第九章气压传动
一、空气过滤器
1．组成
由壳体和滤芯所组成
2. 滤芯材料
分为纸质、织物(麻布、绒布、毛毡)、陶瓷、泡沫塑料和金属(金属网、金属屑)等。
空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。这种过滤器通常又称为一次过滤器，其滤灰效率为50％一70％；在空气压缩机的输出端(即气源装置)使用的为二次过滤器(滤灰效率为70％一90％)和高效过滤器(滤灰效率大于99％)。
二、除油器
除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。其工作原理是：当压缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。
三、空气干燥器
空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置。从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要+进行干燥和再精过滤。
四、后冷却器
后冷却器用于将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。
五、储气罐
储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。
储气罐一般采用圆筒状焊接结构：有立式和卧式两种，一般以立式居多。立式储气罐的高度H为其直径D的2-3倍，同时应使进气管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油水。
后冷却器、除油器、储器罐都属于压力容器，制造完毕后，应进行水压实验。
一、油雾器
油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。
目前，气动控制阀，气缸和气马达主要是靠这种带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其优点是方便、干净、润滑质量高。
二、消声器
气压传动装置的噪声一般都比较大，尤其当压缩气体直接从气缸或阀中排向大气，较高的压差使气体体积急剧膨胀，产生涡流，引起气体的振动，发出强烈的噪声，为消除这种噪声应安装消声器。消声器是指能阻止声音传播而允许气流通过的一种气动元件，气动装置中的消声器主要有阻性消声器、抗性消声器及阻抗复合消声器三大类。
三、转换器
在气动控制系统中，也与其它自动控制装置一样，有发信、控制和执行部分，其控制部分工作介质为气体，而信号传感部分和执行部分不一定全用气体，可能用电或液体传输，这就要通过转换器来转换。常用的转换器有：气一电、电一气、气一液等。
1．气电转换器和电气转换器
气电转换器是将压缩空气的气信号转变成电信号的装置，又称压力继电器。
电气转换器是将电信号转换成气信号的装置，各种电磁换向阀可作为电气转换器。
2．气液转换器
气动系统中常用到气－液阻尼缸或使用液压缸作执行元件，以求获得较平稳的速度，因而就需要一种把气信号转换为液压信号的装置，这就是气液转换器。有直接接触式和换向阀式两种。
一、气动执行元件
气动执行元件是将压缩空气的压力能转化为机械能的元件。它的驱动机构作直线往复、摆动或回转运动，其输出为力或转矩。气动执行元件可以分为气缸和气马达。
（一）气缸的分类
1．按压缩空气对活塞端面作用力的方向分
(1)单作用气缸气缸只有一个方向的运动是气压传动，活塞的复位靠弹簧力或自重和其它外力。
(2)双作用气缸双作用气缸的往返运动全靠压缩空气来完成。
2．按气缸的结构特征分
1)活塞式气缸
2)薄膜式气缸
3)伸缩式气缸
3．按气缸的安装形式分
(1)固定式气缸气缸安装在机体上固定不动，有耳座式、凸缘式和法兰式。
(2)轴销式气缸缸体围绕一固定轴可作一定角度的摆动。
(3)回转式气缸缸体固定在机床主轴上，可随机床主轴作高速旋转运动。这种气缸常用于机床上气动卡盘中，以实现工件的自动装卡。
(4)嵌入式气缸气缸做在夹具本体内。
4．按气缸的功能分
(1)普通气缸包括单作用式和双作用式气缸。常用于无特殊要求的场合。
(2)缓冲气缸气缸的一端或两端带有缓冲装置，以防止和减轻活塞运动到端点时对气缸缸盖的撞击。
(3)气一液阻尼缸气缸与液压缸串联，可控制气缸活塞的运动速度，并使其速度相对稳定。
(4)摆动气缸用于要求气缸叶片轴在一定角度内绕轴线回转的场合，如夹具转位、阀门的启闭等。
(5)冲击气缸是一种以活塞杆高速运动形成冲击力的高能缸，可用于冲压、切断等。
(6)步进气缸是一种根据不同的控制信号，使活塞杆伸出不同的相应位置的气缸。
（二）气缸的工作特性
气缸的工作特性是指气缸的输出力、气缸内压力的变化以及气缸的运动速度等静态和动态特性。
二、气动控制元件
在气压传动系统中的控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路，使气动执行元件按设计的程序正常地进行工作。控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。
（一）方向控制阀
1.方向控制阀的分类
按阀芯结构不同可分为：滑柱式(又称柱塞式、也称滑阀)、截止式(又称提动式)、平面式(又称滑块式)、旋塞式和膜片式。其中以截止式换向阀和滑柱式换向阀应用较多；
按其控制方式不同可以分为：电磁换向阀、气动换向阀、机动换向阀和手动换向阀
按其作用特点可以分为：单向型控制阀和换向型控制阀。
2.单向型控制阀
（1）单向阀
单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。单向阀的工作原理、结构和图形符号与液压阀中的单向阀基本相同，只不过在气动单向阀中，阀芯和阀座之间有一层胶垫(密封垫)。
（2）快速排气阀
快速排气阀简称快排阀。它是为加快气缸运动速度作快速排气用的。
（二）换向型控制阀
换向型方向控制阀(简称换向阀)的功用是改变气体通道使气体流动方向发生变化从而改变气动执行元件的运动方向。换向型控制阀包括气压控制阀、电磁控制阀、机械控制阀、人力控制阀和时间控制阀。
1.气压控制换向阀
气压控制换向阀是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变流向的。按控制方式不同可分为加压控制、卸压控制和差压控制三种。
加压控制是指所加的控制信号压力是逐渐上升的，当气压增加到阀芯的动作压力时，主阀便换向；卸压控制指所加的气控信号压力是减小的，当减小到某一压力值时，主阀换向；差压控制是使主阀芯在两端压力差的作用下换向。
气控换向阀按主阀结构不同，又可分为截止式和滑阀式两种。
1）截止式气控阀
2）滑阀式气控阀
工作原理和液动换向阀基本相同。
2.电磁控制换向阀
按控制方式不同分为电磁铁直接控制(直动)式电磁阀和先导式电磁阀两种。它们的工作原理分别与液压阀中的电磁阀和电液动阀相类似，只是二者的工作介质不同而已。
二、压力控制阀
压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力，以满足各种压力要求或用以节能。压力控制分为三类：一类是起降压稳压作用，如减压阀，定值器；一类是起限压安全保护作用的安全阀等；一类是根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀、平衡阀等。
三、流量控制阀
在气压传动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这要靠调节压缩空气的流量来实现。凡用来控制气体流量的阀，称为流量控制阀。流量控制阀就是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件，它包括节流阀、单向节流
阀、排气节流阀和柔性节流阀等。其中节流阀和单向节流阀的工作原理与液压阀中同类型阀相似。
１．排气节流阀
与节流阀原理一样，但节流阀装在系统中调节气流的流量，而排气节流阀只能装在排气口处，调节排入大气的流量。图13－18为排气节流阀的工作原理图。
２．柔性节流阀
柔性节流阀依靠阀杆夹紧柔韧的橡胶管而产生节流作用。
1.换向回路
1）单作用气缸换向回路
2）双作用气缸换向回路
2.速度控制回路
1）单作用气缸速度控制回路
图示为双作用缸单向调速回路。图a为供气节流调速回路。节流供气多用于垂直安装的气缸的供气回路中，在水平安装的气缸供气回路中一般采用图b的节流排气回路。由图示位置可知，当气控换向阀不换向时，从气源来的压缩空气经气控换向阀直接进入气缸的A腔，而B腔排出的气体必须经节流阀到气控换向阀而排入大气，因而B腔中的气体就具有一定的压力。此时活塞在A腔与B腔的压力差作用下前进，而减少了“爬行”发生的可能性，调节节流阀的开度，就可控制不同的排气速度，从而也就控制了活塞的运动速度，排气节流调速回路具有下述特点：
1.气缸速度随负载变化较小，运动较平稳；
2.能承受与活塞运动方向相同的负载（反向负载）。
2）双作用气缸速度控制回路
图为双向调速回路。图a所示为采用单向节流阀式的双向节流调速回路。图b所示为采用排气节流阀的双向节流调速回路。它们都是采用排气节流调速方式，当外负载变化不大时，进气阻力小，负载变化对速度影响小，比进气节流调速效果要好。
3）快速往返运动回路
4）速度换接回路
5）缓冲回路
3.压力控制回路
1）一次压力控制回路
2）二次压力控制回路
3）高低压转换回路
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:7;left:0px;margin-left:-24px;margin-top:142px;width:583px; height:163px'
图示为二次压力控制回路，图a是由气动三大件组成的，主要由溢流减压阀来实现压力控制；图b是由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压力p1、p2的控制；图c是由减压阀来实现对不同系统输出不同压力p1、p2的控制。为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用空气过滤器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不要加入润滑油。
4.气液联动回路
1）气-液转换速度控制回路
2）气液阻尼缸的速度控制回路
3）气液增压缸增力回路
4）气液缸同步动作回路
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:6;left:0px;margin-left:132px;margin-top:121px;width:335px;
height:206px'图所示为气-液调速
回路。当电磁阀处于下位接通时，气压作用在气缸无杆腔活塞上，有杆腔内的液压油经机控换向阀进入气-液转换器，活塞杆快速伸出。当活塞杆压下机控换向阀时，有杆腔油液只能通过节流阀到气-液转换器，从而使活塞杆伸出速度减慢，而当电磁阀处于上位时，活塞杆快速返回。此回路可实现快进、工进、快退工况。因此，在要求气缸具有准确而平稳的速度时（尤其是在负载变化较大场合），就要采用气-液相结合的调速方式。
5.延时回路
图所示为延时回路。图a为延时输出回路，当控制信号切换阀4后，压缩空气经单向节流阀3向贮气罐2充气。当充气压力经过延时升高致使阀1换位时，阀1就有输出。图b为延时接通回路，按下阀8，则气缸向外伸出，当气缸在伸出行程中压下阀5后，压缩空气经节流阀到贮气罐6，延时后才将阀7切换，气span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:3;left:0px;margin-left:36px;margin-top:111px;width:480px; height:152px'
缸退回。
6.顺序动作回路
1）单缸往返动作回路
2）多缸顺序动作回路
图示为三种单往复动作回路。图a是行程阀控制的单往复回路，当按下阀1
的手动按钮后压缩空气使阀3换向，活塞杆向前伸出，当活塞杆上的挡铁碰到行程阀2时，阀3复位，活塞杆返回。图b是压力控制的往复动作回路，当按下阀1的手动按钮后，阀3阀芯右移，气缸无杆腔进气使活塞杆伸出（右行），同时气压还作用在顺序阀4上。当活塞到达终点后，无杆腔压力升高并打开顺序阀，使阀3又切换至右位，活塞杆就缩回（左行）。图c是利用延时回路形成的时间控制单往复动作回路，当按下阀1的手动按钮后，阀3换向，气缸活塞杆伸出，当压下行程阀2后，延时一段时间后，阀3才能换向，然后活塞杆再缩回。由以上可知，在单往复动作回路中，每按下一次按钮，气缸就完成一次往复动作。
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 ---?=-=?-?=-? 643070010110 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 /20408 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 μπτπμτμτμμτμμτμμ-==??=??=====???=?===-?-∴===??? 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}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N 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 1-7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 : 00 224 6.34 6.3aa a a bb b p p gh p F F a p p Mp A d F F b p p Mp A D ρππ=+≈== ======缸缸缸图中图中 1-8图示容器A 中的液体的密度ρA ＝900Kg/m3,B 中液体的密度为ρB ＝1200 Kg/m3， Z A =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。
第一章 液压泵与液压马达 3.1 简述液压泵与液压马达的作用和类型。 3.2 液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？ 3.3 什么是液压泵的排量、理论流量和实际流量？它们的关系如何？ 3.4 液压泵在工作工程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？ 3.5 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取措施来提高齿轮泵的压力？ 3.6 试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量如何调节？调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化？ 3.7 双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别? 3.8 为什么轴向柱塞泵适用于高压 3.9 外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项 3.10 试比较各类液压泵性能上的异同点。 3.11 某液压泵在转速m i n /950r n =时，理论流量m i n /160L q t =。在同样的转速和压 M P a p 5.29=时，测得泵的实际流量为min /150L q =，总效率87.0=η，求： (1)泵的容易效率； (2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率； (4)驱动泵的转矩多大？ 3.12 液压马达的排量r mL V /100=，入口压力MPa p 101=，出口压力MPa p 5.02=，容积效率95.0=v η，机械效率85.0=m η，若输入流量min /50L q =，求马达的转速n 、转矩T 、输入功率i P 和输出功率P 。各为多少？ 3.13 某液压泵当负载压力为MPa 8时，输出流量为min /96L ，而负力为MPa 10时，输出流量为min /94L 。用此泵带动一排量为r cm /803的液压马达，当负载转矩为m N ?120时液压马达的机械效率为0.94，其转速为min /1100r ，试求此时液压马达的容积效率为多少？
http://210.14.64.62/jpkc/jpkc2007/fs/DH/DH.htm液压精品课程申报表 “液压与气压传动” 习题集 机电工程学院 上海第二工业大学 2006.1
目录 第一章液压与气压传动概述 (3) 第二章液压传动的基础知识 (3) 第三章液压泵与液压马达 (12) 第四章液压缸 (15) 第五章液压基本回路与控制阀 (20) 第六章液压辅助元件 (44) 第七章液压系统实例 (44) 第八章液压系统的设计计算 (47) 第九章液压伺服系统 (47) 第十章气源装置与气动辅件 (49) 第十一章气缸 (49) 第十二章气动控制元件与基本回路 (50)
第一章 液压与气压传动概述 1.1 谓液压传动和气压传动？液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？ 1.2 气压传动与液压传动有什么不同? 第二章 液压传动的基础知识 2.1 为什么压力会有多种不同测量与表示单位？ 2.2 为什么说压力是能量的一种表现形式？ 2.3 液压与气压传动中传递力是依据什么原理？ 2.4 为什么能依据雷诺数来判别流态？它的物理意义是什么？ 2.5 伯努利方程的物理含义是什么？ 2.6 试述稳态液动力产生的原因？ 2.7 为什么减缓阀门的关闭速度可以降低液压冲击？ 2.8 为什么在液压传动中对管道内油液的最大流速要加以限制？ 2.9 有半径mm R 100=的钢球堵塞着垂直壁面上直径R d 5.1=的圆孔，当钢球恰好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H 是多少？已知钢密度为3/8000m kg ，液体密度为3 /820m kg 。 题2.9 图 题2.10 图 2.10 喷管流量计直径mm D 50=，喷管出口直径mm d 30=。局部阻力系 数8.0=ζ，油液密度3/800m kg =ρ，喷管前后压力差由水银差压计读数 mm h 175=。试求通过管道的量q 。 2.11 图2. 11为齿轮液压泵，已知转速为min /1500r n =，工作压力为
第九章气压传动
一、空气过滤器 1．组成 由壳体和滤芯所组成 2. 滤芯材料 分为纸质、织物(麻布、绒布、毛毡)、陶瓷、泡沫塑料和金属(金属网、金属屑)等。 空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。这种过滤器通常又称为一次过滤器，其滤灰效率为50％一70％；在空气压缩机的输出端(即气源装置)使用的为二次过滤器(滤灰效率为70％一90％)和高效过滤器(滤灰效率大于99％)。 二、除油器 除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。其工作原理是：当压缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。 三、空气干燥器 空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置。从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要+进行干燥和再精过滤。 四、后冷却器 后冷却器用于将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。 五、储气罐 储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。 储气罐一般采用圆筒状焊接结构：有立式和卧式两种，一般以立式居多。立式储气罐的高度H为其直径D的2-3倍，同时应使进气管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油水。 后冷却器、除油器、储器罐都属于压力容器，制造完毕后，应进行水压实验。
2019智慧树知到[液压与气压传动]章节答案 [第一章测试] 绪论单元测试 1.【多选题】典型的液压系统由（）组成。 执行元件 辅助元件 控制调节元件 能源装置 答案：能源装置执行元件控制调节元件辅助元件 2.【多选题】一部完整的机器一般由（）几部分组成。工作执行装置 传动装置 辅助装置 动力装置 答案：动力装置传动装置工作执行装置 3.【单选题】液压传动起源于（）。 静压传递原理 质量守恒定律 动量守恒定律 能量守恒定律 答案：静压传递原理
4.【判断题】液压传动具有重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快等特点。 错 对 答案：对 5.【判断题】气压传动具有成本低、对环境无污染、适用于集中供气和远距离输送、使用安全、工作可靠性高、具有过载保护功能等特点。 错 对 答案：对 1.【判断题】液压油液的粘度值随着温度的升高而减小。 错 对 答案：对 2.【判断题】理想液体作恒定流动时，具有压力能、位能和动能三种能量形式，但三者不可以相互转换。 对 错
答案：错 3.【判断题】在液压泵的入口处，容易产生气穴现象。 错 对 答案：对 4.【判断题】根据静压力的基本方程，流体流动过程中，只要流速相等的地方，流体的压力也是相等的。 错 对 答案：错 5.【判断题】在液压传动系统中，所选用的油液的粘度越小越好。 对 错 答案：错 6.【单选题】在圆管层流中，某段管路前后压力差增大到原来的4倍，流量增大到原来的多少倍 16倍 8倍 4倍 2倍 答案：4倍 7.【单选题】在其它条件不变的情况下，薄壁孔口前后的压力差增大到原来的4倍，通过孔口的流量变为原来的（）倍。 2倍 16倍 8倍
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 3070010110 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 /20408 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 μπτπμτμτμμτμμτμμ-==??=??=====???=?===-?-∴===??? 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}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N
液压与气压传动的课后习题答案精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
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。
广东省高等教育自学考试 《液压与气压传动》（课程代码：03631）课程考试大纲 目录 一、课程性质与设置目的 二、考试内容与考核目标 绪论 第一节液压与气压传动的工作原理 第二节液压与气压传动系统的组成和表示方法 第三节液压与气压传动的优缺点 第四节液压与气压传动的应用 第五节液压与气动技术的进展 第一章液体力学基础 第一节工作介质 第二节流体静力学 第三节流体运动学和流体动力学 第四节气体状态方程 第五节充、放气参数的计算 第六节管道流动 第七节孔口流动 第八节缝隙流动 第九节瞬变流动 第十节穿透多孔物质的液流 第二章能源装置及辅件 第一节概述 第二节液压泵 第三节油箱 第四节液压辅件 第五节气源装置 第六节气动辅件
第七节管件 第三章执行元件 第一节直线往复运动执行元件 第二节旋转运动执行元件 第三节设计计算 第四章控制元件 第一节概述 第二节阀芯的结构和性能 第三节常用液压控制阀 第四节常用气动控制阀 第五节液压叠加阀、插装阀和多路阀 第六节电液伺服控制阀 第七节电液比例控制阀 第八节电液数字控制阀 第九节气动比例/伺服、数字控制阀 第十节气动逻辑控制元件 第十一节集成式多功能元件 第五章密封件 第一节密封的作用与分类 第二节密封件的材料 第三节常用密封件 第四节新型密封件 第五节组合式密封件 第六节防尘圈 第七节旋转密封件 第八节胶密封与带密封 第六章基本回路 第一节液压基本回路 第二节气动基本回路 第七章系统应用与分析
第一节液压系统应用与分析 第二节气动系统应用与分析第八章系统设计与计算 第一节概述 第二节液压系统设计与计算 第三节液压系统设计计算举例 第四节气动程序控制系统设计三、关于大纲的说明与考核实施要求【附录】题型举例
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： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa Mpa V --?????=-==? 1-2 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--=?-?=?? 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 由 du dy du dy τμτμ=?= 两边积分得 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μ＝，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：对活塞列平衡方程： 对上式两边积分得： 1-5 如图所示，一具有一定真空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 31000/kg m ρ=，试求 h=1m,设液体的密度为容器内真空度。
第三章 二、作业题 3-1某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=，转速n=30r/min 。设液压马达排量V=r ，容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，求所需要的流量和压力各为多少？ 解： π 2pV T t = t M Mm T T = η 6 10*5.12*9.0*2*5.522-== π ηπV T p Mm M = 60 *9.030*10*5.12/6-==Mv M Vn q η=s m /10*9.636- 3-2 某液压马达排量V=70cm 3 /r ，供油压力p=10MPa ，输入流量q=100L/min, 容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，液压马达回油腔背压，求马达的输出转矩与转速。 解：=-==-πη294 .0*10*70*10*)2.010(*66Mm t M T T ====--6 310 *70*6092.0*10*100V q V q n Mv M t η 某液压马达排量V=40cm 3 /r ，当马达在p=和转速n=1450r/min 时，马达的实际流量q=63L/min,马达的实际输出转矩为，求马达的容积效 率、机械效率和总效率。 解：==== -π πη2/10*40*10*3.65 .372/66pV T T T M t M Mm ====--3 610*5.371450*10*40M M t Mv q Vn q q η 3-4 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=50*10-4m 2 ，有杆腔的面积A 2=20*10-4m 2 ，输入流量 q=3L/min ，负载F1=5000N,F2=4000N,不计损失与泄漏，求 （1）两缸工作压力p1,p2两缸的运动速度v1,v2 解：对两缸进行受力分析2 1212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa 速度：v1=q/A1=s 1221A v A v = V2= m/s 3-5若要求差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍，试确定活塞面积A1与活塞杆面积A2之比 3-6 如图所示，液压缸活塞直径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm ，进入液压缸的流量q=25L/min ，压力p1=2MPa ，回油背压p2=，试计算三种情况下运动速度与方向及最大推力（实际计算其中一种。其余用公式表示） 解：设作用面积，无杆腔A1=*10-3m 2 ,有杆腔A2=4*10-3m 2，活塞杆面积A=*10-3m 2 （1）方向向左 == 1 A q v s =-=2211A p A p F (2)方向向左
附件8 《液压与气压传动》习题 《液压与气压传动》习题
1．1 液压传动系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 1．2 液压传动与机械传动、电传动相比有那些优点？为什么有这些优点？ 1．4普通液压油与抗磨液压油有什么区别？ 第二章习题 2．1 要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 2．2 叶片泵能否实现正、反转?请说出理由并进行分析。 2．3 简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。 2．4 齿轮泵的模数m=4 mm，齿数z=9，齿宽B=18mm，在额定压力下，转速n=2000 r／min 时，泵的实际输出流量Q=30 L／min，求泵的容积效率。 2.5 YB63型叶片泵的最高压力p max=6.3MPa，叶片宽度B =24mm，叶片厚度δ=2.25mm，叶片数z =12，叶片倾角θ= 13°,定子曲线长径R=49mm，短径r=43mm，泵的容积效率ηv=0.90，机械效率ηm=0.90，泵轴转速n=960r／min，试求：(1)叶片泵的实际流量是多少?(2)叶片泵的输出功率是多少? 2．6 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角β=20°，柱塞直径d=22mm，柱塞分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7，机械效率ηm=0.90，容积效率ηV=0.97，泵转速n=1450r／min，泵输出压力 p=28MPa，试计算：(1)平均理论流量；(2)实际输出的平均流量；(3)泵的输入功率。 第三章习题 3.1 多级伸缩缸在外伸、内缩时，不同直径的柱塞以什么样的顺序运动?为什么? 3.2 已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，液压泵供油流量为q=10L／min，试求，(1)液压缸差动连接时的运动速度；(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N，缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)? 3.3 一柱塞缸的柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p=10MPa，流量为 q=25L／min，缸筒直径为D=100mm，柱塞外径为d=80mm，柱塞内孔直径为d0=30mm，试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。 3.4 设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退(有杆腔进油)时的速度均为6m／min。工进时(无杆腔进油，非差动连接)可驱动的负载为F=25000N，回油背压为0.25 MPa，采用额定压力为6.3MPa、额定流量为25L／min的液压泵，试确定：(1)缸筒内径和活塞杆直径各是多少?(2)缸筒壁厚最小值(缸筒材料选用无缝钢管)是多少? 第四章习题 4.1 滤油器有哪些种类?安装时要注意什么? 4.2 根据哪些原则选用滤油器? 4.3 在液压缸活塞上安装O形密封圈时，为什么在其侧面安放挡圈?怎样确定用一个或两个挡圈? 4.4 举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。 4.5 设蓄能器的充气压力为6MPa，求在压力为13 MPa和7 MPa之间时可供2L油液的蓄能器的容积，按等温充油、绝热放油和等温过程两种情况计算。 第五章习题 5.3 说明O型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的特点。 5.5 O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀 组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么? 5.6 在图5.22(a)所示液动换向阀和图5.23(a)所示电液换向阀中，主阀和先导阀各是几台肩式?T、 A、P、 B、T所对应的阀体环形沟槽，何处为构成阀口节流边的工作槽?
1-5．如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h = 1m，设液体的密度为ρ=1000㎏/m3，试求容器内的真空度。 2-1.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，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？ 解：已知： 则泵的输出功率： 驱动泵的电动机功率： 2-2.某液压泵在转速n=950r/min时，排量为v=168ml/r。在同样的转速和压力29.5MP a时，测得泵的实际流量为150L/min，总效率η=087，求： (1) 泵的理论流量； (2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率； (3) 泵在上述工况下所需的电动功率； (4) 驱动泵的转矩多大？
解：(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×10-3m 3 /s （2）94.060 /106.15960/1015033=??==--t v q q η (3) 电机的驱动功率 (4) 驱动泵的转矩 另解: 3-1.液压马达的排量V=250 ml/r ，入口压力p 1=10.5MPa ，出口压力p 2=1.0MPa ，容积 效率ηv =0.92，机械效率ηm =0.9，若输入流量q=22 L/min ，求马达的实际转速n 、输出转矩 T 、输入功率和输出功率各为多少？ 解： 3-3.为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，有杆腔的面 积A 2=80×10-4m 2，缸1的输入压力p 1=0.9MPa ，输入流量q=12 L/min ，不计摩擦损失和泄漏， 求： （1） 两缸承受相同负载（F 1=F 2）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（P 2=P 1/2）时，两缸各能承受多少负载？ （3） 缸1不承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？ 解： （1） 3P Θ为大气压 30P ∴≈ （2） (3) 因为 022111=-=A P A P F 所以 ()MPa A A P P 125.110 8010100109.044 62112=????==-- 4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A 1=100×10-4m 2，缸I 负载F=35000N ， 缸Ⅱ运动时负载为零。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，溢流阀、顺序阀和减压阀的调定 压力分别为4MPa 、3MPa 和2MPa 。求在下列三中情况下，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1活塞移动时及活塞运动到终点时； （3）1YA 断电，2Y A 通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块 解：(1) （2）I 移动： I 到达终端： MPa p p B A 4== （3）Ⅱ移动：MPa p p p c B A 0=== Ⅱ碰到固定挡块时： MPa p p B A 4== 4-8.液压缸的活塞面积为A=100×10-4m 2，负载在 500～40000N 的范围内变化，为使负载变化时活塞运动速 度稳定，在液压缸进口处使用一个调速阀，若将泵的工作 P 3
《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。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，其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、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，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、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。 （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。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格 的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率
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
习题解 第一章 1— 3：解： 1136009.811133416p gh Pa ρ==??=汞 11334169009.810.51334164414.5129001.5A A p p gZ Pa ρ=-=-??=-= 1— 4：解： 10009.810.54905a a p p gh p p p gh Pa ρρ=-∴=-==??=Q 真 1— 5：解： h d g mg F x d mg F g h x -+=+= +2 2 )(4)(4)(πρπρ 1— 6：解： 3 22 4416100.85/600.02 q v m s d ππ-??==≈?? 4 22 22 0.850.02 Re 154523202 0.11100.850.20.007463.88229.817520.850.1791545.3215450.0229.81 vd v h m p gh Pa g l v h m p gh Pa d g ζζζλλλαυζρλρ-?= = =<=?==?≈?==?=??=??≈ ?==?层流 或或 列油箱液面与泵进口出的伯努利方程，以管子中心为基础： ζ λαραρh h h z m z v h z g v g p z g v g p w w a +====+++=++07.00 2221122 2 221211式中： 则： 2 222125 220.85108809.810.78809.810.00740.17929.81106042.988632.80.26106042.982244.53103798.450.1a v p p gz g h h g Pa MPa λζαρρ?? =+-++ ? ?? ?? ?=+??-??++ ???? =-?=-==： 1— 9：解：
第7章液压与气压传动基本回路思考题和习题 7.1 减压回路有何功用？ 答：减压回路的功用是：使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力；也可采用两级或多级调压的方法获得两级或多级减压；还可采用比例减压阀来实现无级减压。 7.2 在什么情况下需要应用保压回路？试绘出使用蓄能器的保压回路。 答：执行元件在工作循环的某一阶段内，若需要保持规定的压力，就应采用保压回路。参见图7.10。 7.3 卸荷回路的功用是什么？试绘出两种不同的卸荷回路。 答：卸荷回路的功用是使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命。参见图7.13。 7.4 什么是平衡回路？平衡阀的调定压力如何确定？ 答：为了防止立式液压缸及其工作部件因自重而自行下落，或在下行运动中由于自重而造成失控失速的不稳定运动，在回路中设置平衡阀，这就是平衡回路。平衡阀的调定压力应由液压缸及其工作部件重量而定。 7.5 进口节流阀调速回路有何特点？ 答：进口节流阀调速回路特点从三方面分析： 1. 速度负载特性，a. 在节流阀通流面积一定时，负载越小，这种回路的速度刚度越大：b. 在负载一定时，节流阀通流面积越小，回路的速度刚度越大；c. 增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高这种回路的速度刚度。 2. 最大承载能力：在供油压力调定后，这种回路的最大承载能力是不变的。 3. 功率特性：这种回路既有溢流损失，又有节流损失，故回路效率低，特别是在负载和速度变化较大时。故这种回路常用于负载恒定或变化小调速范围不大和无速度稳定性要求的小功率系统中。 7.6 出口节流阀调速回路有何特点？ 答：出口节流阀调速回路与进口节流阀调速回路的特性基本相同。但承受负值负载能力比进口节流阀调速回路强，运动平稳性也比进口节流阀调速回路好。又因油经节流阀直接回油箱，故散热条件比进口节流阀调速回路好。 故这种回路的应用场合也与进口节流阀调速回路基本相同，特别适用于负值负载。 7.7 旁路节流阀调速回路有何特点？ 答：旁路节流阀调速回路特点： 1. 速度负载特性：a. 在节流阀通流面积一定时，负载越大，这种回路的速度刚度越大；b. 在负载一定时，节流阀通流面积越小，回路的速度刚度越大；c. 增大液压缸有效面积和降低液压泵供油能力可提高这种回路的速度刚度；
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 0 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=100mmd=98mm,l=200mm 外卜筒转速n=8r/s 时，测得 转矩T=40Ncm,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 = 11.96厘米，活塞长 度L = 14厘米，若油的粘度 =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? 又 du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} dy dy d D/2 dy d/2 d D/2 d/2 4 4 10 0.05 0.049 0 2.512 0.051 F a S 解：外筒内壁液体粘度: U P n D 8 3 ?14 z 2?512m/s F f 2T A DA 2T 2 40 10 2 0.1 3.14 0.2 4 2 4 10 N/m 解：F 力受到液体粘性的影响，根据液体的 粘性有 其中，A 为活塞表面积，A =^ d L F=F = A(du /dy)
所以 F= A(du /dy)= X 丑 dL X v/{(D-d)/2}=0.065 X 3.14 X 11.96 X 0.01 X 14X 0.01 X 2 X 0.5/((12-11.96) X 0.01)=8.54N 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 10 pa 1-7液压缸直径D=150m，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，求图示的两种情况卜液压缸中压力分别等于多少？ 解： P缸P Q gh P Q 图a中p 缸p aa F A a 4F d2 6.3Mp a 图b中p 缸p bb F A b 4F D2 6.3Mp 1- 8图示容器A中的液体的密度p A= 900Kg/m3,B中液体的密度为p B= 1200 Kg/m3, Z A=200mm, Z =180mm,h=60mm,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 A g Z A=P B g Z B + p 水银g h + P B 所以△ P A B= P\ -P B=P B g Z B + P 水银g h - P A g Z A 因为76厘米高水银柱为P Q 则60毫米高水银柱形成的压力P= (60/760) X P Q 所以(取g=10 P Q= 105Pa) 1 s lil
1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。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，其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、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，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、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。 （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。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格 的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对
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）。