沿程压力损失忽略不计，试求油泵的吸油高度。
参考答案：
沿冷水流动方向列A 1、A 2截面的伯努利方程
p 1/ρg + v 12/2g = p 2/ρg + v 22/2g
补充辅助方程
p 1 = p a －ρgh
p =p
以油箱液面为基准面，对截面0-0和1-1列伯努利方程
又因为：Pa p v h p 51000102.0,0,0,0?-==== 且管道流速：s m d q v v /88.0406.014.3106015042
3
21=??===-π管 又因为：。，为层流，故223301*********.088.016
=<=??==-ανvd
R e 管道压力损失忽略沿程压力损失只计算局部压力损失，则：
将上述求得各值代入伯努利方程，得：m h 16.21=
2-18 如图所示，一管道输送ρ=900kg/m 3的液体，已知h=15m ，1处的压力为
5×105Pa ，2处的压力为2.5×105Pa ，求油液流动方向。
题2-18图
参考答案：
列1与2处的伯努利方程
补充条件为：
故求得：Pa p w 51018.1?=?
因为压力损失为负值，说明1处能量高于2处能量，即水往2处流。
2-19 如图所示，当阀门关闭是压力表读数为2.5×105Pa ，阀门打开时压力表
读数为0.6×105Pa 。若管道内径d=12mm ，不计液体流动时的能量损失，液体密度ρ=1000kg/m 3
，求阀门打开时管中的流量q 。
题2-19图
参考答案：
2-20 图示液压滑阀，若流量q=100 L/min ，阀芯直径d=30mm ，开口量χ0=2mm ，
液流流过阀口时的角度θ=69o ，求阀芯受到的轴向液动力是多少？
题2-20图
参考答案：
因为2v 沿阀芯轴线方向速度为零，故阀芯受到的轴向液动力：
N qv F 77.4cos 1==θρ 方向向右。
2-21如图所示为一水平放置的固定导板,将直径d=0.1m,流速v 为20m/s 的射
流转过90°,求导板作用于液体的合力大小及方向(ρ=1000kg/m 3)。
题2-21图
参考答案：
分别列出导板对控制体沿想x 和Y 方向的作用力方程
又因为v v v ==出入 故v d q 42π=
将求得和已知参数代入上述方程后，对2分力求和即可，其方向为水平成45o 向左。
2-22水平放置的光滑圆管由两段组成，直径d 1=12mm ，d 2=8mm ，长度L=4m ，
液体密度ρ=1000kg/m 3，运动粘度ν=20×10-6m 2/s ，流量q=18L/min ，管道变化处的局部阻力系数ξ=0.35，求总压力损失和管道两段压差。
题2-22图
参考答案：
提示
1）总压力损失
本题首先判断不同直径管道流态，根据流态确定沿程压力损失系数，求得各段沿程压力损失，根据变径处局部压力损失系数，求得局部压力损失，最后再求总压力损失。
2）列出管道两段的伯努利方程，求得两端压力差。
2-23 液压油在内径为20mm 的圆管内流动，设临界雷诺数为2000，油的运动
粘度为30×10-6m 2
/s ，求：当流量大于每分钟多少升时，油液的流动为紊流？
参考答案：略。
2-24某液压泵流量为q = 16 l/min,且安装在油面以下，如图所示。已知油
的密度为ρ=900kg/m 3,运动粘度υ=11×10-6m 2/s ，油管直径d=18mm ，若油箱油面位置高度不变，油面压力为1个标准大气压（1个标准大气压=1.03×105pa ）,从油箱底部到油泵吸油口处的管子总长L=2.2m ，油箱油面到油泵吸油口中心高度h=0.9m,若仅计管中沿程损失，求油泵吸油口处的绝对压力。
题2-24图
参考答案：
列油箱液面与泵吸油口出的伯努利方程
补充辅助方程
2320171810
11018.005.16<=??==-νvd R e 层流。 故，0437.07522==
=e R λα， 将上述求得参数代入方程可得：Pa p 5210056.1?=
2-25如图所示，油缸柱塞的重量和外负载共有F=150N ，柱塞直径d=20mm ，缸
筒孔直径D=20.05mm 封油长度L=70mm ，油液密度为ρ=900kg/m 3，油的动力粘度μ=50×10-3
Pa.s,试求活塞在力的作用下的下降速度。
题2-25图
参考答案：
第3章 液压泵与液压马达
3-1 液压泵工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？
参考答案：
（1）液压泵的工作压力决定于外界负载的大小（而与液压泵的流量无关），
外负载增大，泵的工作压力也随之增大。
（2）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。
泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转正常
工作的最高工作压力。
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。
3-2 什么是液压泵的排量、实际流量、理论流量和额定流量？它们之间有什
么关系？
参考答案：
排量：液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体
积称为液压泵的排量。
实际流量：是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵实际工作时的输出流量。所
以液压泵的实际流量小于理论流量。
理论流量：是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。它等于排量和转速
的乘积。
额定流量：液压泵在额定压力、额定转速下允许连续运行的流量。
泵的理论流量：Vn q t =
泵的实际流量：q q q t ?-=（q ?是泄漏流量）
3-3 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？产生损失的原因何在？
参考答案：
液压泵的输入功率为：P T nT i ==ωπ2，
输出功率为：0P F pA pq υυ===。
功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因内外泄漏、气穴和油液在
高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。
3-4 齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大有什么危害？
参考答案：
液压泵由于结构的原因，在排油过程中，瞬时流量是不均匀并随时间而变化。
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，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。通常，螺杆泵的流量脉动最小，双作用叶片泵次之，齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。
3-5 齿轮泵的径向不平衡力是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平
衡的措施有哪些?
参考答案：
齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：一是液体压力产生的径向力。
这是由于齿轮泵工作时，压油腔的压力高于吸油腔的压力所产生的径向不平衡力。二是齿轮啮合时径向力时所产生的径向不平衡力。三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。
工作压力越高，径向不平衡力也越大。径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲，
齿顶与泵体接触，产生摩擦；同时也加速轴承的磨损，这是影响齿轮泵寿命的主要原因。
为了减小径向不平衡力的影响，常采用的最简单的办法就是缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；也可采用在泵端盖设径向力平衡槽的办法。
3-6 齿轮泵的困油现象及其消除措施？
参考答案：
为使齿轮平稳转动，齿轮啮合重合度必须大于1，即在一对轮齿退出啮合之前，后面一对轮齿已进入啮合，因而在两对轮齿同时啮合的阶段，两对轮齿的啮合线之间形成独立的密封容积，也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等部件也会受到附加的不平衡负载的作用；封闭容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油现象的方法，通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。在很多齿轮泵中，两槽并不对称于齿轮中心线分布，而是整个向吸油腔侧平移一段距离，实践证明，这样能取得更好的卸荷效果。
3-7 齿轮泵的泄漏及危害？
参考答案：
齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮齿面啮合处的间隙；泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面和端盖间的端面间隙。在三类间隙中，以端
面间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的75%～80%。泵的压力愈高，间隙越大，泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只适用于低压系统，且其容积较率很低。
3-8 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？
参考答案：
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，单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵。
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。
3-9 限压式叶片泵和柱塞泵都是变量泵，试比较它们流量的调节是如何实现的？有什么不同？
参考答案：
限压式叶片泵调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，调节流量调节螺钉可以改变流量的大小。调整螺钉改变原始偏心量，就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过以后，定子和转子间的偏心量减小，输出流量随压力增加迅速减小。调整螺钉改变弹簧预压缩量，就调节泵的限定压力。
限压式柱塞泵是通过调节配流盘倾斜角度来实现流量调节。
3-10 为什么轴向柱塞泵适用于做高压泵？
参考答案：
轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸较小，惯性力小，容积效率高，目前最高压力可达40MPa，甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。
3-11 如题所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损
失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力p 为多少？
题3-11图
参考答案：
根据液压系统压力取决于外负载可知：
a)p=0 b)p=0 c)p=Δp d)p=F/A e)p= 2πTm/Vm
3-12 某液压泵输出压力p =20MPa ，液压泵的转速n =1459r/min ，排量
V=100mL/r ，已知该泵容积效率为0.95，总效率为0.9，试求：
1）该泵的输出功率。
2）驱动该泵所需的电机功率。
参考答案：
液压泵实际流量为：
泵的输出功率为：
驱动该泵所需的电机功率为：
3-13某液压泵在输出压力为6.3MPa 时,输出流量为53L/min ，这时实测油泵
轴消耗功率7Kw ，当泵空载卸荷运转时,输出流量为56L/min ，求该泵的容积效率ηV =?和总效率η=?
参考答案：
以空载流量为理论流量，即qt ＝9.33×10－4m 3/s ，实际流量为q ＝8.83×10－4m 3/s 所以ηV =q/q t =0.946
据已知，P O =pq ＝5247.9w ，P r =7000w
所以η= P O / Pr=0.75
3-14某液压泵的转速为950r/min ，排量为V=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)泵的理论流量q t 。
2)泵的容积效率ηv 和机械效率ηm 。
3)泵在额定工况下，所需电动机驱动功率P i 。
4)驱动泵的转矩T i 。
参考答案：
3-15 某变量叶片泵转子外径d=83mm ，定子内径D=89mm ，叶片宽度B=30mm ，
试求：
1)叶片泵排量为16mL/r 时的偏心量e 。
2)叶片泵可实现的最大排量V max 。
参考答案：
1)BDe V π2= 2) mm d D e 32
max =-= 3-16 一变量轴向柱塞泵，共9个柱塞，其柱塞分布圆直径D=125mm ，柱塞
直径d=16mm ，若液压泵以3000r/min 转速旋转，其输出流量为q=50L/min ，问斜盘倾角多少度(忽略泄漏的影响)?
参考答案：
由斜盘轴向柱塞泵实际输出流量公式为：
因为忽略泄漏，故容积效率1=v η，将已知参数代入，可求得：
3-17 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 ，其总效率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 。
参考答案：
由v Vn
q η=得马达实际转速为
马达输出转矩为
3-18 某液压泵的排量为V ，泄漏量l q k p ?=（l k 为泄漏系数，p 为工作压力)。
此泵可作马达使用，当泵和马达的转速相同时，其容积效率是否相同?
参考答案：
对于马达其容积效率为：
对于泵而言其容积效率为：
由上述两式可知，转速相同时，其容积效率实不相等的。
3-19 单叶片摆动液压马达的供油压力p 1=2MPa ，供油流量q=35L/min ，回油压
力p 2=0.3MPa ，缸体内径D=240mm ，叶片安装轴直径d=80mm ，设输出轴的回转角速
度ω=0.7rad/s ，试求叶片的宽度b 和输出轴的转矩T 。
参考答案： 由???
???????? ??-??? ??==222222d D b q
n πω得叶片宽度为
输出轴转速为：
第4章 液压缸
4-1 什么是液压缸的差动连接？差动连接应用在什么场合？
参考答案：
单杆活塞缸有一种非常重要的工作方式，即两腔同时通入压力油，这种油路
连接方式称为差动连接。在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接时液压缸两腔的油液压力相等。但由于无杆腔受力面积大于有杆腔，活塞向右的作用
力大于向左的作用力，活塞杆作伸出运动，并将有杆腔的油液挤出，流进无杆腔，加快活塞杆的伸出速度。
与非差动连接无杆腔进油工况相比，在输入油液压力和流量相同的条件下，活塞杆伸出速度加快但输出推力减小。利用差动连接，可以在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度。这种连接方式被广泛应用于各种具有“快进”、“工进”速度切换的液压系统中。
4-2 当机床工作台的行程较长时应采用什么类型的液压缸？这时如何实现工作台的往复运动？
参考答案：
柱塞缸最大的特点是柱塞不与缸筒接触，运动时靠缸盖上的导向套来导向，因而对缸筒内壁的精度要求很低，甚至可以不加工，工艺性好，成本低，特别适用于行程较长的场合，如龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等。
柱塞与工作部件连接，缸筒固定在机体上（也可以改变固定方式，使柱塞固定,缸筒带动工作部件运动）。油液进入缸筒，推动柱塞向右运动，但反方向时必须依靠其他外力驱动，单独柱塞缸通常竖直安装，靠重力返回。为了得到双向运动，柱塞缸常成对反向布置使用。
4-3 液压缸为什么要设缓冲装置？
参考答案：
当运动件的质量较大，运动速度较高时，由于惯性力较大，具有较大的动量。在这种情况下，活塞运动到缸筒的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至引起破坏性事故，所以在大型、高压或高精度的液压设备中，常常设有缓冲装置，其目的是使活塞在接近终端时，增加回
油阻力，从而减缓运动部件的运动速度，避免撞击液压缸端盖。
4-4 液压缸为什么要设排气装置？
参考答案：
液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、噪声及工作部件
爬行和前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。因此设计液压缸时必须考虑排除空气。
在液压系统安装时或停止工作后又重新启动时，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。
4-5 已知单杆液压缸缸筒内径D=100mm ，活塞杆直径d=50mm ，工作压力
p 1=2MPa ，流量q=10L/min ，回油压力p 2=0.5MPa 。试求活塞往返运动时的推力和速
度。
参考答案：略。
4-6图示三种结构形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D 、d ，如果进入
液压缸的流量为q ，压力为p ，试分析各液压缸产生的推力F 和速度v 的大小。
题4-6图
参考答案： a) F=p d D ）（224-π ；v=）（224d D q -π b)F=24d π ； v=
24d
q π
c )F=24
d π
； v=2
4d q π
4-7 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=100×10-4m 2，
液压与气压传动的课后习题答案
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。（ × ） 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 文档从网络中收集，已重新整理排版.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 0word 版本可编辑.欢迎下载支持. 第一章液压传动基础知识课后答案 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ?? 1-2 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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa 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：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 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： 《液压与气压传动》课程试题库及参考答案一、填空题 1. 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。（负载；流量） 2. 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 （动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件） 3. 液体在管道中存在两种流动状态，（）时粘性力起主导作用，（）时惯性力起主导作 用，液体的流动状态可用（）来判断。 （层流；紊流；雷诺数） 4. 在研究流动液体时，把假设既（）又（）的液体称为理想流体。（无粘性；不可压缩） 5. 由于流体具有（），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（）损失和（）损失两部分组 成。 （粘性；沿程压力；局部压力） 6. 液流流经薄壁小孔的流量与（）的一次方成正比，与（）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对 （）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。（小孔通流面积；压力差；温度） 7. 通过固定平行平板缝隙的流量与（）一次方成正比，与（）的三次方成正比，这说明液压元件内的 （）的大小对其泄漏量的影响非常大。（压力差；缝隙值；间隙） 8. 变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有（）、（）、（）其 中（）和（）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、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 9. 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（）。（大；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（与）、（与）、（与）。 （柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘） 11. 20号液压油在40C时，其运动粘度的平均值约为（）cSt。 （20 cSt） 12. 相对压力又称（），它是（）与（）之差。真空度是 （）。 （表压力；绝对压力；大气压力；大气压力与绝对压力之差） 13. 流体在作恒定流动时，流场中任意一点处的（）、（）、（）都不随 时间发生变化。 （压力；速度；密度） 14. 流体流动时，有（）和（）两种状态之分，我们把（）作为判断流动状态 的标准，对于光滑的圆型金属管道，其临界值大致为（）。 （层流；紊流；雷诺数；2320） 15. 液压泵是靠（）的变化来进行工作的，所以又称液压泵为（）式泵。 （密闭容积；容积式泵） 16. 液压泵按结构特点一般可分为：（）、（）、（）三类泵。 （齿轮泵；叶片泵；柱塞泵） 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 16. 液压系统中减压阀处的压力损失是属于-------- A.沿程压力损失 B.局部压力损失 C.两种都是 D.两种都不是 17. 柱塞泵是用于---------系统中 A.高压 B.中压 C.低压 D.都不可以 18. 下列液压缸中可以进行差动连接的是------------- 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； 液压与气压传动模拟卷 A 一、画出下列图形符号 1.单向顺序阀 2.双作用卸荷式叶片泵 3.气动三联件 4.梭阀 5.三位四通(M型中位机能)电磁换向阀 二、名词解释 1.液体的粘性：液体在外力作用下流动时，分子间内聚力的存在使其流动受到牵制，从而沿其界面产生摩擦力，这一特性称为液体的粘性。 2.恒定流动：如果空间上的运动参数压力P、速度V、密度 在不同的时间内有确定的值，即它们只随空间点坐标的变化而变化，不随时间t变化，对液体的这种运动称为恒定流动。 3.差动连接：单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为“差动连接” 4.中位机能：换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式，称为中位机能。 5.困油现象：封闭腔容积的减小会使被困油液受挤压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，油液发热，并使机件（如轴承等）受到额外的负载；而封闭腔容积的增大双会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，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。 三、填空 1.液压传动与气压传动系统是由能源装置，执行装置，控制调节装置，辅助装置， 等组成的；其中能源装置，执行装置为能量转换装置。2．液体的流动状态分为层流，湍流，用雷诺数来判断。 光滑金属管道其临界雷诺数为 2000~2320 。 3溢流阀在液压系统中的作用是稳压，调压，限压，。 4．调速回路主要有节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。 5．容积式液压泵吸油时密闭容积由小变大，压油时由大变小；外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱离啮合的一侧是吸油腔，进入啮合的一侧是压油腔。 6．液压泵的实际流量比理论流量小，液压马达实际流量比理论流量大。 7．在变量泵---变量马达调速回路中，为了在低速时获得较大的输出转矩，高速时获得较大功率，往往在低速段，先将变量马达调至最大，用变量泵调速；而在高速段，将变量泵调至最大，用变量马达调速； 四、选择题 1.流量流量连续性方程是（ C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（ 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．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A ）。 （A）5MPa （B） 10MPa （C）15MPa （D）20MPa 3．双伸出杠液压缸，采用活塞杆固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的（ B ）；采用缸筒固定安装时，工作台的移动范围为活塞有效行程的（ A ）。 《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 液压传动试题1 一、填空题 1．液压系统由 元件、 元件、 元件、 元件和 元件五部分组成。 2．节流阀通常采用 小孔；其原因是通过它的流量与 无关，使流量受油温的变化较小。 3．液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是 ，另一种是 。区分这两种流动状态的参数是 。 4．在液压系统中，当压力油流过节流口、喷嘴或管道中狭窄缝隙时，由于 会急剧增加，该处 将急剧降低，这时有可能产生气穴。 5．液压马达把 能转换成 能，输出的主要参数是 和 。 6．液压泵的容积效率是该泵 流量与 流量的比值。 7．液压缸的泄漏主要是由 和 造成的。 8．外啮合齿轮泵中，最为严重的泄漏途径是 。 9．和齿轮泵相比，柱塞泵的容积效率较 ，输出功率 ，抗污染能力 。 10．在旁油路节流调速回路中，确定溢流阀的 时应考虑克服最大负载所需要的压力，正常工作时溢流阀口处于 状态。 11．常用方向阀的操作方式有 、 、 等三种。 二、选择题 1．液压缸差动连接工作时，缸的（ ）。 A ．运动速度增加了 B ．压力增加了 C ．运动速度减小了 D ．压力减小了 2．液压缸差动连接工作时活塞杆的速度是（ ）。 A ．2 4d Q v π= B ．)(222 d D Q v -=π C ．2 4D Q v π= D ．)(42 2d D Q -π 3．液压缸差动连接工作时作用力是（ ）。 A ．)(2 2 2d D p F -=π B ．2 2 d p F π= C ．)(4 2 2d D p F -=π D ．42d p F π= 4．在液压系统中，液压马达的机械效率是（ ）。 A ．T M M ?= η B ．M M M T T ?+=η C ．T M M ?-=1η D ．M M M T ?+?=η 5．在液压系统中，液压马达的容积效率是（ ）。 A ．T Q Q ?-=1η B ．T T Q Q Q ?-=η C ．T Q Q ?= η D ．Q Q Q T T ?+=η 6．液压系统的真空度应等于（ ）。 A ．绝对压力与大气压力之差 B ．大气压力与绝对压力之差 C ．相对压力与大气压力之差 D ．大气压力与相对压力之差 7．调速阀是用（ ）而成的。 A ．节流阀和定差减压阀串联 B ．节流阀和顺序阀串联 C ．节流阀和定差减压阀并联 D ．节流阀和顺序阀并联 8．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通，回油封闭，则此阀的滑阀机能为（ ）。 大学考试试卷 ( A ) 课程名称: 液压与气压传动 考试时间: 年月日 (第周星期 ) 答题说明：请仔细阅读试卷中试题，将答案按题号依次写在答题纸上。判断题正确用“√”表示，错误用“×”表示。 一、判断题（每小题2分，共20分） 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．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。√ 3．双作用叶片泵的排量可调。× 4．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。√ 5．溢流阀作安全阀使用时，系统正常工作时其阀芯处于半开半关状态。× 6．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。× 7．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。√ 8．充液增速回路利用液控单向阀充液。√ 广东工业大学试卷用纸，共 2 页，第 2 页 9．气动三大件是指分水滤气器、减压阀、油雾器的组合。√ 10．与液压传动相比，由于气体的可压缩性大，因此气动执行机构的运动稳定性低、定位精度不高。√ 二、选择题（每小题1分，共15分） 1．液压系统的工作压力是由( A )。 A负载决定 B溢流阀调定 C液压泵的额定压力决定。 2．液压控制阀可分为三大类，它们是( A ) A压力阀/方向阀/流量阀 B单向阀/比例阀/伺服阀 C球阀/截止阀/闸阀 3．外啮合齿轮泵吸油口比压油口做得大，其主要原因是( B )。 A防止困油B增加吸油能力 C减少泄露 D减少径向不平衡力 4．外啮合齿轮泵中齿轮进入啮合的一侧是( B )。 A吸油腔 B压油腔 C吸油腔或压油腔。 5．( C )节流调速回路可以承受负值负载 A 进油 B旁路 C回油 6．中位机能为 ( C ) 型的三位四通换向阀可实现中位卸荷。 A O B P C M D Y 7．在以下调速回路中，( C )的回路效率最高。 A进油路节流调速B旁油路节流调速 C容积调速 D容积节流调速 8．高压系统宜采用( C ) A齿轮泵 B叶片泵 C柱塞泵。 9．双出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的( C )。 广东工业大学试卷用纸，共 2 页，第 2 页 液压与气动参考答案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN# 液压与气压传动模拟卷 A 一、画出下列图形符号 1.单向顺序阀 2.双作用卸荷式叶片泵 3.气动三联件 4.梭阀 5.三位四通(M型中位机能)电磁换向阀 二、名词解释 1.液体的粘性：液体在外力作用下流动时，分子间内聚力的存在使其流动受到牵制，从而沿其界面产生摩擦力，这一特性称为液体的粘性。 2.恒定流动：如果空间上的运动参数压力P、速度V、密度 在不同的时间内有确定的值，即它们只随空间点坐标的变化而变化，不随时间t变化，对液体的这种运动称为恒定流动。 3.差动连接：单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为“差动连接” 4.中位机能：换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式，称为中位机能。 5.困油现象：封闭腔容积的减小会使被困油液受挤压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，油液发热，并使机件（如轴承等）受到额外的负载；而封闭腔容积的增大双会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，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。 三、填空 1.液压传动与气压传动系统是由能源装置，执行装置，控制调节装置，辅助装置， 等组成的；其中能源装置，执行装置为能量转换装置。 2．液体的流动状态分为层流，湍流，用雷诺数来判断。光滑金属管道其临界雷诺数为 2000~2320 。 3溢流阀在液压系统中的作用是稳压，调压，限压，。 4．调速回路主要有节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。5．容积式液压泵吸油时密闭容积由小变大，压油时由大变小；外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱离啮合的一侧是吸油腔，进入啮合的一侧是压油腔。6．液压泵的实际流量比理论流量小，液压马达实际流量比理论流量大。 7．在变量泵---变量马达调速回路中，为了在低速时获得较大的输出转矩，高速时获得较大功率，往往在低速段，先将变量马达调至最大，用变量泵调速；而在高速段，将变量泵调至最大，用变量马达调速； 四、选择题 1.流量流量连续性方程是（ C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（ 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．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A ）。 （A）5MPa （B） 10MPa （C）15MPa （D）20MPa 3．双伸出杠液压缸，采用活塞杆固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的 （ B ）；采用缸筒固定安装时，工作台的移动范围为活塞有效行程的（ A ）。 （A）1倍（B）2倍（C）3倍（D）4倍 4．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（ C ）；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（ B ），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（D）瞬时流量 《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，调速方便且调速范围大。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内摩擦力或粘滞力，而液体 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 第四章液压控制与辅助元件思考与练习题解 4-1 简述液压控制阀的作用和类型。 液压控制阀，简称为液压阀，它是液压系统中的控制元件，其作用是控制和调节液压系统中液压油的流动方向、压力的高低和流量的大小，以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求。 液压阀的类型如表4-1所示。 表4-1 液压阀的类型 单向阀可分普通单向阀和液控单向阀两种。 1．普通单向阀的作用、组成和工作原理 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流，故又称为止回阀。 如图4-1所示为普通单向阀的外形图，图4-2所示为其结构和图形符号图，这种阀由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。当压力油从阀体左端的通口P1流入时，油液在阀芯的左端上产生的压力克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b，从阀体右端的通口P2流出。当压力油从阀体右端的通口P2流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。 (a)结构图(b)图形符号图 1—阀体；2—阀芯；3—弹簧 图4-2 普通单向阀 2．液控单向阀的作用、组成和工作原理 液控单向阀可使油液在两个方向自由通流，可用作二通开关阀，也可用作保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。 (a)结构图(b)图形符号图 1—控制活塞；2—顶杆；3—阀芯 图4-3 液控单向阀 如图4-3所示为液控单向阀的结构和图形符号图，这种阀由控制活塞1、顶杆2、阀芯3和弹簧等组成。当控制口K处无控制压力油通入时，它的工作原理和普通单向阀一样，压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油通入时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口（图中未画出），活塞1右移，推动顶杆2克服弹簧的压力，顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。 液控单向阀具有良好的单向密封性，常用于执行元件需要长时间保压、锁紧的回路中。 4-3 简述三位四通电液换向阀的作用、组成和工作原理。 电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组成的复合阀。电磁换向阀为先导阀，它用来改变控制油路的方向；液动换向阀为主阀，它用来改变主油路的方向。这种阀的优点是用反应灵敏的小规格电磁阀方便地控制大流量的液动阀换向。 如图4-12所示为三位四通电液换向阀的结构和图形符号图，当电磁换向阀的两个电磁铁均不通电时，电磁换向阀阀芯4在其对中弹簧作用下处于中位，此时来自液动换向阀P 口或外接油口的控制压力油均不进入主阀芯的左、右两油腔，液动换向阀芯左右两腔的油液通过先导电磁换向阀中间位置的A′、B′两油口与先导电磁阀T′口相通，再从液动换向阀的T 口或外接油口流回油箱。液动换向阀阀芯在两端对中弹簧的预压力的推动下，依靠阀体定位，准确地回到中位，此时主阀的P、A、B和T油口均不通；当先导电磁换向阀左边的电磁铁3通电后，使其阀芯向右边位置移动，来自液动换向阀P口或外接油口的控制压力油可经先导电磁换向阀的A′口和左单向阀进入液动换向阀左端油腔，并推动主阀阀芯向右移动，这液压与气压传动课后答案第1章
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