第7章液压与气压传动基本回路思考题和习题
7.1 减压回路有何功用？
答：减压回路的功用是：使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力；也可采用两级或多级调压的方法获得两级或多级减压；还可采用比例减压阀来实现无级减压。
7.2 在什么情况下需要应用保压回路？试绘出使用蓄能器的保压回路。
答：执行元件在工作循环的某一阶段内，若需要保持规定的压力，就应采用保压回路。参见图7.10。
7.3 卸荷回路的功用是什么？试绘出两种不同的卸荷回路。
答：卸荷回路的功用是使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命。参见图7.13。
7.4 什么是平衡回路？平衡阀的调定压力如何确定？
答：为了防止立式液压缸及其工作部件因自重而自行下落，或在下行运动中由于自重而造成失控失速的不稳定运动，在回路中设置平衡阀，这就是平衡回路。平衡阀的调定压力应由液压缸及其工作部件重量而定。
7.5 进口节流阀调速回路有何特点？
答：进口节流阀调速回路特点从三方面分析：
1. 速度负载特性，a. 在节流阀通流面积一定时，负载越小，这种回路的速度刚度越大：b. 在负载一定时，节流阀通流面积越小，回路的速度刚度越大；c. 增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高这种回路的速度刚度。
2. 最大承载能力：在供油压力调定后，这种回路的最大承载能力是不变的。
3. 功率特性：这种回路既有溢流损失，又有节流损失，故回路效率低，特别是在负载和速度变化较大时。故这种回路常用于负载恒定或变化小调速范围不大和无速度稳定性要求的小功率系统中。
7.6 出口节流阀调速回路有何特点？
答：出口节流阀调速回路与进口节流阀调速回路的特性基本相同。但承受负值负载能力比进口节流阀调速回路强，运动平稳性也比进口节流阀调速回路好。又因油经节流阀直接回油箱，故散热条件比进口节流阀调速回路好。
故这种回路的应用场合也与进口节流阀调速回路基本相同，特别适用于负值负载。
7.7 旁路节流阀调速回路有何特点？
答：旁路节流阀调速回路特点：
1. 速度负载特性：a. 在节流阀通流面积一定时，负载越大，这种回路的速度刚度越大；b. 在负载一定时，节流阀通流面积越小，回路的速度刚度越大；c. 增大液压缸有效面积和降低液压泵供油能力可提高这种回路的速度刚度；
2. 最大承载能力：随着节流面积的增加，这种回路的最大承载能力减小；
3. 功率特性：这种回路只有流量损失，无压力损失，故回路效率较高。
这种回路适用于功率较大，对速度稳定性要求不高的场合。
7.8 为什么采用调速阀能提高调速性能？
答：由于调速阀有定差减压阀能自动保持节流阀前后压力差不变，故能保证通过节流阀的流量不受外界负载变化的影响，故能提高调速性能。
7.9 试分析比较三种容积式无级调速回路的特性。
答：变量泵和定量马达的调速回路：这种回路执行元件的速度取决于变量泵的流量，调速范围较大，可以连续的无级调速；执行元件输出力由负载决定，不因调速而变化，又称恒转矩调速回路。由于泵和执行元件的泄漏，引起速度下降，故有速度随负载增加而下降的特性。
定量泵和变量马达的调速回路：这种回路执行元件的速度取决于变量马达的排量。当负载功率恒定时，若调小马达的排量则马达的转数增加、转矩减小，故又称恒功率调速。由于马达的转速不能太高，排量不能调的过小，故调速范围很小。
变量泵和变量马达的调速回路：这种回路执行元件的速度可通过调节变量泵和变量马达的排量实现，因而扩大了调速范围。有较高的工作效率，适用于大功率的场合。
7.10 试绘出三种不同的快速运动回路。
答：三种不同的快速运动回路是：差动连接回路；采用蓄能器的快速运动回路；双泵供油回路，参见图7.37，7.38，7.39。
7.11 什么叫差动回路？
答：利用液压缸的差动连接，使泵输出的油液和缸有杆腔返回的油液合流，进入缸的无杆腔，实现活塞快速运动，这种连接方法的回路称差动回路。
7.12 如何利用行程阀实现两种不同速度的换接？
答：正常时，泵输出的油直接流入油缸，活塞快速运动；当活塞杆上的挡块压下行程阀，使液压泵的油经节流阀进入油缸，这时转为慢速。这种方法可实现两种不同速度的换接。
7.13 如何利用两个调速阀实现两种不同速度的换接？
答：利用两个调速阀并联，由换向阀换接，两调速阀各自独立调节流量，互不影响，实现两种不同速度的换接，还可以利用两个调速阀串联，当电磁阀将第2个调速阀短路时，得到一种进给速度，第2个调速阀不短路时，得到第2种进给速度，在第2个调速阀开口面积比第1个调速阀开口面积小的情况下可以各自调节流量。
7.14 如何使用行程阀实现执行机构顺序动作？
答：A，B两缸，正常运动时油经行程阀一侧流往A缸，当A缸运动到位，活塞杆上的挡块，压下行程阀，行程阀换向，油经行程阀另一侧流往B缸，从而实现执行机构顺序动作。
7.15 如何使用顺序阀实现执行机构顺序动作？
答：利用顺序阀的压力调节实现执行机构顺序动作。例如A，B两缸，缸B接一顺序阀，调定顺序阀的压力，使之大于缸A的最大工作压力。压力油先进入缸A，实现动作，A缸行至终点后压力上升，压力油打开顺序阀进入B缸，实现动作。如此实现A，B两缸顺序动作。
7.16 如何使用延时阀实现执行机构时间控制顺序动作？
答：利用延时阀的时间控制实现执行机构时间控制顺序动作。例如A，B两缸，缸B接一延时阀，调定延时时间。当压力油进入缸A，缸A动作。同时，压力油也进入延时阀通往缸B，由于延时阀延续一定时间后，才进入缸B，使缸B动作。调节延时阀的时间，便可调节缸A与缸B的先后动作的时间差，实现执行机构时间控制顺序动作。
7.17 试绘出两种不同的容积式同步回路？
答：参见图7.17
7.18 怎样实现串联液压缸同步？
答：两串联液压缸A，B要实现同步，需使缸A的有杆腔的有效面积与缸B的无杆腔的有效面积相等。当压力油进入缸A的无杆腔，缸A动作，有杆腔的油进入缸B 的无杆腔，使缸B动作。由于缸A的有杆腔的有效面积与缸B的无杆腔的有效面积相等，故两缸的动作同步。
7.19 怎样实现并联液压缸同步？
答：用同步缸来实现并联液压缸同步。即用一个由两个尺寸相同的双杆缸（也称同步缸）连接此面积相等的并联液压缸A与B，使双杆缸的a与b腔接缸A缸B的无杆腔。当同步缸的活塞左移时，a与b腔中的油进入缸A缸B的无杆腔，使之缸A缸B的无杆腔运动。由于a与b腔的面积相等，进入缸A缸B的油流量相等，故缸A缸B 的速度也相等，如此实现并联液压缸同步。
7.20 绘出机械联结的同步回路。
答：参见图7.52
7.21 如何利用分流集流阀使执行机构实现同步？
答：将分流集流比与两油缸面积比相同的分流集流阀的两分流接口接在两油缸的无杆或有杆腔，分流集流阀的两股油进入两油缸的无杆或有杆腔，使缸同步运动。当换向后，分流集流阀的集流口起集流作用，使缸同步返回。
7.22 如何利用电液比例阀使执行机构实现位置同步？
答：将电液比例阀的接口接往缸A，缸B与缸A接有位置检测装置。当缸B与缸A 出现位置误差时，检测装置发出信号，调节电液比例阀的开口度，实现位置同步。
7.23 如何利用电液伺服阀使两个执行机构实现同步？
答：将电液伺服阀的接口接往缸A，缸B与缸A接有检测装置。当缸B与缸A出现位置误差时，检测装置发出信号，持续不断地调节电液伺服阀的开口度，使缸A
跟随B 缸，实现位置同步。
7.24 试设计一双手控制气缸往复运动回路。 答：参见图7.24
7.25 试设计一个可使双作用气缸快速返回回路。用下列气阀：一个单电控二位五
通阀，一个单向节流阀，一个快速排气阀。 答：参见图7.25。
7.26 如图7.60所示，液压泵输出流量q p =10 L/min ，液压缸无杆腔面积A 150=
cm 2，液压缸有杆腔面积A 225= cm 2。溢流阀的调定压力p y
=24. MPa ，负
载F =10 kN 。节流阀口视为薄壁孔，流量系数C q =062.。油液密度ρ=900 kg/m 3。试求：（1）节流阀口通流面积A T =005.cm 2和A T =001.cm 2时的液压缸速度υ、液压泵压力p p 、溢流阀损失r p ?和回路效率η；（2）当
01.0=r A cm
2
和02.0=r A cm 2时，若负载F = 0，求液压泵的压力p p 和液压
缸两腔压力p 1和p 2各为多大？（3）当F =10 kN 时，若节流阀最小稳定流量为3min 1050-?=t q L/min ，所对应的r A 和液压缸速度υmin 多大？若将回路改为进油节流调速回路，则r A 和υmin 多大？把两种结果相比较能说明什么问题？ 解：1 图示为出口节流调速回路，用液压缸活塞受力平衡方程可求出节流阀的压
差：
12
r p A F pA =+? 54
51
4
22410501010000810
2510r p A F p A ---???-?===??（Pa ）
流过节流阀的流量：
（1）当r A
2 时，
20.620.0510q q C A -==?? =1.307?10-4 （m 3/s ）=7842 cm 3/min
22
0.0522q
A υ== m/s = 313.68 cm/min
大腔需要流量：
1313.25015684c q A υ==?= cm 3/min = 15.684 L/min ＞ q p ，阀口开得太大，不可能。
所以：50
10103
?=
=A q p
υ = 0.033 m/s = 200 cm/min 流过节流阀的实际流量为：
22220025q A υ=?=? = 5000 cm 3/min = 5 L/min
节流阀的前后实际压差为：
3225
24
510900()() 3.251020.620.0510602q T q p C A ρ--??=?=?=???? Pa =????+=?+=--4
4312105010251025.310000A p A F p p 21×105
Pa = 2.1 MPa 63100000.033
102.1101060
p p F p q υη-?===??? 0.94
（2）当=T A 0.01 cm 2 时，
420.620.0110q q C A -=?? = 26.14×10–6 m 3/s = 1568.4 cm 3/min
221568.4
0.01045625
q A υ===m/s = 62.7 cm/min
=?=1A q c υ0.010456×50×10–4 = 5.228×5×10–5 m 3/s = 3.136.8 L/min ＜ q p =10 L/min
==r p p p 2.4 MPa 。
=?r q 10―3.137 = 6.8632 L/min 。
溢流损失：r r r p p q ?=??= 24×105×6.865×10–3/60 = 274.5 W
53
100000.010456
1024101060
p p F p q υη-?===???= 0.26
2 当F ＝0
当A r = 0.01 cm 2 12r p A F pA =+?
54
51
4
22410501048102510r p A p A --????=
==?? Pa ==r p p p 1p =24×105 Pa ，=?=p p 248×105Pa 。= 4.8 MPa 。
3 当F ＝10 kN 时 21pA F A p r ?+=
54
51
4
224105010100008102510r p A F p A ---???-?===?? Pa = 0.8 MPa
流过节流阀的流量： =?=p A C q T
q ρ
2
50×10–3 L/min
6
T A -=
==3.19×10–8 m 2 =3.19×10–4
cm 2=
46
2min min 10
25601050--???==A q r υ= 3.3×10–4 m/s 改为进口节流调速回路：F A p p r =?-1)(
43
110501010-??==?-A F p p r
= 2×106 Pa = 2 MPa
p ?
= 2.4―2 = 0.4 MPa
6
r A -== =4.5×10-8 m 2= 0.045×10-2 cm 2
41min min 105060-??==A r υ = 0.000 17m/s
两种结果比较，说明在节流阀同样的最小稳定流量时：进口节流调速回路的最小速度比出口节流调速回路小，速度调节范围大些；进口节流调速回路的节流损失比出口节流调速回路小。
7.27 如图7.61所示，各液压缸完全相同，负载F F 21>。已知节流阀能调节液压缸速度并不计压力损失。试判断在图（a ）和图（b ）的两个液压回路中，哪个液压缸先动？哪个液压缸速度快？请说明道理。
答：（a ）在图液压回路中，A 缸先动。负载的大小决定了缸压力，因为
A F p A 1=，A F
p B 2=，2F > 1F ，B p >A p ，所以A 缸先动。
A 缸动作时，流过节流阀的流量为A T rA p CA q ?=ρ
2
，A r A p p p -=?。 B 缸动作时，流过节流阀的流量为B T
rB p CA q ?=ρ
2
，B r B p p p -=?。
因为B p > A p ，所以B p ? < A p ?，rB q < rA q 。 又因A q rA A =υ，A
q rB
B =υ，所以B υ < A υ。 （b ）图液压回路中，A 缸先动。因为211A p F A p Ar r ?+=，122r Br p B F p B =+?，A 1 = B 1，A 2 =B 2。
F 2> F 1，Br p ? < Ar p ?，负载小的活塞运动产生的背压Ar p ?又加负载大的活塞B 背腔，更使活塞B 缸不能动，直至A 缸到达端点，B 缸方能运动，所以A 缸先动。 A 缸运动时流经节流阀的流量，Ar T
Ar p CA q ?=ρ
2
，2
1
1A F A p p r Ar -=
?。
B 缸运动时流经节流阀的流量，Br T
Br p CA q ?=ρ
2
，2
2
1B F B p p r Br -=
?。 因为F 2> F 1，Br p ? < Ar p ?，Ar q > Br q ，2A q Ar A =υ，2
B q Br
B =υ，A 2 =B 2，有
A υ>
B υ所以A 缸速度快。
7.28 如图7.62所示，图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载
F =9 000 N 。液压缸两腔面积A 150= cm 2，A 220= cm 2。背压阀的调
定压力p b =05. MPa 。液压泵的供油流量q
=30 L/min 。不计管道和换向阀的
压力损失。试问：（1）欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力p y 多大？（2）卸荷时的能量损失有多大？（3）若背压阀增加了
?p b ，溢流阀调定压力的增量?p y 应有多大？
解：图示回路中活塞受力平衡方程：211A p F A p b +=
4
4512110
5010201059000--????+=+=A A p F p b = 20×105
Pa （1）欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力r p ：
调速阀稳定工作的条件是两端压差p ?最小为5×105。所以 p p p r ?+=1＝(20+5) ×105 = 2.5 MPa
（2）卸荷时的能量损失
53
510301060
b P p q -???== = 250 W = 0.25 kW
（3）溢流阀调定压力的增量r p ?应为1p 的增量1p ? r p ?=1p ?= 0.4 b p ?
7.29 如图7.63所示，双泵供油，差动快进—工进速度换接回路有关数据如下：液
压泵的输出流量q 116= L/min ，q 24= L/min ；输送油液密度ρ=900
kg/m 3，运动粘度ν
=?-20106
m 2/s ，液压缸两腔面积A 1100= cm 2，
A 260
= cm
2
，快进时的负载F =1 kN ，油液流过方向阀时的压力损失
?p =025. MPa ，连接液压缸两腔的油管ABCD 的内径为d =18
. cm ，其中
ABC 段因较长（L =3 m ），计算时需考虑其沿程损失，其它损失及由速度、
高度变化形成的影响皆可忽略。试求：（1）快进时（差动连接）液压缸的速度υ和压力表读数；（2）工进时如果压力表读数为8 MPa ，此时回路承受载荷能力有多大（因流量很小，可不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？
解：（1）快进时液压缸的速度和压力表读数 活塞腔的流量：1221A A q q q υυ=++=，
差动快进时液压缸的速度：3
12412(164)10(10060)1060
q q A A υ--++?==
--?? = 0.083 m/s
雷诺数：6
2
1020108.1083.0--???==νυd R e = 75 < ecr R ，所以是层流。
层流流动：22
759007539000.0832750.0182
L e L p R d υ???=??=??
= 516.7 Pa = 0.00516×105Pa
5
1112212()(2.50.00516)10L p A F p p p A F A p A =++?+?=++?+ 554214122.505101000 2.505106010
(10060)10F A p A A --+??+???==--? = 6.3×105 Pa 1p p r == 6.3×105 Pa （2）1p p r == 80×105 Pa
工进时若不计损失：p 1A 1 = F + p 2A 2 = F
F = 80×105×100×10–4 = 80000 N
液控顺序阀的调定压力宜选略大于6.3×105Pa 。 7.30 如图7.64所示的调速回路，液压泵的排量V p
=105 mL/r ，转速n p =1000
r/min ，容积效率ηVp =095.，溢流阀调定压力p y =7MPa ，液压马达排量V M =160mL/r ，容积效率ηVM =095.，机械效率ηmM =08.，负载转矩
T =16Nm 。节流阀最大开度A T max .=02cm 2
（可视为薄壁孔口），其流量系
数62.0=q C ，油液密度ρ=900kg/m 3。不计其它损失。试求：（1）通过节流阀的流量和液压马达的最大转速n M max 、输出功率P 和回路效率η，并请解释为何效率很低？（2）如果将p y 提高到8.5MPa 时，ηM max 将为多大？ 解：（1）由公式Mm M
pV T ηπ
2=
得液压马达入口压力为： =???=
=
-8
.010********
πηπMm
M V T p 7.85×105
Pa 62
1051010000.95
60
p p pV q V n η-???==
= 1.75×10-3 m 3/s 通过节流阀的流量：
0.620.210r q r q C A -==?? =14.57×10–4 m 3/s 液压马达的最大转速：
46
14.57100.9516010T M
MV M T q n V η--?==??= 8.65 r/s 输出功率：
228.6516M P n T ππ==?? = 869.6 W
回路效率：35
869.6
1.75107010
p r P q p η-=
=??? = 0.071 回路效率低的原因是进油调速回路有两部分功率损失（溢流损失和节流损失）。
（2）通过节流阀的流量：
0.620.210r q r q C A -==?? = 16.24×10–4 m 3/s = 97.42 L/min 液压马达的最大转速：46
16.24100.9516010
r M
MV M q n V η--?==??= 9.64 r/s 输出功率：229.6416M P n T ππ==?? = 969 W 回路效率：66
96960
1051010008.510p r P q p η-?=
=
???? = 0.065 7.31 试说明图7.65所示容积调速回路中单向阀A 和B 的功用。在液压缸正反向移动
时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。 答：这是个闭式容积调速回路。
单向阀A 用于防止液压泵输出给活塞杆腔的油回油箱；当液压泵输出给活塞腔油时，又能给液压泵吸油侧补油，保证液压泵的供油。
液控单向阀B 用于当液压泵输出给活塞杆腔油时，压力油能打开B 阀，让液压泵吸油侧多余油回油箱；当马达输出给活塞腔油时，B 阀关闭，防止液压泵输出给活塞腔的油回油箱。
在液压缸正反向移动时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如图示连接。见图表示。
7.32 如图7.66所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如
图所示，调速阀的调定流量为2.5 L/min ，液压缸两腔的有效面积
A A 12250== cm 2
，不计管路损失，试求：（1）液压缸的大腔压力p 1；（2） 当负载F = 0 N 和F = 9 000 N 时的小腔压力p 2；（3）设液压泵的总效率为0.75，当F = 9 000 N 时，求液压系统的总效率。 解：（1）液压缸的大腔压力
流量方程：11A q υ=，2r A q υ==2.5 L/min ，2
2
2.5
A υ==0.0167 m/s 。 11122.5A
q A A υ==?= 5 L/min
根据限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线查得，p 1＝2.2 MPa
（2）当负载F = 0 和F = 9 000 N 时的小腔压力
2211A p F A p +=， F = 0，
111121222
2.2 4.4p A F A A
p p A A A -=
==?=MPa F = 9000 N ，641124
2 2.21050109000
()2510
p A F p A ---???-===? 0.8 MPa （3）液压泵的总效率为0.75，液压系统的总效率η为： 65
110.016790000.75
2.2108.3310
F p q υηη-??==???= 0.615 7.33 如图7.67示的液压回路中，如果液压泵的输出流量q p =10 L/min ，溢流阀的
调整压力p y =2 MPa ，两个薄壁孔型节流阀的流量系数都是C d =067.，开口面积02.01=T A cm 2，A T 2001=. cm 2，油液密度ρ=900 kg/m 3，试求在不考虑溢流阀的调压偏差时：（1）液压缸大腔的最高工作压力；（2）溢流阀可能出现的最大溢流量。
解：（1）液压缸大腔在最高工作压力时，（既大腔的液压油经过2T A 流回油
箱，而没有进入大腔。即：21q q =）液压缸大腔最高工作压力为2p ?。 21q q =
d r C A
d r C A 其中，124p p ?=?
224()r p p p -?=?，r p p 5
4
2=?=1.6 MPa
2d r q C A =
0.670.0110-=?? = 4?10-5 m 3/s = 2.4 L/min
（2）溢流阀可能出现的最大溢流量
r q =10 – 2.4 = 7.6 L/min
7.34 请列表说明图7.68示压力继电器式顺序动作回路是怎样实现1→2→3→4顺序
动作的？在元件数目不增加的情况下，排列位置容许变更的条件下如何实现1→2→4→3的顺序动作，画出变动顺序后的液压回路图。 解：压力继电器式顺序动作如表所示。
在元件数目不增加的情况下，不需做太大的变更，只需将信号变更便可：2SQ 信号变更，发给2YA，4便可动作；将1SQ信号变更，发给4YA，3便可动作。便可实现1动作－2动作－4动作－3动作。
7.35 如图7.69所示的液压回路，它能否实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II
再移动”的要求（夹紧缸I的速度必须能调节）？为什么？应该怎么办？答：如图7.69所示的液压回路，它不能实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II 再移动”的要求。因为当夹紧缸I的速度很小时，也即节流阀开口度很小，压降很大，大于进给缸II的顺序阀的调定压力，这时进给缸II可先动作。应将节流阀移至单向阀与泵之间，溢流阀前的位置。
7.36 如图7.70所示的液压回路可以实现“快进→工进→快退”动作的回路（活塞
右行为“进”，左行为“退”），如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？为什么是错误的？应该如何改正？
答：图中有两处错误：
1）单向阀接反了。若按图示，在工进时油直接通过单向阀进入液压缸，无法实现节流调速，将其接正便可。
2）压力继电器安装位置不妥，压力变化不明显，当活塞工进到终端后压力上升，该处反映工进时压力变化慢，不能及时发信号给换向阀换向使液压缸快退。将其安装在调速阀的出口处为好。
3）工进时，本应该是进口节流回油加背压使其工作平稳，所以背压阀应接在换向阀中位的回油上，不应接在图中的位置。
第一章 1-1 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''3343049.9105010110V V V m ---?=-=?-?=-? 64 3 070010110 1.45010 k V p Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：外筒内壁液体粘度： ()()0 2 4222/2 /2 408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512 p f D d a n D m s T T N m A DA D l d dy d dy dy d D d P S u F μπτπμτμτμμτμμ τμμ-==??=??= ====???=?===-?-∴===?? ? 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长 度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 F=F f ＝μA(du /dy) 其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L 又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 所以 F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96× 0.01
一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于_负载_，速度决定于流量。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升 高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄
漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是 （ C ） A Re紊流< Re临界 1液压系统中的压力取决于—负载执行元件的运动速度取决于—流量_ 2 ?液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成，其中动力元件、执行元件为能量转换装置。 3?液体在管道中存在两种流动状态，层流时内摩擦力起主导作用（雷诺数小），紊流时惯 性力起主导作用（雷诺数大） 4.理想液体的伯努利方程：表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量，在任一截面上这三种能量 都可以互相转换，但其和都保持不变。 5.液压泵：是液压系统的动力元件，它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能，是液压系统重要的组成元件。 6.容积式液压泵工作条件：1、在结构上能形成密封的工作容积；2、密封的工作容积能实 现周期性的变化，密封工作容积由小变大时与吸油腔相通，由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数：液压泵的压力（工作压力、额定压力、最高压力）、排量与流量、功率、效率（容积、机械）。 7?外啮合齿轮泄漏方式：1、轴向间隙泄漏；2、径向间隙泄漏；3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 &叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理：它是利用排油压力的反馈作用 来实现流量自动调节的，当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到 最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出量为零，泵的压力便不再升高。 9.液压执行元件：是将液压能转化为机械能的工作装置。（液压马达、液压缸一一最广泛） 10.高速马达（齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达） 11.液压缸按结构分为：活塞缸、柱塞缸（实现往复运动，输出推力和速度）、摆动缸（实现 小于360 °的往复摆动，输出转矩和角速度）和组合缸（具有特殊的结构和作用）；按液体 压力作分为：单作用（利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动，反向复位靠外 力实现）和双作用液压缸（利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动）。 12.单杠杆：通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连 接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍，其结构紧凑，应用广泛，单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3--慢速进给v1 —快速退回v2 “工作循环的组合机床液压传动装 置。 13.液压缸的组成：缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为：方向 控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）。按操作方式分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15. 压力控制阀：按其功能和用途分为溢流阀（直动式、先导式，实现定压和稳压作用） 、减压阀、顺序阀、压力继电器，他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路：流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路：调速回路和快速运动回路调速回路： 节流调速回路（有节流损失、溢流损失）、容积调速回路（没有节流、溢流损失，用在高压 大容量）、容积节流调速回路（效率高、发热小。低速稳定性好） 17.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。） 18.容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通 http://210.14.64.62/jpkc/jpkc2007/fs/DH/DH.htm液压精品课程申报表 “液压与气压传动” 习题集 机电工程学院 上海第二工业大学 2006.1 目录 第一章液压与气压传动概述 (3) 第二章液压传动的基础知识 (3) 第三章液压泵与液压马达 (12) 第四章液压缸 (15) 第五章液压基本回路与控制阀 (20) 第六章液压辅助元件 (44) 第七章液压系统实例 (44) 第八章液压系统的设计计算 (47) 第九章液压伺服系统 (47) 第十章气源装置与气动辅件 (49) 第十一章气缸 (49) 第十二章气动控制元件与基本回路 (50) 第一章 液压与气压传动概述 1.1 谓液压传动和气压传动？液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？ 1.2 气压传动与液压传动有什么不同? 第二章 液压传动的基础知识 2.1 为什么压力会有多种不同测量与表示单位？ 2.2 为什么说压力是能量的一种表现形式？ 2.3 液压与气压传动中传递力是依据什么原理？ 2.4 为什么能依据雷诺数来判别流态？它的物理意义是什么？ 2.5 伯努利方程的物理含义是什么？ 2.6 试述稳态液动力产生的原因？ 2.7 为什么减缓阀门的关闭速度可以降低液压冲击？ 2.8 为什么在液压传动中对管道内油液的最大流速要加以限制？ 2.9 有半径mm R 100=的钢球堵塞着垂直壁面上直径R d 5.1=的圆孔，当钢球恰好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H 是多少？已知钢密度为3/8000m kg ，液体密度为3 /820m kg 。 题2.9 图 题2.10 图 2.10 喷管流量计直径mm D 50=，喷管出口直径mm d 30=。局部阻力系 数8.0=ζ，油液密度3/800m kg =ρ，喷管前后压力差由水银差压计读数 mm h 175=。试求通过管道的量q 。 2.11 图2. 11为齿轮液压泵，已知转速为min /1500r n =，工作压力为 《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考 虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3)空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。 4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的摩擦力或粘滞力，而液体 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），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。（ × ） 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），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m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/s ＝（106 ）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C 时（运动）粘度的中心值为22厘斯cSt(mm 2 /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（p ）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 （m 3/s 即米 3 /秒），常用单位为（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（）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100～150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。（√） 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），其输出功率用公式（pq P ?=0或pq P =0）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ηm ）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ηv ）表示。 液压与气压传动期末复习重点 《液压与气压传动》试题库 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 2．液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判断。 4．在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 5．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。 6．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成 正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 8．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有(单作用叶片泵)、(径向柱塞泵)、(轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（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（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘）。 11．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与的（齿数）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。 12．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。 13．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 广东省高等教育自学考试 《液压与气压传动》（课程代码：03631）课程考试大纲 目录 一、课程性质与设置目的 二、考试内容与考核目标 绪论 第一节液压与气压传动的工作原理 第二节液压与气压传动系统的组成和表示方法 第三节液压与气压传动的优缺点 第四节液压与气压传动的应用 第五节液压与气动技术的进展 第一章液体力学基础 第一节工作介质 第二节流体静力学 第三节流体运动学和流体动力学 第四节气体状态方程 第五节充、放气参数的计算 第六节管道流动 第七节孔口流动 第八节缝隙流动 第九节瞬变流动 第十节穿透多孔物质的液流 第二章能源装置及辅件 第一节概述 第二节液压泵 第三节油箱 第四节液压辅件 第五节气源装置 第六节气动辅件 第七节管件 第三章执行元件 第一节直线往复运动执行元件 第二节旋转运动执行元件 第三节设计计算 第四章控制元件 第一节概述 第二节阀芯的结构和性能 第三节常用液压控制阀 第四节常用气动控制阀 第五节液压叠加阀、插装阀和多路阀 第六节电液伺服控制阀 第七节电液比例控制阀 第八节电液数字控制阀 第九节气动比例/伺服、数字控制阀 第十节气动逻辑控制元件 第十一节集成式多功能元件 第五章密封件 第一节密封的作用与分类 第二节密封件的材料 第三节常用密封件 第四节新型密封件 第五节组合式密封件 第六节防尘圈 第七节旋转密封件 第八节胶密封与带密封 第六章基本回路 第一节液压基本回路 第二节气动基本回路 第七章系统应用与分析 第一节液压系统应用与分析 第二节气动系统应用与分析第八章系统设计与计算 第一节概述 第二节液压系统设计与计算 第三节液压系统设计计算举例 第四节气动程序控制系统设计三、关于大纲的说明与考核实施要求【附录】题型举例 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），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），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40o C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（p ）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（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100～150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? 液压与气压传动考试题及答案 一.单项选择题（每小题2分，共50分） 1. 二位五通阀在任意位置时，阀芯上的油口数目为--------- A .2 B.3 C.5 D.4 2. 应用较广.性能较好，可以获得小流量的节流口形式为------------ A .针阀式或轴向三角槽式 B.偏心式或周向缝隙式 C.轴向三角槽式或周向缝隙式 D.针阀式或偏心式 3. 调压和减压回路所采用的主要液压元件是--------- A.换向阀和液控单向阀 B.溢流阀和减压阀 C.顺序阀和压力继电器 D.单向阀和压力继电器 4. -------管多用于两个相对运动部件之间的连接，还能吸收部分液压冲击。 A. 铜管 B.钢管 C.橡胶软管 D.塑料管 5. ------是液压系统的储能元件，它能储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。 A.油箱 B.过滤器 C.蓄能器 D.压力计 6. 能输出恒功率的容积调速回路是------------- A.变量泵---变量马达回路 B.定量泵---变量马达 C.变量泵---定量马达 D.目前还没有 7. 溢流阀的作用是配合油泵等溢出系统中多余的油液，使系统保持 一定的------- A.压力 B.流量 C.流向 D.清洁度 8. 当环境温度较高时，宜选用粘度等级-----的液压油 A.较低 B.较高 C.都行 D.都不行 9. 能将液压能转换为机械能的液压元件是--------- A.液压泵 B.液压缸 C.单向阀 D.溢流阀 10. 下列压力控制阀中，哪一种阀的出油口直接通向油箱--------- A.顺序阀 B.减压阀 C.溢流阀 D.压力继电器 11. 液压系统的动力元件是----------- A.电动机 B.液压泵 C.液压缸 D.液压阀 12. 活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于----- A.液压缸中油液的压力 B.负载阻力的大小 C.进入液压缸的流量 D.液压泵的输出流量 13. 不能作为双向变量泵的是----------- A.双作用叶片泵 B.单作用叶片泵 C.轴向柱塞泵 D.径向柱塞泵 14. 在液压系统中用于调节进入执行元件液体流量的阀是------------ A.溢流阀 B.单向阀 C.调速阀 D.换向阀 15. 压力控制回路包括----------- A.换向和闭锁回路 B.调压.减压和卸荷回路 C.调压与换向回路 D.节流和容积调速回路 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 p h g g ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa 1-5 1-8 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＝ 不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度 0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度P b 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 =40×10－6m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m3，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P 2＝P 1 －ΔP λ＝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/min ② ηv =q/q t =150/159.6=93.98% ③ ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57% ④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤ 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。 解：对于图a 22()4F p D d π =- 22()4 q q V A D d π= = - 受拉，液压缸左移 对于图b 24F pd π= 2 4 q q V A d π== 受压，液压缸右移 对于图c 24F pd π= 24 q q V A d π== 受压，液压缸右移 3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A 1＝100cm2，有杆腔面积A 2＝40 cm2，输入油压力p ＝2 MPa ，输入流量q ＝40 L/min ，所有损失忽略不计，试求： 液压与气压传动课程期末试卷 班级__________ 学号______________ 姓名__________ 分数__________ 一、填空题（2分×10） 1．液压传动必须在_______ 进行，依靠液体的_______ 来传递动力，依靠来传递运动。 2．调速阀是由____________阀和____________阀串联而成的。 3．为防止立式液压缸的运动部件在上位时因自重而下滑，或在下行时超速常采用______________回路。即在下行时的回路上设置______________阀，使其产生适当的阻力。 4．液压传动中的压力损失可分为_________和_________。 5．气动系统中主要由______________、____________、______________、____________部分组成。 6．液压传动是以_______为传动介质，利用液体的______来实现运动和动力传递的一种传动方式。7．液压传动中的压力损失可分为______________和______________。 8．实际工作时，溢流阀开口的大小是根据______________自动调整的。 9．液压系统中常用的溢流阀有_______ 和_______ 两种。前者一般用于______系统；后者一般用于____________ 系统。 10．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_______ 的液压油；当工作压力低，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_______ 的液压油。 二、单选题（2分×5） 11．单向节流阀是气动系统中的（）。 A．压力控制元件 B.执行元件 C.流量控制元件 D.方向控制元件 12．气缸输出（）。 A.直线位移 B.力矩 C.角位移 D.全部 13．有效断面积可近似的用下列公式换算（）。 A.S e=18C V B.S e=28C V C.S e=1.8C V D.S e=2.8C V 14．相对湿度的计算公式为（）。 A. % 100 .? = 饱和水含量 实际含水量 h r B. % 100 .? = 实际水含量 饱和含水量 h r C. % 100 .? = 饱和水含量 露点水量 h r D. % 100 25 .? ? = 时水含量 实际含水量 C h r 15．为使多缸液压系统中的各个液压缸严格按规定顺序动作，其控制方式有（）两类。 A.压力控制和行程控制 B.压力控制和负载控制 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： KW n V p q p q p P Vp p P p Vp tp p p p OP 9.456095.01450102001060 60 60 3=????== = = -ηη 电机所需功率为： KW P P p Op ip 519 .09 .45== = η 2、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)=1.05kW 4、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； 《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。1.2 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：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：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 1.3 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。答：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。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率 第一章 1-1某液压油在大气压下的体积是 50 10 3m 3，当压力升高后，其体积减少到 49.9 10 3m 3，取油压的体积模量为K 700.0Mpa ，求压力升高值。 解： ' ' 3 3 4 3 V V V 49.9 10 50 10 1 10 m k V 700 106 1 10 4 d … p 3 1.4Mpa V 0 50 10 3 1- 3图示为一粘度计，若 D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测 得转矩T=40N cm,试求其油液的动力粘度。 1-4图示一液压缸，其缸筒内径 D = 12厘米，活塞直径d =厘米，活塞长度L = 14厘米，若油的粘度 =，活塞回程要求的稳定速度为v=s,试求不计油液 压力时拉回活塞所需的力F 等于多少 解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体 的 粘性有 F=F = A(du /dy) 其中，A 为活塞表面积，A =^d L 又 du /dy=v/h=v/{(D-d)/2} 解：外筒内壁液体粘度: U P n D 8 3.14 0.1 2.512m/s F f 2T A DA 2T 2 40 10 2 2 0.1 3.14 0.2 4 2 4 10 N /m dy D/2 dy d/2 dy d D/2 d /2 4 104 0.05 0.049 2.512 0.051F a S 所以 F= A(du /dy)= Xj dL x v/{(D-d)/2}=xxxx 14 xx 2 x (X = 1-5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1000kg/m3，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: 上h旦 g g 则真空度为: 3 P a p gh 1000 9.8 1 9.8 103 pa 1-7液压缸直径D=150mm,柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N的力，不计油液的重量，求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少 解： P缸P0gh P o 图a中p 缸p aa F A a 4F d2 6.3Mp a 图b中p 缸p bb F4F 2 6.3Mp 1- 8图示容器A中的液体的密度p = 900Kg/m3,B中液体的密度为P B= 1200 Kg/m3, Z=200mm, Z B =180mm,h=60mm,U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解决： P A+ p g Zx= p g Z B + p 水银g h + P B 所以/P AB=P A-F B= p g Z B + p水银g h -p g Z A 因为76厘米高水银柱为P0 则60毫米高水银柱形成的压力P= (60/760) X P0 所以(取g=10 P)= 105Pa) i s 液压与气压传动试题 一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于___负载__________，速度决定于_____流量________。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是（ C ） A Re紊流< Re临界 液 压 传 动 与 控 制 一 单选题（每空只选一个正确答案） 1 液压系统中的压力取决于（ ），执行元件的运动速度取决于（ ） 。 A. 流速 B. 流量 C. 负载 D. 压力能 2 油泵的工作压力p ，额定压力p r 和最高工作压力p max 之间的关系是（ ） A. p ≤ p r < p max B. p ≤ p r ≤ p max C . p < p r ≤ p max D. p < p r < p max 3 外啮合齿轮泵作马达用，原进油口改作出油口，原出油口改作进油口，则马达的转向（ ）。 A. 与作泵时转向相同 B. 与作泵时转向相反 C. 转向无法确定 D. 根本转不起来 4 图1所示液压系统，要使液压缸能实现差动连接，换向阀应选用（ ）中位机能。 A. O 型 B. M 型 C. Y 型 D. P 型 5 图2所示回路中，溢流阀的调定压力为4 MPa 。当电磁铁DT 通电且负载压力为2 MPa 时，压力表G 的读数为（ ）。 A. 0 B. 2 MPa C. 4 MPa D. 不能确定 6 图3所示回路中，阀1的调定压力为4 MPa ，阀2的调定压力为6 MPa 。当调定压力为10 MPa 的溢流阀处于溢流状态时，回路的二次压力p 2为（ ）。 A. 10 MPa B. 6 MPa C. 4 MPa D. 0 图 2 图 1 7 图4所示的调速回路，节流阀处于节流调速工况。不计系统泄漏及溢流阀的调压偏差，当节流阀开口不变时，若负载F 增大，活塞的运动速度v （ ）。 A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小 8 在图5所示的系统中，当施加某一恒定负载M M 时，其引起主油路的压力未达到溢流阀调整压力p Y ，则在进行调速时（ ）。 A. 马达输出功率为恒定 B. 马达输出扭矩随液压泵排量的增大而减小 C. 主油路的工作压力随液压泵排量的增大而减小 D. 液压马达输出功率随液压泵排量的增大而增大 9 回路如上题图，当施加的负载是不断变化的（即M M 为变量），但其最大值所引起的主油路压力还未达到溢流阀调整压力p Y ，在进行调速时（ ）。 A. 液压马达的转速随负载的增加而减小 B. 主油路的压力随负载的增加而增加 C. 液压马达输出转矩随液压泵排量的增加而增加 D. 10在图6的调速阀旁油路节流调速回路中，调速阀的节流开口一定，当负载从F 1降到F 2 时，若考虑泵内泄漏变化的因素，液压缸运动速度v （ ）；不考虑泵内泄漏变化因素时缸速v 可视为（ ）。 A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 11在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中，若负载从F 1降到F 2而调速阀开口 图 5 图 6 图 3 图 4液压与气压传动期末考试及答案
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