7章课后习题答案

1、1. 学习指导与思考题1 ）学习要点1. 掌握液压传动的工作原理及组成。2. 掌握气压传动系统的工作原理及组成。3. 掌握液压传动和气压传动的特点。4. 掌握液压元件的职能符号及规定。5. 了解液压传动和气压传动的发展概况、应用情况及 优、缺点。6. 了解液压传动和气压传动的不同点。2）填空题1. 液压系统由 动力元件、执行元件、控制元件 、辅助元件 四个主要组成部分。2. 液压传动是以 液压油 为传动介质，依靠液体的压 力能来传递动力。3. 液压系统工作时外界负荷越大，所需油液的压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力为零。4. 活塞或工作台的运动速度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液

2、的体积，流量越大，系统的速度 _越大，反之亦然。流量为零，系统速度为零。5. 液压元件的职能符号只表示元件的职能、控制 方式及外部接口 ，不表示元件的 结构、参数及连接 口的实际位置和元件的 安装位置。6. 液压传动系统的传动比比机械传动的大，传动效率比机械传动的低。7. 液压传动系统可以实现无级 调速, 过载 保护。8. 液压传动系统单位质量输出功率大，传动 均匀 平稳。9. 气压传动系统介质费用低廉，不会造成环境污染。3）判断题1液压传动不易获得很大的力和转矩。（X）2. 液压传动装置工作平稳，易于实现无级调速，但不能 快速起动、制动和频繁换向。（X ）3. 液压传动适宜在传动比要求严格的

3、场合采用。 （X ）4. 液压系统故障诊断方便、容易。 （ X ）5. 液压传动适宜于远距离传动。 （X）6. 气压传动能使气缸实现准确的速度控制和很高的定 位精度。（ X ）7. 液压与气压传动介质成本都很高。 （ X ）8. 液压传动可在高温下运行。 （ X ）9. 气压传动介质可以回收循环使用， 故成本很低 （ X ） 4 ）选择题1. 液压系统的执行元件是（ C ）。A .电动机B.液压泵C .液压缸或液压马达 D. 液压阀2. 液压系统中，液压泵属于（ A ）。A. 动力部分B. 执行部分C 控制部分D. 辅助部分3. 液压传动的特点有（ B ）A. 易于实现远距离操纵和自动控制；

4、B. 可在较大速 度范围内实现无级变速； C. 转向迅速、 变速、传动准确； D. 体积小重量轻，自润滑，且诊断、维护、保养和排放方便。4. 气压系统对环境造成的危害是（ C ）。A 污 染B. 浪费C 噪 声D. 辐射5 ）问答题1. 液压系统和气压系统各由哪几部分组成？ 答：动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分。2液压传动和气压传动有什么区别？ 答：液压传动以油为介质，气压传动以空气为介质2. 学习指导和思考练习题1 ）学习要点1. 了解液压油基本性质、粘性、各种粘度定义及换算关 系、粘温特性、分类和命名方法，液压油选用方法、污染及 其控制方法。2. 理解液体静压力的概念、特性。3. 掌

5、握压力表示方法、单位及其换算。4. 掌握静压力传递原理，理解压力与负载关系、液体内 压力处处相等的概念。5. 掌握流量、流速、平均流速的概念。6. 掌握流体连续性方程、伯努利方程的应用，理解动量 方程的意义。7. 掌握流动状态的判定方法，掌握沿程压力损失和局部 压力损失的计算方法。8. 掌握流体流经小孔、缝隙的流量特性及计算方法。9. 了解液压冲击和空穴现象。2）填空题1. 液体流动时，分子之间的内摩擦力阻碍分子的相对运动的性质称之为液体的粘性，大小用粘度 表示，常用的粘度有动力粘度、运动粘度、相对粘度。2. 我国采纳的相对粘度是 恩氏粘度，它是用恩氏粘度 丄测量的。3. 粘温特性的概念是 油

6、液粘度随温度变化的特性。4. 液压油牌号是该油液在 40 C时 运动粘度的平均值。5. 液体动力粘度的定义是速度梯度为1时液层间单位 面积的内摩擦力，用符号 表示。6液体的粘性是由分子间的相互运动而产生的一种内摩擦力 引起的，其大小可用粘度来度量。温度越高，液体 的粘度越匚；液体所受的压力越大，其粘度越大。7液体粘度随温度变化的特性叫粘温特性 。8. 液压油的牌号是用该油液在 40 C时 运动粘度的平均值表示的。N32表示40 C时运动粘度的平均值为 32mm 2/s。9. 液体的流态分为层流和湍流，判别流态的准则是 临界雷诺数。10. 绝对压力等于大气压力加上 相对压力，真空度等于大气压力减

7、去绝对压力。11液压传动的工作原理是 帕斯卡 定律。即密封容积 中的液体可以传递 力，又可以传递 运动 。12. 在液压流动中，因某处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为气穴。13. 液压系统的压力取决于负载的大小。14. 液压传动是以 液压油 为工作介质，依靠液体的压力来实现运动和动力传递的传动方式。15. 液体流动时分子间的内聚力要阻止分子 相对运动而产生的一种内摩擦力 ，这种现象叫液体的粘性。16. 液压系统的压力大小取决于负载的大小，执行元件 的运动速度取决于流量的大小。17. 液压管路中的压力损失可分为两种，一种是沿程 失, 一种是 局部损失。18. 液压系统由于某些原因使

8、液体压力急剧上升，形成很高的压力峰值现象称为液压冲击。19. 根据连续性原理，管子细的地方流速大 ，管子粗的 地方流速小 。20. 造成液体在间隙中流动的原因有两个，一种是压差，一种是 相对运动 。21. 理想液体伯努利方程的物理意义：管内稳定流动的液体具有 压力能、势能 和动能 三种形式的能量，在任 意截面上这三种能量都可以相互转换，但总和为一定值。3）判断题1. 标号为N56的液压油是指这种油在温度为40 C时,运动粘度的平均值为 56mm 2/s。（“）2.（X ）3.4.液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采纳。由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。 理想液体在同一管道中作稳定流动

9、时，（X）（V） 内部动能、位能、压力能之和随位置变化。5.6.7.8.9.活塞推力越大，速度越快。（X ）寒冷地区选择液压油粘度应大一些。（ 热带地区选择液压油粘度应大一些。（ 同心环形间隙泄漏量为最大偏心时的 液压系统的压力指的是绝对压力。（Xx )V )2.5 倍o( x )x )10. 压力表指示的是绝对压力。11. 液压系统中高位置处压力的计算为低位置压力加上pgh o ( x )12.泵的吸油管口应低于泵至少1米以上。（X ）4）选择题1.当温度升高时，油液的粘度（A ) oA、下降B、增加C 、没有变化2.当温度下降时，油液的粘度（B ) oA、下降B 、增加C、没有变化3.国际

10、标准ISO对油液的粘度等级（VG）进行划分,是按这种油液40 C时什么粘度的平均值进行划分的：（ B ）A、动力粘度B、运动粘度C、赛式粘度 D 、恩式粘度4. 在液体流动中， 因某点处的压力低于空气分离压而产 生大量气泡的现象，称为（ C ）。A、 层流B 、 液压冲击C、 空穴现象 D 、紊流5. 流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（ D ） 成正比。A、 一次方 B 、 1/2 次 方 C 、 二次 方 D 、三次方6. 当绝对压力小于大气压时，大气压力减绝对压力是 B ）。A、相对压力B、真空度C、表压力D 、绝对压力7. 液压传动中的工作压力取决于（A ）。A、 外负载B、流量C、

11、 速 度D 、泵的功率8. 下面哪一种状态是层流？（ A ）A 、 Re=0.5Re 临界B 、 Re=Re 临界C 、Re=1.5Re 临界 D 、 Re=2.0Re临界9. 某一系统的压力大于大气压力，则其绝对压力为（ A ）A、大气压力加相对压力 B、大气压力加真空度C、大气压力减真空度 D 、表压10. 判断层流和湍流的标准是（ C ）A、雷诺数B、管道材质 C、临界雷诺数D 、管道内径5）问答题1. 对液压油的要求是什么？答：（ 1 ）粘度合适，粘温特性好（2）有良好的润滑性，减少摩擦副的磨损。（ 3 ）质地要纯净，腐蚀性和堵塞性杂质少。（ 4 ）有良好的化学稳定性，包括热安定性、氧

12、化 安定性。即不易变质，使用期长。（ 5 ）抗泡沫性好，不易引起气穴。抗乳化性好， 保持润滑性。（ 6 ）材料相容性好，对液压控制元件、密封件、 管件和油箱等腐蚀溶解小。（7 ）无毒无害 , 泄漏后对人员和环境的危害小。 （ 8 ）闪点和燃点高，凝点低，使用安全。（ 9 ）体积膨胀系数小，比热容大，容易带走系统 中摩擦产生的热量。（10 ）价格便宜。2. 液压油的选择要素是什么？ 答：工作环境，工作压力，运动速度，液压泵的类型。3. 防止液压油污染的方法有哪些？答：（ 1 ）定期进行液压泵、液压缸和液压马达清洗。（2）检查密封有效性并及时更换，防止灰尘、水、 杂物等污染物从外界侵入。（ 3 ）

13、合理设置合适等级和数量的过滤器，并定期 检查、清洗或更换。（4）合理选择系统元件，控制液压油的温度。（ 5 ）定期彻底清洗油箱，检查更换塑料制成的管 件，防止老化破损。（ 6 ）避免混用不同牌号、不同品种的液压油，防 止反应物生成。(7 )定期检查和更换液压油4. 静压力传递原理是什么？答：在液面上施加的压力都完全传递到液体内任意一 点。5. 应用伯努利方程时，怎样选择参考面？答：通常选取某些参数已知的特殊位置截面作基准面， 以方便计算。比如接触大气的截面其压力为零。较大截面容 器的液面高度变化的速度较慢，取其流速为零。6. 缝隙流动公式中，正负号如何选取？减小缝隙流量最 有效的方式是什么？答

14、：在平板移动方向与压差引起流动方向一致时取“ + ”，如果不一致，则取“-”号。6)计算题1.如题1图所示，一具有真空度的容器倒置于一液槽中，液面与大气相通的，液体在管中上升的高度h =0.8m ,设液体的密度为P = 1050kg/m3,试求容器中的真空度。解：列0-0等压面方程|p g h 98000 即 gh 98000 p真空度 98000 p=gh2=1050 9.8 0.8 N /m得 真空度 8232 N / m22.如题2图所示，容器A中液体的密度p A=950kg/m3B 中液体的密度p B=1100kg/m3, ZA=100 mm, ZB=200mm, h=50 mm,U

15、形管中的测压介质为水银，求A、B之间的压力差。Pa pAgZA pBPBgZB pHggh整理，得Ap Pa PbPBgZBpHg g h PAgZA1100 9.8 0.213600 9.8 0.05 950 9.827889 N /m解：列1-1等压面方程题2图3. 如题3图所示，某管道中密度p= 1100 kg/m3 的 油液以流量 q = 0.5 m 3/s 流动。在直径 d1 = 600 mm 的 管道点 处,压力p1 = 0.4 MPa。(2)点管道直径 d2 =300 mm，位置比(1)低h = 1.5m，点(1)至点的管长L = 20m。不计损失，求(2)点处的压力p2-WOR

16、D格式-可编辑-4 0.521.77 m / s3.14 0.62再由连续性方程v1A1v2A2得2 2Ad10.6彳 ca /v1v-i21.777.08 m/sd；0.32解：先求流速、，qV1A14qnd2V2 A再以0-0为基准面洌1-1,2-2两断面伯努利方程为层流状态，则有-WORD格式-可编辑-21W2gP2Z1Z22P22V2Z222g22v1v22,整理，且取121 ,整理，得Pi代入各巳知参数11001.772p2 1.5 1100 9.87.082400000216170 25846.4 400000 390323.6 Pa 0.39MPa4.如题4图所示尺寸，油箱安装在

17、液压泵上方，泵流量q=20L/min,油液的运动粘度v =20 X 10 -6 m 2/s,密度p=850 kg/m 3。大气压取 Pa=0.098 MPa, 仅考虑吸 油管沿程损失，求泵入口处 绝对压力。解：先判别流态4qd234 20 10 33 23.1418 1060i t* 11.31 m/ sRevd1.31 18 10-320 10117920006464Re 11790.054P121V12p2 2V2. 2l V2Z22g2gd 2g整理，得P2Z1Z2gP12 2V12V2. 2lV22d 2代入zi0.7 m,乙V10, V2v 1.31 m/ s,pi98000Pa，且

18、取1228501.312得 P2 0.7 850 9.8980001 0.05498725.60.0182以0-0为基准，列1-1,2-2两断面伯努利方程5题5图为一种抽吸设备。水平管出口通大气，当水平管内液体流量达到某一临界数值时， 处于面积为Ai处的垂直管子将从下方露天液箱内抽吸液体。水平管内液体（抽吸用）和被抽吸介质相同。有关尺寸如下: 面积Ai=2.5cm 2，A2=4A i，h=0.8m ，不计液体流动时的能 量损失，问水平管内流量达多少时才能开始抽吸？5图解：对截面和建立液体的能量方程:R V 卩2 V22g 2g g 2g连续方程(1)MA v2a2(2)R gh R2(3)方程

19、（1）（ 2）（ 3 ）联立，可得流量q V2A22 9.8 1、154 3.2 10 4m3/s1.462L/S-WORD格式-可编辑-6. 见题6图，在一直 径D=25mm 的液压缸 中放置着一个具有 4条 矩形截面槽的活塞，液压 缸左腔表压为0.2MPa ,右腔直接回油箱，设油的粘度卩=0.784 X 10 -3Pa.s，进口 处压力损失可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿四条槽泄 露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是a=2mm , b=1mm ,l=120mm解：由题意得，四条槽可以看作四个细长孔水力直径dH -2ab 2 2 1 1.33mma b 2 1则所求的流量:4 dH4128 l

20、6317.23 10 m /s(1.33 10 3)4 0.2 106 33m /s128 30 100.127. 题7图为柱塞直径d=19.9mm, 缸套直径D=20mm, 长l=70mm,柱塞在力F = 40N作用下向下运动，并将油液 从隙缝中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度卩=0.784 X 10 -3Pa.s，求柱塞下落 0.1 m 所需的时间。 解：此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙dh3、，dhq° 茜Vp vu0其中，0.1 d2 qoU0A TVVp4F代入数据得，t 20.8s8. 原油在冬季时的运动粘性系数为u仁6 X 10-4 m2/s ;在夏季时，u2=

21、4 X 10-5 m2/s。有一条输油管道，直径d=0.4m，设计流量为 q=0.18 m 3/s，试判别冬季、夏季原 油流动的流动状态。解：由流量计算流速V=q/A=1.4324 ( m/s)冬季时 u1=6 X 10-4 m2/s ,Vd19552320为层流Re2Vd143242320夏季时 U2=4 X 10-5 m2/s ,为湍流。9. 如题9图所示，为一水泵抽水管路系统，已知水管流量 q=101m 3/h ,管径 d=150mm, 管路的总水头损失 h 1-2 =25.4m ,水泵效率n =0.755 ,求1水泵的扬程Hp2水泵的功率Np0.0解:1-1 , 2-2断面之间有水泵，

22、即有机械功输入的能量方程Pi2 iVi2gHpZ2P222V22gh|i 20 0 0 Hp 102 0 0 25.41) H p 102 25.4127.4m2) Np rQH 9807(101/3600)127.446.4kwp0.7553. 学习指导和思考练习题1 ）学习要点7仁泉的相杂讦算斗2外哺合齿轮泵工作EU眄会判断吸忖汕口會3骨轮泵的三条内泄湖途径密4.歯轮泵的闲汕现彖及解决茁施锣5歯轮泉的卷向力稚&单、5®作NJiilJ'iSlI.作原理*会判斯吸川汕I 7单.収作用叶片泵叶片傾角方向及原因瞬&柱塞泵r.ft-te理，金判断吸排汕口命9.H &

23、#39;；1- fi 7-卜数从闵虬斜忆弋轴向朴家泵U1 过程匚对朋擦涮斗10液爪泵的选用2）填空题1. 容积式液压泵必须具有密闭容积 、密闭容积周期性变化 、有配油装置特征。2. 双作用叶片泵定子内表面由8 段曲线组成，包括两段大圆弧、两段小圆弧和 四段过渡曲线组成。3. 单作用叶片泵叶片数量的奇偶性为奇数，叶片后倾，数量一般为 13或15 片。4. 双作用叶片泵叶片数量的奇偶性为偶数，叶片前倾，数量一般为 12或16 片。5. 单作用叶片泵依靠调节转子偏心距来调节排量。6. 轴向柱塞泵依靠调节斜盘倾角来调节排量。7. 气压传动系统由 气源装置 、气动执行元件、气动控制元件、气动辅件 组成。

24、8. 齿轮泵的三大问题为 轴向泄漏 、径向不平衡力 、 困油。解决方法是 轴向浮动轴套、端盖开卸荷槽、减小 压油口和开径向力平衡槽 。9. 齿轮泵按结构不同可分为 外啮合 和 内啮合 两类,一般用 渐开线圆柱直齿形齿轮。10. 外啮合齿轮泵的密封容积由 相互啮合的齿 轮 、 泵体 和 两个端盖 组成。两齿轮的 啮合 把密封工作腔分成 吸油腔 和压油腔。3）判断题1. 轴向柱塞泵既可以制成定量泵，也可以制成变量泵（V）2. 改变轴向柱塞泵斜盘倾斜的方向就能改变吸、压油的方向。（V）3. 齿轮泵都是定量泵。（V）4. 在齿轮泵中，为了消除困油现象，在泵的端盖上开卸 荷槽。（V）5. 液压泵在公称压

25、力下的流量就是液压泵的理论流量。6. 叶片泵的排量都是可调的。（X）7. 液压泵的工作压力取决于液压泵的公称压力。 （X）8. 运动过程中密圭寸容积不断变化的液压泵是变量泵。（X9. 齿轮泵的工作压力不宜提高的主要原因是泵的转速 低。（X ）10. 为了防止油液被污染，常把泵的油箱密封。（X ）4）选择题1. 单作用叶片泵叶片是（B ）A .前倾B.后倾 C .径向垂直D.平行D.平2. 双作用叶片泵叶片是（ A ）。A .前倾B.后倾 C .径向垂直行3. 单作用叶片泵叶片数量一般是（ C ）A. 8B. 9 C. 15D.174. 双作用叶片泵叶片数量一般是（D ）A. 7B.9 C. 1

26、4 D. 165. 双作用叶片泵定子内表面由几段曲线组成（C ） cA. 4B. 6 C. 8 D. 106. 齿轮泵不平衡力解决方法之一是（C ）。A .减小工作压力B.增加径向间隙C .减小压油口 D.增大吸油口7. 斜盘式柱塞泵调节排量的方式有（ D ）cA .增加柱塞孔直径B.加大配油盘进油口C .加大负载 D.改变斜盘倾角8. 下列各种结构形式的液压泵，相对而言额定压力最高 的是（A ）。A.轴向柱塞泵B.单作用叶片泵C.双作用叶片泵 D.内啮合齿轮泵9. 为减小流量脉动，单作用叶片泵通常（A ）。A.叶片数为奇数B.叶片数为偶数C.叶片根部通压油腔D.叶片根部通吸油腔10. 液压泵

27、总效率最高的是（B ）。A.双作用叶片泵B.轴向柱塞泵C.内啮合齿轮泵D.螺杆泵5）问答题1. 液压系统和气压系统各由哪几部分组成？2. 液压传动和气压传动有什么区别？3. 容积泵是怎样工作的，容积泵产生高压的条件是什 么？它的工作压力和额定压力各决定于什么，二者有何关 系？答：容积式液压泵是依靠密封工作油腔的容积变化来进 行工作的。产生压力的条件是：（1）有一个（或多个）密封的工作油腔；（2）密封工作腔的容积必须有周期性的变化， 密封容积 由小变大时吸油，由大变小时压油；（3）有配流装置，它保证泵在吸油时吸油腔与油箱相通， 而与压油腔不通；在压油时压油腔与压力管道相通，而与油 箱不通。液压泵

28、的工作压力取决于泵的总负载管道阻力、摩擦力 和外负载等，而与液压泵的流量无关。液压泵的额定压力取 决于泵本身结构的强度和密圭寸性能。当泵的工作压力超过额 定压力时，泵就会过载。工作时，尽量让工作压力等于额定 压力。4. 泵的排量决定于什么，泵的实际流量与它有什么关 系？答：液压泵的排量是指在没有泄漏的情况下，液压泵每 转一转所排出的油液体积。因此液压泵的排量仅仅取决于密 封工作腔每转容积的变化量，而与转速无关。液压泵的实际 流量为q Vn v。5试析齿轮泵是怎样具备液压泵的基本工作条件的？ 答：外啮合齿轮泵依靠主从动齿轮的相互啮合把泵体分成吸 油腔和压油腔。在啮合过程中，为了使齿轮运转平稳且连

29、续 不断吸、压油，齿轮的重合度&必须大于 1 ,即在前一对轮齿 脱开啮合之前，后一对轮齿已进入啮合。吸油腔由于相互啮 合的轮齿逐渐脱开，密封工作容积逐渐增大， 形成部分真空， 因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入 吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧 压油腔内。在压油区一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液便被挤出去，从压油腔输送 到压力管路中去。6. 外啮合齿轮泵有何特点？主要用在哪些场合？答：外啮合齿轮泵结构简单紧凑，具有轴向间隙补偿、 卸荷槽和径向不平衡力平衡结构， 体积小重量轻，价格低廉， 对油液污染不敏感，有一定自吸能力

30、，可靠性高，寿命长， 便于维护，主要应用在环境恶劣的工程机械上。7. 齿轮泵的困油现象、轴向泄漏、径向不平衡力是怎样 引起的，对工作有何影响，如何解决？答：外啮合齿轮泵在啮合过程中，为了使齿轮运转平稳 且连续不断吸、压油，齿轮的重合度&必须大于1 ,即在前一 对轮齿脱开啮合之前，后一对轮齿已进入啮合。在两对轮齿 同时啮合时，它们之间就形成了闭死容积。此闭死容积随着 齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。在闭死容积由大变 小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到周 期性的压力冲击，而且导致油液发热；在闭死容积由小变大 时，又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声。这种因闭 死容积大

31、小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油 现象。困油现象将严重影响泵的使用寿命。为消除困油现象，常在泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）上开卸荷槽，使 闭死容积限制为最小，容积由大变小时与压油腔相通，容积 由小变大时与吸油腔相通。液压泵中构成密封容腔的零件要作相对运动，因此存在 着配合间隙。由于泵吸、压油口之间存在压力差，其配合间 隙必然产生泄漏，泄漏量的大小直接影响液压泵的性能。外 啮合齿轮泵高压腔的压力油可通过三条途径泄漏到低压腔 中去：一是通过齿轮啮合处的间隙；二是通过泵体内孔和齿 顶圆间的径向间隙；三是通过齿轮两侧面和侧盖板间的轴向 端面间隙。通过端面间隙的泄漏量最大，可占总泄漏量的7

32、5 %80 %。因此普通齿轮泵的容积效率较低，输出压力 也不容易提高。要提高齿轮泵的压力，首要的问题是要减小轴向端面间 隙。一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法。常用的端面间 隙自动补偿装置有浮动轴套式和弹性侧板式。图3-7所示为采用浮动轴套的结构。利用特制的通道把泵内压油腔的压力 油引到轴套外侧，作用在（用密封圈分隔构成）一定形状和 大小的面积上，产生液压作用力，使轴套压向齿轮端面。这 个力必须大于齿轮端面作用在轴套内侧的作用力，才能保证 在各种压力下，贴紧齿轮端面，减小泵内通过端面的泄漏， 达到提高压力的目的。齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：一是液体 压力产生的径向力。这是由于齿轮泵

33、工作时，压油腔的压力 高于吸油腔的压力，并且齿顶圆与泵体内表面存在径向间 隙，油液会通过间隙泄漏，因此从压油腔起沿齿轮外缘至吸 油腔的每一个齿间内的油压是不同的，压力逐渐递减。二是 齿轮传递力矩时产生的径向力。这一点可以从被动轴承早期 磨损得到证明，径向力的方向通过齿轮的啮合线，使主动齿 轮所受合力减小，使被动齿轮所受合力增加。三是困油现象 产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向一侧，使齿轮轴 受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径 向间隙变小，从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死，影响泵 的正常工作。消除径向力不平衡的措施：1 ）缩小压油口

34、，使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围；2 ）开压力平衡槽。8. 限压式变量叶片泵有何特点，适用于什么场合？怎样 调节它的流量一压力特性？答：优缺点：1）限压式变量叶片泵根据负载大小，自动 调节输出流量，因此功率损耗较小，可以减少油液发热。2）液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。3）泵本身的结构复杂，泄漏 量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动不够 平稳。4）存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪音也大。主要用在机床液压系统中要求执行元件有快、慢 速和保压阶段的场合。限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如图所示。在泵的供油压力小于 Pc时，流量按AB段变化，泵只是有

35、泄 漏损失，当泵的供油压力大于 Pc时，泵的定子相对于转子的 偏心距e减小，流量随压力的增加而急剧下降，按BC曲线变化。由于限压式变量泵有上述压力流量特性，所以多应用 于组合机床的进给系统，以实现快进-工进-快退等运动； 限压式变量叶片泵也适用于定位、夹紧系统。当快进和快退， 需要较大的流量和较低的压力时，泵在AB段工作；当工作进给，需要较小的流量和较高的压力时，则泵在BC段工作。在定位、夹紧系统中，当定位、夹紧部件的移动需要低压、 大流量时，泵在 AB段工作；夹紧结束后，仅需要维持较高 的压力和较小的流量（补充泄漏量），则利用C点的特性。 总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化

36、（即外负载的大小），自动地调节流量，也就是压力高时， 输出流量小；压力低时，输出流量大。以上过程可以通过压 力调节螺钉和流量调节螺钉来实现。9. 试比较齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的技术性能、特点及应用范围答：齿轮泵输出压力较低，流量不能调节，噪声较大， 但其自吸特性较好，对油液的抗污染能力较强，在建筑机械、港口机械及小型工程机械中应用。叶片泵输出压力属于中压，效率较高，但对油液污染较 敏感，一般用在机床液压系统中。柱塞泵输出压力较高，流量调节方便，一般在负载大， 功率大的场合使用。10. 怎样选择液压泵？答：选择液压泵时，应首先满足液压系统对液压源的要 求（主要是泵的输出流量和工作压力），然后还应

37、对液压泵的性能、成本等方面进行综合考虑，选择液压泵的形式。一 般来说，齿轮泵多用于低压液压系统，叶片泵用于中压液压 系统，柱塞泵多用于高压液压系统。11. 各类液压泵中，哪些能实现单向变量或双向变量？画 出定量泵和变量泵的图形符号。答：在常见的液压泵中，限压式叶片泵可实现单向变量， 而轴向柱塞泵和径向柱塞泵可以实现双向变量；齿轮泵、螺 杆泵、双作用叶片泵一般不能实现变量，属于定量泵。其图 形符号略。6）计算题1. 某液压泵的输出油压p =10MPa ，转速为 n=1450r/min ，排量 q=100ml/r ，容积效率 v=0.95，总 效率=0.9，求泵的输出功率和电动机的驱动功率。解：1

38、）求液压泵的输出功率液压泵的实际流量为q qt v Vn v 100 10 3 1450 0.95L/min137.75L/min液压泵的输出功率为Po pq 10 10W 22.96kW602）求电动机的功率电动机的功率即泵的输入功率PiPo22.960.925.5kW（忽略泄漏流量的影响）解：由题意可知.4qtanr3d Dzn4 50 1016 10 3 2 125 10 3 9 30000.07372. 某变量叶片泵的转子外径d=83mm ，定子内径D=89mm ，叶片厚度B=30mm ，并设定子和转子之间的最 小间隙为0.5mm，求以下内容：（1）当排量 V=16mL/r 时,其偏心

39、量e为多少？（2）该泵的最大排量 Vmax为多少?解：1 ）当排量V=16mL/r 时，由v 2 bDe可知V16 10ecue33 m 0.95mm2 bD 230 10 一变量轴向柱塞泵共有9个柱塞，其柱塞分布圆直径D=125mm ，柱塞直径 d=16mm ，若泵以3000r/min的转速旋转，其输出流量q=50L/min,问斜盘角度为多少? 89 102 )求泵的最大排量VmaxVmax 2 bDemax 230 10 3 89 10 3 3 10 3m3/r 50.3mL/r所以arcta n 0.0737 4.24. 某液压泵的排量为 120ml/r ，转速为1400r/min，在额

40、定压力21.5MPa下，测得实际流量为 150L/min ，已 知额定工况下的总效率为 0.81，求该泵的理论流量、 容积效 率、机械效率和输出到泵轴上的转矩。解：由题意的 qt Vn =120 1400(ml / mi n) 168000( ml/mi n)=168(L/mi n)理论流量泵的容积效率等于泵的实际流量与理论流量之比9 =空 0.89qt 168泵的机械效率_= 0.81m 0.890.91由泵的理论转矩丁竺以及m卫，得到2T451NM泵轴上的转矩t卫=竺215 106 120空 m 2 m20.914. 学习指导和思考练习题1）学习要点1. 了解液压缸的工作原理、结构类型。2

41、. 掌握双杆活塞缸、单杆活塞缸的推力、速度计算方法。3. 掌握柱塞缸的单向动作特点及推力、速度计算方法。4. 掌握增压缸、伸缩缸、摆动缸的工作原理及结构特点。5. 了解液压缸的连接方式， 缸体、活塞和活塞杆、密封、 缓冲等结构特点。6. 了解液压缸主要零件的计算内容。7. 了解液压马达的结构类型、特点。8. 了解液压缸与液压马达常见故障的原因与解决方法。2）填空题1. 单杆液压缸可采纳差动 连接，使其活塞缸伸出速度提高。2. 活塞缸按其结构不同可分为 单杆活塞缸 和 双杆 活塞缸 两种，固定方式有 活塞杆 固定和口 缸筒 固 定两种。3. 液压马达是将液体的压力能能转换为机械能能的转换装置4液

42、压缸的_容积_效率是缸的实际运动速度和理想 运动速度之比。5. 在工作行程很长的情况下，使用_缸筒固定式双活塞 杆_液压缸最合适。6. 柱塞式液压缸的运动速度与缸阀筒内径 。7. 液压缸的泄漏主要是由固定件的联接处 和 相对运动部件的配合间隙造成的。8液压缸出现爬行现象主要是由于缸筒 中存在空气造成的。3）判断题1液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（V）2将液压缸的两腔同时接压力油的联接方式，称为差动联接。（V ）3. 因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。（ V ）4. 液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此

43、所有的液压泵均可以用来做马达使用。（X ）5. 双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。（X ）6. 增速缸和增压缸都是柱塞缸与活塞缸组成的复合形式的执行元件。（X ）7. 液压马达可以实现精确定位。（X ）8. 液压缸排气孔装在下边。（X4）选择题1. 液压马达的机械效率是指（ A ）。A.实际输出转矩与理论转矩之比B.理论转矩与实际输出转矩之比C.实际输出功率与实际输入功率之比D.实际输入功率与实际输出功率之比2. 单排 11 柱塞 8 作用内曲线径向柱塞马达， 缸体每旋 转一周，柱塞往复移动（ B ）次。A. 1 B. 2 C. 8 D. 113. 不考虑泄漏

44、时，液压缸运动速度取决于（ B ）。A .油液粘度B.流量C .压力D 负载4. 希望液压缸快速进退的速度相等， 应使无杆腔直径与活塞杆直径之比为（ B ）。A. 0.707B.1.414C.1.732D.0.8665. 大行程场合应选择（C ）液压缸。A .单杆缸B. 柱 塞 缸C 双 杆缸D 增压缸6. 伸缩缸活塞伸出顺序是（A ）。A 从大到小B. 从小到大C 大小同时D .依据流量大小7. 双叶片摆动马达摆动角度 （ B ）单叶片摆动马达。A .大于B.小于C .等于D 不确定8. 液压马达进出油口的结构（ A ）。A .对称B.进油口大于出油口C .进油口小于出油口 D .非对称9

45、差动连接液压缸的作用是（ A ）。A. 提高运动速度 B. 提高输出力 C. 提高输 出功率 D. 提高输出压力5）问答题1简述液压缸的分类。答：液压缸按结构形式分为：活塞缸-又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸-又分轴向柱塞泵和径向柱塞泵。摆动缸-又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸。 液压缸按作用方式分为：单作用液压缸-一个方向的运动依靠液压力实现，另 一个方向依靠弹簧力、重力等外力实现。单作用式液压缸又 可分为无弹簧式、有弹簧式、柱塞式三种，如图4-1所示；双作用液压缸-两个方向的运动都依靠液压作用力来 实现，双作用式液压缸又可分为单杆式、双杆式两种，如图 4-2所示；复合式缸-活塞缸与活塞缸的

46、组合、活塞缸与柱塞缸 的组合、活塞缸与机械结构的组合等。2 .液压缸由哪几部分组成？答：由缸筒、缸底、活塞、活塞杆、缸盖、密封装置、 缓冲装置和排气装置组成。3 .什么是差动连接？它适用于什么场合？答：当单出杆液压缸两腔互通，都通入压力油.由于无杆腔面积大于有杆腔面积，两腔互通压力且相等，活塞向右的作 用力大于向左的作用力，这时活塞向右运动，并使有杆腔的油 流入无杆腔，这种连接称为差动连接。差动连接主要用于在不 增加泵的流量的前提下实现快速运动。4 .在某一工作循环中，若要求快进与快退速度相等， 此时，单杆活塞缸需具备什么条件才能保证？答：往返快速相等，即Vi v2，有:4q4qnD2 d2)

47、 nd2即：D .2d即只要设计活塞直径D与活塞杆直径比值为' 2 ,就能使机床往返快速相等。5 .液压缸由哪几部分组成？密封、缓冲和排气的作用 是什么？答：由缸筒、缸底、活塞、活塞杆、缸盖、密封装置、 缓冲装置和排气装置组成。密封是防止工作介质的泄漏（内泄和外泄）和防止外界 异物（如空气、灰尘和水等）进入液压元件和液压系统的机 构。为了避免活塞在行程两端冲撞缸盖，产生噪声，影响工 件精度以至损坏机件，常在液压缸两端设置缓冲装置。其作 用是利用油液的节流原理来实现对运动部件的制动。对于长期不用的液压缸或新买进的液压缸，常在缸内最高部 位聚积空气。空气的存在会使液压缸运动不平稳，产生振动

48、 或爬行。为此，液压缸上要设排气装置6 .哪种液压马达属于高速低扭矩马达？哪些液压马达属于低速高扭矩马达？答：额定转速高于 500 r/min 的属于高速液压马达， 额定转速低于500 r/min的属于低速液压马达。通常高速液压马达输出转矩不大（仅几十牛米到几百 牛米），所以又称为高速小转矩马达。低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，主要特点是排 量大，体积大，转速低（几转甚至零点几转每分钟），输出 转矩大（可达几千牛米到几万牛米），所以又称为低速 大转矩液压马达。6）计算题1 .某一差动液压缸，求在（1 ） v快进 =v快退，（2） v快进=2v快退两种条件下活塞面积 A1和活塞杆面积 A2之

49、 比。（1）A1/A2=2, A1/A2=32 .如图4.18所示，两个结构相同相互串联的液压缸， 无杆腔的面积 Ai=100cm 2,有杆腔的面积 A2=80cm 2，缸1 输入压力pi =0.9MPa，输入流量q i=12L/min，不计损失和泄漏，求：(1) 两缸承受相同负载时(Fi=F2)，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(p 2 = p /2)，两 缸各能承受多少负载？(3) 缸I不受负载时(F1=0)，缸2能承受多大的负载？J, /L十/首I-Vz rz:1VL丄题2图 串联液压缸示意图解:(1 )因为P3为大气压，所以有由P2RA1A1A20

50、.9 106 100 10 4100 10 4 80 10 4P300.5 MPa有 F1 F2 P2A RA2 0.5 106 10012 10 3 /600.02 m/s104 *5000 NV1_q_AqA100 10 480 10 4 0.0240.016 m/s100 10 4(2)F1PA0.9 1062 A2100 10 4 0.9 106/2 80 10 4B A2 RA5400 NF2 P2 A44500 NRAA0.9 106100 10 480 101.125 MPaF2 P2A, P3A2 P2A11.125 106100 10 411.25 KN3. 一液压泵可兼作液

51、压马达使用，设二者的机械 损失扭矩相同，在相同的工作压力时，其机械效率是 否相同？试证明。解：不相同，因为:两者q虽相同，但液压马达的实际流量Q大于理论流量Qt ，故 mvpv4.已知某液压马达的排量q=250mL/r，液压马达入口液压马达：mv Qt Q Q 1Qqqq液压泵:QpvQt色 Q 1卫QtQt其总效率n压力为 p1=10.5MPa ，出 口压力 p2=1.0M P a, =0.9，容积效率n V=0.92，当输入流量 Q=22L/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(r液压马达的理论流量缶为彳加=22 kO. 92L 丿垃血(2液压马达的实林转速鱼=

52、遊 4如：打 mjn =液压马达的输山转矩2nX0 92q 二沁就卫mMWemoy ni =3626N. m5. 学习指导和思考练习题1 ）学习要点1. 掌握各种方向阀、压力阀、流量阀的图形符号2. 掌握换向阀位、通及中位机能特点3. 掌握溢流阀、减压阀、顺序阀工作原理及典型结构4. 了解控制阀构成的简单功能回路5. 掌握节流阀、调速阀工作原理和节流特性6. 了解插装阀、叠加阀、比例阀、伺服阀的特点2）填空题1. 滑阀式换向阀的外圆柱面常开若干个环形槽，其作用 是均压和密封。2. 当油液压力达到预定值时便发出电信号的液一电信 号转换元件是压力继电器。3. 在先导式溢流阀中，先导阀的作用是 调压，主阀的 作用是溢流。4. 溢流阀在液压系统中起调压溢流作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是关闭 的，溢流量为_0_ ,当溢流阀进口压力等于调整压力