液压与气压传动的课后习题答案.docx
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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40oC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(
)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?
答:
(1)液体静压力的方向总是垂直于作用面的内法线方向。
(2)静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。
2.静压力传递原理是什么?
答:
静压传递原理又称帕斯卡原理,即:
在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体内各点。
2-4计算题
1.液压油的体积为18×10-3m3,质量为16.1kg,求此液压油的密度。
答案:
894kg/m3
2.某液压油在大压下的体积是50×10-3m3,当压力升高后,其体积减少到49.9×10-3m3,设液压油的体积模量为K=700.0MPa,求压力升高值。
答案:
1.4MPa
3.用恩氏粘度计测得某液压油(ρ=850kg/m3)200mL流过的时间为t1=153s,20℃时200mL的蒸馏水流过的时间为t2=51s,求该液压油的恩氏粘度°E、运动粘度ν和动力粘度μ各为多少?
答案:
°E=3;20cst;17×10-3Pa﹒s
4.如图2-19所示,具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面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ρ=1000kg/m3,试求容器内的真空度。
答案:
9800Pa
5.如图2-20所示,容器内A中的液体的密度ρA=900kg/m3,B中液体的密度ρB=1200kg/m3,ZA=200mm,ZB=180mm,h=60mm,U形管中测压介质为汞(ρ=13.6×103kg/m3),试求A、B之间的压力差。
答案:
8350Pa
6.如图2-21所示,水平截面为圆形的容器,上端开口,求作用在容器底面的作用力。
若在开口端加一活塞,连活塞重量在内,作用力为30kN,问容器底面的总作用力为多少?
(ρ=1000kg/m3)
答案:
15KN;135KN
7.液体在管中的流速v=4m/s,管道内径d=60mm,油液的运动粘度
=30×10-6m2/s,试确定流态,若要保证其为层流,其流速应为多少?
答案:
1.15m/s
8.如图2-22所示,液压泵的流量q=32L/min,液压泵吸油口距离液面高度h=500mm,吸油管直径d=20mm。
粗虑网的压力降为0.01MPa,油液的密度ρ=900kg/m3,油液的运动粘度为ν=20×10-6m2/s,求液压泵吸油口处的真空度。
答案:
0.02MPa
9.运动粘度为ν=40×10-6m2/s的油液通过水平管道,油液密度ρ=900kg/m3,管道直径为d=10mm,
,进口压力p1=4.0MPa,问流速为3m/s时,出口压力p2为多少?
答案:
3.8MPa
10.有一薄壁节流孔,通过流量q=25L/min时,压力损失为0.3MPa,试求节流孔的通流面积。
设流量系数Cq=0.61,油液的密度ρ=900kg/m3。
答案:
26.5mm2
第三章习题答案
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(
或
)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。
4.液压泵按结构不同分为(齿轮泵)、(叶片泵)和(柱塞泵)三种,叶片泵按转子每转一转,每个密封容积吸、压油次数的不同分为(单作用)式和(双作用)式两种,液压泵按排量是否可调分为(定量泵)和(变量泵)两种;其中(单作用式叶片泵)和(柱塞泵)能做成变量泵;(齿轮泵)和(双作用式叶片泵)只能做成定量泵。
5.轴向柱塞泵是通过改变(斜盘倾角)实现变量的,单作用式叶片泵是通过改变(偏心距)实现变量的。
3-2画出下列图形符号
单向定量液压泵:
双向定量液压泵:
单向定量液压马达:
双向变量液压马达:
3-3问答题
1.液压泵完成吸油和压油必须具备的条件是什么?
答:
(1)具有若干个可以周期性变化的密封容积。
(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。
(3)具有相应的配流机构。
2.液压泵的排量和流量各决定于哪些参数?
理论流量和实际理论的区别是什么?
写出反映理论流量和实际流量关系的两种表达式。
答:
液压泵的排量取决于密封容积的几何尺寸,与泵的转速和泄漏无关。
液压泵的流量取决于液压泵的排量和泵的转速。
理论流量是指在不考虑泄漏的情况下,单位时间内所排出液体的体积。
实际流量是指在考虑泄漏的情况下,单位时间内所排出液体的体积。
;
。
3.齿轮泵的泄漏方式有哪些?
主要解决方法是什么?
答:
齿轮泵泄漏方式有三个:
齿轮端面和端盖间的轴向间隙;齿轮外圆和壳体内孔间的径向间隙以及两个齿轮的齿面啮合处。
主要解决方法是在设计和制造时严格控制泵的轴向间隙。
4.齿轮泵的困油现象如何解决?
径向不平衡力问题如何解决?
答:
消除困油现象的方法通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣出两条卸荷槽。
使困油区容积减小时,与压油腔相通,便于油液及时挤出,防止压力升高;困油区容积增大时,与吸油腔相通,便于及时补油,防止真空气化。
减小径向不平衡力的方法通常是缩小压油口。
使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内,减小其有效作用面积。
5.画出限压式变量叶片泵流量特性曲线,结合图3-13说明如何调节限压式变量叶片泵流量特性?
并填空。
答:
调节螺钉5的位置,可以改变定子和转子之间的最大偏心距e0,即可改变最大输出流量
,使特性曲线AB段上下平移。
调节调压螺钉10,可改变弹簧的预压缩量x0,即可改变限定压力pB的大小,使特性曲线BC段左右平移。
而改变调压弹簧的刚度k时,可改变BC段的斜率,弹簧越“软”(k值越小),BC段越徒,Pmax值越小。
要求执行元件空载快进时负载小、速度大,适合流量特性曲线的(AB)段;要求执行元件工作进给时负载大、速度小,适合流量特性曲线的(BC)段。
3-4计算题
1.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,当转速为1200r/min时,试求泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各为多少?
答案:
0.9kw;1.05kw
2.某液压泵的额定压力为20MPa,额定流量为20L/min,泵的容积效率为0.95,试计算泵的理论流量和泄漏量。
答案:
21.05L/min;1.05L/min
3.某液压泵的转速为950r/min,排量为V=168mL/r,在额定压力为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qt。
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Pi。
4)驱动泵的转矩Ti。
答案:
1)160L/min;2)0.94;0.93;3)85kw;4)850N﹒m
4.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)叶片泵最大可能的排量Vmax。
答案:
1)0.95mm;2)50mL/r
5.一变量轴向柱塞泵,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,问斜盘角度为多少(忽略泄漏的影响)?
答案:
4.22°
第4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(qt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(Tt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:
液压马达的容积效率:
液压泵的机械效率:
液压马达的机械效率:
4-3、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p1=10.5MPa,出口压力p2=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﹒m
2.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)
;
;缸体左移
b)
;
;缸体右移
c)
;
;缸体右移
d)
;
;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A1=100×10-4m2,有杆腔的面积A2=80×10-4m2,缸1的输入压力p1=0.9MPa,输入流量q1=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。
2)缸2的输入压力是缸1的一半时,两缸各能承受多少负载。
3)缸1不承受负载时,缸2能承受多少负载。
答案:
1)0.02m/s;0.016m/s2)5400N;4500N3)11250N
4.某一差动液压缸,当
或
时,求活塞面积A1和活塞杆面积A3之比应为多少?
答案:
当
时,A1/A3=2;当
时,A1/A3=3。
5.某泵的输出流量为100L/min,容积效率为0.9。
用该泵向一液压马达供油时,测量液压马达输出转速为400r/min,其容积效率为0.8.试求此液压马达的排量。
答案:
0.2×10-3m3/r
第五章习题答案
5-1填空题
1.液压控制阀按连接方式不同,有(管式)、(板式及叠加式)、(插装式)三种连接。
2.单向阀的作用是(允许油液单方向通过),正向通油时应(压力损失要小),反向时(密封性要好)。
3.按阀芯运动的控制方式不同,换向阀可分为(手动)、(机动)、(电动或电磁)、(液动)和(电液动)换向阀。
4.电磁换向阀的电磁铁按所接电源的不同,可分为(直流电)和(交流电)两种。
5.液压系统中常见的溢流阀按结构分有(直动式)和(先导式)两种。
前者一般用于(低压),后者一般用于(中、高压)。
6.压力继电器是一种能将(压力信号)转换为(电信号)的能量装置。
5-2判断题
1.高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。
(×)
2.节流阀和调速阀分别用于节流和调速,属于不同类型的阀。
(×)
3.当顺序阀的出油口与油箱接通时,即成为卸荷阀。
(×)
4.顺序阀和溢流阀在某些场合可以互换。
(√)
5.背压阀是一种特殊的阀,不可用其它阀代替。
(×)
6.通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比,与阀两端的压力差大小无关。
(×)
5-3问答题
1.什么是三位换向阀的“中位机能”?
有哪些常用的中位机能?
中位机能的作用如何?
答:
对于各种操纵方式的三位换向阀,阀芯在中间位置时各油口的连通方式,称为换向阀的中位机能。
常用的中位机能有:
O、P、Y、H、M、K。
中位机能的作用:
满足液压系统提出的各种性能要求如:
卸荷、保压、启动平稳性及液压缸浮动和任意位置停留等。
2.从结构原理和图形符号上,说明溢流阀、减压阀和顺序阀的异同点及各自的特点。
答:
略
3.先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用?
是否可以将阻尼小孔加大或堵塞?
答:
产生压力降,从而使主阀芯动作。
不可。
4.为什么说调速阀比节流阀的调速性能好?
两种阀各用在什么场合较为合理?
答:
调速阀比节流阀多了定差减压阀,油液流过时先经过减压阀产生一次压力降,并利用减压阀阀芯的自动调节,使节流阀前后的压力差保持不变,因而使通过节流阀的流量保持平稳,所以调速阀比节流阀的调速性能好。
5.试分析比例阀、插装阀与普通液压阀相比有何优缺点?
答案:
略
四、计算题
1.如图5-45所示回路,已知溢流阀1、2的调定压力分别为6.0MPa,4.5MPa,泵出口处的负载阻力为无限大,试问在不计管道损失和调压偏差时:
1)当1YA通电时,泵的工作压力为多少?
B、C两点的压力各为多少?
2)当1YA断电时,泵的工作压力为多少?
B、C两点的压力各为多少?
答案:
1)pc=0,pB=4.5MPa,pp=4.5MPa;
2)pc=6MPa,pB=6MPa,pp=6MPa;
图5-45图5-46
2.如图5-46所示液压缸,A1=30×10-4m2,A2=12×10-4m2,F=30×103N,液控单向阀用作闭锁以防止液压缸下滑,阀内控制活塞面积AK是阀芯承压面积A的三倍,若摩擦力、弹簧力均忽略不计。
试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀?
开启前液压缸中最高压力为多少?
答案:
3.85MPa,11.54MPa
3.如图5-47所示为一夹紧回路。
若溢流阀的调定压力
=5MPa,减压阀的调定压力为
=2.5MPa。
试分析活塞空载运动时,A、B两点的压力各为多少?
工件夹紧后活塞停止运动时,A、B两点的压力各为多少?
答案:
活塞空载运动时:
pB=0MPa,pA=0MPa,
活塞夹紧后停止运动时:
pB=2.5MPa,pA=5MPa,
4.如图5-48所示,已知无杆腔活塞面积A=100cm2,液压泵的供油量为63L/min,溢流阀的调整压力
=5MPa。
若作用在液压缸上的负载F分别为0kN、54kN时,不计损失,试分别确定液压缸的工作压力为多少?
液压缸的运动速度和溢流阀流量为多少?
图5-47图5-48
答案:
F=0KN时,p=0MPa,速度v=0.105m/s,溢流阀溢流量:
0;
F=54KN时,p=5.4MPa;速度v=0m/s,溢流阀溢流量:
63L/min;
6-1填空题
1.滤油器的主要作用是(净化油液)。
2.常用的密封方法有(非接触式)密封和(接触式)密封。
间隙密封适用于(圆柱副)密封。
3.油箱的作用是(储油)、(散热)和(分离油中的气体和污物)。
4.按滤芯材料和结构形式不同,过滤器有(网式)、(线隙式)、(纸芯式)和(烧结式)几种形式。
5.蓄能器按照结构可分为(活塞式)和(气囊式)蓄能器。
6-2判断题
1.过滤器的滤孔尺寸越大,精度越高。
(×)
2.一个压力表可以通过压力表开关测量多处的压力。
(√)
3.纸芯式过滤器比烧结式过滤器耐压。
(×)
4.某液压系统的工作压力是14MPa,可选用量程为16MPa的压力表来测压。
(×)
5.油箱只要与大气相通,无论温度高低,均不需要设置加热装置。
(×)
6-3选择题
1.(A)管接头适用于中、低压场合。
A扩口式B焊接式C卡套式
2.当环境温度降低时,应对油箱中的油液进行(A)。
A加热B冷却C稀释
3.为使液压系统油液保持清洁,应采用(C)。
A带盖的油箱B净化过的油液C过滤器
4.有相对运动的元件一般采用(C)连接。
A钢管B铜管C软管
6-4问答题
1.液压系统中常见的辅助装置有哪些?
各起什么作用?
2.常用的油管有哪几种?
各有何特点?
它们的适用范围有何不同?
3.常用的管接头有哪几种?
它们各适用于哪些场合?
4.安装Y形密封圈时应注意什么问题?
5.安装O形密封圈时,为什么要在其侧面安放一个或两个挡圈?
6.过滤器按精度分为哪些种类?
绘图说明过滤器一般安装在液压系统中的什么位置?
答案:
见书中。
7-1填空题
1.液压基本回路是由某些液压元件组成的,用来完成(特定功能)的回路,按其功用不同,可分为(压力控制)回路、(速度控制)回路和(方向控制)回路。
2.在进油路节流调速回路中,当节流阀的通流面积调定后,速度随负载的增大而(减小)。
3.在容积调速回路中,随着负载的增加,液压泵和液压马达的泄漏(增大),于是速度发生变化。
4.液压泵的卸荷有(压力)卸荷和(流量)卸荷两种方式。
5.在定量泵供油的系统中,用(流量阀)实现对执行元件的速度控制,这种回路称为(节流调速)回路。
7-2判断题
1.单向阀不只是作为单向阀使用,在不同的场合,可以有不同的用途。
(√)
2.高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。
(×)
3.容积调速回路中,其主油路中的溢流阀起安全保护作用。
(√)
4.采用顺序阀的顺序动作回路中,其顺序阀的调整压力应比先动作液压缸的最大工作压力低。
(×)
5.在定量泵与变量马达组成的容积调速回路中,其转矩恒定不变。
(×)
6.同步回路可以使两个以上液压缸在运动中保持位置同步或速度同步。
(√)
7-3选择题
1.在用节流阀的旁油路节流调速回路中,其液压缸速度(B)。
A.随负载增大而增加B.随负载减少而增加C.不随负载变化
2.(B)节流调速回路可承受负值负载。
A.进油路B.回油路C.旁油路
3.顺序动作回路可用(C)来实现。
A.减压阀B.溢流阀C.顺序阀
4.要实现快速运动可采用(A)回路。
A.差动连接B.调速阀调速C.大流量泵供油
5.为使减压回路可靠地工作,其最高调整压力应(B)系统压力。
A.大于B.小于C.等于
6.变量泵和定量马达组成的容积调速回路为(B)调速,即调节速度时,其输出的(D)不变。
定量泵和变量马达组成的容积调速回路为(A)调速,即调节速度时,其输出的(E)不变。
A.恒功率B.恒转矩C.恒压力D.最大转矩E.最大功率F.最大流量和压力
7-4计算题
1.试说明图7-35所示由行程阀与液动阀组成的自动换向回路的工作原理。
2.如图7-36所示回路中,三个溢流阀的调定压力如图,试问泵的供油压力有几级?
数值各为多少?
图7-35图7-36
3.如图7-37所示液压系统,液压缸活塞面积A1=A2=100cm2,缸Ⅰ运动时负载FL=35000N,缸Ⅱ运动时负载为零。
不计压力损失,溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa、2MPa。
求出下列三种工况下A、B、C处的压力:
(1)液压泵启动后,两换向阀处于中位;
(2)1YA通电,液压缸Ⅰ活塞运动时及运动到终点时;
图7-37图7-38
(3)1YA断电,2YA通电,液压缸Ⅱ活塞运动时及活塞杆碰到挡块时。
答案:
(1)两换向阀处于中位:
pA=4MPa,pB=3~4MPa,pC=2MPa,
(2)1YA通电,液压缸Ⅰ活塞运动时:
pB=3.5MPa,pA=3.5MPa,,pC=2MPa;
液压缸Ⅰ运动到终点时;pB=4MPa,pA=4MPa,pC=2MPa;
图7-37图7-38
(3)2YA通电,液压缸Ⅱ活塞运动时:
pA=pB=pC=0MPa,
液压缸Ⅱ活塞及活塞杆碰到挡块时:
pA=4M
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