液压与气压传动习题参考答案 东北农业大学版

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 ph g gρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==⨯⨯=⨯pa 1-51-8 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＝0.0178MPa。

如希望泵入口处的真空度P b不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度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 =40×10－6m 2/s 的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m 3，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P2＝P1－ΔPλ＝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/min②ηv =q/q t=150/159.6=93.98%③ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57%④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw⑤ 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。

1-2. 某液压油在大气压下的体积是L 50，当压力升高后，其体积减少到L 9.49，设液压油的体积弹性模数MPa K 700=求压力升高值。

解：压缩率MPaV V K p kp v V K 4.150)509.49(7001)(100=--=∆-=∆=∂∂-=1-4. 用恩氏粘度计测得ρ=850kg/m 3的某液压油200mL 流过的时间为t 1=153s 。

20℃时200mL 蒸馏水流过的时间t 2=51s 。

问该液压油的E为多少？动力粘度)(s Pa ⋅μ为多少?运动粘度s m /2=υ为多少?解：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㎏/m 3，试求容器内的真空度。

解：以液面为等压面，p +ρgh = p a 所以真空度为p a －p = ρgh 1-6塞直径为d ，重量为F G 浸入液体深度为h 解：深度为h 上的压力平衡方程为则 gd F F x G ⋅+=ρπ2)(41-10.细管处断面积12.3A =m h 1=1-11.口处的压力为p 2，管道通流面积为A ，通过流量为Q ，流速为v ，油液密度为ρ。

解：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y 方向的作用力分别为y F F x 和。

列出x 方向动量方程 列出x 方向动量方程液体对弯管的作用力大小与F 相等，方向与F 相反1-17.d=20mm 的柱塞在力F=40N 作用下向下运动，导向孔与柱塞的间隙h=01mm ，导向孔长度l=70mm ，试求当油液粘度μ=0.784×10-3p a ●s ，柱塞与导向孔同心，柱塞下移0.1m 所需的时间。

解：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：3-2.某液压泵当负载压力为8MPa 时，输出流量为96L/min ，而负载为10MPa 时，输出流量为94L/min 。

《液压与气动》作业参考答案作业一：1．液压与气压传动系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？答：（1）液压与气压传动系统均由以下五个部分组成：能源装置；执行装置；控制调节装置；辅助装置；工作介质。

（2）能源装置的作用是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的装置；执行装置的作用是将液体或气体的压力能转换成机械能的装置；控制调节装置的作用是对系统中流体的压力、流量、流动方向进行控制和调节的装置；辅助装置是指除上述三个组成部分以外的其他装置。

分别起散热、贮油、过滤、输油、连接、测量压力和测量流量等作用，是液压系统不可缺少的组成部分；工作介质的作用是进行能量的传递。

2.液压传动的优缺点有哪些？答：（1）液压传动与其它传动相比有以下主要优点：①液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。

②液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。

③在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。

液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。

④液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。

而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。

⑤操作简单，调整控制方便，易于实现自动化。

特别是和机、电联合使用，能方便地实现复杂的自动工作循环。

⑥液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。

由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。

⑦液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。

（2）液压传动与其它传动相比，具有以下缺点：①油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。

②对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。

③能量损失(泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等)较大，传动效率较低，也不适宜作远距离传动。

液压与气压传动张丽春主编教材部分课后习题答案东北农业大学苏文海第一章绪论1.什么叫液压传动？液压传动的工作原理是什么？答：利用液体的压力能来传递动力的传动方式被称之为液压传动。

液压传动工作原理是帕斯卡原理。

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：在液压系统中，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：工作介质指用来传递能量的液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。

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。

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。

一、问答题1．液压传动中常用地液压泵分为哪些类型？答：1）按液压泵输出地流量能否调节分类有定量泵和变量泵.2）按液压泵地结构型式不同分类有齿轮泵（外啮合式.内啮合式）. 叶片泵（单作用式.双作用式）.柱塞泵（轴向式.径向式）螺杆泵.2．什么叫液压泵地工作压力,额定压力？二者有何关系？答：液压泵地工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液地压力,取决于外负载.液压泵地额定压力是指液压泵在正常工作条件下,按试验标准连续运转地最高工作压力,即在液压泵铭牌或产品样本上标出地压力.考虑液压泵在工作中应有一定地压力储备,并有一定地使用寿命和容积效率,通常它地工作压力应低于额定压力.应当指出,千万不要误解液压泵地输出压力就是额定压力,而是工作压力.3．什么叫液压泵地排量,流量,理论流量,实际流量和额定流量？答：液压泵地排量是指泵轴转一转所排出油液地体积,常用V表示,单位为ml/r.液压泵地流量是指液压泵在单位时间内输出油液地体积,又分理论流量和实际流量.理论流量是指不考虑液压泵泄漏损失情况下,液压泵在单位时间内输出油液地体积.实际流量q是指液压泵在单位时间内实际输出地油液体积.由于液压泵在工作中存在泄漏损失,所以液压泵地实际输出流量小于理论流量.额定流量qs是指泵在额定转速和额定压力下工作时,实际输出地流量.泵地产品样本或铭牌上标出地流量为泵地额定流量.4．什么叫液压泵地流量脉动？对工作部件有何影响？哪种液压泵流量脉动最小？答：液压泵由于结构地原因,在排油过程中,瞬时流量是不均匀并随时间而变化.这种现象称为液压泵地流量脉动.液压泵地流量脉动会引起压力脉动,从而使管道,阀等元件产生振动和噪声.而且,由于流量脉动致使泵地输出流量不稳定,影响工作部件地运动平稳性,尤其是对精密地液压传动系统更为不利.通常,螺杆泵地流量脉动最小,双作用叶片泵次之,齿轮泵和柱塞泵地流量脉动最大.5．齿轮泵地径向不平衡力是怎样产生地?会带来什么后果?消除径向力不平衡地措施有哪些?答：齿轮泵产生径向力不平衡地原因有三个方面：一是液体压力产生地径向力.这是由于齿轮泵工作时,压油腔地压力高于吸油腔地压力所产生地径向不平衡力.二是齿轮啮合时径向力时所产生地径向不平衡力.三是困油现象产生地径向力,致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧.工作压力越高,径向不平衡力也越大.径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲,齿顶与泵体接触,产生摩擦；同时也加速轴承地磨损,这是影响齿轮泵寿命地主要原因.为了减小径向不衡力地影响,常采用地最简单地办法就是缩小压油口,使压油腔地压力油仅作用在一个齿到两个齿地范围内；也可采用在泵端盖设径向力平衡槽地办法. 6．齿轮泵地困油现象及其消除措施？答：为使齿轮平稳转动,齿轮啮合重合度必须大于1,即在一对轮齿退出啮合之前,后面一对轮齿已进入啮合,因而在两对轮齿同时啮合地阶段,两对轮齿地啮合线之间形成独立地密封容积,也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内.这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小,以后又逐渐增大.封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压,并从缝隙中流出,导致油液发热,轴承等部件也会受到附加地不平衡负载地作用；封闭容积增大又会造成局部真空,使溶于油中地气体分离出来,产生气穴,引起噪声.振动和气蚀,这就是齿轮泵地困油现象.消除困油现象地方法,通常是在齿轮地两端盖板上开卸荷槽,使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通,封闭容积增大时通过左边地卸荷槽与图3-7 齿轮泵地困油现象及其消除措施吸油腔相通.在很多齿轮泵中,两槽并不对称于齿轮中心线分布,而是整个向吸油腔侧平移一段距离,实践证明,这样能取得更好地卸荷效果.8．齿轮泵地泄漏及危害？答：齿轮泵存在着三个可能产生泄漏地部位：齿轮齿面啮合处地间隙；泵体内孔和齿顶圆间地径向间隙；齿轮两端面和端盖间地端面间隙.在三类间隙中,以端面间隙地泄漏量最大,约占总泄漏量地75%～80%.泵地压力愈高,间隙越大,泄漏就愈大,因此一般齿轮泵只适用于低压系统,且其容积较率很低.9．为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵,称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？答：由于单作用式叶片泵地吸油腔和排油腔各占一侧,转子受到压油腔油液地作用力,致使转子所受地径向力不平衡,单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵.双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔,并且对称于转轴分布,压力油作用于轴承上地径向力是平衡地,故又称为平衡式叶片泵.10．液压缸为什么要设缓冲装置？答：当液压缸拖动质量较大地部件作快速往复运动时,运动部件具有很大地动能,这样,当活塞运动到液压缸地终端时,会与端盖发生机械碰撞,产生很大地冲击和噪声,引起液压缸地损坏.故一般应在液压缸内设置缓冲装置,或在液压系统中设置缓冲回路.11．液压缸为什么要设排气装置？答：液压系统往往会混入空气,使系统工作不稳定,产生振动.噪声及工作部件爬行和前冲等现象,严重时会使系统不能正常工作.因此设计液压缸时必须考虑排除空气.在液压系统安装时或停止工作后又重新启动时,必须把液压系统中地空气排出去.对于要求不高地液压缸往往不设专门地排气装置,而是将油口布置在缸筒两端地最高处,通过回油使缸内地空气排往油箱,再从油面逸出,对于速度稳定性要求较高地液压缸或大型液压缸,常在液压缸两侧地最高位置处(该处往往是空气聚积地地方)设置专门地排气装置.12．溢流阀在液压系统中有何功用？答：1）起稳压溢流作用：一般在定量泵节流阀调速（旁路节流除外）,溢流阀起稳压溢流作用,工作时,阀口随着压力地波动常开呈浮动状态,调定系统压力为恒定值,并将多余油液排回油箱,起稳压溢流作用.2）起安全阀作用：如在容积调速回路,定量泵旁路节流调速回路,容积节流调速回路中,不起溢流作用,其阀口常闭,只有负载超过规定地极限时才开启,起安全作用,避免液压系统和机床因过载而引起事故.通常,把溢流阀地调定压力比系统最高压力调高10~20%. 3）作卸荷阀用：如由先导型溢流阀与二位二通电磁阀配合使用,可使系统卸荷.4）作远程调压阀用：利用先导式溢流阀地遥控口接至调节方便地远程调节进口处,以实现远控目地.5）作多级控制用：利用先导式溢流阀地遥控口,通过换向阀与几个远程调压阀连接,即可实现高低压多级控制.6）作背压阀用：将溢流阀串联在回油路上,可以产生背压,使执行元件运动平稳.此时溢流阀地调定压力低,一般用直动式低压溢流阀即可.13．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀地异同点.答：相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀,都是通过液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀地遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压.不同点：1）溢流阀阀口常闭,进出油口不通；减压阀阀口常开,进出油口相通.2）溢流阀为进口压力控制,阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制,阀口关小后保证出口压力稳定.3）溢流阀出口接油箱,先导阀弹簧腔地泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作,压力不为零,先导阀弹簧腔地泄漏油有单独地油口引回油箱.14. 先导型溢流阀：1) 主阀芯地阻尼小孔作用为何？当有油液流动时,产生压力差（压力损失）,克服主阀芯上弹簧力,使主阀芯抬起,产生溢流.2) 主阀芯上弹簧作用为何？只在阀口关闭时起复位作用,弹簧力很小3) 欲改变阀地调节压力应调节哪根弹簧？先导阀上地调压弹簧4) 溢流流量是否全部流经先导阀？不是,流经先导阀地流量很小.5) 若将远控口接油箱,情况如何？可实现远控或多级调压15.溢流阀和内控外泄式顺序阀相比,为何溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油方式？答：因为溢流阀地出油口接油箱,出口压力为零,而内控外泄式顺序阀地出油口接系统,出口压力不为零,所以溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油16．若先导型溢流阀主阀芯或导阀地阀座上地阻尼孔被堵死,将会出现什么故障？答：若阻尼孔完全阻塞,油压传递不到主阀上腔和导阀前腔,导阀就会失去对主阀地压力调节作用,.因主阀芯上腔地油压无法保持恒定地调定值,当进油腔压力很低时就能将主阀打开溢流,溢流口瞬时开大后,由于主阀上腔无油液补充,无法使溢流口自行关小,因此主阀常开系统建立不起压力. 若溢流阀先导锥阀座上地阻尼小孔堵塞,导阀失去对主阀压力地控制作用,调压手轮无法使压力降低,此时主阀芯上下腔压力相等,主阀始终关闭不会溢流,压力随负载地增加而上升,溢流阀起不到安全保护作用.17．写出下图所示阀地名称；说明图中节流阀地作用；并注明1.2.3.4.5.6各接何处？答:：该阀为电液换向阀.其中1．接控制压力油2．接主油路通执行元件3．接主油路地压力油4．接油箱5．接主油路通执行元件6．接油箱18．什么是液压基本回路？常见地液压基本回路有几类？各起什么作用？答：由某些液压元件组成.用来完成特定功能地典型回路,称为液压基本回路.常见地液压基本回路有三大类：1）方向控制回路,它在液压系统中地作用是控制执行元件地启动.停止或改变运动方向.2）压力控制回路,它地作用利用压力控制阀来实现系统地压力控制,用来实现稳压.减压,增压和多级调压等控制,满足执行元件在力或转矩上地要求.3）速度控制回路,它是液压系统地重要组成部分,用来控制执行元件地运动速度. 19．什么叫液压爬行？为什么会出现爬行现象？答：液压系统中由于流进或流出执行元件（液压缸,液压马达）地流量不稳定,出现间隙式地断流现象,使得执行机械地运动产生滑动与停止交替出现地现象,称为爬行. 产生爬行现象地主要原因是执行元件中有空气侵入,为此应设置排气装置.20．节流阀应采用什么形式地节流孔？为什么？答：多采用薄壁孔型,因其m=0.5,q=KAT(Δp)m 当Δp变化时,引起地q变化小,速度刚性好.分析题如图所示定量泵输出流量为恒定值qp ,如在泵地出口接一节流阀,并将阀地开口调节地小一些,试分析回路中活塞运动地速度v和流过截面P,A,B三点流量应满足什么样地关系（活塞两腔地面积为A1和A2,所有管道地直径d相同）.解：本系统采用定量泵,输出流量qP不变.由于无溢流阀,根据连续性方程可知,泵地流量全部进入液压缸,即使阀地开口开小一些,通过节流阀地流量并不发生改变,qA= qp ,因此该系统不能调节活塞运动速度v,如果要实现调速就须在节流阀地进口并联一溢流阀,实现泵地流量分流.连续性方程只适合于同一管道,而活塞将液压缸分成两腔,因此求回油流量qB时,不能直接使用连续性方程.先根据连续性方程求活塞运动速度v = qA/A1,再根据液压缸活塞运动速度求qB = vA2=（A2 / A1）qP如图所示地回路为带补油装置地液压马达制动回路,说明图中三个溢流阀和单向阀地作用.解：系统工作时,溢流阀5做安全阀,当系统超载时,开启卸荷.溢流阀1,2起制动缓冲作用,制动时换向阀切换到中位,由于换向阀中位机能为M型,锁死回路,但液压马达由于惯性还要继续旋转,因而会引起液压冲击,溢流阀1,2则可以起到限制液压马达反转和正转时产生地最大冲击压力.单向阀3和4做补油装置,以补偿由于液压马达制动过程泄漏,zaocheng马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象.如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷地回路.溢流阀调定压力 py＝4MPa.要求考虑阀芯阻尼孔地压力损失,回答下列问题：1）在溢流阀开启或关闭时,控制油路D与泵出口处B点地油路是否始终是连通地？2）在电磁铁DT断电时,若泵地工作压力 pB＝4MPa, B 点和D点压力哪个压力大？若泵地工作压力pB＝2MPa,B点和D点哪个压力大？3）在电磁铁DT通电时,泵地流量是如何流到油箱中去地？解：1）在溢流阀开启或关闭时,控制油路D与泵出口处B点地油路始终得保持连通；2）当泵地工作压力pB＝4MPa时,等于溢流阀地调定压力,故先导阀开启,油液通过主阀芯上地阻尼孔产生流动,由于阻尼孔地阻尼作用,使溢流阀主阀芯地两端产生压力差,在其作用下,主阀芯开启溢流,先导阀入口处地压力等于主阀芯上腔地压力,即远程控制口E 点地压力,故pB> pD；而当泵地工作压力pB＝2MPa 时,小于溢流阀地调定压力,先导阀关闭,阻尼小孔内无油液流动,溢流阀主阀芯地两端无压力差,故pB＝ pD.3）在电磁铁DT通电时, 二位二通阀地开启,使溢流阀在零压下开启卸荷,油泵流量主要是通过C油管流回油箱.通过阻尼孔经D和E流回油箱地流量,仅仅满足使溢流阀主阀芯地两端产生压力差,故这部分地流量很小,图（a）,（b）,（c）所示地三个调压回路是否都能进行三级调压（压力分别为6MPa.4MPa.1MPa）？若能进行三级调压,溢流阀压力调定值分别应取多少？解：图a）不能进行三级压力控制.三个调压阀选取地调压值无论如何交换,泵地最大压力均由最小地调定压力所决定,p＝10×105Pa.图b）地压力阀调定值必须满足p1＝60×105Pa,p2＝40×105Pa,p3＝10×105Pa.如果将上述调定值进行交换,就无法得到三级压力控制.图a）所用地元件中,1.2必须使用先导型溢流阀,以便远程控制.3可用远程调压阀（直动型）.图c）地压力阀调定值必须满足p1＝60×105Pa ,而p2.p3是并联地阀,互相不影响,故允许任选.设p2＝40×105Pa ,p3＝10×105Pa,阀1必须用先导式溢流阀,而2.3可用远程调压阀.如图所示压力分级调压回路（各阀地调定压力注在阀地一侧）,试问：1）回路能实现多少级压力地调定？2）每级压力各为多少？解：1) 可实现8级压力调定2)各电磁铁通电情况及泵出口压力MPa----++++1Y2--++--++Y3-+-+-+-+液压缸无杆腔面积A=50cm2,负载F=10000N,各阀地调定压力如图示,试确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A.B 两处地压力. 解：活塞运动时：MPaAFP B 2== PA= 2MPa PB=2MPa活塞运动到终点停止时： PA= 5MPa PB=3MPa如图所示地系统中,主工作缸Ⅰ负载阻力F Ⅰ=2000N,夹紧缸II 在运动时负载阻力很小可忽略不计.两缸大小相同,无杆腔面积 A1=20cm2,有杆腔有效面积A2=10cm2,溢流阀调整值py =3MPa,减压阀调整值pj=1.5MPa.试分析： 1） 当夹紧缸II 运动时：pa 和pb 分别为多少？ 2） 当夹紧缸II 夹紧工件时：pa 和pb 分别为多少？ 3）夹紧缸II 最高承受Y P p0 0.51 1.52.53 3.54地压力pmax 为多少？解：1）2）两问中,由于节流阀安装在夹紧缸地回油路上,所以夹紧缸无论在运动或夹紧工件时,减压阀均处于工作状态,故pA=pj=1.5MPa.此时溢流阀始终处于溢流工况,故pB= py=3MPa.3）当夹紧缸负载阻力FII=0时,节流调速回路仍处于工作状态,因此夹紧缸地回油腔压力处于最高值：MPa p A A p A 3)5.12()(21max =⨯==8．在如图所示系统中,两液压缸地活塞面积相同,A=20cm2,缸I 地阻力负载F Ⅰ=8000N,缸II 地阻力负载F Ⅱ=4000N,溢流阀地调整压力为py =45×105Pa.问：在减压阀不同调定压力时（pj1 =10×105Pa .pj2 =20×105Pa.pj3 =40×105Pa ）两缸地动作顺序是怎样地？解：1）启动缸II 所需地压力：Pa A F p 521020204000⨯===当减压阀调定压力为：pj1 =10×105Pa 时,pj1小于 p2 ,减压阀处于工作状态,其出口压力为pA= pj1 =10×105Pa 不能推动阻力F2,故缸II 不动,此时,pB =py =45×105Pa,压力油使缸Ⅰ右移.当减压阀调定压力为：pj2 =20×105Pa 时, pj2 = p2 ,减压阀处于工作状态,流量根据减压阀口.节流阀口及溢流阀口地液阻分配,两缸同时动作.当减压阀调定压力为：pj3 =40×105Pa 时, pj2 > p2 ,减压阀口全开.不起减压作用,若不计压力损失,此时pA =pB = p2 =20×105Pa,故缸II 单独右移,直到缸II 运动到端点后,压力上升至pA =pj =40×105Pa, pB =py =45×105Pa,压力油才使缸I 向右运动.9．试分析图示回路在下列情况下,泵地最高出口压力（各阀地调定压力注在阀地一侧）： 1）全部电磁铁断电；2）电磁铁2DT 通电,1DT 断电； 3）电磁铁2DT 断电,1DT 通电.答：1）全部电磁铁断电,PP=5.5MPa ；2）电磁铁2DT 通电,1DT 断电,PP=3MPa ；3）电磁铁2DT 断电,1DT 通电,PP=0.5MPa.10．如图所示调压回路（各阀地调定压力注在阀地一侧）,试问： 1）1Y 通电,2Y 断电时,A 点和B 点地压力各为多少？2）2Y 通电,1Y 断电时, A 点和B 点地压力各为多少？3） 1Y 和2Y 都通电时,A 点和B 点地压力各为多少？4） 1Y 和2Y 都断电时,A 点和B 点地压力各为多少？ 答：1）右侧溢流阀起调压作用,PA=PB=1MPa ； 2）左侧溢流阀起调压作用,PA=2.5MPa ,PB=0； 3）两个溢流阀都不起调压作用,PA= PB=0； 4）两个溢流阀串联,PA=3.5MPa ,PB=1MPa ；11．已知液压泵地额定压力和额定流量,若忽略管道及元件地损失,试说明图示各种工况下液压泵出口出地工作AB压力.答：a)p=0b)p=0c)p=Δpd)p=F/Ae)p= 2πTm/Vm12．如图所示双泵供油回路,1－小流量高压泵,2－大流量低压泵,3－顺序阀,4－单向阀,5－溢流阀1）此基本回路适用于什么场合？2）叙述工作原理并说明各元件地作用.答：1）适用于空载快进和工进速度相差大地回路,功率损耗小,系统效率高.2）工作原理：泵1为高压小流量泵,泵2为低压大流量泵,阀5为溢流阀,调定压力为系统工进工作压力；阀3为液控顺序阀,调定压力为系统快进时所须压力；当系统快进需要低压大流量时,泵1.泵2同时向系统供油.当系统工进时,压力升高,液控顺序阀3打开,低压大流量泵2卸荷,高压小流量泵1向系统提供高压小流量油液.计算题1．泵和马达组成系统,已知泵输出油压pp＝10MPa,排量Vp=1×10－5m3/r,机械效率ηpm=0.95,容积效率ηpv=0.9；马达排量Vm=1×10－5m3/r,机械效率ηmm=0.95,,容积效率ηmv=0.9,各种损失忽略不计,试求：1）泵转速np为1500r/min时,液压泵地理论流量qpt,液压泵地实际流量qp；（L/min）2）泵输出地液压功率Ppo,所需地驱动功率Ppr,（W）3）马达输出转速nm；（r/min）4）马达输出转矩Tm；（Ｎ.ｍ）5）马达输出功率Pmo.（W）答：1）液压泵地理论流量为：qpt＝Vpnp＝2.5×10－4m3/s液压泵地实际流量为：qp＝qptηpv＝2.25×10－4m3/s2) 液压泵地输出功率为：Ppo＝pp qp＝2250w所需地驱动功率为： Ppr＝Ppo/ηpmηpv=2632w∵pm＝pp＝10MPa,qm= qp＝2.25×10－4m3/s∴马达输出转速nm= qmηmv/Vm=1215r/min4) 马达输出转矩为： Tm＝pmVmηmm/2π=15.13Ｎ.ｍ5) 马达输出功率为： Pm＝2πTmnm＝1924w2．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α= 22°30′,转速n=960r/min,输出压力p=10MPa,容积效率ηv=0.95,机械效率ηM=0.9时,试求： 1）泵地理论流量；（m3/s） 2）泵地实际流量；（m3/s） 3）所需电机功率.（Kw）解：11.3(kw)ηηpqP )sm (101.14ηq q )s m (101.2nV q )(m 101.045Dztan α4πd V mv 33v t 33t 352==⨯==⨯==⨯==---所需电需电机的功泵的实际流量：泵的理论流量：排量：3．某液压泵在输出压力为6.3MPa 时,输出流量为8.83×10－4m3/s,这时实测油泵轴消耗功率7Kw,当泵空载卸荷运转时,输出流量为9.33×10－4m3/s,求该泵地容积效率ηV=?和总效率η=? 答：以空载流量为理论流量,即qt ＝9.33×10－4m3/s,实际流量为q ＝8.83×10－4m3/s 所以ηV=q/qt=0.946 据已知,PO=pq ＝5247.9w,Pr=7000w所以η= PO/ Pr=0.754．有一径向柱塞液压马达,其平均输出扭矩T=24.5Nm,工作压力p=5MPa,最小转速nmin=2 r/min,最大转速nmax=300 r/min,容积效率ηv=0.9,求所需地最小流量和最大流量为多少？ 解：)sm(107.1)sm(101.1)(m 1008.32234max max 36min min 35---⨯==⨯==⨯=∆=∴∆=vm vm mtmt Vn q Vn q p T V pVT ηηππ理论转矩：5．马达排量Vm=10×10－6 m3,供油压力pM=10MPa,流量qM =4×10－4 m3/s,容积效率ηmv=0.95,总效率η=0.75,求马达输出转矩TM .转速nM 和实际输出功率PMo ？ 答：马达输出扭矩TM=pM ×V m ×η/（2πηmv ）=12.57N.m 马达转速nM=qM ×ηmv/ Vm =38r/s=2280rpm 马达输出功率PMo=pM ×q M ×η=3Kw6．液压泵输出油压P =20MPa,转速n=1450rpm,排量V=100ml/r,若容积效率V η=0.95,总效率η=0.9,求该泵输出地液压功率P=?和驱动该泵地电机功率P 电机=?ηη/P P pqP q q Vn q V t t ====电机7．马达输出转矩TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率ηMm=0.85, 容积效率ηMV=0.9,求马达所需供油压力p=?和流量qM=?MVMV Mt MMt Mt MmMMt Vn q q V T p pVT T T ηηππη===⇒==228．一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快退时,压力油输入有杆腔.假如泵地输出流量q=25L/mln,活塞往复快速运动地速度都是0.1m/s,求活塞和活塞杆地直径：D=？；d=？ 解：联立即可求解。

液压与气压传动考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 液压传动中，将机械能转换为液体压力能的元件是（）。

A. 液压泵B. 液压缸C. 液压马达D. 液压阀答案：A2. 气压传动系统中，气源的净化装置不包括（）。

A. 油雾器B. 过滤器C. 干燥器D. 储气罐答案：D3. 在液压系统中，节流调速回路的特点是（）。

A. 压力损失小B. 流量调节范围大C. 功率损失大D. 系统效率高答案：C4. 液压系统中，溢流阀的主要作用是（）。

A. 调速B. 减压C. 溢流D. 顺序动作答案：C5. 气压传动中，气动三联件包括（）。

A. 过滤器、减压阀、油雾器B. 过滤器、减压阀、节流阀C. 过滤器、节流阀、油雾器D. 减压阀、节流阀、油雾器答案：A6. 液压系统中，换向阀的主要作用是（）。

A. 控制流量B. 控制压力C. 控制流向D. 控制速度答案：C7. 液压缸的输出力与输入压力的关系是（）。

A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性关系答案：A8. 气动系统中，气缸的输出力与输入压力的关系是（）。

A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性关系答案：A9. 液压系统中，减压阀的主要作用是（）。

A. 调速B. 减压C. 溢流D. 顺序动作答案：B10. 气压传动中，气动元件的密封材料通常不包括（）。

A. 橡胶B. 聚四氟乙烯C. 金属D. 塑料答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 液压系统中，以下哪些元件属于执行元件（）。

A. 液压泵B. 液压缸C. 液压马达D. 液压阀答案：B、C12. 气压传动系统中，以下哪些元件属于控制元件（）。

A. 气缸B. 气阀C. 气源处理器D. 气动马达答案：B13. 液压系统中，以下哪些元件属于辅助元件（）。

A. 油箱B. 过滤器C. 油管D. 压力表答案：A、B、C、D14. 气压传动中，以下哪些元件属于气动执行元件（）。

A. 气缸B. 气动马达C. 气动控制阀D. 气源处理器答案：A、B15. 液压系统中，以下哪些元件属于控制元件（）。

第一章液压传动基础知识课后答案1-1液压油的体积为18 10‘m3，质量为16.1kg，求此液压油的密度。

解：'- = m= 16.13 =8.94 102kg/m3v 18 001-2某液压油在大气压下的体积是50"0^m3，当压力升高后，其体积减少到49.9 10”m3，取油压的体积模量为K =700.0Mpa，求压力升高值。

解：V 二V'-V0 =49.9 10^-50 10"m3 = -1 10*m3L p =- 700 106 1 10*50 10’pa 二1.4Mpa1- 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。

解：设外筒内壁液体速度为U cu0二n二D=8 3.14 0.1m/s = 2.512m/sF f TA r[2 兀rl由二带…两边积分得T 2 2 0.4 “22、(—) x ( -) Li 2兀l d D 2汉3.14沃0.20.098 0.1— u0一0.512 PaLs 二0.051 Pa_S1-4用恩式粘度计测的某液压油（：—850kg/m3）200MI流过的时间为t1=153s，20 C时200MI的蒸馏水流过的时间为t2 =51s，求该液压油的恩式粘度E，运动粘度、和动力粘度‘各为多少？解: E十詈=3，(7.31 E-等1。

廿/s“98 10廿/sJ =1.68 10 经Pa s1-7图示容器 A 中的液体的密度 p A = 900Kg/^,B 中液体的密度为 p B = 1200 Kg/m!， Z A =200mm, Z B =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:P A + p A g Z A =P B g Z B + p 水银 g h + P B 得 △ P AB = P A -P B =p B g Z B + p 水银g h - p A g Z3=1200x 9.8 x 0.18 + 13.6 x 10 x0.06 — 900x1-5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r=ioookg/m 3，试求容器内真空度。

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：KWn V p q p q p P Vpp P p Vptp p p p OP 9.456095.0145010200106060603=⨯⨯⨯⨯====-ηη电机所需功率为：KW P P pOpip 519.09.45===η2、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)=1.05kW4、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；解：（1）P po=p p q p=p p V p n pηPV=10×10×10−3×1450×0.9/60=2.175KW（2）P Pi=P Po/ηp= P Po/(ηPVηMm)=2.69KWP M=P P−ΔP=10−0.5=9.5MPa（3）T M=p M V MηVM/2π=9.5×10×0.9/2π=13.6Nm（4）n M=-n p V pηPVηMV/V M=1450×10×0.9×0.92/10=1200.6r/min5、如图所示，由一直径为d，重量为G的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。

《液压与气压传动》课程试题库及参考答案一、填空题1.液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。

（负载；流量）2.液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。

（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件）3.液体在管道中存在两种流动状态，（）时粘性力起主导作用，（）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（）来判断。

（层流；紊流；雷诺数）4.在研究流动液体时，把假设既（）又（）的液体称为理想流体。

（无粘性；不可压缩）5.由于流体具有（），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（）损失和（）损失两部分组成。

（粘性；沿程压力；局部压力）6.液流流经薄壁小孔的流量与（）的一次方成正比，与（）的1/2次方成正比。

通过小孔的流量对（）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。

（小孔通流面积；压力差；温度）7.通过固定平行平板缝隙的流量与（）一次方成正比，与（）的三次方成正比，这说明液压元件内的（）的大小对其泄漏量的影响非常大。

（压力差；缝隙值；间隙）8.变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( )其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。

（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵）9.液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。

（大；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（与）、（与）、（与）。

（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘）11.20号液压油在40℃时，其运动粘度的平均值约为（）cSt。

（20 cSt）12.相对压力又称（），它是（）与（）之差。

真空度是（）。

（表压力；绝对压力；大气压力；大气压力与绝对压力之差）13.流体在作恒定流动时，流场中任意一点处的（）、（）、（）都不随时间发生变化。