《液压与气压传动》课后习题答案.docx

1、液压与气压传动课后习题答案第一章习题答案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。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

2、），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。 （ ）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。 （ ） 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。 （ ）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），

3、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；1m2/s （106）厘斯。3某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40oC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。当工作

4、压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（）表示。其国际单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为 （m3/s 即米 3/秒），常用单位为

5、（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。2-2 判断题1. 液压油的可压缩性是钢的100150倍。（）2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（）3. 液压油能随意混用。（）4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（）5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 （）6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流

6、速高，而压力小。（）7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（）2-3 问答题1. 静压力的特性是什么?答：（1）液体静压力的方向总是垂直于作用面的内法线方向。（2）静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。2. 静压力传递原理是什么?答：静压传递原理又称帕斯卡原理，即：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体内各点。2-4 计算题1液压油的体积为1810-3m3，质量为16.1kg,求此液压油的密度。答案：894 kg/m32某液压油在大压下的体积是5010-3m3，当压力升高后，其体积减少到49.910-3m3，设液压油的体积模量为K 700.0

7、MPa，求压力升高值。答案：1.4 MPa3用恩氏粘度计测得某液压油（850kg/m3）200mL流过的时间为t1153s，20时200mL的蒸馏水流过的时间为t2 51s，求该液压油的恩氏粘度E、运动粘度和动力粘度各为多少？答案：E=3；20cst；1710-3 Pas4如图2-19所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于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1000kg/m3，试求容器内的真空度。答案：9800 Pa5如图2-20所示，容器内A中的液体的密度A900kg/m3，B中液体的密度B 1200kg/m3，ZA200mm，ZB180mm，h60mm，U

8、形管中测压介质为汞（13.6103kg/m3），试求A、B之间的压力差。答案：8350 Pa 6如图2-21所示，水平截面为圆形的容器，上端开口，求作用在容器底面的作用力。若在开口端加一活塞，连活塞重量在内，作用力为30kN，问容器底面的总作用力为多少？（1000kg/m3）答案：15KN；135KN7液体在管中的流速v 4m/s，管道内径d 60mm，油液的运动粘度3010-6m2/s，试确定流态，若要保证其为层流，其流速应为多少？答案： 1.15m/s8如图2-22所示，液压泵的流量q 32L/min，液压泵吸油口距离液面高度h500mm，吸油管直径d 20mm。粗虑网的压力降为0.01M

9、Pa，油液的密度900kg/m3，油液的运动粘度为2010-6m2/s，求液压泵吸油口处的真空度。答案：0.02 MPa9运动粘度为4010-6m2/s的油液通过水平管道，油液密度900kg/m3，管道直径为d10mm，进口压力p14.0MPa，问流速为3m/s时，出口压力p2为多少？答案：3.8 MPa 10有一薄壁节流孔，通过流量q 25L/min时，压力损失为0.3MPa， 试求节流孔的通流面积。设流量系数Cq0.61，油液的密度900kg/m3。答案：26.5mm2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

10、输出功率用公式（或）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m ）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v）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

11、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

12、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。；。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。主要解决方法是在设计和制造时严格控制泵的轴向间隙。4齿轮泵的困油现象如何解决？径向不平衡力问题如何解决？答：消除困油现象的方法通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣出两条卸荷槽。使困油区容积减小时，与压油腔相通，便于油液及时挤出，防止压力升高；困油区容积增大时，与吸油腔相通，便于及时补油，防止真空气化。减小径向不平衡力的方法通常是缩

13、小压油口。使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内，减小其有效作用面积。5画出限压式变量叶片泵流量特性曲线，结合图313说明如何调节限压式变量叶片泵流量特性？并填空。答： 调节螺钉5的位置，可以改变定子和转子之间的最大偏心距e0，即可改变最大输出流量，使特性曲线AB 段上下平移。调节调压螺钉10，可改变弹簧的预压缩量x0，即可改变限定压力pB的大小，使特性曲线BC段左右平移。而改变调压弹簧的刚度k 时，可改变BC 段的斜率，弹簧越“软”（k 值越小），BC 段越徒，Pmax值越小。要求执行元件空载快进时负载小、速度大，适合流量特性曲线的（AB）段；要求执行元件工作进给时负载大、速度小，适合流量特

14、性曲线的（BC）段。3-4 计算题1 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，当转速为1200r/min时，试求泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各为多少？答案：0.9kw；1.05kw2 某液压泵的额定压力为20MPa，额定流量为20L/min，泵的容积效率为0.95，试计算泵的理论流量和泄漏量。答案：21.05 L/min；1.05 L/min3 某液压泵的转速为950r/min，排量为V168mL/r，在额定压力为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） 泵的理论流量qt。2） 泵的

15、容积效率v和机械效率m。3） 泵在额定工况下，所需电动机驱动功率Pi。4） 驱动泵的转矩Ti。答案：1）160L/min；2）0.94；0.93；3）85kw；4）850Nm4.某变量叶片泵转子外径d 83mm，定子内径D 89mm，叶片宽度B 30mm，试求：1）叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。2） 叶片泵最大可能的排量V max。答案：1）0.95mm；2）50mL/r5 一变量轴向柱塞泵，共9个柱塞，其柱塞分布圆直径D 125mm，柱塞直径d 16mm，若液压泵以3000r/min转速旋转，其输出流量为q 50L/min，问斜盘角度为多少（忽略泄漏的影响）？答案：4.22第四章习题

16、答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的（执行）装置，作用是将（液压）能转换为（机械）能。 2.对于差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的（2倍）。3.当工作行程较长时，采用（柱塞） 缸较合适。4.排气装置应设在液压缸的（最高）位置。5.在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取（缓冲）措施。4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度相同，应采用什么类型的液压缸？答：双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量（qt和q）如何表示液压泵和液压马达的容积效率？用理论转距和实际转距(Tt和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率？请分别写出表达式。液压泵的容积效率： 液压马

17、达的容积效率： 液压泵的机械效率：液压马达的机械效率： 4-3、计算题1.已知某液压马达的排量V250mL/r，液压马达入口压力为p110.5MPa，出口压力p21.0MPa，其机械效率m0.9，容积效率v0.92，当输入流量q22L/min时，试求液压马达的实际转速n和液压马达的输出转矩T。答案：81r/min；340Nm2.如图412所示，四种结构形式的液压缸，分别已知活塞（缸体）和活塞杆（柱塞）直径为D、d，如进入液压缸的流量为q，压力为p，试计算各缸产生的推力、速度大小并说明运动的方向。答案：a）；缸体左移b）；缸体右移c）；缸体右移d）；缸体右移3.如图413所示，两个结构相同的液压

18、缸串联，无杆腔的面积A110010-4 m2，有杆腔的面积A28010-4 m2，缸1的输入压力p10.9 MPa，输入流量q112L/min，不计泄漏和损失，求：1) 两缸承受相同负载时，该负载的数值及两缸的运动速度。2) 缸2的输入压力是缸1的一半时，两缸各能承受多少负载。3) 缸1不承受负载时，缸2能承受多少负载。答案：1）0.02m/s；0.016m/s 2）5400N；4500N 3）11250N4.某一差动液压缸，当或时，求活塞面积A1和活塞杆面积A3之比应为多少？答案：当时，A1/A3=2；当时，A1/A3=3。5.某泵的输出流量为100L/min，容积效率为0.9。用该泵向一液

19、压马达供油时，测量液压马达输出转速为400r/min，其容积效率为0.8.试求此液压马达的排量。答案：0.2103 m3/r第五章习题答案5-1 填空题1.液压控制阀按连接方式不同，有（管式）、（ 板式及叠加式）、（插装式）三种连接。2.单向阀的作用是（允许油液单方向通过），正向通油时应（压力损失要小），反向时（密封性要好）。3.按阀芯运动的控制方式不同，换向阀可分为（手动 ）、（ 机动 ）、（电动或电磁）、（ 液动 ）和（电液动 ）换向阀。4.电磁换向阀的电磁铁按所接电源的不同，可分为（直流电 ）和（ 交流电 ）两种。5.液压系统中常见的溢流阀按结构分有（ 直动式 ）和（ 先导式）两种。前者

20、一般用于（低压 ），后者一般用于（中、高压）。6.压力继电器是一种能将（压力信号）转换为（电信号）的能量装置。5-2 判断题1.高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。 （ ）2.节流阀和调速阀分别用于节流和调速，属于不同类型的阀。 （ ）3.当顺序阀的出油口与油箱接通时，即成为卸荷阀。 （ ）4.顺序阀和溢流阀在某些场合可以互换。 （ ）5.背压阀是一种特殊的阀，不可用其它阀代替。 （ ）6.通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。 （ ）5-3 问答题1.什么是三位换向阀的“中位机能”?有哪些常用的中位机能?中位机能的作用如何?答：对于各种操纵方式的三

21、位换向阀，阀芯在中间位置时各油口的连通方式，称为换向阀的中位机能。常用的中位机能有：O 、P 、Y、 H、M 、K 。中位机能的作用：满足液压系统提出的各种性能要求如：卸荷、保压、启动平稳性及液压缸浮动和任意位置停留等。2.从结构原理和图形符号上，说明溢流阀、减压阀和顺序阀的异同点及各自的特点。答：略3.先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用？是否可以将阻尼小孔加大或堵塞？答：产生压力降，从而使主阀芯动作。不可。4.为什么说调速阀比节流阀的调速性能好?两种阀各用在什么场合较为合理?答：调速阀比节流阀多了定差减压阀，油液流过时先经过减压阀产生一次压力降，并利用减压阀阀芯的自动调节，使节流阀前后的压力

22、差保持不变，因而使通过节流阀的流量保持平稳，所以调速阀比节流阀的调速性能好。5.试分析比例阀、插装阀与普通液压阀相比有何优缺点?答案：略四、计算题1. 如图5-45所示回路，已知溢流阀1、2的调定压力分别为6.0MPa,4.5MPa，泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时：1）当1YA通电时，泵的工作压力为多少？ B、C 两点的压力各为多少？2）当1YA断电时，泵的工作压力为多少？ B、C 两点的压力各为多少？答案：1）pc = 0，pB = 4.5 MPa, pp = 4.5 MPa； 2）pc = 6 MPa，pB = 6 MPa, pp = 6 MPa； 图5-45

23、图5-462.如图5-46所示液压缸，A1 3010-4m2，A2 1210-4m2，F30103N，液控单向阀用作闭锁以防止液压缸下滑，阀内控制活塞面积AK是阀芯承压面积A的三倍，若摩擦力、弹簧力均忽略不计。试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力为多少？ 答案：3.85MPa，11.54 MPa3.如图5-47所示为一夹紧回路。若溢流阀的调定压力5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa。试分析活塞空载运动时，A、B两点的压力各为多少?工件夹紧后活塞停止运动时，A、B两点的压力各为多少? 答案：活塞空载运动时：pB = 0 MPa, pA = 0 MPa,活塞夹紧后

24、停止运动时: pB = 2.5 MPa, pA = 5 MPa, 图5-47 图5-484.如图5-48所示，已知无杆腔活塞面积A=100cm2，液压泵的供油量为63L/min，溢流阀的调整压力=5MPa。若作用在液压缸上的负载F分别为0kN、54kN时，不计损失，试分别确定液压缸的工作压力为多少?液压缸的运动速度和溢流阀流量为多少?答案：F= 0KN时，p= 0MPa，速度v=0.105m/s，溢流阀溢流量：0；F= 54KN时，p= 5.4 MPa；速度v=0m/s，溢流阀溢流量：63L/min；6-1 填空题1.滤油器的主要作用是（净化油液）。2.常用的密封方法有（非接触式）密封和（ 接

25、触式 ）密封。间隙密封适用于（圆柱副 ）密封。3.油箱的作用是（ 储油 ）、（散热）和（分离油中的气体和污物）。4.按滤芯材料和结构形式不同，过滤器有（网式）、（线隙式 ）、（纸芯式）和（烧结式）几种形式。5.蓄能器按照结构可分为（活塞式 ）和（气囊式）蓄能器。6-2 判断题1.过滤器的滤孔尺寸越大，精度越高。 （ ）2.一个压力表可以通过压力表开关测量多处的压力。 （ ）3.纸芯式过滤器比烧结式过滤器耐压。 （ ）4.某液压系统的工作压力是14MPa，可选用量程为16MPa的压力表来测压。 （ ）5. 油箱只要与大气相通，无论温度高低，均不需要设置加热装置。 （ ）6-3 选择题1. （ A

26、 ）管接头适用于中、低压场合。A 扩口式 B 焊接式 C卡套式2.当环境温度降低时，应对油箱中的油液进行（ A ）。A 加热 B 冷却 C 稀释3.为使液压系统油液保持清洁，应采用（ C ）。 A 带盖的油箱 B 净化过的油液 C过滤器4.有相对运动的元件一般采用（ C ）连接。 A 钢管 B 铜管 C 软管6-4 问答题1.液压系统中常见的辅助装置有哪些？各起什么作用？2.常用的油管有哪几种？各有何特点? 它们的适用范围有何不同？3.常用的管接头有哪几种？它们各适用于哪些场合？4.安装Y形密封圈时应注意什么问题？5.安装O形密封圈时，为什么要在其侧面安放一个或两个挡圈？6.过滤器按精度分为哪

27、些种类？绘图说明过滤器一般安装在液压系统中的什么位置？ 答案：见书中。7-1 填空题1.液压基本回路是由某些液压元件组成的，用来完成（特定功能）的回路，按其功用不同，可分为（压力控制）回路、（速度控制）回路和（方向控制）回路。2.在进油路节流调速回路中，当节流阀的通流面积调定后，速度随负载的增大而（ 减小 ）。3.在容积调速回路中，随着负载的增加，液压泵和液压马达的泄漏（ 增大 ），于是速度发生变化。4.液压泵的卸荷有（压力）卸荷和（流量）卸荷两种方式。5.在定量泵供油的系统中，用（ 流量阀 ）实现对执行元件的速度控制，这种回路称为（节流调速）回路。 7-2 判断题1.单向阀不只是作为单向阀使

28、用，在不同的场合，可以有不同的用途。 （ ）2.高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。 （ ）3.容积调速回路中，其主油路中的溢流阀起安全保护作用。 （ ）4.采用顺序阀的顺序动作回路中，其顺序阀的调整压力应比先动作液压缸的最大工作压力低。 （ ）5.在定量泵与变量马达组成的容积调速回路中，其转矩恒定不变。 （ ）6.同步回路可以使两个以上液压缸在运动中保持位置同步或速度同步。 （ ）7-3 选择题1.在用节流阀的旁油路节流调速回路中，其液压缸速度( B )。A随负载增大而增加 B随负载减少而增加 C. 不随负载变化2.( B )节流调速回路可承受负值负载。A进油路 B回油路 C旁

29、油路3.顺序动作回路可用( C )来实现。A减压阀 B溢流阀 C. 顺序阀4.要实现快速运动可采用( A )回路。A差动连接 B.调速阀调速 C大流量泵供油5.为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应( B )系统压力。A大于 B小于 C. 等于6.变量泵和定量马达组成的容积调速回路为( B )调速，即调节速度时，其输出的( D )不变。定量泵和变量马达组成的容积调速回路为( A )调速，即调节速度时，其输出的( E )不变。A恒功率 B恒转矩 C恒压力 D最大转矩 E最大功率 F最大流量和压力7-4 计算题1.试说明图7-35所示由行程阀与液动阀组成的自动换向回路的工作原理。2.如图7-36

30、所示回路中，三个溢流阀的调定压力如图，试问泵的供油压力有几级？ 数值各为多少？图7-35 图7-363.如图7-37所示液压系统，液压缸活塞面积A1=A2=100cm2，缸运动时负载FL=35000N，缸运动时负载为零。不计压力损失，溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa 、2MPa。求出下列三种工况下A、 B、 C 处的压力：（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；（2）1YA 通电，液压缸活塞运动时及运动到终点时；图7-37 图7-38（3）1YA 断电，2YA 通电，液压缸活塞运动时及活塞杆碰到挡块时。答案：（1）两换向阀处于中位：pA = 4MPa，pB = 34MPa，pC = 2MPa，（2）1YA 通电，液压缸活塞运动时：pB = 3.5MPa，pA = 3.5MPa，pC = 2MPa；液压缸运动到终点时；pB =4MPa，pA = 4MPa，pC = 2MPa；（3）2YA 通电，液压缸活塞运动时：pA = pB = pC = 0 MPa，液压缸活塞及活塞杆碰到挡块时：pA = 4MPa，pB = 4MP