液压气动技术课程作业解答(三)

液压气动技术作业1（参考答案）第1章一、填空题 1．液压传动系统和气压传动系统主要由________元件、________元件、________元件和辅助元件组成。

动力、执行 、控制2．液压系统中的压力取决于________，而输入的流量决定执行元件的____________，压力与流量的乘积就是液压系统的________。

负载 速度、功率二、判断题1．液压传动不易获得很大的力和转矩。

（ ）×2．气压传动传动平稳，可以传递很大的力和转矩。

（ ）×三、单选题1．液压系统的工作压力取决于______。

CA ．泵的额定压力 B. 溢流阀的调定压力 C ．负载第2章一、填空题1．动力粘度是液体在单位速度梯度下流动时，液体层间单位面积上的_________；而运动粘度是液体的动力粘度与同温度下液体的_________之比。

内摩擦力 密度2．gh p p ρ+=0是液体_________基本方程，当p 0为大气压时，gh ρ称为 __________压力，p称为 __________压力。

静力学 液体自重 静止液体任一点3．液体的流动状态有两种即： __________和__________。

层流 紊流4．实验证明，液体在管中的流动状态不仅与管内液体的__________有关，还与管道__________及液体的__________粘度有关，而以上述三个因数所组成的一个无量纲数就是雷诺数。

平均流速 直径运动5．液体在管道中流动时的压力损失可分为________压力损失和________压力损失两种。

局部沿程6．缝隙流动有两种情况：一种是内缝隙两端的压差引起的流动，为________；另一种是形成缝隙的两壁面作相对运动所产生的流动，为________。

压差流剪切流二、判断题1．液体的体积模量越大，表明该液体抗压缩的能力越强。

（）√2．静止液体不呈粘性，液体只有在流动或具有流动趋势时才显示粘性。

液压与气动技术(第三版)部分习题参考答案第2章 液压传动基础2-7 解： st t t E t 51121==︒ 2.351.45123040>==︒E EE ︒-︒=46.7ν）（）（s mm s mm 2232389.33887.0276.3451.4451.46.7≈=-=-⨯=)(10390010389.33236s P mkg v a ⋅⨯=⨯⨯==--ρμ2-8 解：机械（杠杆）增力75025⋅=⋅'F F )(6)(600025750KN N FF ==='液压增力2244d F D Gππ'=)(04.41613342222KN F d D G =⨯='⋅=2-9 解：取等压面M-M21gh p gh p a s a ρρ+=+)m kg 800( 10175603321=⨯⨯==h h sρρ2-10 解：（1）取等压面M-M由于不计油液重量，不计大气压力（管内相对压力为1个标准大气压）则U 形管左边 ， 右边A M p p =左gh p g M ρ=右即 ghp A ρ=)(760)(76.08.9106.1310101325.036mm m g p h g A g ==⨯⨯⨯==ρ（2）管内压力为1个工程大气压（）a MP 0981.0)(1110)(1.118.9900100981.06cm m g p h y a y ==⨯⨯==ρ2-11 解：（a ）)(3.6)(103.61.0410546242MPa P d Fp a =⨯=⨯⨯==ππ (b))(3.642MPa d Fp ==π2-12 解： v d Av q V 24π==)(85.025*********1062526242s m A q v v =⨯⨯=⨯⨯⨯==-ππwp v g h p v g h p ∆+++=++22222211112121ραρραρ式中， ， ，=H ，代入上式，整理可得a p p =101=h 01=v 2h 2222222v d l v gH p p a ρλραρ⋅++=-=2300， 层流，el e R vdR <=⨯⨯⨯==--5.10621020102585.063ν2=α 0705.075==eR λ=4545(Pa) 2p p a -285.090010254.00705.0285.029004.08.9900232⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=-第3章 液压动力元件3-6 已知：p =10MPa ，n =1450r/min ，V =200mL/r ，，95.0=V η9.0=η求：， 0=P ?=i P 解：（1）求液压泵的输出功率液压泵的实际流量)min(5.27595.01450102003LVn q q v v vt v =⨯⨯⨯===-ηη液压泵的输出功率)(92.45)(1092.451065.27510103460kW W pq P v =⨯=⨯⨯⨯==（2）求电机的驱动功率)(519.092.450kW P P i ===η3-7 已知：m =3mm ，z =15，b =25mm ， n=1450r/min ，min/25L q v =求：， ?=V ?=V η解：)(48.22102531566.666.6322rmL b zm V =⨯⨯⨯⨯==-)min(59.3214501048.223LVn q vt =⨯⨯==- （可见齿轮泵容积效率较低）7671.059.3225===vt v v q q η3-8 已知：转子外径d =83mm ，定子内径D =89mm ，叶片宽度b =30mm求：（1）当时，； （2）r mL V 16=?=e ?max =V 解：（1）beDV π2=)(954.0)(0954.010893014.321622mm cm bD V e ==⨯⨯⨯⨯==-π（2）)(32mm dD e =-=)(30.501086330223max rmL beD V =⨯⨯⨯⨯==-ππ3-9 已知：，d =15mm ，D =116mm ，z =7，，n =980r/min ，︒=18γ95.0==m V ηη p =32MPa求： ，， ， ?max =V ?=vt q ?=V q ?=i P解：zr D d V ⋅=tan 42max π)(60.46718tan 1161542r mL =⨯︒⨯⨯⨯=π)min(67.4598060.46LVn q vt =⨯== )min.(38.4395.067.45L q q v vt v =⨯=⋅=ηmv vi pq P P ηηη==)(6.25)(2563595.095.0)106/(1038.433246kW W ==⨯⨯⨯⨯=第4章 液压执行元件4-4 已知：p =3.5MPa ， D =0.09m ， d =0.04m ， v =0.0152m/s求：F =？，?=V q 解：)(86.17)(178585.3)(422kN N d D F ==⨯-=π)(40152.022d D vA q v -⨯==π=7.76×10-5m 3/s = 4.6L/min 4-6 已知：, min /30L q V =MPap 4= 求：（1）若v 2 =v 3 = 4m/min ，D =？，d =?(2) F =? 解： D =1.414d324v d q v ⋅=π34v q d v π=)(78)(108.760/614.3)106/(30424mm m d =⨯=⨯⨯⨯=-查表4-4，取d =80mm)(14.1132mm d D ==查表4-5，取D =110mm)(38)(37994411044221kN N p D F ==⨯⨯==ππ)(18)(178984)80110(4)(422222kN N p d D F ==⨯-=-=ππ)(20)(20096423KN N p d F ===π4-7 已知：单杆缸， D =125mm ，d =90mm ， ，，min /40L q v =a MP p 5.21=02=p 求：（1）无杆腔进油，v 1，F 1=?（2）有杆腔进油，v 2，F 2=?（3）差动连接，v 3，F 3=？解：（1）无杆腔进油)(66.30)(30665.212544212111kN N p D A p F ==⨯⨯===ππ(2)有杆腔进油 5.210)90125(4)(422122212⨯⨯-⨯=⋅-==ππp d D A p F =14768N=14.77(kN)min)/(77.6)/(1128.0)(42221m s m d D q A q v vv ==-==π (3)差动连接)(9.15)(15896259044212313KN N p d A p F ==⨯⨯===ππmin)/(29.6)/(105.01090106/4044624233m s m d q A q v v v ==⨯⨯⨯⨯===-ππ第5章 液压控制元件5-6 解：（a ）， (b)a MP p 2=a MP p 11=5-7 解：(a) 取决于调定压力值低的阀；（b ）取决于调定压力值高的阀。

《液压气动技术》课程形成性考核作业（三）第7章一、填空题1．节流调速回路是由_定量_泵、_溢流_阀、节流阀（或调速阀）和执行元件所组成。

2．用节流阀的进油路节流调速回路的功率损失有_溢流损失_和_节流损失_两部分。

3．在进油路节流调速回路中，确定溢流阀的_调定压力_时应考虑克服最大负载所需要的压力，正常工作时溢流阀口处于_打开_状态。

4．在旁油路节流调速回路中，溢流阀作_安全_阀用，其调定压力应大于克服最大负载所需要的压力，正常工作时，溢流阀处于_关闭_状态。

5．泵控马达容积调速的方式通常有_定量泵-变量马达_、_变量泵-定量马达_、_变量泵-变量马达_三种形式，其中_变量泵-定量马达_为恒转矩调速，_定量泵-变量马达_为恒功率调速。

6．液压缸无杆腔面积A=50cm2，负载F=10000N，各阀的调定压力如图所示，试回答下列问题：（1）活塞运动时，A点的压力值为_2MPa_、B点的压力值为_2MPa _；（2）活塞运动到终点停止时，A点的压力值为_5MPa_、B点的压力值为_3MPa_。

二、判断题1．利用远程调压阀的远程调压回路中，只有当溢流阀的调定压力高于远程调压阀的调定压力时，远程调压阀才能起调压作用。

（√）2．因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。

（√）3．压力控制的顺序动作回路中，顺序阀和压力继电器的调定压力应为执行元件前一动作的最高压力。

（×）4．平衡回路的作用在于使回路平衡、保持速度、压力稳定。

（×）5．在采用节流阀的进油路节流调速回路中，其速度刚度与节流阀流通面积A及负载F L 的大小有关，而与油泵出口压力无关。

（×）6．在采用节流阀的回油路节流调速回路中，回油腔压力p2将随负载F L减小而增大，但不会高于液压泵的出口压力。

（×）7．容积调速回路没有节流损失和溢流损失，适用于大功率系统。

（√）8．由限压式变量泵与调速阀（置于进油路）组成的容积节流调速回路中，液压缸进油压力越高，节流损失也越大，则回路效率越低。

《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。

下面哪一种状态是层流？（）••35分在负载较大，并有快速和慢速运动行程要求的机械设备液压系统中，可使用以下哪种液压泵？（）•••45分气源装置的核心元件是（）。

••55分代表（）。

•••65分双作用叶片泵的叶片倾角应顺着转子的回转方向（）。

••75分在回油路节流调速回路中当F增大时，P1是（）。

••85分下列气动元件是气动控制元件的是（）••95分低压空压机的输出压力为（）••105分液压泵输出油液的多少，主要取决于：（）•••15分大多数情况下，气动三大件组合使用，其安装次序依进气方向为空气过滤器、后冷却器和油雾器。

（）•25分气动流量控制阀主要有节流阀，单向节流阀和排气节流阀等，都是通过改变控制阀的通流。

（）•35分比例溢流阀不能对进口压力进行连续控制。

•45分快排阀是使执行元件的运动速度达到最快而使排气时间最短，因此需要将快排阀安装在方向控制阀的排气口。

（）•55分在气动系统中, 双压阀的逻辑功能相当于“或”元件。

（）•65分液压马达的实际输入流量大于理论流量。

（）•75分液控顺序阀阀芯的启闭不是利用进油口压力来控制的。

•85分双气控及双电控两位五通方向控制阀具有保持功能。

（）•95分当溢流阀的远控口通油箱时，液压系统卸荷。

•。

第4章参考答案一、填空题1．液压马达是将__________转换为__________的装置，可以实现连续地旋转运动。

液体压力能机械能2．液压马达的额定转速大于500r/min时，称为__________液压马达，额定转速小于500 r/min时，称为__________液压马达。

高速低速3．对于液压马达来说，实际流量总是________理论流量，实际输出转矩总是________理论上输出的转矩。

〔填写“大于〞、“小于〞〕大于小于4．液压缸的缸体组件由__________、__________、__________和连接件等组成。

缸筒、端盖、导向套5．液压缸的活塞组件由__________、__________和连接件等组成。

活塞活塞杆6．常见的液压缸排气装置有__________和__________等。

排气孔排气阀二、判断题1．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。

〔 〕×2．双杆活塞液压缸又称为双作用液压缸，单杆活塞液压缸又称为单作用液压缸。

〔 〕 ×3．作用在活塞上的流量越大，活塞运动速度就越快。

〔 〕√ 4．单杆液压缸的往返速度相同。

〔 〕×5．双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此，活塞两个方向的推力和运动速度相等，适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况。

〔 〕√6．对缸筒内壁的精度要求很低，缸筒较长时可以采用柱塞缸。

〔 〕√7．相同流量、压力下，双叶片摆动缸的角速度和转矩均是是单叶片摆动缸的两倍。

〔 〕×8．缓冲装置的作用是排出混入液压缸中的空气，保证液压缸的运动平稳性。

〔 〕× 三、单项选择题1．液压泵或液压马达的排量______。

CA ．随理论流量变化B ．随转速变化C ．决定于结构尺寸D ．随实际流量变化 2．能实现差动连接的油缸是______。

BA ．双杆活塞液压缸B ．单杆活塞液压缸C ．柱塞式液压缸D ．上述各项结构的液压缸均可3．单杆活塞式液压缸缸筒内径为D ，活塞杆直径为d ，输入液压缸的油液压力为p ，流量其差动连接时作用力为______。

第10章一、填空题1．相对湿度是在同一温度下，湿空气中的_绝对湿度_和_饱和绝对湿度_的比值。

2．湿空气的压力为0.105MPa，其中干空气分压为0.08MPa，若相对湿度为50%，则湿空气的水蒸气分压为_0.025MPa_，同温度下饱和水蒸气的压力为_0.05MPa_。

3．在等容过程中，气体的压力与_绝对温度_成正比，气体对外作功等于_零_。

4．气动系统主要污染源是_粉尘_、_烟尘_和_液雾_三个方面。

二、判断题1．湿空气是干空气和水蒸气的混合气体。

（V ）2．将马赫数M<1的气体流动，称为超音速流动。

（X ）3．将马赫数M>1的气体流动，称为亚音速流动。

（X ）三、单选题1．湿空气的绝对湿度是指__D____。

A．湿空气在一定压力和温度下的含湿量B．湿空气饱和时的含湿量C．1kg湿空气含有水蒸气的质量D．1m3湿空气含有水蒸气的质量2．有湿空气的压力为0.106MPa，相对湿度为38.7%，若同温度下饱和水蒸气分压为0.062MPa，则此湿空气的干空气分压为___D___。

A．0.024MPa B．0.044MPa C．0.062MPa D．0.082MPa3．等容过程的特征是___C___。

A．气体的内能保持不变B．气体的压力保持不变C．气体对外不做功D．气体与外界无热量交换4．等温过程的特征是__A____。

A．气体的内能保持不变B．气体的压力保持不变C．气体对外不做功D．气体与外界无热量交换5．绝热过程的特征是____D__。

A．气体的内能保持不变B．气体的压力保持不变C．气体对外不做功D．气体与外界无热量交换四、计算题1．绝对压力为0.5 MPa，温度为30ºC的空气，绝热膨胀到大气压时，绝热指数k＝1.4，求其膨胀后的空气温度。

（提示：大气压强为0.1013MPa）即膨胀后气体温度为－81℃。

2．设湿空气的压力为0.1013 MPa，温度为20ºC，相对湿度为50%，湿空气中饱和水蒸气分压力为p b＝0.0023MPa，饱和水蒸气的密度为ρ＝17.3g/m3。

1．液压泵的容积效率与液压泵的泄漏量有关，而与液压泵的转速无关。

（－） 注：由容积效率表达式TpvQ Q∆-=1η可知，液压泵的容积效率不仅与液压泵的泄漏量有关，而且与液压泵的理论流量有关，又由于液压泵的排量为常数，可知容积效率与液压泵的转速有关。

2．对于限压式变量叶片泵，当泵的压力达到最大时，泵的输出流量为零。

（＋）注：应熟悉限压式变量叶片泵的特性曲线，当泵工作在变量段时（BC 段），泵的输出流量随压力增高而减小，当泵的压力达到最大时（C 点），泵的输出流量为零。

3．液压缸差动连接可以提高活塞的运动速度，并可以得到很大的输出推力。

（－）注：液压缸差动连接时，活塞的运动速度24d Q v π=，输出推力42d p F π⋅=，式中d 为活塞杆的直径，由此可知差动连接可以得到较高的活塞运动速度，但输出推力较小。

4．先导式溢流阀的远程控制口可以使系统实现远程调压或使系统卸荷。

（＋）注：通过先导式溢流阀的远程控制口控制主阀心上腔的压力，接通油箱则系统卸荷；接通另一溢流阀则可实现远程调压。

5．双作用叶片泵既可作为定量泵使用，又可作为变量泵使用。

（－）注：与单作用叶片泵相比较，双作用叶片泵的转子和定子是同心的，故流量恒定，不能作为变量泵使用。

三、计算题1．叶片泵转速n ＝1500r/min ，输出压力6.3MPa 时输出流量为53L/min ，测得泵轴消耗功率为7kW ，当泵空载时，输出流量为56L/min ，求该泵的容积效率和总效率。

解：叶片泵空载时可认为无泄漏，空载时的输出流量即为理论流量L/min 56=TQ 实际流量 L/min 53=Q容积效率946.05653===T pvQ Q η 液压泵的输出功kW 565.560533.660=⨯==Q p P p p 总效率795.07565.50===P P p p η 2．液压马达排量q M ＝250mL/r ，入口压力为9.8MPa ，出口压力为0.49MPa ，其总效率η＝0.9，容积效率ηMV ＝0.92，当输入流量为22L/min 时，试求：（1）马达的输出转矩；（2）马达的输出转速。

液压气动技术课程作业(三)本次作业主要涉及液压气动控制元件的使用。

液压气动控制元件可以说是实现液压气动控制的关键，正确选择和使用相应的控制元件可以帮助我们更好地控制液气体的流动，从而完成相应的操作。

下面就让我们来看看几个实际应用场景。

实例一在一个液压机械手项目中，我们需要在气缸完成单次循环的过程中，使得气缸自动换向，完成多次循环操作。

这时，我们需要使用到换向阀。

更具体地说，我们可以选择手动控制的换向阀。

此类换向阀操作简单，结构紧凑，价格也相对较低，适合在轻负载工作环境中使用，如钣金切割、洗车机械臂等。

当然，如果需要更高的工作效率，也可考虑使用电磁换向阀或者比例换向阀。

实例二在一个自动灌装生产线中，我们需要精确控制物料的进出速度，以保证产品的质量和产量。

这时，我们需要使用流量控制阀。

流量控制阀可以帮助我们准确控制工作液体的流量，从而实现精确的流量控制。

具体来说，我们可以考虑使用节流阀或者比例阀。

节流阀的优点在于结构简单，使用方便，并且价格相对较低。

而比例阀则更适合在要求更高的场景中使用，如精密灌装、飞机的飞行控制系统等。

实例三在一个液压夹紧系统中，我们需要根据工件的大小自动调节夹紧力度。

这时，我们可以使用到压力控制阀。

压力控制阀可以帮助我们准确控制系统中的压力值，从而实现对夹紧力度的精确控制。

具体来说，我们可以选择单向稳压阀或者双向稳压阀。

单向稳压阀的主要作用是稳定缸活塞的运动速度，能够有效地减少系统中产生的噪声和液压冲击。

双向稳压阀则更适合在要求更高的场景中使用，如自动化生产线中的气缸控制等。

实例四在一个高压连续压缩机的液压控制系统中，我们需要实现精确的液压控制，以保证机器的正常工作。

这时，我们需要使用到电液比例控制阀。

电液比例控制阀可以帮助我们实现对液压系统的精确控制，具备广泛的应用场景，在工业生产线、石油勘探、新能源等领域有着广泛的应用。

需要注意的是，电液比例控制阀需要具备高精度、高可靠性、高带宽等特点，因此价格较高，在选型过程中需要综合考虑多个因素。

液压与气动作业（三）1调速阀是由___和节流阀串联而成的。

答：压差式减压阀。

2液压控制阀按其用途可分____阀、____阀和_____阀三大类。

答：方向控制阀，压力控制阀，流量控制阀3方向控制阀按其用途可分为____和____两大类。

答：单向阀，换向阀。

4如图2所示，开启压力分别为0.2MPa，0.3MPa，0.4MPa的三个单向阀实现串联或并联，当O 点刚有油液流过时，p 点压力各为：串联（图a）时p ＝_____，并联（图b）时p ＝____。

答：0.9MPa，0.2MPa。

5流量控制阀是通过改变____的局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。

答：节流口通流面积或通流通道的长短。

6溢流阀在液压系统中起调压溢流作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是的，溢流量为（），当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口是（），溢流阀开始（）。

（关闭、0、开启、溢流）7先导式溢流阀由（）和（）两部分组成。

（先导阀、主阀）8比较节流阀和调速阀的主要异同点。

答：（1）结构方面：调速阀是由定差减压阀和节流阀组合而成，节流阀中没有定差减压阀。

（2）性能方面：a相同点：通过改变节流阀开口的大小都可以调节执行元件的速度。

b不同点：当节流阀的开口调定后，负载的变化对其流量稳定性的影响较大。

而调速阀，当其中节流阀的开口调定后，调速阀中的定差减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差基本为一定值，基本消除了负载变化对流量的影响。

9先导式溢流阀的远程控制油口分别接入油箱或另一远程调压阀时，会出现什么现象？答：（1）先导式溢流阀阀体上有一远程控制口k，当将此口通过二位二通阀接通油箱时，阀芯上腔的压力接近于零，此时主阀芯在很小的压力作用下即可向上移动，且阀口开得最大，泵输出的液压油在很低的压力下通过阀口流回油箱，起卸荷作用。

（2）如果将阀口接到另一个远程控制调压阀上，使打开远程控制调压阀的压力小于打开溢流阀先导阀的压力，则主阀芯上腔压力就由远程控制阀来决定，就可实现对系统的远程调压控制。