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液压与气压传动_赵波、王宏元(第三版)复习题答案

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第一章：液压与气压传动概述 1．何谓液压传动？液压系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？ 答： （1）定义1：以液体作为工作介质,利用液体的静压能来实现功率传递； 定义2：用液体压力能来转换或传递机械能的传动方式。 （2）液压传动系统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. 液压技术的主要优缺点有哪些？ 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。 ④ 系统出现故障时，不易查找原因。 3．气压传动与液压传动有什么不同？ 答：液压传动的主要优点： 1）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。 2）可在运行过程中实现大围的无级调速、且调节方便。调速围一般可达100：1，甚至高达2000：1。 3）传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。 4）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。 5）不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。 6）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。 7）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： 1）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。 2）由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化围较大的场合工作。 3）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。 4）为了减少泄漏，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）围，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。

第二章：流体力学基础 1．压力有哪几种表示方法？液压系统的压力与外负载有什么关系? 表压力是指什么压力? 答：（1）压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。 （2）液压系统的压力与外负载的关系是：外负载越大，液压系统的压力就越高；反之，外负载越小，液压系统的压力就越低。 （3）表压力是指相对压力。 2．解释下述概念：理想液体、恒定流动、层流、紊流和雷诺数。 答：理想液体：是为简化问题难度而假设的既无粘性，又不可压缩的液体。 恒定流动：是指液体流动时，液体中任一质点处的压力、流速和密度不随时间而变化的流动。 层流：是指液体流动时，液体质点没有横向运动，互不混杂，呈线状或层状的流动。 紊流：是指液体流动时，液体质点有横向运动（或产生小旋涡），作紊乱状态的流动。 雷诺数: 是用来判定液体流动时呈现出的流态是层流还是紊流的一个数。

3. 理想伯努利方程的物理意义是什么？ 答：1）一般条件下伯努利方程在各项的意义 cghvp=++ρρ22

1

该方程说明理想流体在流管中作稳定流动时,单位体积的动能1/2ρv2 、重力势能ρgh 、该点的压强P 之和为一个常量，其中1/2ρv2相与流速有关,常称为动压,ρgh 和P 相与流速无关,常称为静压. 2）、单位重量流体中伯努利方程各项的物理意义 ρg =m/u g =mg/u 表示单位体积的重力,以ρg 除各项得: p/ρg+v平方/2 g+ h = 常量 该方程表示流场中一点上单位重量流体所具有的总机械能. 其中p/ρg表示流场中一点上单位重量流体所具有的压力潜能,也就是压力对单位体积重量流体所做的功, v平方/2 g 表示单位重量流体所具有的动能, h 就是流场中该点的高度。由于v平方/2 g+ p/ρg+ z = 常数,定理中每一项都具有长度的量纲. 所以p/ρg 表示所考察点的压力潜能的同时也可表示它能将流体压升到某一高度的能力. 3）、单位质量流体中伯努利方程p/ρ项的物理意义 以ρ除各项得:p/ρ+1/2 v平方 + gh = 常量 该方程中:p/ρ项表示流场中某一点上单位质量流体所具有的压力或弹性势能,从能量的角度讨论p/ρ 项也可理解为单位质量流体相对于p = 0 状态所蕴涵的能量. 综上所述： 通过以上的分析推导可以看出伯努利方程是能量方程式,尽管分析问题所用的动力学原理不同,但导出方程的意义是完全相同的,说明在管作稳定流动的理想液体具有压力能、势能和动能三种形式的能量,在适合限定条件的情况下,流场中的三种能量都可以相互转换,但其总和却保持不变,这三种能量统称为机械能. 由此可以得出:伯努利方程在本质上是机械能的转换与守恒.

4. 液压缸直径D=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。如果在柱塞上（如图a所示）和缸体上（如图b所示）的作用力F=50000N，不急油液自重所产生的压力，求液压缸中液体的压力。

解：经分析，两图结果相同：MPadFp37.642==π 5. 如图所示，一管路输送密度3/900mkg=ρ的液体，h=15mm。测得压力如下：1）点1、2,两处的压力分别是p1=0.45MPa，p2=0.4MPa； 2）p1=0. 45MPa, p2=0.25MPa。试确定在两种情况下液流的方向。

6.如图所示，当阀门关闭时压力表读数为0.25MPa；阀门打开时压力表读数为0.06MPa。如果d=12mm，3/900mkg=ρ，不计液体流动时的能量损失，求阀门打开时的液体流量qv。 7. 如图所示某一液压泵从中吸油，若吸油管直径d=60mm，流量qv=150L/min，的运动粘度υ=30x10-6m2/s，3/900mkg=ρ，弯头处的局部损失系数ξ=0.2，吸油口粗滤器网上的压力损失△p=0.0178MPa。若希望液压泵吸油口处的真空度不大于0.04MPa，求液压泵的安装（吸油）高度（吸油管侵入油液部分的沿程损失可忽略不计）。

. 第三章：液压泵与液压马达 1.某液压泵输出油压p=10.0MPa,转速n=1450r/min，泵的排量V=46.2ml/r，容积效率ηv=0.95，总效率η=0.9。求驱动该泵所需电机的功率Pi和泵的输出功率Po

smLrmLrVnqVnqqqvvvvtvv/675.10602.46601min145095.0η⇒η=×××=×=== WsmPamNqpPvo436261006.110675.1060)(100.10×=×××=×= WWPPPPoiio441018.19.01006.1η⇒η×=×=== 2. 液压泵工作的两个条件是什么？简述外啮合齿轮泵的工作原理。 1—泵体 2、4—齿轮 3、5—齿轮传动轴 作业三：1图 外啮合齿轮泵的工作原理 答：两个条件：1）形成密封容积且密封容积变化，2）吸压油腔隔开（配流装置）。 外啮合齿轮泵是由两个相互啮合的齿轮、泵体、两个端盖和两根传动轴组成（如图所示），它们形成了密封的工作容积。该密封的工作容积以相互啮合齿轮的轮齿接触的啮合线为界，

分隔成左右两个密封的空腔，即a腔和b腔，a腔接吸油口，bb腔接压油口。当主动轴带动主动齿轮2按图示方向旋转时，在a腔中，啮合的两轮齿逐渐脱开，工作容积逐渐增大，形成局部真空。油箱中的油液在大气压力作用下经吸油口进入a腔（a腔为吸油腔），流入各个齿槽中，齿槽中的油液随齿轮转动沿带尾箭头所示方向被带到右侧b腔。同时，在b腔中齿轮啮合处的轮齿逐渐啮合，使工作容积逐渐减小，油液压力增加，形成高压油液，b腔的高压油液被挤压经压油口排出（b腔为压油腔）。这样，齿轮不停地转动，吸油腔不断地从油箱中吸油，压油腔就不断地排油，这就是外啮合齿轮泵的工作原理。

3. 什么是液压泵的排量？什么是实际流量，理论流量？什么是容积损失和容积效率？ 排量—在没有泄漏的情况下，泵 （或马达）每转一周所排出的液体的体积V （ml/r） 。 理论流量—不考虑泄露的情况下，单位时间所排出的液体的体积。 实际流量——指泵（或马达）工作时实际输出的流量 容积损失——泄漏导致的流量损失 容积效率——泵的实际流量与理论流量的比值 4. 齿轮泵的压力提高主要受到哪些因素的影响？可以采用哪些措施来提高齿轮泵的压力？ 答：影响因素：1）齿轮泵存在间隙，2）径向不平衡力 措施：1）浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面， 使之紧贴齿轮端

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《液压与气压传动》课后习题答案

《液压与气压传动》课后习题答案

11-2. 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。

求压力升高值。

解：压缩率压缩率MPaV V Kp k p v V K 4.150)509.49(7001)(1=--=D -=D =¶¶-=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 ×m 为多少?运动粘度s m /2=u 为多少?解：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 33，试求容器内的真空度。

解：以液面为等压面，由液体静压力基本方程得由液体静压力基本方程得 p +ρgh = p a 所以真空度为所以真空度为p a －p =ρgh =1000×9.89.8××1 =9800（Pa Pa）） 1-6．如图所示，密闭容器中充满了密度为ρ的液体，柱塞直径为d ，重量为F G ，在力F 作用下处于平衡状态，柱塞浸入液体深度为h 。

试确定液体在测压管内上升的高度x 。

解：深度为h 的平面为等压面，的平面为等压面，列出柱塞和测压管在等压面列出柱塞和测压管在等压面上的压力平衡方程为上的压力平衡方程为则 h gd F F x G -×+=r p 2)(4 1-10.如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处断面积212.3cm A =，出口处管道面积124A A =，m h 1=，求开始能够抽吸时，水平管中所必需通过的流量Q 。

按理想液体计算。

按理想液体计算。

解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准1-11.如图示弯管，试利用动量方程求流动液体对弯管的作用力。

液压与气压传动复习题与答案

液压与气压传动复习题与答案

液压与气压传动第二阶段作业2012.3.29～2012.4.25第二阶段作业一、填空题1．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与（齿数）的一次方成正比。

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。

2．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。

3．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时与（压油）腔相通，闭死容积由小变大时与（吸油）腔相通。

4．齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙和（径向）间隙，此外还存在（啮合）间隙，其中（端面）泄漏占总泄漏量的80%～85%。

5．双作用叶片泵的定子曲线由两段（大半径圆弧）、两段（小半径圆弧）及四段（过渡曲线）组成，吸、压油窗口位于（过渡曲线）段。

6．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（拐点压力）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（泵的最大流量）。

7．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为（压力流量特性），性能的好坏用（调压偏差）或（开启压力比）、（闭合压力比）评价。

显然（p s—p k）、（p s—p B）小好， n k和n b大好。

8．溢流阀为（进口）压力控制，阀口常（闭），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。

定值减压阀为（出口）压力控制，阀口常（开），先导阀弹簧腔的泄漏油必须（单独引回油箱）。

9．调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成，旁通型调速阀是由（差压是溢流阀）和节流阀（并联）而成。

二、选择题1．一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用（ D ）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（ B ）。

（A）O型（B）M型（C） Y型（D） H型2．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（ A ）。

液压与气压传动习题及参考答案

液压与气压传动习题及参考答案

液压与⽓压传动习题及参考答案《液压与⽓压传动》复习题⼀、填空题1、液压传动中，动⼒的传递是靠来实现的，速度的传递按进⾏。

2、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。

3、液压传动装置除⼯作液体外，由、、和辅助元件四部分组成。

4、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。

5、液压泵吸油⼝的真空度是由、和三部分组成。

6、已知单活塞杆液压缸两腔有效⾯积21A 2A ，液压泵供油流量为q ，如果将液压缸差动连接，活塞实现差动快进，那么进⼊⽆杆腔的流量是，如果不差动连接，则活塞杆腔的排油流量是。

7、溢流阀的进⼝压⼒随流量变化⽽波动的性能称为，性能的好坏⽤或、和评价。

8、调速阀是由和节流阀⽽成。

9、选⽤过滤器应考虑、、⼯作压⼒、油液粘度和⼯作温度等因素，它在系统中可安装在、、和系统的分⽀油路上。

10、顺序动作回路的功⽤在于使⼏个执⾏元件严格按预定顺序动作，按控制⽅式不同，分为控制和控制。

同步回路的功⽤是使相同尺⼨的执⾏元件在运动上同步，同步运动分为同步和同步两⼤类。

11、典型的液压系统主要由、、、和五部分组成。

12、常⽤的三种粘度表⽰形式为、和。

13、齿轮泵存在、和三种形式的泄漏。

14、三位四通滑阀的中位机能可实现卸载功能的有、和三种形式；可实现液压缸差动连接的形式为。

15、⽓动三⼤件指、和。

16、某泵进⼝处真空度为30kPa,出⼝处表压为0.2MPa,若当地⼤⽓压为750mmHg，则泵进⼝处绝对压⼒为 ,出⼝处绝对压⼒为。

17、在变量泵—变量马达调速回路中，为了在低速时有较⼤的输出转矩、在⾼速时能提供较⼤功率，往往在低速段，先将调⾄最⼤，⽤调速；在⾼速段，为最⼤，⽤调速。

18、旁通型调速阀是由和节流阀⽽成。

19、溢流阀为压⼒控制，阀⼝常，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出⼝相通。

20、定值减压阀为压⼒控制，阀⼝常，先导阀弹簧腔的泄漏油必须单独引回油箱。

《液压与气压传动》习题答案【极度不完整版】 (1)

《液压与气压传动》习题答案【极度不完整版】 (1)


q 16 × 10−3 × 4 = = 0.85 m/s A 60 × 3.14 × 0.022 ρv2 880 × 0.852 = 0.2 × = 0.2 × 317.9 = 63.58 Pa 局部压力损失： Δpξ = ξ 2 2
管内液流速度： v = 沿程压力损失：
Δpλ =
32μ lv 32υρ lv 32 × 0.11× 10−4 × 880 × 2 × 0.85 = = = 1316.48 Pa 0.022 d2 d2
第 1 章 液压流体力学基础
1-1 谋液压油体积为 200cm3 ，密度为 900kg/m3 ，在 50 oC 时流过恩氏粘度计所需时间
t1 = 153s ，200C 时 200mL 蒸馏水流过的时间 t2 = 51s 。问该液压油的恩氏粘度 0E50、 2 运动粘度ν (m /s) 、动力粘度 μ (Pa ⋅ s) 各为多少？ t 153 0 =3 恩氏粘度： E = 1 = t2 51 6.31 ) ×10−6 = 19.8 × 10−6 (m 2 /s) 运动粘度： υ = (7.31× 3 − 3 −6 −2 动力粘度： μ = υρ = 19.8 × 10 × 900 = 1.782 × 10 Pa ⋅ s
ρ v2
2
− Δpξ − Δpλ
880 × 0.852 − 63.58 − 1316.48 2 = 1.01× 105 + 6036.8 − 317.9 − 63.58 − 1316.48 = 1.01×105 − 880 × 9.8 × (−0.7) − = 1.053 × 105 Pa p2 = 1.01× 105 + 6036.8 − 317.9 − 63.58 − 1541.8 = 1.051× 105 Pa