液压与气动技术习题集答案

液压与气动技术习题集解答绪论一填空题1压力能，动能。液压，液力。2动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质；动力元件、执行元件。3液压，液力，液力，液压。4半结构式，图形符号，图形符号。5翻转，控制油路。6压力能，静。7帕斯卡定律，流量，负载，压力损失。8能容量大能实现严格的传动比且传动平稳，阻力损失和泄漏较大，不能得到严格的传动比。9没有严格的传动比。二判别题1、对。2、错。3、对。三分析题1液压系统的组成部分及各部分的作用如下：动力元件：将机械能转换成液压能执行元件：将液压能转换成机械能控制元件：控制液体的压力、速度和方向辅助元件：除上述作用以外的辅助作用2、液压传动与机械传动、电传动相比如下优点：能容量大，能实现无级调速，传动平稳，易实现过载保护和自动化要求。 第一章 液压流体力学基础一填空题1较大，泄漏；较大。2小，摩擦损失，泄漏。3，单位速度梯度，液层单位接触面积。4单位速度梯度下，液层单位接触面积上的牛顿内摩擦力，PaS，动力粘度与密度的比值，cSt，降低。5曲面在该方向投影面积。6帕斯卡。70.46105 Pa ，-0.55105 Pa 。 8P=P0+gh；静止液体中任一质点具有压力能和势能两种形式的能量，且它们可互相转换其总和不变。9没有粘性，不可压缩。10压力能，动能，势能，恒量，米。11小，气穴。12局部阻力损失P，产生一定流速所需的压力，把油液提升到高度h所需的压力，增大，0.5m。13层流；紊流；雷诺数。14粘性；沿程压力；局部压力。15层流，紊流，。16沿程，局部， 。17，。1832cSt，层流。19临界雷诺数，2320。20、薄壁孔，油温变化。21长径比小于等于0.5，长径比大于4,局部压力损失，沿程压力损失。22小孔通流面积；压力差；温度。 23压力差；缝隙值；间隙。 24从A流向B，0.085Mpa。250.05105Pa，0.96105Pa。二判断题1. 错。2. 错。3. 错。4错。5错。6. 对7. 对。8. 错。9. 错。10错。11对。12. 错。 13. 对。14错。15对。16. 错。17. 错。18对。19对。三选择题1B。2C，A。3A，B。4D，A。四综合题1压力的定义是单位面积上所受的法向力。压力有绝对压力、相对压力、真空度三种表示方法。绝对压力=相对压力+大气压力，真空度=大气压力-绝对压力2伯努利方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想液体具有压力能、动能、势能三种形式的能量，三者可互相转换，但其总和不变，即能量守恒。其理论式为： 实际式：3管路中的压力损失有沿程压力损失和局部压力损失两种形式，由以上两公式可以看出各自值与哪些因素有关。4进水管压差大于回水管的压差，在管径不变的前提下，进水量大于回水量，所以出气孔会有水溢出。第二章 液压泵和液压马达一填空题1泵连续运转所允许达到的最大工作压力。2密封容积体积的变化，与大气相通。3密封容积体积的变化，与大气相通，小。4阀，配流盘，配流轴。5qMv /VM ，（P1-P2）VMMm /2。6泵每转一转所排出的油液体积，大，小。7模数，齿数，模数，齿数。8吸油，压油，径向不平衡力。9端面，径向，啮合。10卸荷槽，压油，吸油。11端面泄漏，径向不平衡力。12大半径圆弧，小半径圆弧，过渡曲线，过渡曲线。13单，非卸荷。14工作压力，流量调节螺钉，定子与转子间的最大偏心距emax。15拐点压力，左右，泵的最大流量，上下，BC的斜率。16压力，压力，相同，相反，负载。17两个，大压力小流量，小压力大流量。18斜盘的倾角大小，斜盘的倾斜方向。19改变斜盘的倾角大小，改变定子与转子间的偏心距e。20斜盘，径向分力，缸体。21奇数，柱塞为奇数时泵的流量脉动率小。22配流盘，配流轴，配流盘。23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。24柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘。二判断题1错。2错。3对。4错。5错。6对。7错。8错。9对。10错。11错。12错。13对。14错。15错。16错。17对。18对。19错。20错。21对。22对。23对。24错。25对。26对。27对。28对。29对。三选择题 1C。2A、C；B、D。3B。4D。5C；B。 6B；B。 7B；A。8A；B。9A；C。10B、A；C。 11B；C。12A、B、C；D。四分析题1B，C。2B，A。3D，C。4A，C。5E，F。6限压式变量叶片泵适用于有快速轻载、慢速重载的场合？调节压力调节螺钉可以改变弹簧的预压缩量，即改变特性曲线中拐点的压力，使曲线BC左右平移；调节流量调节螺钉，可以改变定子的最大偏心距，即改变泵的最大流量，使曲线AB上下平移；改变弹簧刚度，可以改变BC的斜率。 7齿轮泵主要用于低压系统，叶片泵主要用于中低压系统，柱塞泵主要用于高压系统。五计算题1解：泵的输出功率N0=pq=pnVv =10106（1450/60）0.110-30.95=23103W=23KW电机的驱动功率ND=Ni= N0/=23/0.9=25.5 KW 2解：容积效率Mv= nVM / qM =（14504010-3）/63=0.92理论扭距Tt =p VM /2= 6.31064010-6/（23.14）=40.1Nm机械效率Mm=TM /Tt =37.5/40.1=0.94总效率M=MvMm=0.920.94=0.863解：90.73；94.8、86。4解：1.110-6；17010-6。5解：93.6%。第三章 液压缸一填空题1 执行，直线往返运动，往返摆动运动。 2活塞缸，柱塞缸，摆动缸，3000，1800。3摆动缸。4 三，中小型磨床。5小，大。6柱塞的横截面积，反比。7差动联接，20.5。8柱塞；柱塞缸缸筒内表面不需加工，且柱塞的外圆表面易加工、加工精度也高。9往返速度要求相等的磨床。10大，小。11重力，弹簧力，成对。12通常使用的压力，特殊需要的高压。13油缸最高位置。14间隙缓冲，可变节流缓冲，可调节流缓冲。二判断题1错。2错。3错。4对。5错。6错。7对。8错。9错。三选择题1A。2D；C。 3B、C；A。4D；A。5B；C。四分析题1活塞向左移动的速度V左= qP /（A3+A2A1）活塞向右移动的速度V右= qP /（A1A2）。2活塞杆液压缸左、右两腔同时接通压力油，由于无杆腔的有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，活塞（或缸体）在液压作用力差作用下快速运动的连接方式称为差动连接。差动液压缸的快进、快退速度相等时，D=1.414d。 3液压缸的容积效率v =Av/q。机械效率m =FL/pA。第四章 液压控制阀一填空题1. 控制液流沿一个方向流动，压力损失小，密封性能好。2. 摩檫力，惯性力，刚度。3. 撞块或凸轮，移动速度可以控制，运动部件运动过程中接触到。4. 中位机能，Y型中位机能。5. 电磁换向阀，“Y”，灵敏度（或响应速度），主阀的换向速度。6. 摩檫力，惯性力，对中。7. “M”， “Y”。 8. 方向控制阀，压力控制阀，流量控制阀。9. 调压，减压。10. 压力流量特性，调压偏差，开启压力比，闭合压力比。 11. 压力损失，调定压力。 12. 溢流阀流过额定流量时所对应的压力值，开启压力与调定压力的比值，静态，大。13. 溢流稳压，开，安全，闭。 14. 进口；闭 ；出口；开； 单独引回油箱。15. 稳定，减压阀，卸荷。 16. 关闭，进油，外泄，液压。 17. 减压阀，外泄，串，并。 18. 定差减压阀，节流阀，能自动调节可变液阻的减压阀口开度来保持节流口前后压差基本不变，稳定调速。 19. 定差，节流，节流阀的。 20定差减压阀，串联；差压式溢流阀，并联。二判断题1对。2对。3错。4错。5错。6错。7对。8错。9对。10对。11对。12错。13对。14错。15错。16错。17对。18对。19对。20对。21错。22错。23错。三选择题1C。2A 。3B。4C。5D。6D；B。7C；A。8C；B。9C；A。10C；D。11A、C ；A、B。12B；D。13B；A。14B；B。15B；C。16A；A。17D；A。四画出下列元件的职能符号：（略）五确定下列各种状态下的压力值（或变化范围、趋势）1（1）1DT2DTP1P2-2510+-5010-+2520+5020（2）10。 2（1）Pa=1，Pb=1。Pa=5， PC=4。（2）Pa=1， Pb=1。Pb=4， PC=3。 3 电磁铁DTPP1“+”22“-”445.5 MPa；3 MPa；0.5 MPa。5电磁铁 1DT 2DT pA=0 pB=0 1DT+ 2DT pA=0 pB=20105Pa 1DT 2DT+ pA=40105Pa pB=40105Pa 1DT+ 2DT+ pA=40105Pa pB=60105Pa 6 图(a)图(b)电磁铁 PP 1 + 2 2 - 5 电磁铁 PP 1 + 2 2 -5电磁铁P1P21DT“-” 001DT“+”，2DT“+”621DT“+”，2DT“-”4278 P1增大，P2不变；9Pa =10，Pb =10，Pc =30，Pd =20。10P1P2P3 。 11Pa=1， Pb=1，PC=0。Pa=4，Pb=2，PC=3。 Pa=6，Pb=2，PC=6。12Pa=1， Pb=1，PC=0，Pd=0。Pa=5，Pb=2，PC=5，Pd=3。 Pa=5，Pb=2，PC=5，Pd=5。13DT-，Ppmax=6，PA=6；DT+，Ppmax=4.3。 14DT-，PP =0；DT+，PP =3。 15（1）P1不变，P2减小。（2）P2=P1A1/A2。 16P1增大，P2不变，PP不变。17P1不变，P2减小，P3不变。 18Pa=5，Pb=1 Pa=1，Pb=3，PC=1 Pa=5，Pb=5，PC=5。 六、分析题1进口压力等于出口压力与压力损失之和。 2O型中位机能各油口全部封闭；M型中位机能油口P、T相通，油口A、B封闭；P型中位机能油口P与A、B相通，油口T封闭；H型中位机能各油口互通。 3电液换向阀M型中位机能使系统处于卸荷状态，实用时电磁铁Y得电后，液压缸不动作。改进措施：在换向阀的T油口与油箱之间添加背压阀。4若先导型主阀芯上的阻尼孔被污物堵塞，该阀正常打开，却无法调压，因为此时该溢流阀相当于调定压力很小的直动式溢流阀。 ，0.9，4，掌握5因阀开口大小变化和液动力的影响，当流经溢流阀的流量变化时，阀进口压力有所波动。 6减压阀的出口压力与负载有关，若因负载所建立的压力低于调定压力，则出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用，进出口压力相等；若因负载所建立的压力高于调定压力，则出口压力为调定压力。减压阀出口压力为定值的条件是先导阀开启。 7当XF2由5 Mpa调至10 Mpa时，XF1的进口压力等于10 Mpa，此时阀口开度一定，满足压力流量方程；当XF2 由10 Mpa调至15 Mpa时，XF1的进口压力由10 Mpa增至15 Mpa，阀口全开。 8 溢流阀减压阀顺序阀正常工作状态阀口常闭阀口常开阀口常闭控制方式进油控制出油控制进油控制泄油方式内泄外泄外泄 9若流经节流阀的流量不变，改变节流阀的开口大小时，节流阀前后的压力差改变。阀口越小，压力差越大。10如将调速阀的进、出油口接反，调速阀不能正常工作，因为定差减压阀的阀芯不能动作，无法起压力补偿作用。 11薄壁孔细长小孔流量与压差的开方成正比流量与压差成正比油温的变化对流量无影响油温的变化对流量有影响不易堵塞易堵塞 12节流阀调节的流量随负载的变化而变化，适用于速度稳定性要求不高的场合，而调速阀具有较好的流量稳定性。13调速阀中定差减压阀起压力补偿作用，使节流阀前后的压力差不受负载的干扰而基本保持不变，从而保证流量基本恒定。原理简图略。14能将图中的定差减压阀改为定值减压阀，因为定值减压阀可保证 节流阀前后的压力差为定值。第五章 辅助装置一、填空题1压力能，气囊。2截止阀；单向阀。3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。二选择题1错。2错。第六章 液压基本回路一、填空题1进油路节流调速回路，回油路节流调速回路，旁油路节流调速回路，回油路，进油路，回，背压。2回油路，溢流稳压，溢流阀的调定压力，旁油路，安全。3扭矩，功率，大，小。4变量泵，恒扭矩调速，变量马达，恒功率调速。5高，差。6无溢流和节流损失，系统发热少，效率较高；速度随着负载增加而下降。7串联，并联，前冲。8液压缸差动连接式，双泵供油式，限压式变量泵式。9受运动部件的速度和其它一些因素的影响，不高，平面。10时间控制制动换向回路的主油路只受主换向阀控制，而行程控制制动换向回路的主油路除了受主换向阀控制外，还要受先导阀控制。11不通过，通过，内外圆。12马达排量，变量泵；泵排量，变量马达。13自动相适应，不变；相适应，负载压力。 14压力，行程；速度，位置。二、判断题1错。 2对。 3对。 4对。 5错。 6对。 7错。 8对。 9错。 10对。 11错。 12对。13对。 14错。 15对。 16错。 17对。 18错。三选择题1B、C、D ；A 。2B；D。3A、C；B。4A、B、D； B。5B；C。6B、C。7A、B、C；A。8A；B。9D；A。10D；A。11C；D。12A；C。13C；B。 14C；A。15B；C。四计算题1解（1）先求出变量泵流量为零时所对应的压力值Pmax：（Pmax-P1）/ q1=（Pmax-P2）/ q2解得Pmax=5MPa （或画图求解）重物G=PmaxA1=510610010-4=50000N=50KN （2）PY 略低于5MPa 2解（1）如图所示的平衡回路，液压缸无杆腔面积A1=D2/4=78.5cm2有杆腔面积A2=d2/4=38.5cm2 求顺序阀调定压力px平衡回路要求顺序阀有一定的调定压力，防止换向阀处于中位时活塞向下运动，起到锁紧作用。 解得px = FG/A2=15000/0.00385=3.9106Pa=3.9MPa求溢流阀调定压力pY由液压回路工作时缸的力平衡关系pY A2G+ma解得pY (G+ma)/A2=4.16MPa提升速度v=6m/min,（2）泵的输出流量qp= A2v=0.38560=23 L/min。3解：（1）1 MPa ；（2）3 MPa 。4解：（1）图示限压式变量泵调速阀的容积节流调速回路，泵的实际流量等于调速阀的调节流量，则qP =2.5L/min，根据泵的工作特性曲线查出泵的工作压力pP = 3.8MPa。（2）若该油缸是在用于工件夹紧，由液压回路工作时缸的力平衡关系 p1= pP -0.5=3.3MPa，p2=0.3MPa解得F=15.75KN即此时所能产生的最大夹紧力是15.75KN。 5解：由液压回路工作时缸的力平衡关系 p2=0，F=21KN解得p1=2.1MPa节流阀前后的压差p= pY -p1=2.5-2.1=0.4MPa根据节流阀的流量方程q=3.610-5 m3/s活塞运动速度v= q/A1=0.3610-2 m/s=0.216 m/min6解：（1）溢流阀溢流量qY1=qP-A1v1=10-5010-40.0210360=4L/min（2）由液压回路工作时缸的力平衡关系 p2=0，F=15KN解得p1=3MPa求出节流阀前后的压差p= pY -p1=4.6-3=1.6MPa同理可求出F2=5KN时所对应的节流阀前后的压差p2= 3.6MPa根据节流阀的流量方程，缸速与流量的关系，以及F=15KN时的速度v1=0.02 m/s，应用缸速与节流阀前后压差的开方成正比的关系可求出负载减小为F2=5KN时所对应的缸的速度v2=0.03m/s。7解：图示回路电磁铁通电时，液压缸为差动连接则活塞运动速度v= qP /（ A1-A2）=2m/ min。泵的实际输出压力pP=F/（ A1-A2）=0.7MPa8解：（1）求液压泵的工作压力此油路为采用节流阀的回油节流调速回路液压泵的工作压力由溢流阀调定。 （2）求活塞的运动速度列出液压缸的力平衡方程，求回油路压力p2 节流阀两端的压差 液压缸回油流量 活塞速度 9解：（1）图示回路为限压式变量泵调速阀的容积节流调速回路,电磁铁失电时，液压缸为差动连接，且泵的供油流量qP =20L/min缸快进速度v= qP /（ A1-A2）=0.16m/s？(2)DT+缸工进，若负载F=20.5N时，测得p b=1.5MPa，由液压回路工作时缸的力平衡关系 p2= p b=3MPa，F=16KN解得p1=5MPa根据泵的工作特性曲线查出泵的工作压力qP =10L/min。则缸工进速度v= qP/A1=2m/min=0.03m/s。(3)DT+缸工进阶段，负载F变化，缸工进速度基本不变。10解：由液压回路工作时缸的力平衡关系 p2=0，F=10KN解得p1=2MPa即液压泵的输出压力pP=2MPa（2）当活塞运动速度v=0. 6 m/min，流过节流阀的流量q=qP-A1v=1210-3/60-5010-40.6/60=1.510-4 m3/s，根据节流阀的流量方程，以及F=10KN时所对应的节流阀前后的压差p=2MPa，解得节流阀的孔口断面积AT=0.036cm2。11解：（1）油缸的回油流量q2= A2 v =0.72L/min由液压回路工作时缸的力平衡关系 p1A1= p2A2+Fp1=54105Pa ，F=40000N解得p2=8105Pa 则油缸的回油损失功率N= p2q2=9.6W，若F=0，根据p1A1= p2A2+F， p1=54105Pa可解得p2=108105Pa即F=0时所对应的节流阀前后的压差p= 108105Pa 根据节流阀的流量方程，缸速与流量的关系，以及F=40000N时的速度v=18cm/min=0.003 m/s，应用缸速与节流阀前后压差的开方成正比的关系可求出负载减小为F2=0时所对应的缸的速度v2=0.011m/s=66cm/min。12（1）马达排量VP=nMVM/（nPMVPV）=7.4 mL/r（2）求马达负载转矩TM=8Nm时对应的工作压力PM：TM= PMVMMm /（2） =8解得PM =5.3 MPa因为PMPY=4MPa 所以马达无法运行，转速为0。13图示回路为调速阀的回油路节流调速回路，该回路具有一定的速度稳定性。若测得负载F1=10KN时，缸速度v1=0.01 m/s，p11=4.5 MPa，p21=2.3 MPa，p31=2 MPa，则负载为F2=15KN时，缸速度v2=0.01 m/s，由液压回路工作时缸的力平衡关系 p3A1= p4A2+Fp4=0，F=18KN解得p3=3.6106Pa=3.6 MPa 即p32=3.6 MPa因调速阀中的定差减压阀起调节节流阀前后压差保持恒定的作用，则p22=3.9MPap12=4.5 MPa 。 14图示回路为液压缸的差动连接的快速运动回路， 则活塞运动速度v= qP /（ A1-A2）=2m/ min。泵的要求输出压力pP=F/（ A1-A2）=0.6MPa15解： (1)图示回路为双泵供油与液压缸差动连接的快速运动回路，则缸快进时速度V快=（qP1+qP2）/（A1- A2）=（16+10）103/（100-50）=520cm/min=0.087 m/s？（2）快进时缸上负载为6KN，由液压回路工作时缸的力平衡关系 p快A1= p快A2+FF=6KN解得p快= F/（ A1-A2）=1.2106Pa=1.2 MPa 则卸荷阀调定压力1.2 MPapx5 MPa16解：2；0.11、2.4；0.4、2.14。五、综合题1（1）4是卸荷阀，使小压力大流量泵卸荷，5是背压阀，保证泵具有一定的工作压力，6是溢流阀，起溢流稳压作用，9是平衡阀，平衡立式液压缸的自重；（2）P快P4P工P5P快P6 P工、P9 G/ A2（3）这个系统由双泵供油回路、电液换向阀的卸荷回路和平衡回路组成。2. 电磁铁动作顺序表 电磁铁 动作1DT2DT3DT4DT5DT快进+一工进-二工进-快退+停止注：电磁铁吸合标“”，电磁铁断开标“”。 液压系统的特点本液压系统调速回路属于回油路节流调速回路。液压系统的速度换接回路是采用并联调速阀的二次进给回路。当二位二通阀6与8互相切换时，回油将分别通过两个通油截面不同的调速阀返回油箱，从而实现两种不同的进给速度。三位四通换向阀的中位机能为H型，可实现系统的卸荷。3实验分析题（1）“回油路节流调速”的实验简图略（2）当加载缸的压力（P3）很小时，调速缸两腔压力P22P1 （3）FP3A40A12A2所以P22P14（1）压力继电器的动作压力略大于工作进给时的工作压力，（2）若回路改为回油路节流调速，压力继电器安装缸的出油口处，其动作原理为降压发讯，图略。5变量泵容积调速回路的调速方法：低速段将变量马达的排量调至最大值，调节变量泵的排量由小变大，直至最大，此时马达处于恒扭距状态；高速段固定变量泵的排量为最大值，将变量马达的排量由大调小，此时马达处于恒功率状态； 6. 工序1DT2DT3DT4DT快进工进慢工进快退停止卸荷7. 工序1DT2DT3DT快进工进快退停止8现有单出杆液压缸、二位二通机动阀（常开式）、节流阀、单向阀，三位四通电磁换向阀（O型）、溢流阀、定量泵、油箱各一只，请按照提供元件设计出“快进工进快退”动作的回路图。图略9 工序1DT2DT3DT快进工进快退停止这个系统采用限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路、液压缸差动连接的快速运动回路、电液换向阀的换向与卸荷回路、压力继电器控制的顺序动作回路。10工序1DT2DT3DTXF快进工进快退停止第七章 气动技术一填空题1干空气；湿空气；湿度、含湿量。2没有粘性的气体；气体状态方程pV/T常数；绝热过程。3等温过程；绝热过程。4马赫数Ma；Ma越大；Ma1；Ma1；Ma1。5收缩管；扩散管。6声速、亚声速；声速、亚声速。7压力和流量 ；净化程度 ；除油、除水、除尘。 8容积型压缩机、速度型压缩机；工作压力、流量。9后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。10分水滤气器、减压阀、油雾器。11灰尘、杂质；水分。12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。13气压信号；膜片变形；膜片。 二判断题1错。2对。3错。4对。5错。三选择题1 D；C。2 A；C。3 A；A。4A；C。5A；C。6A；D。作业解答第一章1-2 解：该液压油的恩氏粘度为3,动力粘度为0.01683Pas，运动粘度为1.9810-5m2/s1-3 解：容器A中心的压力为Pa1-4 解：容器的真空度为4900Pa1-6 解：液压泵入口处的绝对压力为1.05105Pa1-7 解：当水平管的流量达到1.4610-3m3/s时，才能开始抽吸。1-8 解：液流方向为从2流向1,流量为2.1210-5m3/s1-10 解：阀门打开时管中的流量为2.510-5m3/s第二章1解：泵的输出流量为28.8L/min . 输入功率为2.86kw2解：电机的驱动功率是 24.2kw2-1 解：液压泵的实际工作压力大小取决于负载的大小和排油管路上的压力损失，而额定压力是在正常条件下按试验的标准连续运转的最高压力，大小取决于零件的结构强度和工作腔的密封。若实际工作压力比额定压力小很多，则说明液压泵在排油管路油液流动所受到的总阻小，则压力油可能排不出去，所以不能低很多。在低转速条件下平均理论流量比额定转速下的低，而容积效率减小，则减小，总效率随之减小，故低转速工作时容积效率和总效率均比额定转速下低。2-2 解：为了防止柱塞底部的密闭容积在吸，压油腔转换时