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。

图2-20

图2-21

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

图2-22

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（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

图4－13

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=p