第三章 液压与气压执行元件

《液压与气压传动》课程教学大纲课程名称：液压与气压传动英文名称： Hydraulic and Pneumatic Transmission课程编码： 51510501学时/学分： 46 / 2.5课程性质：必修课适用专业：机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、车辆工程、材料成型与控制工程、包装工程等机械设计与近机类工科专业先修课程：机械制图、理论力学、材料力学、机械原理一、课程的目的与任务本课程是机械设计及近机类工科专业的一门专业基础课，在机械类专业课程体系中起到承上启下的重要作用。

本门课程通过授课、实验等教学环节，使学生熟悉液压与气压传动的基础知识，掌握各种液压与气动元件的结构特点、工作原理及其应用，掌握基本回路的组成和分析方法；掌握液压与气动系统的分析及设计方法，了解液压技术领域中的新理论、新技术、新知识。

通过本课程的学习，使学生能正确选用液压和气动元件，初步具备对液压与气动系统进行分析和调试的能力，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。

二、教学内容及基本要求第一章绪论及液压基础知识教学目的和要求：学习本门课程所必备的流体力学基础知识，主要介绍结论性内容和如何应用，学生应在课下自学相关理论。

教学重点和难点：工作介质的粘性，流体力学三大定理。

教学方法与手段：课堂讲授为主，适当安排自学内容，培养学生的自学能力。

教学内容：第一节绪论第二节液压传动工作介质第三节流体力学三大方程及应用第四节管道压力损失，孔口的流量特性第五节空穴现象和液压冲击复习与作业要求：在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：液压传动的工作原理和系统的组成；液压油的粘性和粘度概念；液压传动系统图形符号；液压传动的优缺点；液压流体力学基础知识；液体流态，管道压力损失；孔口的流量特性；空穴现象、液压冲击等概念。

辅助教学活动：布置一定的自学内容。

第二章液压动力元件教学目的和要求：掌握齿轮泵和叶片泵的结构和工作原理，初步掌握其设计计算方法和选型方法。

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（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。

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。

l t q q q -=；v V t q q η=。

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。

《液压与气动技术》随堂练习题绪论一、单项选择题1. 液压与气压传动是以流体的（ B ）的来传递动力的。

A．动能 B. 压力能 C. 势能 D. 热能2. 液压与气压传动中的工作压力取决于（ C ）。

A. 流量B. 体积C. 负载D. 其他二、判断题（在括弧内，正确打“○”，错误打“×”）1. 液压与气压传动中执行元件的运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。

（○）2. 液压与气压传动中的功率P等于压力p与排量V的乘积。

（×）第一章液压传动基础知识一、单项选择题1. 液压与气压传动的工作原理是基于（ D ）。

A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理2. 流体的粘度随温度变化，对于液体，温度升高，粘度（ A ）。

A. 下降B. 增大C. 不变D. 其他3. 流体的粘度随温度变化，对于气体，温度升高，粘度（ B ）。

A. 下降B. 增大C. 不变D. 其他4. 流量连续性方程是（ C ）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. 帕斯卡原理5. 伯努利方程是（ 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. 帕斯卡原理6. 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7. 牌号L-HL-46的国产液压油，数字46表示在（ C ）下该牌号液压油的运动粘度为46 Cst。

A. 20℃B. 50℃C. 40℃D. 0℃8. 液压阀，阀的额定流量为q n，额定工作压力为p n，流经阀的额定流量时的压力损失为∆p。

当流经阀的流量为q n/3，其压力损失为( D )。

A. ∆p/3B. ∆p/2C. ∆pD. ∆p/9二、判断题（在括弧内，正确打“○”，错误打“×”）1. 理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。

《液压与气动应用技术》各章练习题参考答案绪论一、填空题1、液压与气压传动是以__ _______ 为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。

2、液压传动系统主要由__ _______、_ ________、_ ________、_ ____及传动介质等部分组成。

3、能源装置是把___ ___转换成流体的压力能的装置，执行装置是把流体的___ ___转换成机械能的装置，控制调节装置是对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行的装置。

二、判断题（）1、液压传动不容易获得很大的力和转矩。

（）2、液压传动可在较大范围内实现无级调速。

（）3、液压传动系统不宜远距离传动。

（）4、液压传动的元件要求制造精度高。

（）5、气压传动的适合集中供气和远距离传输与控制。

（）6、与液压系统相比，气压传动的工作介质本身没有润滑性，需另外加油雾器进行润滑。

（）7、液压传动系统中，常用的工作介质是气油。

（）8、液压传动是依靠密封容积中液体静压力来传递力的, 如万吨水压机。

（）9、与机械传动相比, 液压传动其中一个优点是运动平穏。

三、选择题1、把机械能转换成液体压力能的装置是（）。

A动力装置、B执行装置、C控制调节装置2、液压传动的优点是（）。

A比功率大、B传动效率低、C可定比传动3、液压传动系统中，液压泵属于（），液压缸属于（），溢流阀属于（），油箱属于（）。

A.动力装置B.执行装置C.辅助装置D.控制装置四、问答题1．什么叫液压传动？什么叫气压传动？2．液压和气压传动系统由哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？第一章液压传动基础一、填空题1、流体流动时，沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体摩擦作用，这种产生内摩擦力的性质称为___ ______。

2、单位体积液体的质量称为液体的___ _____，液体的密度越大，泵吸入性越_____。

3、油温升高时，部分油会蒸发而与空气混合成油气，该油气所能点火的最低温度称为______，如继续加热，则会连续燃烧，此温度称为。

液压与气压执行元件液压系统执行元件主要包括液压缸和液压马达。

液压缸是将液压能转化为机械能的元件，它通过压力作用在活塞上，产生推力或拉力。

液压缸广泛应用于各个领域，如工程机械、冶金设备、航空航天技术等。

液压马达是利用液压能驱动转子旋转的执行元件，它一般用于需要大转矩和低转速的场合，如各种车辆底盘、混凝土搅拌车、铲车等。

液压执行元件的主要特点是：输出力大、精度高、运动平稳、速度可调节、可远距离传输力。

由于液压油易于密封和传递，因此液压系统具有较高的工作效率和可靠性。

液压执行元件的调节性好，可根据需要进行速度、力量等参数的调节，适用于多种工况下的运动控制。

气压系统执行元件主要包括气缸和气马达。

气缸是将气压能转化为机械能的元件，它通过气压作用在活塞上，产生推力或拉力。

气缸广泛应用于自动化领域，如机械加工、包装、印刷等。

气马达是利用气压能驱动转子旋转的执行元件，它一般用于需要大转速和小转矩的场合，如风力发电、气动工具等。

气压执行元件的主要特点是：速度快、响应性好、维护成本低、无需润滑剂。

气压系统具有较高的动力密度，在一些需要快速动作和频繁启停的场合具有优势。

气压系统易于维护，因为气体不会引起污染和磨损，且气缸和气马达的结构相对简单，易于安装和维修。

液压与气压执行元件在不同工况下有各自的应用优势。

由于液压系统具有较大的输出力，适用于需要大力量和稳定控制的场合。

液压系统适用于高压、大力和频繁启停的工况，如冶金、汽车、工程机械等。

气压系统则适用于快速动作和频繁启停的工况，如自动化生产线、包装机械等。

气压系统的响应速度较快，适合一些对速度要求较高的场合。

在实际应用中，液压与气压执行元件可以相互替代，但需要考虑到其特点和优势。

液压系统的优势在于输出力大、运动平稳、可靠性高，适用于承受较大负载和频繁启停的场合。

气压系统的优势在于速度快、响应性好、维护成本低，适用于需要快速动作和频繁启停的场合。

选择液压或气压执行元件应根据实际工况和需求进行合理选择，以达到最佳效果。

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;5平均流速：液压缸工作时,活塞的运动速度就等于缸内液体的平均流速;6密度：单位体积液体的质量称为该液体的密度;2.什么叫液体的粘性常用的粘度表示方法有哪几种他们之间如何换算答：液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力阻碍分子间的相对运动,而产生内摩擦力的性质称为粘性;常用的粘度有三种,即动力粘度、运动粘度和相对粘度;3.什么是压力压力有哪几种表示方法液压系统的工作压力与负载有什么关系答：1液体单位面积上所受的法向力称为压力;2压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力;以绝对真空作为基准进行度量的压力,称为绝对压力；以当地大气压力为基准进行度量的压力,称为相对压力;3P=F/A液压系统的工作压力由负载决定;4.伯努利方程的物理意义是什么该方程的理论式与实际式有什么区别5.管路中的压力损失有哪几种分别受哪些因素影响压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失;沿程压力损失：局部压力损失：6.选用液压油时应满足哪些要求答：1粘温性好;在使用温度范围内,温度的变化愈小愈好;2润滑性能好;在规定的范围内有足够的油膜强度,以免产生干摩擦;3化学稳定性好;在贮存和工作过程中不易氧化变质,以防胶质深淀物影响系统正常工作；防止油液变酸,腐蚀金属表面;4质地纯净、抗泡沫性好;油液中含有机械杂质易堵塞油路,若含有易挥发性物质,则会使油液中产生气泡,影响运动平稳性;5闪点要高,凝固点要低;油液用于高温场合时,为了防火安全,闪点要求高；在温度低的环境下工作时,凝固点要求低;一般液压系统中,所用的液压油的闪点约为130～150℃,凝固点约为10～-15℃;7.产生液压冲击的原因有哪些答：1当管道路内的液体运动时,如在某一瞬时将液流通路迅速切断如阀门迅速关闭,则液体的流速鼗突然降为零;2液压系统中的高速运动部件突然制动时,也可引起液压冲击;3当液压系统中的某些元件反应不灵敏时,也可能造成液压冲击;8.说明液压冲击的危害;答：液压系统中产生液压冲击时,瞬时压力峰值有时比正常压力要大好几倍,这就容易引起液压设备振动,导致密封装置、管道和元件的损坏;有时还会使压力继电器、顺序阀等液压元件产生误动作,影响系统的正常工作;因此,在液压系统设计和使用中,必须设法防止或减小液压冲击;9.要减小液压冲击的危害应采取哪些措施答：液压冲击危害极大,根据其产生的原因,可以采取适当措施来减小液压冲击; 1关闭阀门的速度不能过快;2在液压冲击源附近设置蓄能器;3限制管中流速;4在液压冲击源前装安全阀;10.为了防止产生气穴现象和气蚀可采取哪些措施答：1减小液流在小孔或间隙处的压力降;2正确确定液压泵管径,对流速要加以限制,降低吸油高度;3整个系统的管道应尽可能做到平直,避免急弯和局部窄缝,密封要好,配置要合理;4提高零件抗气蚀能力;如提高零件的机械强度、采用抗腐蚀能力强的金属材料,减小零件加工的表面粗糙度等;第三章液压泵1.液压泵是如何吸油和排油的它的出口压力是如何建立起来的泵的工作压力与额定压力有何区别出口压力是液压泵克服负载阻力所建立起来的 ;1额定压力液压泵在正常工作条件下,按试难标准规定能连续运转的最高压力称为泵的额定压力;液压泵的工作压力超过额定压力时,泵就会过载;2工作压力是指液压泵工作时输出油液的压力值;液压泵的工作压力取决于外界负载,外负载增大,泵的工作压力也随升高；反之,则工作压力降低;如果液压泵出口压力直通油箱,其出口压力公克服回油管的阻力,近似为零;2.什么是齿轮泵的困油现象有什么危害如何解决危害：闭死容积由大变小时油液受掠夺,导致压务冲击和油液发热,闭死容积由小变大时,会引起气蚀和噪声;解决：在前后盖板或浮动同套上开卸荷槽;3.减小齿轮泵径向力的措施有哪些答：1缩小齿轮泵压油口;为了减小径向不平衡力,压油腔的包角越小越好,使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内;2适当增大径向间隙,使齿顶不和泵体接触;3开设平衡槽;在过渡区开设两个平衡槽,分别与高压腔、低压腔相通,这种结构大大减小了作用在轴承上的径向力,但增加内泄漏,使容积效率下降;4.什么叫液压泵的流量脉动对工作部件有何影响哪种液压泵的流量脉动最小液压在排油过程中,瞬时流量是不均匀的,随时间而变化,但是在液压泵连续转动时,每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化,这种现象称为液压泵的流量脉动;影响：液压泵的流量脉动会引起压力脉动,从而使管道、阀待元件产生振动和噪声,而且由于流量脉动致使泵的输出 流量不稳定,影响工作部件的运动平稳性,尤其是对精密的液压传动系统更为不利;通常螺杆泵的流量脉动最小,双作用叶片泵次之,齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大;5.为什么叶片泵的叶片槽根部必须通油6.斜轴式轴向柱塞泵与斜盘式轴向柱塞泵在结构及工作原理上有什么异同 结构上：斜盘式指传动轴轴线与缸体轴线一致,与圆盘轴线倾斜;斜轴式指传动轴轴线与圆盘轴线一致,与缸体轴线倾斜;7.齿轮泵具有哪些优缺点8.提高双作用叶片泵工作压力的主要措施有哪些2改变叶片结构9.某轴向柱塞泵直径d=22mm,分度圆直径D=68mm,柱塞数z=7,当斜盘倾角为γ=22°30′,转速m in r 960n =,输出压力p=10Mpa,容积效率v η=,机械效率m η=时,试求：①泵的理论流量；②泵的实际流量；③所需电机功率; 10.已知泵的流量m m L 80q =,油液粘度s m 103026-⨯=ν,油液密度3m kg 900=ρ,吸油管长l=1m,当吸油管内经为d=16mm 时,液压泵无法吸油;请分析原因; 11.某液压泵的输出油压p=10Mpa,转速m in r 1450n =,排量r L 2.46V =,容积效率v η=,总效率η=;液压泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各为多少 12.某叶片泵转速为m in r 1500n =,在输出压力为时,输出流量为m m L 53,这时实测泵消耗功率为7kW ；当空载卸荷运转时,输出流量为m m L 56,试求该泵的容积效率v η和总效率η;平时作业二第四章 液压缸与液压马达1.在供油流量q 不变的情况下,要使单杆活塞式液压缸的活塞杆伸出速度和回程速度相等,油路应该怎样连接,并计算活塞杆的直径d 与活塞直径D 之间的关系;答：应该采用差动联接回路,如图所示,而且为使活塞杆的伸出和回程速度相等,活塞的直径D 和活塞杆的直径d 应有如下的关系： =V ()22244d D q d q-=ππ简化与整理后得：D=d 22.现有一个单活塞杆双作用活塞式气缸和一个双活塞杆双作用活塞式液压缸,两者应如何连接,以及需要用哪些液压元件组成回路,使它们组成一个正、反向运动都能独立调节的气——液阻尼缸绘图并说明所用元件的名称及作用;答：两缸的连结方式和液压回路如图所示;其中,单向阀2和节流阀3供气缸活塞右移调速用,单向阀1和节流阀4供气缸活塞左移调速用;单向阀5和6可以从油杯7吸油,分别用以补充油缸左腔或右腔的泄漏损失;3.液压马达与液压泵在结构上有何异同液压马达和液压泵在工作原理上互逆的,当向泵输入压力油时,其轴输出转速和转矩就成为马达;但由于二者任务和要求有所不同,故在实际结构上也存在区别;液压泵在结构上需保证具有自吸能力,而马达就没有这一要求 题图液压马达一般需要正反转,所以在内部结构上应具有对称性,而液压泵一般是单方向旋转的,没有这一要求;从具体机构细节来看：齿轮泵的吸油口大,排油口小,而齿轮液压马达的吸、排油口大小相同；齿轮马达的齿数比齿轮泵的齿数多；叶片泵的叶片须斜置安装,而叶片马达的叶片径向安装；叶片马达的叶片式依靠根部的燕式弹簧,使其压紧在定子表面,而叶片泵的叶片式依靠根部的压力油和离心力作用压紧在定子表面上;4.对某一液压马达,若想改变其输出转速,应如何办如何实现马达的反转 可以通过改变注入流量来实现,也可以改变排量来实现;当改变变油流方向时,便可改变马达的旋转方向,如将配流盘旋转180度装配也可实现马达反转;5.液压马达的性能指标主要有哪几个方面1几何排量,2平均转速和理论流量,3实际流量q 和容积效率,4实际输入功率、实际输出功率;6.马达的输出扭矩与哪些参数有关即电动机的输出,为电动机的基本参数之一;单位为牛.米;电机输出的扭矩与电动机的转速和功率有关;W=AM 功率=转速7.什么是液压马达的排量它与泵的流量、系统的压力是否有关8.如何确定液压缸结构的参数1.液压缸工作压力的确定,2.液压缸内径的确定,3.液压缸行程,4.液压缸长度的确定,5.液压缸缸体壁厚,6.活塞杆长度的确定;9.已知单杆液压缸缸筒直径D=100mm,活塞杆直径d=50mm,工作压力2MPa p 1=,流量m in L 10q =,回油背压力0.5MPa p 2=,试求活塞往复运动时的推力和运动速度;10.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m in L 10q =,试求：1液压缸差动连接时的运动速度；2若液压缸在差动阶段所能克服的外负载F=3000N,求缸内油液的压力不计管内压力损失;11.一柱塞式液压缸柱塞固定,缸筒运动,压力油从空心柱赛中通入,压力为p,流量为q,缸筒直径为D,柱塞外径为d,内孔直径为0d ,试求柱赛式液压缸所产生的推理和运动速度;解：柱塞缸产生的推动力为柱塞缸的速度为12.设计一单杆活塞式液压缸,要求快进时为差动连接,快进和快退有杆控进油时的速度均为6min m ;工进时无杆腔进油,非差动连接,可驱动的负载F=25000N,回油背压力25MPa ,采用额定压力为6.3MPa ,额定流量为m in L 25液压泵;试确定：1缸筒内径和活塞杆直径；2缸筒壁厚缸筒材料选用无缝钢管; 解：1根据油缸差动连接且油缸快进和快退时速度相等得d D d D d d D d 2)(4422222212=-=-=υπυππ而 ==21υυ 6 m/min,快进时有：22107.310d --==⨯mD 0.103== m根据缸筒缸杆尺寸系列取D = m,d = m;根据工进时的力平衡关系得：=3310599 Pa缸筒壁厚][21σδDp ≥ 材料选45钢 600=b σMPa1205600][===n bσσMPa633105990.10.001379212010δ⨯≥=⨯⨯m根据冷拔精密无缝钢管系列,选取内径为100mm,壁厚为=的无缝钢管;第五章 液压控制阀1.什么是液压控制阀按机能分为哪几类按连接方式分为哪几类控制油液流动方向、流量的大小和系统压力的元件叫做液压系统中的液压控制阀;按机能分为：开关或定值控制阀、电液比例阀、伺服阀、数字控制阀; 按连接方式分：管式连接,板式及斤斗式连接,叠加式连接;2.什么叫单向阀其工作原理是什么开启压力有哪些要求若做背压阀时应采取何种措施它是一种只允许油液正向流动,反向关闭的阀,故又称为逆止阀或止回阀;开启压力要求： 3.液控单向阀为什么要有内泄式和外泄式之分什么情况下采用外泄式 因控制活塞泄油方式的不同而有内泄式和外泄式的两种,当A 口压力较大时宜采用外泄式的液控单向阀;4.什么是换向阀的“位”与“通”图形符号应如何表达换向阀是利用阀芯在阀体中的相对运动,使阀体上的油路口的液流通路接通、关断、变换液体的流动方向,从而使执行元件启动、停止或停留、变换运动方向,这种控制阀芯在阀体内所处的工作位置称为“位”,将阀体上的油路口称为“通”;5.换向阀的操纵、定位和复位方式有哪些电液换向阀有什么特点1手动换向阀,2机动换向阀,3电磁换向阀,4液动换向阀,5电液换向阀,6多路换向阀电液换向阀主要用在流量超过电磁换向阀额定流量的液压系统中,从而用较小的电磁铁就能控制较大的流量;6.什么是换向阀的中位机能选用时应考虑哪几点中位机能：是指换向阀里的滑阀处在中间位置或原始位置时阀中各油口的连通形式,体现了换向阀的控制机能;7.溢流阀的作用是什么其工作原理是什么若进、出油口接反了会出现什么情况作用：通过阀口的溢流,使被控制系统或回路的压力维持恒定,实现稳压、调压或限压作用;工作原理：溢流阀工作时,是利用弹簧的压力来调节、控制液压油的压力大小;从图3-50中可以看到：当液压油的压力小于工作需要压力时,阀芯被弹簧压在液压油的流入口,当液压油的压力超过其工作允许压力即大于弹簧压力时,阀芯被液压油顶起,液压油流入;一般溢流阀接反了不起溢流作用,系统压力不断升高,超过规定压力,损坏终端液压元件;8.先导式溢流阀的阻尼孔有什么作用是否可将它堵死或随意加大所谓的阻尼就是在油液流动的时候起到压力衰减的作用让上下腔有一定的压力差来控制阀的开启先导式溢流阀阻尼孔有两个,一个是在进油口通先导阀的油路上,防止先导阀阀芯突然开启和关闭,另一个是在先导阀主阀芯的中心孔里面,控制主阀芯的启闭;不可以,主阀芯阻尼孔被堵塞后,上腔无压力油,主阀芯在很低油压力下抬起溢流,使进油口压力无法调高;10.减压阀的作用是什么其工作原理如何其进、出油口可否接反减压阀主要用于降低系统某一支路的油液压力,使其获得一个较主系统的稳定的工作压力;工作原理：把减压阀的进、出油口反接,会发生先导阀打开,主阀口关小,最终关死,使输出流量为零;12.顺序阀的控制与泄油的组合方式有哪些简述其用途;内控外泄式顺序阀的,外控内汇式顺序阀,内控外汇式先导式顺序阀1控制多个执行元件的顺序动作;2与单向阀组成平衡阀,保持垂直放置的液压缸不因自重而下落;3用外控顺序阀使双泵系统的大流量泵卸荷;4用内控顺序阀接在液压缸回油路上,增大背压,以使活塞的运动速度稳定;13.现有一溢流阀和一减压阀,铭牌不清,在不拆开阀的情况下如何区分1溢流阀口常闭,减压阀口常开,吹一口气,通气者为减压阀,不通气者为溢流阀;2减压阀有外泄油口,溢流阀则没有;3若阀是在管路上安装着,由a.减压阀和所控制的油路成串联,溢流阀则成并联;b.减压阀进出油口均为压力油,其出油口与系统相通,溢流阀出口不是压力油,其出口与油箱相通;14.影响节流阀流量稳定性的因素有哪些影响流量稳定性的因素有压力、温度和节流口的形状等;15.调速阀与节流阀的结构及流量——压力曲线有何区别当调速阀进、出油口接反时会出现什么情况接反时：在节流调速系统中,如果调速阀的进、出油口接反了,调速阀流量将随负载的变化而变化,流速不稳定;因为进、出油口接反,调速阀中的减压阀弹簧腔压力高,减压口开至最大而不起作用;相当于简式节流阀;第六章辅助元件1.蓄能器的功用是什么2.设计油箱时应考虑哪些问题其容积如何确定设计油箱时应考虑以下几点：油箱的容积、壁板、底板与底脚、顶板、隔板、回油管及油管、油箱壁板应设有液面指示器、油箱顶板上需装空气滤清器3.滤油器有哪几种类型各有什么特点各用在什么场合4.什么情况下设置加热器和冷却器液压系统中,当液压系统领先自然冷却不能使油温控制在30～50℃范围内,则需安装冷却器;若环境温度低于10℃,液压油粘度太大,致使液压泵无法启动或正常运转时,则需安装加热器,将油温升高到15℃以上;5.如何计算油管的内径和壁厚6.蓄能器安装时应注意哪些问题7.油箱有哪些功能8.滤油器的作用有哪些什么是滤油器的过滤精度平时作业三第七章液压传动基本回路1.什么是液压系统的基本回路基本回路的类型有哪几种基本回路是由一些液压元件和管路按一定方式组合起来的、能够完成一定功能的油路结构;基本回路一般包括方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和多执行元件回路等;2.锁紧回路需要采用什么方式实现常用的有哪几种锁紧回路可以采用液压元件实现,如单向阀、液控单向阀、O或M型的中位机能的换向阀、液压锁等;液控单向阀的锁紧回路、换向阀的锁紧回路、3.压力调节回路有哪几种各有什么特点压力调节回路的基本类型有调压回路、减压回路、保压回路、增压回路、平衡回路和卸荷回路等;4.如何实现液压泵的卸荷请画出两个回路;不需要保压的卸荷回路一般直接采用液压元件实现卸荷；还可以在系统中直接采用具有卸荷和溢流组合功能的电磁卸荷溢流阀进行卸荷；需要保压的卸荷回路可以采用蓄能器或采用限压式变量泵保压的卸荷回路;5.顺序动作回路的目的是什么有哪几种控制方式可以实现多个执行元件按预定的次序动作;按照控制方法,顺序动作回路一般分为压控制回路和行程控制回路;6.对调速回路的基本要求是什么有哪些类型有什么特点容积调速回路特点：效率高,产生的热量少,适合大功率或对发热有严格限制的液压系统;其缺点是要采用变量泵或变量马达,变量泵或变量马达的结构要比定量泵和定量马达复杂得多,而且油路也相对复杂,一般需要有补油油路和设备、散热回路和设备;因此,容积调速回路的成本比节流调速回路的高;容积节流调速回路特点：适用于要求效率高、低速稳定性好的场合,可以采用容积节流调速方式;与调速阀的节流回路相比,容积式调速回路的低速稳定性较差;7.普通节流阀和调速阀的调速回路的油路结构是怎样的有什么特点应用在什么场合普通节流阀调速回路调速阀节流调速回路：用调速阀代替节流调速回路中的节流阀组成调速阀的节流回路;采用调速阀可以提高回路的速度刚度,改善速度－负载特性,提高速度的稳定性;8.容积调速回路的类型、特性、应用场合各有哪些类型：容积调速回路的形式有变量泵与定量执行元件液压缸或液压马达、变量泵与变量液压马达以及定量泵与变量液压马达等几种组合;9.容积节流调速回路的类型、特性、应用场合各有哪些容积节流调速回路有限压式调速阀容积节流调速回路和压差式节流阀容积节流调速回路;11.快速运动回路有哪几种是如何实现换接的1液压缸的差动连接快速运动回路,2双泵供油的快速运动回路,3采用蓄能器的快速运动回路液压缸的差动连接快速运动回路：利用三位四通换向阀实现快速运动,当换向阀处于左位时,液压泵提供的液压油和液压缸右腔液压油同时进入液压缸左腔,使活塞快速向右运动;双泵供油的快速运动回路：当系统的执行元件空载快速运动时,低压大流量泵输出 的压力油经过单向阀后与高压小流量泵汇合后,共同向系统供油,而当执行元件开始工作进给时,系统的压力增大,液控顺序阀打开,单向阀关闭,低压大流量泵卸荷,这时由高压小流量泵独自向系统供油,实现执行元件的工作进给;采用蓄能器的快速运动回路：当换向阀在中位时,液压泵启动后首先向蓄能器供油,当蓄能器的充油压力达到设定值时,液控卸荷阀打开,液压泵卸荷,蓄能器完成能量存储,当换向阀动作后,液压泵和蓄能器同时经过换向阀向执行元件供油,使执行元件快速运动,这时蓄能器释放能量;12.如何实现液压执行元件的同步运动1采用流量控制阀的同步回路,2采用串联液压缸的同步回路,3采用同步缸或同步马达的同步回路,4采用比例阀或伺服阀的同步回路14.在进口节流液压回路中,液压缸有效工作面积22150cm 2A A ==,液压泵流。

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.液压传动系统山（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。

(X)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。

(X)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。

(X)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；l m2/s = (10心厘斯。

3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。

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。

液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -⨯，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。

解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ⨯⨯ 1-2 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： 643070010110 1.45010k V p pa 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：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4 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 Eν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅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h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。

液压与气压传动系统的组成液压与气压传动系统是现代工程中常用的两种传动系统。

液压传动系统通过液体传递力和能量，而气压传动系统通过气体传递力和能量。

它们在工业生产、机械设备以及汽车等领域都有广泛的应用。

本文将详细介绍液压与气压传动系统的组成。

一、液压传动系统的组成液压传动系统主要由以下几个组成部分构成：1. 液压能源装置：液压能源装置主要由液压泵、液压马达或液压发电机等组成。

液压泵通过机械或电动驱动，将机械能转化为液压能。

液压泵有多种类型，常见的有齿轮泵、柱塞泵和液压泵等。

2. 液压执行元件：液压执行元件主要由液压缸和液压马达等组成。

液压缸将液压能转化为机械能，通过液压缸的伸缩来实现力的传递和工作的执行。

液压马达则将液压能转化为机械能，通过旋转来实现力的传递和工作的执行。

3. 液压控制元件：液压控制元件主要由液压阀、液压缸和液压马达等组成。

液压阀用于控制液压系统的压力、流量和方向等参数，实现对液压系统的控制。

液压缸和液压马达则用于实现对液压执行元件的控制，以实现工作的执行。

4. 液压传动介质：液压传动介质主要是液体，通常使用的是油作为液压传动介质。

液压传动介质具有良好的润滑性和密封性能，能够在液压系统中有效地传递力和能量。

二、气压传动系统的组成气压传动系统主要由以下几个组成部分构成：1. 气压能源装置：气压能源装置主要由气压泵和气压发生器等组成。

气压泵通过机械或电动驱动，将机械能转化为气压能。

气压发生器则通过压缩空气，将空气转化为气压能。

2. 气压执行元件：气压执行元件主要由气缸和气动马达等组成。

气缸将气压能转化为机械能，通过气缸的伸缩来实现力的传递和工作的执行。

气动马达则将气压能转化为机械能，通过旋转来实现力的传递和工作的执行。

3. 气压控制元件：气压控制元件主要由气动阀和气缸等组成。

气动阀用于控制气压系统的压力、流量和方向等参数，实现对气压系统的控制。

气缸则用于实现对气压执行元件的控制，以实现工作的执行。

液压与气压传动(第4版)第三章液压执行元件⏹第一节液压马达⏹第二节液压缸第一节液压马达液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。

液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。

一液压马达的特点及分类从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。

因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。

但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。

首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。

因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。

由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。

液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。

按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。

额定转速高于500r ／min 的属于高速液压马达，额定转速低于500r ／min 的属于低速液压马达。

高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。

它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。

通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十N ·m 到几百N ·m)所以又称为高速小转矩液压马达。

低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千N ·m 到几万N ·m)，所以又称为低速大转矩液压马达。