液压与气压传动学习指导与习题集参考答案Word文档下载推荐.docx
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2）pmax2＝14.6×
第二章液压泵
2－766.3l/min；
39.5kW
2－221）30.3l/min；
25.8l/min
2）3.6kW
2－311）0.954mm
2）41.94cm3/r
第三章液压马达与液压缸
3－10.86；
0.94；
0.915
3－212.1Nm；
18r/s；
1368W
3－31）278.7Nm
2）0.25×
10－3m3/s
3－6362.8Nm；
10r/s
3－71）4.9kW；
3.675kW
2）17.1Nm；
37.6r/s
3－889.86%；
89.75%；
80.65%
3－91）25.825cm3/r
2）41.12Nm
3－1090.43%；
93.75%；
84.78%
3－123082Nm；
25.6r/min
3－131）3.26m/min、30664N
2）6.78m/min、14768N
3）6.29m/min、；
15896N
3－141/4
3－161.78；
14137N；
25132N
3－170.637m/s；
0.312m/s；
25990N
3－181）缸1先动，缸2后动；
v1=v2=0.1m/s
2）P1=300W、P2=420W；
Ppmax=750W
3－191）20000N；
0.2m/s
2）1.6kW
3－203MPa、2MPa；
0.01m/s、0.025m/s
3－2127l/min；
3.2MPa
3－221）1.475×
10－2m/s、2.123×
10－2m/s、22600N、17700N
2）向左、4.83×
10－2m/s、6900N
3－2316×
105N；
62.5cm/min
3－242520Nm；
6.51rad/s
3－2515.87MPa
3－261）12.74m/min
2）0.796m/min
3）0.849m/min
3－293243Nm；
0.654red/s
第四章液压控制阀
4－22pk=22.93×
x=3.83×
10-4m；
q=79l/min
4－3615MPa；
18MPa；
20MPa
4－378MPa；
13Mpa
第五章液压辅件
5－217.36L
5－322l/min；
7.5L
5－1648ml/min
第六章液压基本回路
6－622＝4；
24＝16
6－11px≥37.5×
105Pa；
py≥40×
6－15268.5cm/min，155cm/min；
759cm/min，438cm/min
6－171）10cm/s，100％
2）0.8cm/s，6.67％
6－191）4000r/min，1000r/min
2）19.9Nm，79.6Nm
6－203.16cm3/r，6.53MPa；
0.426kW
6－271）0.63
2）0.205
第九章气压传动基础知识
9－27.89kg/m3
9－65.734kg/m3；
5.741kg/m3
9－724.32g/m3；
21.63g/kg
9－110.5238MPa
9－12246.6℃
9－131MPa，20℃；
2.51MPa，462.8℃
9－14－78.62℃
9－150.6MPa；
6.92kg/m3
9－16V2=0.193V1；
ρ2＝5.18ρ1
9－206.076mm2
9－211.07×
10－5m2
9－2240.6m/s；
72.2m/s
9－234.3×
10-6m3/s
9－251.79mm2；
2.12mm2
9－30350K；
0.472s；
0.218MPa
9－31－96.9℃；
0.1685MPa
综合测试题
一、填空题
1．负载；
流量
2．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．层流；
紊流；
雷诺数
4．无粘性；
不可压缩
5．粘性；
沿程压力；
局部压力
6．小孔通流面积；
压力差；
温度
7．压力差；
缝隙值；
间隙
8．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．大；
小
10．柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘
11．模数、齿数；
模数齿数
12．吸油；
压油
13．卸荷槽；
压油；
吸油
14．端面、径向；
啮合；
端面
15．大半径圆弧、小半径圆弧、过渡曲线；
过渡曲线
16．拐点压力；
泵的最大流量
17．压力流量特性；
调压偏差；
开启压力比、闭合压力比；
开启压力比和闭合压力比
18．进口；
闭；
出口；
开；
单独引回油箱
19．定差减压阀，串联；
差压式溢流阀，并联
20．截止阀；
单向阀
21．过滤精度、通流能力、机械强度；
泵的吸油口、泵的压油口、系统的回油路上
22．高速低速增加相同
23．马达排量，变量泵；
泵排量，变量马达
24．自动相适应，不变；
相适应，负载压力
25．压力，行程；
速度，位置
26．干空气；
湿空气；
湿度、含湿量
27．没有粘性的气体；
气体状态方程pV/T＝常数；
绝热过程
28．等温过程；
29．马赫数Ma；
Ma越大；
Ma>
1；
Ma<
Ma＝1
30．收缩管；
扩散管
31．声速、亚声速；
声速、亚声速
32．压力和流量；
净化程度；
除油、除水、除尘
33．容积型压缩机、速度型压缩机；
工作压力、流量
34．后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器
35．分水滤气器、减压阀、油雾器
36．灰尘、杂质；
水分
37．高压截止式逻辑元件、高压膜片式逻辑元件、滑阀式逻辑元件、射流元件
38．气压信号；
膜片变形；
膜片
二、选择题
1．C；
A
2．A；
B
3．D；
4．A、C；
B、D
5．D；
6．C；
A
7．B、C、D；
8．B；
D
9．C；
10．B；
C
11．A、C；
12．A、B；
C
13．A、B、D；
B
14．B；
15．D；
16．C；
17．B、C
18．B；
D
19．A、B、C；
20．A；
B
21．B、C；
22．A、B、C；
23．C；
24．A、C；
A、B
25．C；
26．B；
27．B；
28．A；
29．A；
30．B、A；
31．B；
32．D；
33．B、C；
34．D；
35．D；
36．D；
37．B；
38．B；
39．B；
40．A；
41．C；
42．A；
43．C；
44．C；
45．B；
46．D；
47．A；
48．A；
49．A；
50．A；
51．A；
三、判断题
1．○
2．×
3．○
4．×
5．○
6．×
7．×
8．×
9．○
10．○
11．○
12．×
13．○
14．×
15．×
16．○
17．×
18．○
19．×
20．×
21．○
22．○
23．×
24．×
25．○
26．×
27．○
28．×
29．×
30．○
31．○
32．×
33．○
34．×
35．○
36．×
37．○
38．×
39．○
40．×
四、名词解释
1．帕斯卡原理（静压传递原理）
在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。
2．系统压力
系统中液压泵的排油压力。
3．运动粘度
动力粘度μ和该液体密度ρ之比值。
4．液动力
流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力。
5．层流
粘性力起主导作用，液体质点受粘性的约束，不能随意运动，层次分明的流动状态。
6．紊流
惯性力起主导作用，高速流动时液体质点间的粘性不再约束质点，完全紊乱的流动状态。
7．沿程压力损失
液体在管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。
8．局部压力损失
液体流经管道的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时，液体流速的大小和方向急剧发生变化，产生漩涡并出现强烈的紊动现象，由此造成的压力损失
9．液压卡紧现象
当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心且大端压力高于小端压力时，阀芯将受到一个液压侧向力的作用。
当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。
10．液压冲击
在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
11．气穴现象；
气蚀
在液压系统中，若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。
当气泡随着液流进入高压时，在高压作用下迅速破裂或急剧缩小，又凝结成液体，原来气泡所占据的空间形成了局部真空，周围液体质点以极高速度填补这一空间，质点间相互碰撞而产生局部高压，形成压力冲击。
如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上，使金属表面产生腐蚀。
这种因空穴产生的腐蚀称为气蚀。
12．排量
液压泵每转一转理论上应排出的油液体积；
液压马达在没有泄漏的情况下，输出轴旋转一周所需要油液的体积。
13．自吸泵
液压泵的吸油腔容积能自动增大的泵。
14．变量泵
排量可以改变的液压泵。
15．恒功率变量泵
液压泵的出口压力p与输出流量q的乘积近似为常数的变量泵。
16．困油现象
液压泵工作时，在吸、压油腔之间形成一个闭死容积，该容积的大小随着传动轴的旋转发生变化，导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。
17．差动连接
单活塞杆液压缸的左、右两腔同时通压力油的连接方式称为差动连接。
18．往返速比
单活塞杆液压缸小腔进油、大腔回油时活塞的运动速度v2与大腔进油、小腔回油时活塞的运动速度v1的比值。
19．滑阀的中位机能
三位滑阀在中位时各油口的连通方式，它体现了换向阀的控制机能。
20．溢流阀的压力流量特性
在溢流阀调压弹簧的预压缩量调定以后，阀口开启后溢流阀的进口压力随溢流量的变化而波动的性能称为压力流量特性或启闭特性。
21．节流阀的刚性
节流阀开口面积A一定时，节流阀前后压力差Δp的变化量与流经阀的流量变化量之比为节流阀的刚性T：
。
22．节流调速回路
液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。
23．容积调速回路
液压系统采用变量泵供油，通过改变泵的排量来改变输入执行元件的流量，或执行元件为变量马达时改变马达的排量，从而实现调速的回路称为容积调速回路。
24．功率适应回路（负载敏感调速回路）
液压系统中，变量泵的输出压力和流量均满足负载需要的回路称为功率适应回路。
25．速度刚性
负载变化时调速回路阻抗速度变化的能力。
26．相对湿度
在某一确定温度和压力下，其绝对湿度与饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度。
27．气动元件的有效截面积
气体流过节流孔时，由于实际流体存在粘性，其流束的收缩比节流孔实际面积还小，此最小截面积称为有效截面积
28．马赫数
气流速度v与当地声速c之比称为马赫数。
29．非时序逻辑系统
系统的输出只与输入变量的组合有关，与变量取值的先后顺序无关。
30．时序逻辑系统
系统的输出不仅与输入信号的组合有关，而且受一定顺序的限制。
也称为顺序控制或程序控制系统。
五、分析题
1．解：
图示系统为定量泵，表示输出流量qP不变。
根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但通过节流阀的流量并不发生改变，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的进口并联一溢流阀，实现泵的流量分流。
连续性方程只适合于同一管道，活塞将液压缸分成两腔，因此求qB不能直接使用连续性方程。
根据连续性方程，活塞运动速度v=qA/A1，qB=qA/A1=（A2/A1）qP。
2．解：
节流阀开口面积有一临界值ATo。
当AT>
ATo时，虽然节流开口调小，但活塞运动速度保持不变，溢流阀阀口关闭起安全阀作用；
当AT<
ATo时，活塞运动速度随开口变小而下降，溢流阀阀口打开起定压阀作用。
液压缸工作压力
液压泵工作压力
式中△p为节流阀前后压力差，其大小与通过的流量有关。
3．解：
1）进油节流调速系统活塞运动速度v1=qmin/A1；
出口节流调速系统活塞运动速度v2=qmin/A2
因Ａ1>
Ａ2，故进油节流调速可获得最低的最低速度。
2）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（2～3×
105Pa），节流阀在最小允许开度ATmin时能正常工作的最小流量qmin。
因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节流阀最小开口量ATmin和两端压差△p相同的条件。
设进油节流调速回路的泵压力为pp1,节流阀压差为△p1则：
设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为pp2，节流阀压差为△p2，则：
由最小稳定流量qmin相等的定义可知：
△p1=△p2即：
为使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力pp1、pp2是不相等的。
4．解：
只有C正确，当溢流节流阀装在回油路上，节流阀出口压力为零，差压式溢流阀有弹簧的一腔油液压力也为零。
当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时，只要克服软弹簧的作用力，就能使溢流口开度最大。
这样，油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱，溢流节流阀两端压差很小，在液压缸回油腔建立不起背压，无法对液压缸实现调速。
5．解：
液压马达在工作时，溢流阀5起安全作用。
制动时换向阀切换到中位，液压马达靠惯性还要继续旋转，故产生液压冲击，溢流阀1，2分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力，起制动缓冲作用。
另一方面，由于液压马达制动过程中有泄漏，为避免马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象，用单向阀3和4从油箱向回路补油。
6．解：
1）在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F段与泵出口处B点的油路始终得保持连通
2）当泵的工作压力pB＝30×
105Pa时，先导阀打开，油流通过阻尼孔流出，这时在溢流阀主阀芯的两端产生压降，使主阀芯打开进行溢流，先导阀入口处的压力即为远程控制口E点的压力，故pB>
pE；
当泵的工作压力pB＝15×
105Pa时，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，pB＝pE。
3）二位二通阀的开启或关闭，对控制油液是否通过阻尼孔（即控制主阀芯的启闭）有关，但这部分的流量很小，溢流量主要是通过CD油管流回油箱。
7．解：
1）2）由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上，属回油节流调速。
因此无论夹紧缸在运动时或夹紧工件时，减压阀均处于工作状态，pA=pj=15×
105Pa。
溢流阀始终处于溢流工况，pB=py=30×
3）当夹紧缸负载阻力FII=0时，在夹紧缸的回油腔压力处于最高值：
8．解：
在（a）图方案中，溢流阀2装在节流阀1的后面，节流阀始终有油液流过。
活塞在行程终了后，溢流阀处于溢流状态，节流阀出口处的压力和流量为定值，控制液动阀换向的压力差不变。
因此，（a）图的方案可以正常工作。
在（b）图方案中，压力推动活塞到达终点后，泵输出的油液全部经溢流阀2回油箱，此时不再有油液流过节流阀，节流阀两端压力相等。
因此，建立不起压力差使液动阀动作，此方案不能正常工作。
9．解：
1）A为内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于10×
105Pa；
B为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10×
C为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整压力为30×
105Pa
D为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为30×
105Pa。
2）系统的工作过程：
系统的工作循环是定位—夹紧—拔销—松开。
其动作过程：
当1DT得电、换向阀左位工作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；
当定位动作结束后，压力升高，升至顺序阀A的调整压力值，A阀打开，夹紧缸运动；
当夹紧压力达到所需要夹紧力时，B阀使大流量泵卸载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流阀D控制，同时，压力继电器C发讯，控制其它相关元件动作。
10．解：
1）DT吸合，活塞运动时：
因pL<
pj，减压阀阀口处于最大位置，不起减压作用，pA＝pC＝pL＝10×
105Pa，pB＝10×
105＋ΔpjPa，Δpj为油液通过减压阀时产生的压力损失。
2）DT吸合，活塞夹紧工件：
溢流阀必然开启溢流，pB＝py＝45×
对于减压阀1，由于pL的作用使其先导阀开启，主阀芯在两端压力差的作用下，减压开口逐渐关小，直至完全闭合；
对于减压阀2，由于pL的作用使其主阀口关小处于平衡状态，允许（1～2）l/min的流量经先导阀回油箱，以维持出口处压力为定值，pC＝pA＝pj2＝35×
3）由以上分析可知，只要DT一吸合，缸位于夹紧工况时，夹紧缸的压力将由并联的减压阀中调定值较高的那一减压阀决定。
因此，为了获得两种不同夹紧力，必须使pj1<
pj2。
如果取pj1=35×
105Pa，则无法获得夹紧缸压力pj=20×
11．解：
1）启动缸II所需的压力：
pj1=10×
105Pa<
p2，减压阀处于工作状态，由于出口压力不能推动阻力F2,故缸II不动，v2=0、pA=10×
105Pa，pB=py=45×
105Pa，压力油使缸Ⅰ右移。
pj2=20×
105Pa=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的液阻分配，两缸同时动作。
pj3=40×
105Pa>
p2，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，pB≈p2=20×
105Pa，该压力不能克服缸I负载，故缸II单独右移，待缸II运动到端点后，压力上升pA=pj=40×
105Pa，pB=py=45×
105Pa，压力油才使缸I向右运动。
2）当pj3=40×
105Pa时，减压阀口全开、不起减压作用。
泵的压力取决于负载，pB=p2=20×
因为溢流阀关闭，泵的流量全部进入缸II，故缸II运动速度最快，vII=q/A。
12．解：
图（a）方案，当活塞在接触工件慢进和保压时，或者活塞上行到终点时，泵一部分油液进入蓄能器。
当蓄能器压力达到一定值，压力继电器发讯使泵卸载，这时，蓄能器的压力油对压力机保压并补充泄漏。
当换向阀切换时，泵和蓄能器同时向缸供油，使活塞快速运动。
蓄能器在活塞向下向上运动中，始终处于压力状态。
由于蓄能器布置在泵和换向阀之间，换向时兼有防止液压冲击的功能。
图（b）方案，活塞上行时蓄能器与油箱相通，故蓄能器内的压力为零。
当活塞下行接触工件时泵的压力上升，泵的油液进入蓄能器。
当蓄能器的压力上升到调定压力时，压力继电器发讯使泵卸载，这时缸由蓄能器保压。
该方案适用于加压和保压时间较长的场合。
与（a）方案相比，它没有泵和蓄能器同时供油、满足活塞快速运动的要求及当换向阀突然切换时、蓄能器吸收液压冲击的功能。
13．解：
1）DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1进出口压力相等，由于作用在阀芯两端的压差为零，阀1始终处于关闭状态不起作用，泵的压力由py2决定：
ppmax＝py2＝20×
DT吸合时活塞向左运动，缸的大腔压力为零，泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定：
2）同上一样，DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1不起作用，泵的压力由py2决定：
ppmax＝py2＝60×
DT吸合时活塞向左运动，泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定：
ppmax＝py1＝20×
六、问答题
1．答：
当“是门”元件正常工作时，气流由气源流向输出口S，若由于某种原因使气源压力p为零而输出仍保持压力，则输出口S气流会回流到气源口，输出口S的污秽会进入是门元件甚至是门元件前的其它控制阀。
这种情况应该避免。
故采用弹簧使是门元件阀芯复位，防止输出口S气流回流。
此中情况下非门元件输出口S回流气流正好使阀芯关断，故不需弹簧。
2．答：
（1）在工作原理上：
高压截止式逻辑元件的动作是依靠气压信号推动阀芯或通过膜片变形推动阀芯动作，改变气流的通路以实现一定的逻辑功能；
高压膜片式逻辑元件由带阀口的气室和能够摆动的膜片构成，它通过膜片两侧造成压力差使膜片向一侧摆动，从而开关相应的阀口，使气流的流向、流路切换，以实现各种逻辑控制功能。
（2）在性能上各有长处：
高压截止式逻辑元件的阀芯是自由圆片或圆柱体，检查、维修、安装方便，行程短，流量大。
高压膜片式逻辑元件结构简单，内部可动部件摩擦小，寿命长，密封性好。
3．答：
气动马达在使用中必须得到良好的润滑。
一般在整个气动系统回路中，在气动马达控制阀前设置油雾器，并按期补油，使油雾混入空气后进入气动马达，从而达到充分润滑。
气缸在使用时应注意环境温度为-35~+80℃；
安
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