昆明理工大学液气压传动与控制习题答案(第三章)

第一章1-1 什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。

动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。

包括液压泵、空压机。

执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。

包括液压气动缸和液压气动马达。

控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。

包括压力阀、流量阀和方向阀等。

辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。

如油箱、过滤器、油雾器等。

1-2 液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。

执行元件的运动速度取决于流量Q ，与压力无关。

液压传动是通过液体静压力实现传动的。

第二章2-3 液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？ 答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa ∙s （帕∙秒）；工程单位：P （泊）或cP （厘泊）。

（2）运动黏度： 用ν表示，法定单位为sm2，工程制的单位为St（沲,scm 2），cSt （厘沲）。

（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE ，美国采用赛氏黏度SSU ，英国采用雷氏黏度R ，单位均为秒。

2-11如题2-11图所示为串联液压缸，大、小活塞直径分别为D 2=125mm,D 1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d 2=40mm,d 1=20mm ，若流量q=25L/min 。

求v 1、v 2、q 1、q 2各为多少？解： 由题意 41πD 211ν =q ∴ 1ν=4q/π D 21=0.094m/s又 ∵q=41πD 222ν ∴2ν=0.034m/sq 1=41π(D 21-d 21)1ν=3.86x104-m 3/s=23.16L/minq 2=41π(D 22-d 22)2ν=3.74 x104-m 3/s=22.44 L/min2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H 。

《液压与气压传动》平时作业平时作业（一）第一章概述1.液压传动系统由哪几部分组成？各个组成部分的作用是什么？答:（1）能源装置：将原动机所提供的机械能转变成液压能的装置.通常称液压泵。

（2）执行元件：将液压泵所提供的液压能转变称机械能的元件。

（3）控制元件：控制或调节液压系统中液压油的压力、流量和液压油的流动方向元件。

（4）辅助元件：上述三部分以外的其他元件.例如油箱、油管、管接头、蓄能器、滤油器、冷却器、加热器及各种检测仪表等.它们的功能各不相同.但对保证系统正常工作有重要作用。

（5）工作介质：油液或液压液.是液压传动中能量传递的载体。

2.液压传动的主要优缺点是什么？答：优点：（1）与机械传动、电力传动同功率相比较时.液压传动的体积小、重量轻、结构紧凑。

（2）工作平稳、反应快、冲击小、能高速启动、制动、能够频繁换向。

（3）可实现大范围的无级调速.能在运行过程中进行调速.调速范围可达（2000：1）。

（4）控制方便.易于实现自动化.对压力、流量、方向易于进行调节或控制。

（5）易于实现过载保护。

（6）液压元件已经标准化、系列化和通用化.在液压系统的设计和使用中都比较方便。

（7）有自润滑和吸振性能。

缺点：（1）不能保证严格的传动比。

（2）损失大.有利于远距离传输。

（3）系统工作性能易受温度影响.因此不易在很高或很低的温度条件下工作。

（4）液压元件的制造精度要求高.所以元件价格贵。

（5）液压诉故障不易查找。

（6）工作介质的净化要求高。

第二章液压油与液压流体力学基础1.试解释下列概念（1）恒定流动：液体流动时.若液体中任何一点的压力、流速和密度都不随时间而变化.这种流动就称为恒定流动。

（2）非恒定流动：流动时压力、流速和密度中任何一个参数会随时间变化.则称为非恒定流动（也称非定常流动）。

（3）通流截面：液体在管道中流动时.垂直于流动方向的截面称为通流截面。

（4）流量：单位时间内.流过通流截面的液体体积为体积流量.简称流量。

第一章绪论1－1 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。

1－2 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。

1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。

小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。

求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。

图题1—3第二章液压油液2－1 什么是液体的粘性？2－2 粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3 压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／s；2）30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／m3；试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。

2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )(A) 粘度较大； (B) 粘度因压力变化而改变较大；(C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大。

2—7 图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11．96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动力粘度η= 0．065Pa·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0．5 m／s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F＝3000 N。

如题图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 100 10 4m2。

有杆腔面积A280 10 4m2。

缸1输入压力p10.9MPa，输入流量q1 12L/min，不计损失和泄漏，求：1）两缸承受相同负载（F1 F2）时，该负载的数值及两缸的运动速度。

负载F1p1A1 4 A2 0.9 106 100 10 4 0.45 106 80 10 4 5400N4 6F2P2A 0.45 10 100 10 4500N负载F2 fP1 嚳F 0.9 106 11250N2）缸2的输入压力是缸1的一半（P2 P1/2）时，两缸各能承受多少3）缸1不承受负载（F10）时，缸2能承受多少负载解: 1) 当F1 F2时p1 A1 F1 p2 A2，p2A1 F 2P2PA 0.9A1 A24100 104 0.5MPa(100 80) 10负载F1 F2p2A10.5 106100 10 45000N速度V1 q 14Z|p 0.02m/s100 10 4A1A2v180 10 40°20.016m/s100 10 42) 当P2 P1/2时p1A1 F1 p2 A2，p2 A1 F23) 当F1 0时P1A1 P2A2 ，P2A1 F2某一差动液压缸，要求1) v 快进 v 快退,2) v 快进 2v 快退。

求：活塞面积A-i 和活塞杆面积A 2之比各为多少2 2 22d D dA A 2v0.9。

求一个往返行程所消耗的自由空气量为多少解：设压力为p 0.5MPa 时一个往返行程所消耗的自由空气量为 V则 V p (V 进 V 退)/ V H(D 2 d 2) -D 2]L/ V442 2(2D d )s/(4 V )气缸工作过程按等温过程考虑，即 pV p p a V a 所以自由空气量p 0.5 0.1 (2 1002 402) 10 6 450 10 33V aV p 43.3 10 3 43.3LP a 0.14 0.9解:v 快进4q v (D 2 -)当v 快进v 快退 4q v4q v22~(D d )A 12)当v 快进d 22v 快退4q v d 24q v2 T~(D d )单杆双作用气缸内径100mm ，活塞杆直径 d 40mm ，行程L 450mm ，进退压力均为0.5MPa ， 在运动周期T 5s 下连续运转,一个液压泵，当负载压力为8MPa时，输出流量为96L/min，压力为10MPa时，输出流量为94 L/min ,用此泵带动一排量为80mL/r的液压马达，当负载转矩为120N- m时，马达的机械效率为，转速为1100r/min。

第一章1-1什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成?各部分的主要作用是什么？答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动.动力元件—-将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。

包括液压泵、空压机。

执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。

包括液压气动缸和液压气动马达.控制元件-—对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。

包括压力阀、流量阀和方向阀等。

1-2辅助元件-—流体传动系统中的各种辅助装置。

如油箱、过滤器、油雾器等。

1-3液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的?答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关.执行元件的运动速度取决于流量Q ，与压力无关.液压传动是通过液体静压力实现传动的。

第二章2-3液压油液的黏度有几种表示方法?它们各用什么符号表示？它们又各用什么单位？答:(1)动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa •s （帕•秒）；工程单位：P （泊）或cP(厘泊）.（2）运动黏度：用ν表示，法定单位为sm 2，工程制的单位为St （沲，scm 2)，cSt （厘沲)。

(3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE,美国采用赛氏黏度SSU ，英国采用雷氏黏度R ，单位均为秒。

2—11如题2-11图所示为串联液压缸,大、小活塞直径分别为D 2=125mm,D 1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d 2=40mm,d 1=20mm ，若流量q=25L/min 。

求v 1、v 2、q 1、q 2各为多少？解：由题意41πD 211ν=q ∴1ν=4q/πD 21=0.094m/s又∵q=41πD 222ν∴2ν=0。

034m/sq 1=41π（D 21-d 21）1ν=3。

86x104-m 3/s=23。

第一章1-1 什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。

动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。

包括液压泵、空压机。

执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。

包括液压气动缸和液压气动马达。

控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。

包括压力阀、流量阀和方向阀等。

辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。

如油箱、过滤器、油雾器等。

1-2 液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。

执行元件的运动速度取决于流量Q ，与压力无关。

液压传动是通过液体静压力实现传动的。

第二章2-3 液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？ 答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa ∙s （帕∙秒）；工程单位：P （泊）或cP （厘泊）。

（2）运动黏度： 用ν表示，法定单位为sm 2，工程制的单位为St（沲,scm2），cSt （厘沲）。

（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE ，美国采用赛氏黏度SSU ，英国采用雷氏黏度R ，单位均为秒。

2-11如题2-11图所示为串联液压缸，大、小活塞直径分别为D 2=125mm,D 1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d 2=40mm,d 1=20mm ，若流量q=25L/min 。

求v 1、v 2、q 1、q 2各为多少？解： 由题意 41πD 211ν =q ∴ 1ν=4q/π D 21=0.094m/s又 ∵q=41πD 222ν ∴2ν=0.034m/sq 1=41π(D 21-d 21)1ν=3.86x104-m 3/s=23.16L/minq 2=41π(D 22-d 22)2ν=3.74 x104-m 3/s=22.44 L/min2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H 。

3.1 解：（1）泵输出功率：KW W pq P sc 2.3320060104810436==⨯⨯⨯==- ∴ 液压泵的总效率：%82%1009.32.3=⨯==sr sc t P P η （2）容积效率：%6.90%1005348=⨯==t v q q η 机械效率：%5.90%100906.082.0=⨯==v t m ηηη （3）设泵的泄漏量q ∆随压力变化保持线性关系，即：Kp q =∆ （K —泄漏系数） 则泵的实际流量：Kp q q t -=由MPa p 4=时对应的实际流量：453⨯-=K q得：25.144853=-=K ∴ 当MPa p 2=时的实际流量：min)/(5.50225.153L q =⨯-= 所消耗的功率即输入功率sr P ，若忽略机械效率随压力变化的影响，则t sr P P =（理论功率）∴当MPa p 2=时所消耗的功率：)(767.1)(176760105310236KW W pq P P t t sr ==⨯⨯⨯===- （4）由理论流量Vn q t =知：min /1800r n =时的t q 是min /1200r n =时的tq 的1.5倍，而泵的压力（p ）仅取决于负载，与转速（n ）无关。

∴ m i n /725.148L q =⨯=3.2 答：由图3.4可知，齿轮泵下腔为吸油腔，其压力一般低于大气压；上腔为压油压，其压力为工作压力。

因此处于压油腔一侧的轮齿受到较大的液压力作用；另一方面，压油腔的油通过齿顶间隙泄漏到吸油腔一侧去，这泄漏油液的压力每经过一个齿减压一次，也对齿轮产生作用力。

这两方面的力都使齿轮和轴承受到径向不平衡作用力。

减小径向力应采取如下两种措施：（1）缩小压油口加大吸油口，使压力油作用于齿轮上的面积减小，从而使径向力相应减小。

这是中、低压齿轮泵常采用的方法。

（2）扩大压油腔到接近吸油腔处，仅将靠近吸油口的1～2个齿与壳体之间的间隙减小，使其起密封作用，而将其余部分间隙放大。

试卷一《液压传动部分》一.填空题（请在括号中填入正确答案）(每空1分，共15分)1. 液压传动是以（（2. 液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（3. 雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要是惯性力和粘性力，雷诺数大，说明（（4. 液体在直管中流动时，产生（产生（5. 在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（6. 对于液压泵来说，实际流量总是（（7. 齿轮泵中每一对齿完成一次啮合过程就排一次油，实际在这一过程中，压油腔容积的变化率每一瞬时是不均匀的，因此，会产生流量（8. 单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（下，改变它的（9. 轴向柱塞泵主要由驱动轴、斜盘、柱塞、缸体和配油盘五大部分组成。

改变（V。

10. 三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（二.选择题（请在所选择正确答案的序号前面划√或将正确答案的序号填入问题的空格内）（每选择一个正确答案1分，共13分）1. 在叶片马达中，叶片的安置方向应为A)前倾；B)后倾；C)径向2. 液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为A)等于10MPa；B)小于10MPa；C)大于10MPa3．拟定液压系统时，应对系统的安全性和可靠性予以足够的重视。

为防止过载，为避免垂直运动部件在系统失压情况下自由下落，在回油路中增加A) 减压阀；B)安全阀；C)平衡阀；D)换向阀4.直杆式轴向柱塞泵：脉动程度随柱塞数的度远A)增加；B)减少；C)大于；D)小于5.溢流阀的泄油形式形式A)内泄；B)外泄6.A) 溢流阀；B)减压阀；C)顺序阀三.综合题1. 举例说明：在液压传动系统中"工作压力取决于负载"。

（5分)2. 举例说明：在液压传动系统中"流量决定速度"。

第三章　动力元件 概述液压泵的性能参数齿轮泵叶片泵柱塞泵叶片泵特 点 优点：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声 小，寿命较长。

缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高。

广泛用于完成“各种中等负荷工作”的设备中。

分 类按工作原理分单作用式——通常为变量泵；双作用式—— 通常为定量泵；按工作压力分中低压——≤7MPa；中高压—— 7MPa>p≤16MPa；高 压——20~30 MPa；一、 单作用叶片泵1. 定 义 泵的转子每旋转一周，每个密封工作容积吸/排油各一次，称为单作用叶片泵，也称非卸荷式泵。

2. 工作原理 组成:由定子、转子、叶片、配油盘、泵体及传动轴组成。

结构定子内表面为圆柱形；配油盘沿轴线方向对称或不对称布置；定子与转子安装的偏心距为e 。

3.结构特点由叶片、定子内表面、转子外表面与两侧配流盘 密闭容积围成；由于安装时存在偏心距，使密闭容积可变； 配流作用由配油盘和叶片共同作用实现。

叶片将吸、压油腔隔开；配油盘分别与吸、压油腔连通；二、 双作用叶片泵1. 定 义 泵的转子每旋转一周，每个密封工作容积吸/排油各两次，称为双作用叶 片泵，又称为卸荷式/平衡式叶片泵。

2. 工作原理 组成 双作用叶片泵的结构与单作用叶片泵的结构基本相同，也是由定子、转子、叶片、配油盘、壳体及传动轴等组成。

☐ 转子和定子同心；☐ 定子内表面的曲线由两段大半径圆弧（R ），两段小半径圆弧（r ）及两段过渡曲线所组成；其不同之处在于：　工作原理以单位时间内相邻叶片间的密封工作容积的变化量为依据。

　流量计算 B —— 叶片宽度；δ —— 叶片厚度；θ —— 叶片倾角，叶片与径向半径的夹角222()cos V R r q B R r z n πδηθ-⎡⎤=--⋅⋅⎢⎥⎣⎦高压叶片泵•叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作用：•定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了泵的理论排量;可能引起瞬时理论流量脉动。

液压与气动技术习题集绪论一．填空题1．液压传动是利用液体的压力能传递运动和进行控制的，而液力传动是以液体中的动能传递运动和动力的。

因此，磨床采用液压传动，而液力耦合器采用液力传动。

2．液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五部分组成，其中动力元件和执行元件为能量转换装置。

3．流体传动，按其能量利用形式的不同，可分为液压传动和液力传动。

因此，大型吊车上绞盘的动力驱动是采用的液力传动，以避免从动轴上负载和速度的变化对主动轴的冲击影响；而平面磨床工作台的驱动及其换向控制采用液压传动。

4．液压系统图中的液压元件有两种表达方式，即图形符号式原理图和半结构式式原理图，前者直观、易懂，而一般液压系统图往往都采用图形符号式原理图，这样绘制时简单、方便。

5．在液压回路图中，除带有方向性的液压元件（如油缸、压力表等）以外，其余元件的符号都可以翻转角度绘制，其意义不变，而虚线表示的是控制油路。

6．液压传动是利用液体的压力能传递运动和进行控制的，因此属变压传递过程。

7．液压传动的理论基础是帕斯卡定律。

其执行机构的速度决定于供给的输入流量，而动力元件的工作压力决定于外负载和压力损失总和。

8．液压传动最突出的优点是可以把力放大和可以无极调速，而无法根除的缺点是容易泄漏和检修困难。

9．液压传动不能运用在螺纹加工机床中驱动刀架，是因为其不能保证定比传动。

二．判别题1．液压传动是利用液体的压力能传递能量和进行控制的。

（T ）2．液压传动系统因其工作压力很高，因而其最突出的特点是：结构紧凑，能传递大的力或转矩。

（T ）3．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。

（T）三．分析题1．液压系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答;由以下五部分组成( 1 ) 动力元件：将机械能转换成液体压力能的元件。

液压泵或空气压缩机。

（2）执行元件：把液体的压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件。

液压缸或气缸、液压马达或气马达。