液压与气压传动
习题答案
一液压与气压传动概述
1.1答：液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传
递能量的。
液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成：
（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。
1.2答：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。
可在运行中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达100：1，甚至高达2000：1。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：
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。
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。
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。
为减少泄漏，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：
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。
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。
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。
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：
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。
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。
系统输出力小，气缸的输出力一般不大于50KN ；且传动效率低。 排气噪声较大，在高速排气时要加消声器。
二液压传动的基础知识
2.1 答：由于绝大多数测量仪表中，大气压力并不能使仪表动作。它们测得的是高于大气压的那部
分压力，而不是压力的绝对值。所以压力的测量有两种不同的基准。（相对压力和绝对压力） 过去工程中常用的压力单位是公斤力/厘米2 （kgf/cm 2）,和工程大气压(单位较大)。而在表示很低的压力或要精密测定压力值时常采用液柱高度作为压力单位（单位较小）。
2.2 答：压力能可以转换为其它形式的能量，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒值，反映
了液体中的能量守恒关系。
2.3 答：是依据帕斯卡原理实现力的传递力。
2.4 答：因为流动状态由层流转变为紊流和由紊流转变为层流时雷诺数并不相同，后者值小。
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。
2.5 答：在密封管道内做稳定流动的理想液体具有三种形式的能量，即动力能、动能、和位能，它
们之间可以互相转换，并且在管道内任意处和这三种能量总和是一定，因此也称为能量守恒。
（1） 在波努利方程中，g
p
ρ、h 和g V 22都是长度的量纲，一般分别称为压力头、位置头和速度
头，三者之和为一常数，用H 表示。在图1-7中各点的H 值连线为一水平线，表示管道内任一
处的三种能量之和是相等的。
（2） 若管道水平放置（h1=h2），g
V
g P g V g P 222
22211+=+ρρ，表明液体的流速越高，它的压力就越
低，即截面细的管道，流速较高，压力较低；截面粗的管道，则流速较低，压力较高。 2.6 答：稳态液动力是由于位置变化所产生的力。
2.7 答：这样使t c 减少而t 增加，从而将完全冲击降为非完全冲击。
2.8 答：液压传动中的压力损失，绝大部分转变为热能，造成油温升高，泄露增多，使液压传动效
率降低，因而影响液压系统的工作性能。油液流动时，其流速对压力损失影响很大。层流时的
沿程压力损失沿p ?与油液的流动速度V 一次方成正比，紊流时的沿程损失沿p ?与油液流动速度275
.1v v
-成正比；流动油液的局部压力损失与其流速2v 成正比。可见降低流速对减少压力
孙失是十分重要的，因此应限制液体在管道中的最高流速。但是液体的流速太低又会使管路和阀类元件的结构尺寸变大。
2.9 解：压缩率
MPa V V K
p k
p v V K 4.150
)
509.49(7001)(100=--=?-=?=??-
=
2.10 解：
L/s
0.000649984
10)3050(14.307.24
/07.2800
8.01372
222Pa 1372175.08.98006
22
2
=?-??=?
===??=
??=
∴=?=??==-d v vA q s
m p v v p gh p περ
ρερε
ε
2.11 解：
2.12 解：s mm l
p p d h q a /1043.270
10784.012)04/2040
(
201.012)
(331
2
33--?=???-????=-=
ππμπ s v s t s mm A q v 45.61055.1001.0/1055.14/201043.24
42
3=?==?=??==---π 2.13 解：p
p
A
C q d ?=2 2
6
3
07.765900
102.0262.01010mm A A
=???=? 2.14 解：s T kA V S 6.10279273
15273
304.11085217.5273217
.53=+???==τ s P P t S 6.129156.10279)7
.002
.0285.1()285.1(1=?-=-
=τ ?
=-=?
=+?-++?+=
?-?+
=
4.12427344.39744.397)15273()115
273152734.1(6.002.014
.1)1(121
21
2T T T T k p p k T S S
2.15 解：33/89410
181.16m kg V m =?==
-ρ 2.16 解：1830mm
2.17 解：在0.1s 内，液压泵输入液压缸压力腔的油液体积
L T Q V 01666.01.060
1
10=??=?=? MPa V V X P 89.132)01666.0(10
611100=-??-=??-
=?- 2.18 解：
s
Pa s m kg N m kg s m V s m E E V t t E t ??=∴?=???=?==-?=-
====
--22
3
26200210
1069.1///8501083.19/83.193
31
.6331.731.631.7351
153μρμ
2.19 解：轴外径的最大切应力为
δ
μμ
v dz du i == 式中：v －轴周围速度，dn v π=
切向摩擦力为 δ
πμπδπμπbn
d db dn db F f 222=?== 摩擦消耗功率为
w
s m N P m
Ns kg dn
bn
d V F P f f f 490/490101.0)60
500(25.015.014.39001032
3
2
33522=?=∴=
??????=
??=?=-- πδ
πμ
2.20 解：gh P gZ P A A 汞ρρ+=+0
已知 3
33
3/106.136.13/10m k g m k g ?===水汞水ρρρ
大气压
A
a gZ gh P P Pa
P ρρ-+=∴=汞绝00101325
Pa
2297555
.08.91099.018.9136001013253=???-??+=
128430Pa 101325229755P 0=-=-=绝相a a P P
2.21 解：设绝P 为容器内的绝对压力
Pa
gh P P P gh p 980018.9100000
=??==-==+ρρρ绝真绝真空度
2.22 解：
4900Pa
5.08.91000gh P -P P P P C U O -O B 24500)25.0(8.91000)21(P )21(1c 00
1C C B 0
0=??=====+==+??=+=-==++ρρρρ绝真真绝绝真绝点形管交于与点取等压面过C B a a a P P P gh Pa h h g P P P h h g P
2.23 解：
N
A h D g F N
A D g F 4164
3
.014.3)6.023.0(8.9800)2()2(834
3.01
4.323.08.98002)1(2
2=??+??=?+?==????=??=ρρ 2.24 解：
h g
d G F x G
F d h x g h x g -+=∴+=++ρππρρ2
2
)(44
)
()
(柱塞的力平衡方程式为压力为
柱塞底面上的液体相对
2.25 解：
mm S D d S Pa D G p N L l G D d L l F F G
D
d F D G
d F F 25.12040
10S 4D S 4
d )3(10398)04.0(14.35000044)2(156500255000040104
4
)1(22
222
2
5
2
22222'22'
2
2
'
'=?=?==?=??===??=??=?===
小大
大
小设小活塞杆的推理为ππππ
π
2.26 解：
mm
m
k d D p x k x d D p x s s
33103.310104)
02.0022.0(14.31054)()(4
23
2262200220=?=??-??=-?==-?
-ππ设弹簧的预压缩量为 2.27 解：对截面Ⅰ、Ⅱ列出连续性方程和伯努利方程
2211V A V A = 21
2
1V A A V =
g V g V g P 2p 2g 2
222
11+=+ρρ )(21p 2
12221V V g g g P -+
=ρρ 2
221
221V ])A A (1[2-+=ρP P
1A A 1
2<∵
1 V )A A (1[222212>
-∴ρ
故21p p >。 同理可论32p p >
2.28 解：（1）对截面Ⅰ、Ⅱ列伯努利方程，以油管水平中心线为基准水平面
S M g P H g V g
V
g p /5.178.991810045.0208.9222P H 0
Z ,0V 06222
2
2211=???
?
??**-*=-=+==≈=）ρ（ρ，
（2）
min 31185615.17*02.014.310*10000*44
AV Q 2
3
222===?==
=-S V d V
t t
V
）（π 2.29 解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准
s
/1463c m 100*143.1*2.3*4V 4A V A Q s
/143m .115
1*8.9*1152gh V 152gh V h V )116(2g
12g V 2g )4V (g gh 400,3212222
22
22
2
22221
2
122112121========
=-=+-==
=====-=ρρρV V A A V V A V A Q Z ，Z P gh p 2.30 解：阀门关闭时，压力表处液体的能量为g
P E ρ1
1=
阀门打开时，压力表处液压的能量为g
V g P E 22
22+=ρ 理想液体流动时无能量损失，因此
S
L s m V d AV Q s
m P P V g
V g p g P E E /2.2/10*2.249.19*)012.0(4
14
.3*4
/49.19100010*)06.025.0(2)
(223326212
212
1===
===-=-=
+==-π
ρρρ
2.31 解：（1）雷诺数 v
d
v R e ?=
紊流∵2320530010
2012
530R /53060
214.31010044
/10*20/202
e 2
32
222>=**=
=****==
==--s cm d Q
v s
cm s mm v π （2）cm vR Q d dv Q
v d d Q
R ecr ecr 6.460
*2320*10*20*14.310*100*44442
3
2====
?=-πππ 临界雷诺数：
2.32 解：
()cm
M Q v p d l l
V P
d ul P
d Q 3.27273.010*3.0*900*10*20*12860*10*1*10*114.31281281283
664
3444===?=?=
?=---ρπρππ
2.33 解：
s cm d Q v /38260*1*14.310*18*442
3
211===π s cm d Q v /106260*6.0*14.310*18*442
3
20
2===）（π 判断流态： 232019102
.01*38211<===
v d v R e 层流 232031862
.06
.0*106200>===v d v R e 紊流
阻力系数： 0393.01910
75
R 75e11===
λ
35
.00421
.031861
3164
.03164.025
.04
10====-ξλe R 压力损失：
Pa v d l p 774202)82.3(90001.030393.022
2
1111===?ρλλ
M P a
v d l p 06835.12
)62.10(900006.030421.022
2
0000
===?ρλλ Pa v d l p 22982
)82.3(900035.022
2
11===?ρξξ
总压力损失：
ξλλp p p 01?+?+?=?总p
M p a
148.110
*229806835.110*774206
6=++=--
对进出口端面列伯努利方程，取过中心线的水平面为基准面
?
?
?????+-===?+=+====?===g p 2g 2v v g p 12g
p 2g v
2g v g p s
/62m .10v v ,s /82m .3v 0p ,g /,021********
111021221ρρααρααρρ总总总，紊流层流p h z z w
()()[]
186M p a
.1148.110*37620148
.12
82.3262.10*19006-2
2
=+=+*-= 2.34 解：（1）设油液从2P 对截面ⅠⅡ列伯努利方程h z v v z ====221,211,,0αα
为正值，故假设正确，
因∵w 5
521w 22
22212111h 676m .7158
.990010*5.210*5.4h g p p h 22=-*-=--=+++=++ραραρw h z g
v g p z g v g p
（2）设液流为层流
压力损失：
s
/51cm .17s /m 10175.04
223.010114.3v 4d AV Q s /223m .020
90010457510677.01012l 75V P 2d V 2d v 75vl 2v d l vd 75v p vd 75v )v
vd (75R 752v d l p pa
10*677.0676.78.9900gh p 334-422
6
5
4222
2e 2
5w ----=*=***====********=??==
??=?=
==?
=?=**==?πρρρλρλρ
判断流态：层23205010451
10223.02
2<=***==-v vd R e 因此阻力系数λ的计算正确
2.35 解：通过细长管流量p l
d Q ?=
μπ1284
式中gh p ρ=?
s
mm s cm l h h l lD g d v vlD
g
d h l h l dt vlD g d h dh dt vlD
g d dt D g l d h dh dt dh D gh l d dt
dh
D dt dh A Q t
h h /8.84/848.02550
5432980)2.0(6020326020602032323241284
128422242
1
242
4212
402
124242
42
==******=**=**=-?=-?==--=-
=-=μμμμπρμππρμππ
2.36 解：（1）对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以油箱液面为基准面
s cm d nq A Q v H z pa p z v p h z g
v
g p z g v g p w /25560
314.372
150044
,104.0,0,0,02222225
211122
12212111=****===
=*-==≈=+++=++παραρ
沿程损失 g
v
d l h w 22
2?=λ
28c m
.16.28
.9*255.2*29.8*90010*4.0h 2g
v g P H 6m
.28
.9*255.203.060392.0h 0392.01913
75R 75223201913104032552
5W
2
2
222
w e 22
=----=---=∴=====
=<=**==
-αρλα层流v vd R e
（2）当泵的转速增加时，管内流速2v 增加，速度水头与压力损失与2
2v 成正比也增加，因此吸油高度H 将减小。
反之，当泵的转速减少时，H 将增大。
2.37 解：对油箱液面与泵入口处到伯努利方程，以油箱液面为基准面
s
cm A Q v h v h z g v g p z g v g p w /85605.214.3102540,02223
21122
12212111=****====+++=++αραρ
g
v
d l g v g v d l v vd R
e 222h 07.01063
75R 752
2320106310205.2852
2
2
22
2w e 22
??? ??+=+====
=<=**==-ξλξλλα层流
059m .08.9*285
.02.0025.05.0*07.02
=??
? ??+= w 2
2
221h H 2g
v g p p ++=-αρ
真空度：???
?
??++=-=w 22221v h H 2g
v g p p p αρ pa
10*7.4059.04.08.9*285.0*28.9*90032=???
?
??++= 2.38 解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以油箱液面为基准面
s
cm d Q A Q v z z v p h z g v g p z g v g p w /8.10460
8.114.31016440
,7.0,0,02223
22211122
12212111=****=====≈=+++=++παραρ
0795
.0439R 752232094310208.18.104e
22
====<=**==
-λα层流v vd R e
Pa h g v Z G P m
g v d l h w w 820495.08.9*2048
.1*27.08.9*9002495.08.9*2048.1018.020795.022
2
2
21
22
2
2=???? ??--=???
? ?
?--==?=?=αρλ
2.39 解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以截面Ⅰ为基准面
s cm d Q A Q v v H z z h z g v
g p z g v g p w /33460
214.31063440
,,0222
3
2222122
12212
111=****===≈==+++=++παραρ
pa
10*5.0p 104416pa
2
34.3*90002.010*0416.02v d l p 0416.03340
0.3164
1232033402.02
33452
2
10.25
11=?=?==?==
=>=*==ξλρλλα紊流v d v R e 24M p a
.48.9*234.35.17108.9*90010*402g v h H g P 5.178
.9*90010*5.0104416g
p p 25
2
11w 215=???
? ??-++=???? ?
?-++=∴=+=?+?=
αρρξ
λP m
h w 2.40 解：对截面D 、d 列伯努利方程，以水平对称面为基准面
()
4424
42
2
222
2
2442
22
12
22
21212212
12211814*22240,4,22d D FD D
d g D F g v g v g v D d g
D F
P D F
p v D
d v A A v v A v A Q g v
g p g v g p -=
-==+==
====+=+πρρπρππρρ
列动量方程，取X 坐标向右
()
2
212124
)(v d Q v v Q F F v v Q F x ?=
-=--=∑
π
ρρ
???
? ??--=∴222222
4v D d v v d F F x π
ρ
2
2222
14v D d d F ???
? ??--=π
ρ ()
()
N
d D d F d D F
d D d F d
D FD D d d F 2647282*2130002128142222224
4222442
222
=???
? ??+-=???? ??+-=---=-???? ??--=πρπ
ρ
2.41 解：取坐标x 、y
取管道入口和出口断面间的液体为控制体积弯管对控制体积在x 和方向的作用力分别为
y F F x 和列出x 方向动量方程
()
()
θρθθρθ
ρc o s 1c o s P -A P F )c o s (c o s 21x 2112-+=∴-=---=∑
Qv A v v Q A P F A P v v Q F x
()2
y
2
x 2y 212F F F s i n s i n Q F )0s (s i n +=+=∴-=--=合力θθρθρθρA p v in v Q A P F v v Q F y y
液体对弯管的作用力大小与F 相等，方向与F 相反
2.42 解：（1）通过阀口的流量：
P x
C Q q ?=ρ
ω2
阀口通流面积周长
d πω=
p d
C Q x q ?=
2ρ
π
mm cm 37.1137.010*4*210*90060*2*14.3*65.010*10054
3===-
（2）轴向稳态液动力：
N
P X C C F v q 7.1510
*69cos *10*4*137.0*2*14.3*98.0*65.0*2cos 24
5
==?=-θ
ω
油液通过二个阀口：
∑===N F F 4.317.15*22
方向向左有使阀口关闭之势。 2.43 解：
()()
4m i n .251524s 103
.0*48*5*14.34Q H *D Q v t s
/103cm .02
.5*10*50*1210*55.2*002.0*5*14.3l
12p d Q )3(min
/09.55*14.310*10*44)2(55.205.0*14.35000
*44)1(2236332
3
22
2=======?=
======+=
-πμδπππ通过间隙的流量
m D Q A Q v Mpa D G W p
2.44 解：冲击波传递速度：
E dk 1k
C δρ+=
s /1174m 10*2.2*001.010*1.33*0.012190010*1.3311
9
9
=+= 8M p a
.102
.00068
.0*5*900*1174t T C p 0068s .00.02s t 0068s .01174
4*2C 2l T 0===?>====
V ρ故为间接冲击压力升高电磁阀关闭时间
三液压泵与液压马达
3.1 答：
（1） 液压泵作用是把原动机输入的机械能转换为液压能向系统提供一定压力和流量的液流。
液压马达的作用是把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。
（2） 液压泵的分类：
A ）按液压泵输出的流量能否调节分类
液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵。
B ）按液压泵的结构型式不同分类
3.2答：
（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。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。
（2）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。
3.3答:
排量V：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。理论流量q t :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。
实际流量q：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。
3.4答：容积损失和机械损失。
容积损失是因内泄漏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。
3.5答：受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。
采取措施：A）减小径向不平衡力
B) 提高轴与轴承的刚度
C）对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置等。
3.6答：
（1）表示泵工作时流量随压力变化的关系。A点为始点表示空载时泵的输出流量（q t）。B为转折点，P b就是限定压力，表示泵在保持最大输出流量不变时，可达到的最高压力。C点所对应的压力是p c为极限压力（又称截止压力）表示外载进一步加大时泵的工作压力不再升高，这时定子和转子间的偏心量为零，泵的实际输出流量为零。
（2）调整螺钉1改变原始偏心量e0，就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过p b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4 改变弹簧预压缩量，就调节泵的限定压力。
（3）调节泵的最大输出流量，即改变A点位置，使AB线段上下平移。
调节泵的限定压力，即改变B点位置，使BC段左右平移。
3.7答：区别：
（1）定子和转子偏心安置，泵的出口压力可改变偏心距，从而调节泵的输出流量。
（2）在限压式变量叶片泵中，压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部油槽和吸油腔相通，这样，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这就避免了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面出现磨损严重的问题。
（3）与双作用叶片泵相反，限压式变量叶片泵中叶片后倾。
（4）限压式变量叶片泵结构复杂，泄漏大，径向力不平衡，噪音大，容积效率和机械效率都没有双作用式叶片泵高，最高调定压力一般在7MPa 左右。但它能按负载大小自动调节流量，功率利用合理。
3.8答：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。
3.9答：外啮合齿轮泵注意事项：
泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节时，其不同轴度不得大于0.1mm，采用轴套式联轴节的不同轴度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。
泵的吸油高度不得大于0.5mm。
吸油口常用网式过滤器，滤网可采用150目。
工作油液应严格按规定选用，一般常用运动粘度为25~54mm2/s，工作油温范围为5~80℃。
泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。
拧紧泵的进出油口管接头连接螺钉，以免吸空和漏油。
应避免带载起动或停车。
应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。
叶片泵注意事项：
（1）泵轴与原动机输出轴之间应采用弹性联轴节，其不同轴度不得不大于0.1mm。
（2）泵的吸油口距油面高度不得大于0.5m，吸油管道不得漏气。
（3）油箱应保持清洁，油液的污染度不得大于国标等级19/16级。
（4）工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为25~54mm2/s,工作油温范围为5~80℃。
（5）泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。
（6）应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。
轴向柱塞泵注意事项：
（1）泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节，其不同轴度不得大于0.1mm，不允许在泵的传动轴端直接安装皮带轮或齿轮。
（2）吸油管、压油管和回油管的直径不应小于规定值。对允许安装在油箱上的自吸泵，油泵的中心至油面的高度不得大于0.5m，自吸泵的吸油管道上不允许安装过滤器。吸油管道不得漏气。
（3）新泵在使用一周后，需将全部油液滤清一次，并清洗油箱和滤油器。正常使用后，一般每半年更换一次液压油。油液的污染度不得大于国标19/16级。
（4）工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为16~47mm2/s,工作油温范围为5~80℃。
（5）油泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。
（6）应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。
3.10答：齿轮泵：结构简单，价格便宜，工作可靠，自吸性好，维护方便，耐冲击，转动惯量大。
但流量不可调节，脉动大，噪声大，易磨损，压力低，效率低。高压齿轮泵具有径向或轴向间隙自动补偿结构，所以压力较高。内啮合摆线齿轮泵因结构紧凑，转速高，正日益获得发展。
单作用叶片泵：轴承上承受单向力，易磨损，泄漏大，压力不高。改变偏心距可改变流量。与变量柱塞泵相比，具有结构简单、价格便宜的优点。
双作用叶片泵：轴承径向受力平衡，寿命较高，流量均匀，运转平稳，噪声小，结构紧凑。不能做成变量泵，转速必须大于500r/min 才能保证可靠吸油。定子曲面易磨损，叶片易咬死或折断。
螺杆泵：结构简单，重量轻，流量和压力脉动小，无紊流扰动，噪声小，转速高，工作可靠，寿命长，对油中的杂质颗粒度不敏感，但齿形加工困难，压力不能过高，否则轴向尺寸将很大。
径向柱塞泵：密封性好，效率高，工作压力高，流量调节方便，耐冲击振动能力强，工作可靠，但结构复杂，价格较贵，与轴向柱塞泵比较，径向尺寸大，转动惯量大，转速不能过高，对油的清洁度要求高。
轴向柱塞泵：由于径向尺寸小，转动惯量小，所以转速高，流量大，压力高，变量方便，效率也较高；但结构复杂，价格较贵，油液需清洁，耐冲击振动性比径向柱塞泵稍差。
3.11 解：（1）9
4.060
/1016060
/101503
3=??==--t v q q η （2）
)
(77.8453.85260/95014.322)
(53.85287
.060/95014.3260
/10150105.2922)
/(1068.160/95060/1016036343KW nT p m N n pq T nT pq
r m n q V n
V q i i i i
t t =???==?=??????==∴=
?=?==∴?=---πηππη
（3）
93.094
.087
.0.===
∴=v m m
V ηηηηηη （4）)(53.852m N T i ?= 3.12 解：
()
()
()()()
W P P W q p P m N q p T MPa p p p s r v q n i v m i m v 4.63951092.795.085.01092.760
1050105.912985.014
.3210100105.925.95.01092.795.010
1006010503033
66
6263
1=???==?=???=??=?=?????=??==-=-=?=???==----ηηηπη
3.13 解：
()()
()()
()()()94.010
56.11047.11056.11056.160
10941003.067.1041067.10467.10460
109460109610102a 1047.160
1100
10801094
.01080120
14.3223
33
3
333
6
6
3
36
6
3
36
6=??==?==?=?=?-??==??=??+?
=?=??===????=?=
?-------------m tm vm
m
n tm mm m q q s
m E q s m
EF EF
EF CD OF OD MPa OD OD OD CD AB
OD OB s m
V q MPa v T p ηηπ知：由图
图
a
3.14 解：（1）求偏心量
以单作用式叶片泵的理论排量公式计算（忽略叶片厚度）
mm
DB q e DeB q 95.030
89210162,23
=???===πππ则 （2）根据已知条件确定最大可能的偏心量e max ，再求出最大可能的理论排量 定子与转子之间的最小间隙选为0.5mm
r
mm B De q mm d
D e /10194.4305.289225.25.02233max max
max ?=???===--=ππ 3.15 解：
（1） 泵的理论流量q t
m in /61960730227.04
2.04
'2
2
l tg zn Dtg d q t =?????=
=
ππα
（2） 实际流量q
min
/95.5795.061l q q v t =?==η
（3） 电动机功率P
KW W pq
P P m v i 074.18180749
.095.060
/1095.57101636==????===-ηη
3.16 解：不相同，因为：
Q
Q
1Q Q Q Q Q Q Q
1Q Q Q Q Q T mv T
T T T pv ?-=?-==
?-=?-==
ηη液压马达：液压泵：
两者Q ?虽相同，但液压马达的实际流量Q 大于理论流量Q T 故pv mv ηη>
3.17 解：不相同，因为：
T
T T mv T pv M M
1M M M M M M
M 1M M M M M ?-
=?-==?-=?-==
T ηη液压马达：液压泵：
两者M ?虽相同，但液压马达的实际输入扭矩大于理论扭矩M T 故mm pm ηη>
3.18 解：
Q
Q Q Q Q T T pv ?-====
)2(95.01067.100)1(η
855.055
.3625.31min /3.57.100106min /55.365001450
106
===
=-=?=?=
T PV T Q Q L Q L Q η
第一种情况)3( 9k w
.44906w 60
95.09.010*******.2pQ
P 3
6pm
pv in ==?????==
-ηη 第二种情况： kw 69.1w 692160
855.09.01025.13105.2pQ
P 36pm
pv in ==?????==
-ηη
3.19 解：77.01450
25153.066.6102566.62
32=?????===ZBn m Q Q Q T pv
η
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 3 070010110 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 /2 408 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 μπτπμτμτμμτμμ τμμ-==??=??= ====???=?===-?-∴===?? ? 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
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?
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 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、辅助元件四部分组成，其中动力元件、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，层流时内摩擦力起主导作用（雷诺数小），紊流时惯 性力起主导作用（雷诺数大） 4.理想液体的伯努利方程：表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量，在任一截面上这三种能量 都可以互相转换，但其和都保持不变。 5.液压泵：是液压系统的动力元件，它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能，是液压系统重要的组成元件。 6.容积式液压泵工作条件：1、在结构上能形成密封的工作容积；2、密封的工作容积能实 现周期性的变化，密封工作容积由小变大时与吸油腔相通，由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数：液压泵的压力（工作压力、额定压力、最高压力）、排量与流量、功率、效率（容积、机械）。 7?外啮合齿轮泄漏方式：1、轴向间隙泄漏；2、径向间隙泄漏；3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 &叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理：它是利用排油压力的反馈作用 来实现流量自动调节的，当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到 最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出量为零，泵的压力便不再升高。 9.液压执行元件：是将液压能转化为机械能的工作装置。（液压马达、液压缸一一最广泛） 10.高速马达（齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达） 11.液压缸按结构分为：活塞缸、柱塞缸（实现往复运动，输出推力和速度）、摆动缸（实现 小于360 °的往复摆动，输出转矩和角速度）和组合缸（具有特殊的结构和作用）；按液体 压力作分为：单作用（利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动，反向复位靠外 力实现）和双作用液压缸（利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动）。 12.单杠杆：通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连 接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍，其结构紧凑，应用广泛，单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3--慢速进给v1 —快速退回v2 “工作循环的组合机床液压传动装 置。 13.液压缸的组成：缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为：方向 控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）。按操作方式分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15. 压力控制阀：按其功能和用途分为溢流阀（直动式、先导式，实现定压和稳压作用） 、减压阀、顺序阀、压力继电器，他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路：流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路：调速回路和快速运动回路调速回路： 节流调速回路（有节流损失、溢流损失）、容积调速回路（没有节流、溢流损失，用在高压 大容量）、容积节流调速回路（效率高、发热小。低速稳定性好） 17.节流调速回路（液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。） 18.容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通 《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摩擦力或粘滞力，而液体 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： 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。 液压与气压传动期末复习重点 《液压与气压传动》试题库 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）。 11．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与的（齿数）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（模数），减少（齿数）可以增大泵的排量。 12．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。 13．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少 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 《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 液压与气压传动课程期末试卷 班级__________ 学号______________ 姓名__________ 分数__________ 一、填空题（2分×10） 1．液压传动必须在_______ 进行，依靠液体的_______ 来传递动力，依靠来传递运动。 2．调速阀是由____________阀和____________阀串联而成的。 3．为防止立式液压缸的运动部件在上位时因自重而下滑，或在下行时超速常采用______________回路。即在下行时的回路上设置______________阀，使其产生适当的阻力。 4．液压传动中的压力损失可分为_________和_________。 5．气动系统中主要由______________、____________、______________、____________部分组成。 6．液压传动是以_______为传动介质，利用液体的______来实现运动和动力传递的一种传动方式。7．液压传动中的压力损失可分为______________和______________。 8．实际工作时，溢流阀开口的大小是根据______________自动调整的。 9．液压系统中常用的溢流阀有_______ 和_______ 两种。前者一般用于______系统；后者一般用于____________ 系统。 10．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_______ 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_______ 的液压油。 二、单选题（2分×5） 11．单向节流阀是气动系统中的（）。 A．压力控制元件 B.执行元件 C.流量控制元件 D.方向控制元件 12．气缸输出（）。 A.直线位移 B.力矩 C.角位移 D.全部 13．有效断面积可近似的用下列公式换算（）。 A.S e=18C V B.S e=28C V C.S e=1.8C V D.S e=2.8C V 14．相对湿度的计算公式为（）。 A. % 100 .? = 饱和水含量 实际含水量 h r B. % 100 .? = 实际水含量 饱和含水量 h r C. % 100 .? = 饱和水含量 露点水量 h r D. % 100 25 .? ? = 时水含量 实际含水量 C h r 15．为使多缸液压系统中的各个液压缸严格按规定顺序动作，其控制方式有（）两类。 A.压力控制和行程控制 B.压力控制和负载控制 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； 11．液压传动中所用的油液，随着油液温度的升高，其粘度将( D ) A不变B略有上升C显著上升D显著下降 12．压力机液压系统为防止液压冲击需设置( A )回路。 A泄压B增压C减压 13．当限压式变量泵工作压力p>p B（p B拐点压力）时，随着负载压力上升，泵的输出流量( B )。 A增加B呈线性规律衰减C呈双曲线规律衰减D基本不变 14．在回油节流调速回路中，节流阀处于节流调速工况，系统的泄漏损失及溢流阀调压偏差均忽略不计。当负载F增加时，泵的输出功率( C )。 A 增加B减少C基本不变D可能增加也可能减少 15．在变量泵和定量马达组成的容积调速回路中，如果将泵的排量减小，其他条件保持不变，马达的转速将( B )。 A 增加 B 减小 C 不变 三、问答题（每小题5分，共25分） 1．什么叫液压泵的排量，理论流量，实际流量和额定流量？它们之间有什么关系？ 液压泵的排量V是指泵轴转一转所排出油液的体积，取决于液压泵密封腔的几何尺寸。 理论流量q t是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间输出油液的体积，排量和理论流量之间的关系是：q t=nV。（n——液压泵的转速） 实际流量q是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失，所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。 额定流量q s是指泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。 2．齿轮泵的液压径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 齿轮泵产生的液压径向力不平衡的原因有二个方面：一是液体压力产生的径向力。二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。 齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向吸油一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。 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 1.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=ηVηm=0.95×0.9=0.855 （2）P=pqηv/60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW （3）P i=P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW 2.如图所示三种形式的液压缸，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，若不计压力损失和泄漏，试分别计算各缸产生的推力、运动速度大小和运动方向。 答：（a）错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向右运动 （b）答：错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向左运动 （c）答：错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向左运动 3.写出图示回路有序元件名称。 解：（1）大流量泵（2）小流量泵（3）溢流阀（4）单向阀（5）外控式顺序阀（卸荷阀）（6）调速阀 如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。（1）指出标出数字序号的液压元件名称。 （2）指出液压元件6的中位机能。 （3）列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”） 答：（1）1－减压阀；2－单向阀；3－二位四通电磁换向阀；4－压力继电器； 5－液压缸；6－三位四通电磁换向阀。 （2）O型。 （3） 4.试用两个单向顺序阀实现“缸1前进——缸2前进——缸1退回 ——缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。 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 液 压 传 动 与 控 制 一 单选题（每空只选一个正确答案） 1 液压系统中的压力取决于（ ），执行元件的运动速度取决于（ ） 。 A. 流速 B. 流量 C. 负载 D. 压力能 2 油泵的工作压力p ，额定压力p r 和最高工作压力p max 之间的关系是（ ） A. p ≤ p r < p max B. p ≤ p r ≤ p max C . p < p r ≤ p max D. p < p r < p max 3 外啮合齿轮泵作马达用，原进油口改作出油口，原出油口改作进油口，则马达的转向（ ）。 A. 与作泵时转向相同 B. 与作泵时转向相反 C. 转向无法确定 D. 根本转不起来 4 图1所示液压系统，要使液压缸能实现差动连接，换向阀应选用（ ）中位机能。 A. O 型 B. M 型 C. Y 型 D. P 型 5 图2所示回路中，溢流阀的调定压力为4 MPa 。当电磁铁DT 通电且负载压力为2 MPa 时，压力表G 的读数为（ ）。 A. 0 B. 2 MPa C. 4 MPa D. 不能确定 6 图3所示回路中，阀1的调定压力为4 MPa ，阀2的调定压力为6 MPa 。当调定压力为10 MPa 的溢流阀处于溢流状态时，回路的二次压力p 2为（ ）。 A. 10 MPa B. 6 MPa C. 4 MPa D. 0 图 2 图 1 7 图4所示的调速回路，节流阀处于节流调速工况。不计系统泄漏及溢流阀的调压偏差，当节流阀开口不变时，若负载F 增大，活塞的运动速度v （ ）。 A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小 8 在图5所示的系统中，当施加某一恒定负载M M 时，其引起主油路的压力未达到溢流阀调整压力p Y ，则在进行调速时（ ）。 A. 马达输出功率为恒定 B. 马达输出扭矩随液压泵排量的增大而减小 C. 主油路的工作压力随液压泵排量的增大而减小 D. 液压马达输出功率随液压泵排量的增大而增大 9 回路如上题图，当施加的负载是不断变化的（即M M 为变量），但其最大值所引起的主油路压力还未达到溢流阀调整压力p Y ，在进行调速时（ ）。 A. 液压马达的转速随负载的增加而减小 B. 主油路的压力随负载的增加而增加 C. 液压马达输出转矩随液压泵排量的增加而增加 D. 10在图6的调速阀旁油路节流调速回路中，调速阀的节流开口一定，当负载从F 1降到F 2 时，若考虑泵内泄漏变化的因素，液压缸运动速度v （ ）；不考虑泵内泄漏变化因素时缸速v 可视为（ ）。 A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 11在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中，若负载从F 1降到F 2而调速阀开口 图 5 图 6 图 3 图 4液压与气压传动期末考试及答案
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