液压与气压传动第3章习题解

1、第3章 液压与气压传动动力元件思考题和习题3.1 容积式液压泵的工作原理是什么？答：其原理是：必须有一个密封容积；并且密封容积是变化的；还要有一个配油装置；油箱与大气相通。3.2 液压泵装于液压系统中之后，它的工作压力是否就是液压泵标牌上的压力？为什么？答：不一定。因为系统中压力是由负载来决定的。3.3 液压泵在工作过程中产生哪些能量损失？产生损失的原因？答：产生两种损失：容积损失和机械损失。容积损失产生的原因是泵中存在间隙，在压力作用下油液从高压区向低压区泄漏；另外由于油的粘性，转速高阻力大，使油液没充满密封空间。机械损失是泵零件间，轴承，零件与液体间存在摩擦而产生的损失。3.4 外啮合齿轮

2、泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大会产生什么危害？答：外啮合齿轮泵在工作过程中，压油腔的工作容积变化率不均匀，齿数越少，其脉动率越大，所以外啮合齿轮泵的瞬时流量脉动大。流量脉动大引起齿轮泵输出压力脉动大，产生较大的噪声。3.5 什么是齿轮泵的困油现象？产生困油现象有何危害？如何消除困油现象？其它类型的液压泵是否有困油现象？解：齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于或等于1，即总有两对轮齿同时啮合。这样一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭腔之内。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减少，以后又逐渐增大。当封闭容积减少时会使被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液温升增加，轴承等机件也

3、受到附加径向不平衡负载作用。封闭容积增大时又会造成局部真空，使溶于油中气体分离出来，产生空穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。消除困油现象的方法，通常在齿轮泵的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减少时通过卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过卸荷槽与吸油腔相通。其它类型的液压泵也有困油现象，双作用叶片泵在设计合理，安装准确时，在理论上没有困油现象。3.6 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的压力？答：影响齿轮泵压力提高主要是端面间隙的泄漏及径向力不平衡。为了减少端面间隙泄漏可采取自动补偿端面间隙装置，有浮动轴套式和弹性侧板式两种。其原理都是引入压力油使

4、轴套或侧板贴紧齿轮端面，压力越高贴得越紧，因而自动补偿端面磨损和减小间隙。别外采取缩小压油口的办法使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内，以减少不平衡径向力的。3.7 渐开线内啮合齿轮泵与渐开线外啮合齿轮泵相比有哪些特点？答：渐开线内啮合齿轮泵结构紧凑，重量轻运转平稳，流量脉动小，噪声小，有较高的容积效率。3.8 螺杆泵与其它泵相比的特点是什么？答：螺杆泵最大优点是输出流量均匀，噪声低，自吸性好，特别适用于精密设备和要求噪声低的装置上。3.9 双作用叶片泵和单作用叶片泵各自优缺点？答：双作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各二次，传动轴只承受扭矩不承受弯矩，流量脉动小，运转平稳，噪声小，但

5、自吸性差，对油污染敏感，不能变量。单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，径向力不平衡，能变量，但自吸性差，对油污染敏感。3.10 限压式变量叶片泵的拐点压力和最大流量如何调节？调节时，泵的流量压力特性曲线如何变化？答：调节弹簧预压缩量可确定限定压力大小；调节转子与定子的偏心量可调节最大流量。当调节弹簧预压缩量时，流量压力特性曲线将沿着左右方向移动；当调节偏心时，流量压力特性曲线沿着上下方向移动。3.11 从理论上讲为什么柱塞泵比齿轮泵、叶片泵的额定压力高？解：因为泵的额定压力取决泵的密封好坏及另件强度大小。对于柱塞泵来说因柱塞与缸体间是圆柱配合，其加工精度能保证密封性要求，另外柱塞泵工作时

6、受压，能充分发挥柱塞材料的机械性能，鉴于以上两点，所以从理论上讲柱塞泵比齿轮泵、叶片泵的额定压力高。3.12 与斜盘式轴向柱塞泵相比，斜轴式轴向柱塞泵有哪些特点？答：斜轴式轴向柱塞泵通过连杆拨动缸体，缸体与传动轴为无铰连接。因此柱塞不承受液压侧向力，柱塞受力状态较斜盘式轴向泵好，故结构强度较高，变量范围较大，耐冲击性能好，寿命长，特别适用于工作环境较恶劣的冶金、矿山机械液压系统。3.13 与斜盘式非通轴型轴向柱塞泵相比，斜盘式通轴型轴向柱塞泵有哪些特点？答：斜盘式通轴型轴向柱塞泵的传动轴采用两端支承，斜盘对柱塞的反作用力通过缸体作用在传动轴上，因而取消了缸体外缘大轴承；该泵无单独配流，而是通过

7、缸体和后泵盖端面直接配油；通轴泵的传动轴后端可以外伸，通过联轴节来驱动装在泵后盖上的辅助泵，供闭式系统补油之用，这样有利于系统的集成化；通轴泵变量机构的活塞与传动轴平行布置并作用于斜盘外缘，即缩小了泵的径向尺寸，又可以减小变量机构的操纵力。3.14 ycy14-1柱塞泵的变量原理是什么？答：采用压力补偿变量机构来改变斜盘倾角大小以调节泵的流量。此变量机构使泵的流量随出口压力升高而自动减少，压力与流量的关系近似地按双曲线变化，它使泵的功率基本保持不变。故这种机构也称作为恒功率变量机构。3.15 在实践中应如何选用液压泵？答：一般选择液压泵的原则首先是根据系统要求液压泵所提供的最大工作压力及流量，

8、再考虑对液压泵的性能要求来选择液压泵的类型，一般有如下选择： 一般负载小功率小的设备，可选齿轮泵、叶片泵； 精度高、负载小、功率小，可选用叶片泵和螺杆泵； 有较大负载并有快、慢速工作行程的设备（如组合机床）可选用限压式变量叶片泵； 负载大功率大可选用柱塞泵，例如压力机、拉床等； 机床辅助装置如送料、夹紧等地方可用价格低廉的齿轮泵。3.16 在设计气压传动系统中，应如何选择空压机？答：选择空压机主要依据气动系统的工作压力和流量两个主要参数来选择。必须注意空气压缩机上标明的空气流量是指自由空气流量，因此在选择空气压缩机时应按自由空气流量选择，需将压缩空气流量转换为自由空气流量。3.17 某一液压泵

9、额定压力p = 2.5 mpa，机械效率hpm = 0.9，由实际测得：（1）当泵的转速n = 1450 r/min，泵的出口压力为零时，其流量q1 = 106 l/min。当泵出口压力为2.5 mpa时，其流量q2 = 100.7 l/min，试求泵在额定压力时的容积效率。（2）当泵的转速为n = 500 r/min，压力为额定压力时，泵的流量为多少？容积效率又为多少？（3）以上两种情况时，泵的驱动功率分别为多少？解：（1）出口压力为零时的流量为理论流量，即106 l/min。所以泵的容积效率为：。 （2）转速为500r/min时 泵额定压力下的实际流量为： l/min 泵的理论流量为： l

10、/min此时泵的容积效率仍为： （3）泵在（1）情况下的驱动功率 kw泵在（2）情况下的驱动功率 kw3.18 已知齿轮泵的齿轮模数m = 3，齿数z = 15，齿宽b = 25 mm，转速n = 1450 r/min，在额定压力下输出流量q = 25 l/min，求该泵的容积效率hpv。解：泵的理论流量q理=6.66zm2bn = l/min 3.19 如图3.48所示，某组合机床动力滑台采用双联叶片泵yb-40/6，快速进给时两泵同时供油，工作压力为10×105 pa；工作进给时，大流量泵卸荷，其卸荷压力为3×105 pa，此时系统由小流量泵供油，其供油压力为45

11、15;105 pa。若泵的总效率为hp = 0.8，求该双联泵所需电机功率为多少？解：应当分别求出快进、工进时的电机功率而后取其中最大功率做为该双联泵功率。快进时功率n快进 kwp快进p工进时功率n工进 kw所以快进时功率为0.96 kw，但电机功率没有0.96 kw这一规格，所以圆整为1 kw的电机。3.20 某液压系统采用限压式变量叶片泵，该泵的流量-压力特性曲线abc如图3.49所示。已知泵的总效率为0.7。如系统在工作进给时，泵的压力和流量分别为45×105 pa和2.5 l/min，在快速移动时，泵的压力和流量为20×105 pa和20 l/min，问泵的特性曲线应调成