液压与气压传动习题库习题解答

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的隹松，流量

越大，系统的速度越大，反之亦然。流量为零，系统速度为重。

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，不会造成环境逊,

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.液压传动适宜于远足离传劭。（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）o

A.动力部分B.执行部分C.控制部分I）.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；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.我国采纳的相对粕度是恩氏粘度,它是用恩氏粘度计测量的。

3.粘温特性的概念是油液粘度随温度变化的特性。

4.液压油牌号是该油液在40℃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睡力引起的，其大小可用粘度

来度量。温度越高，液体的粘度越小；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o

8.液压油的牌号是用该油液在40C时运动粘度的平均值表示的。N32表示40c时运

劭粘度的平均值为32mm

9.液体的流态分为层流和温逾，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去绝对压力。

11.液压传动的工作原理是褪吐定律。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,依靠液体的压力能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鱼鬟的大小，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，一种是沿程损失,一种是局部损失。

18.液压系统由「某些原因使液体压力急剧上升，形成很高的压力峰值现象称为超压过

击。

19.根据连续性原理，管子细的地方流速太，管子箱的地方流速小。

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想互放换，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40CE寸，运动粘度的平均值为56nlm:/s。

2.液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采纳。（X）

3.由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。（4）

4.理想液体在同一管道中作稳定流动时，内部动能、位能、压力能之和随位置变化。

（X）

5.活塞推力越大，速度越快。（X）

6.寒冷地区选择液压油粘度应大一些。（X）

7.热带地区选择液压油粘度应大一些。（4）

8.同心环形间隙泄漏量为最大偏心时的2.5倍。（X）

9.液压系统的压力指的是绝对压力。（X）

10.压力表指示的是绝对压力。（X）

11.液压系统中高位置处压力的计算为低位置压力加上Pgh。（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）。

A、下降B、增加C、没有变化

2.当温度下降时，油液的粘度（B）o

A、下降B、增加C、没有变化

3.国际标准ISO对油液的粘度等级（VG）进行划分，是按这种油液40c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)O

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)o

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）o

A、外负载B、流量C、速度I）、

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=l.5Re临界D、Re=2.ORe

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

题1图

2.如题2图所示，容器A中液体的密度PA=950kg/m\B中液体的密度P

庐llOOkg/m，，汁100%,如200mmy/F50mm,形管中的测压介质为水银，求从6之间的

压力差。

解：歹IJ1T等压面方程

PA+PASZA=pB+PM+pHggh

整理，得

△P=PA-PB

=pB^ZB+pH^h-pA^ZA

=1100x9.8x0,2

+13600x9.8x0.05-950x9.8x1

=7889N/m2

3.如题3图所示，某管道中密度P=1100kg/m3的油液以流量^=0.5nf/s流动。

在直径M=600而〃的管道点（1）处，压力pl=0.4MPa。⑵点管道直径或=300瓯位

置比（1）低方=1.5m,点⑴至点⑵的管长£=20他不计损失，求（2）点处的压力成

解：

再由连续性方程RA=匕4得

Ad：0.62

x1.77=7.08mis

0.32

再以0-0为基准面，列1-122两断面伯努利方程

ZI+£L+&£=右+乙+色且，整理，且取4=%=1,整理，得

P2我-P2g

Pl=（Z-Z?）pg+---------+四

代入各巳知参数

1KX)X(1.772-7.082)

=1.5x1100x9.8++400000

P1-T

=16170-25846.4+400000=390323.6Pa=0.39MP&

4.如题4图所示尺寸，油箱安装在液压泵上方，泵流量q=20L/min,油液的运动粘度

v=20X106m7s,密度P=850kg//。大气压取Pa=0.098MPa,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

4q

v

=—7td^~

_4x20x10-3

3.14x(18xlO3)2x6O

=1.31in!s

1.31xl8xlQ-3

22x1(16

=1179<2000

为层流状态，则有题4图

64

=0.054

??79

以0-0为基准，列1-1,2-2两断面伯努利方程

748+卬'；_7,0I年

Z.+--+-----Z,++---r----+A----

22gp2gd2g

整理，得p=^-z)pg+Pi+"叫。㈤等

222a2

代入Z]=0.7m,z2=v}=0,v2=v=1.31mls,px=98000Pa，且取%=%=1，

(2、ft5f)xI3]2

得p,=0.7x850x9.8+98000-1+0.054x-----x—~—=98725.6

~I0.018)2

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

2

关尺寸如下：面积Ai=2.5cm,A2=4AI,

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？

题5图

解：对截面和建立液体的能量方程：

二+匚2+£

(1)

Pg2gpg2g

连续方程

(2)

又p、+pgh=p?■3)

方程(1)(2)(3)联立，可得流量

陷x4A—xl

x4乂3.2又104w3/5-1.462L/s

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U=0.784Xl()7pa,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,7=120mm

题6图

解：由题意得，四条槽可以看作四个细长孔。

,一士r.2ab2x2x1

水力直径d=-------=----------=133mm

Ha+b2+1

则所求的流量：

叫4x4(1.33x10-3)4x02x1063

4463

q=邸/5=17.23XI0W/5

128/7/128X30X10-3X0.12

7.题7图为柱塞直径d=19.9mm,缸套直径D二20mm,氏l=70mni,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U=0.784Xl()Tpa.s,

求柱塞下落0.1m所需的时间。

解：此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙

兀dh，Ttdh

%=-------△P+------〃0

°12贝2°

2

甘।,D-dA0.17id4F

其中‘八下,%”=蒜

代入数据得，t=20.85

题7图

8.原油在冬季时的运动粘性系数为u1=6XICTDs：在夏季时，v2=4X10-5m7so有

一条输油管道，直径d=0.4m,设计流量为展0.18m：7s,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u尸6义10,m2/s,

Vd

R”=—=955<2320为层流。

4

夏季时1)2=4X10-5m2/s,

=—=14324＞2320为湍流。

o2

9.如题9图所示，为-水泵抽水管路系统，已知水管流量q=101m7h,管径d=150mm,管

路的总水头损失h.3=25.4m,水泵效率n=0.755,

求1＞水泵的扬程Hp

2＞水泵的功率即

题9图

解：1-1,2-2断面之间有水泵,即有机械功输入的能量方程

z咛+翳+/=z节+签+小

0+0+0+"”102+0+0+25.4

1)”/,=102+25.4=127.4小

c、xrrQH9807x(101/3600)x127.4“.，

2)N“==-----------------------=46.4痴

°〃0.755

3.学习指导和思考练习题

1）学习要点

*1.泵的相大计算

❖2.外啮合齿轮泵工作原理,会判断吸扑油II

❖3.齿轮泵的1条内泄漏途径

❖4.齿轮泉的困汨I现象及解决措施

伞5.齿轮泵的径向力

*6.单、双作用叶片泵工作原理,会判断吸排油口

❖7.单、双作川叶片泵叶片倾向方向及原因

♦8.柱塞泵「.作原理,会判断吸排汕U

❖9.柱塞泵柱塞个数及原因,斜盘式轴向柱塞京工作

过程三对摩擦副

410.液压泵的选用

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区段曲线组成，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童数，叶片后倾,数量一般为用或15片。

4.双作用叶片泵叶片数量的奇偶性为您教，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壬皿城来调节排量。

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。

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U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.外啮合齿轮泵的葡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

包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。（4）

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。（M）

3.齿轮泵都是定量泵。（由

4.在齿轮泵中，为了消除困油现象，在泵的端盖上开卸荷槽L（0

5.液压泵在公称压力下的流量就是液压泵的理论流最。（x）

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.运动过程中密封容积不断变化的液压泵是变量泵,（x）

9.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

2.双作用叶片泵叶片是（A）o

A.前倾B.后倾C.径向垂直D.平行

3.单作用叶片泵叶片数量一般是（C）。

A.8B.9C.15I）.17

4.双作用叶片泵叶片数量一般是（D）。

A.7B.9C.14D.16

5.双作用叶片泵定子内表面由几段曲线组成C)O

A.4B.6C.8D.10

6.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（I）)

A.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.为减小流最脉动，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封性能。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需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4=V〃/。

5.试析齿轮泵是怎样具备液压泵的基本工作条件的？

答：外啮合齿轮泵依靠土从动齿轮的相互啮合把泵体分成吸汕腔和压汕腔。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。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E油腔内。在压油区一侧，由于轮齿

在这里逐渐进入啮合，密药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，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。在闭死容枳由大变小时，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。这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。区油现

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控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诃的径向间隙；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75%〜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

轮泵工作时，压油腔的压力高于吸油腔的压力，并且齿顶圆与泵休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•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，从而使齿轮与泉体内产生摩擦或卡死，影响泉的正

常工作。消除径向力不平衡的措施：1）缩小压油口，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软压力特性曲线

如图所示。03-14耻钱当忧雅懒蟠

在泵的供油压力小于小时，流量按AB段变化，泵只是有泄漏损失，当泵的供油压力大于

小时，泵的定子相对于转子的偏心距e减小，流量随压刀的增加而急剧下降，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

进一工进一快退等运动；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

较大的流最和较低的压力时，泵在AB段工作；当工作进给，需要较小的流景和较高的压力

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，仅需要维持较高的玉力和较小的流量（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（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r-低压液压系统，叶片泵用手中压液压系统，柱塞泵多用丁•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：在常见的液压泵口，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〃=10MPa,转速为〃=145（）r/min,排量夕=100ml/r,容积效率

么=0.95,总效率〃=。-9,求泵的输出功率和电动机的驱动功率。

解：1）求液压泵的输出功率

液压泵的实际流量为

-3

q=qtt]v=VnQv=100x10x1450x0.95A/min=137.75L/min

液压泵的输出功率为

n10X106X137.75X10-3”“八〃

P=pq=---------------------------W1IZ=22.96KW

60

2）求电动机的功率

电动机的功率即泵的输入功率

4=乌曳=25.5々卬

'70.9

2.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，其偏心量e为多少？

（2）该泵的最大排量Vmax为多少？

解：1）当排量V=16mL/i■时，由V=2MOe可知

V16x10-6

e=------=-------------；----------m=0.95nun

2曲D2^-X30X10-3X89X10-3

2）求泵的最大挂最Kw

Knax=2而Dea=2^x30x103x89x105x3x10/r=50.3mL/r

3.一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,向斜盘角度为多少？（忽略泄漏流量

的影响）

解：由题意可知

4x50x10-3_________

tan/=_^_=0.0737

7ul~Dzn^X(16X10-3)2X125X10-3X9X3000

所以/=arctan0.0737=4.2、

4.某液压泵的排量为120ml/r,转速为1400i7min,在额定压力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

泵的理论流量q,=V7?=120x1400(〃"/min)=168000(/??//min)=168(L/min)

泵的容积效率等于泵的实际流量与理论流量之比％=幺=钾=。-89

/168

泵的机械效率iK=^-=—=0.91

，7m0.89

由泵的理论转矩7；=叱以及%=豆，得到

'2乃T

66

八”一内仃廿TT,pV21.5X10X120X10-

泵轴上的转矩T=—=——=---------------------=45TNM

/2相〃2ix0.91

4.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.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

固定和缸筒固定两种,

3.液压马达是将液体的—压皿能转换为机械能能的转换装置。

4.液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，使用一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___o

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;H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。（Y）

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。（4）

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。（4）

4.液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此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。（x）

4）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【）.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•周，柱塞往复移动（B）次。

A.1B.2C.8D.11

3.不考虑泄漏时，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.0.866

5.大行程场合应选拦（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I）.非对称

9.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：

活塞缸一一又分单杆活塞缸、双杆活塞缸。

柱塞缸——又分轴向柱塞泵和径向柱塞泵。

摆动缸一一又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸。

液压缸按作用方式分为：

单作用液压缸-----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4T所示：

双作用液压缸一--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；

复合式缸一--活塞缸与活塞缸的组合、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

压力旦相等，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，即匕二%，有：

4q_4q

兀CD、/广萨即：D=y/2d

即只要设计活塞直径D与活塞杆直径比值为,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500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/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）u快进=丫快退，（2八快进=2u快退两种条件下活塞面积

和活塞杆面积&之比。

（1）Al/A2=2,⑵Al/A2=3

2.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A=100cm2,有杆

腔的面积A2=80cnR缸1输入压力〃i=0.9MPa,输入流量切=12L/min,不计损失和泄漏，

求：

（1）两缸承受相同负载时（F尸乃），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（“2=〃/2）,两缸各能承受多少负载？

（3）缸1不受负载时（产产0）,缸2能承受多大的负载？

题2图串联液压缸示意图

解：

（1）因为巴为大气压，所以有A二o

64O.QxlO^lOOxlQ-4

由6==0.5（MP〃）

4+A?WOxlO^+SOxlO-4

有耳=5=4A一鸟4=0.5X106X100X10-4=5000(N)

IZq12x10-3/60

yi——7=0.02(机/s)

Alooxio-4

v=JL=80xl02x0.02=()016(/n/y)

7

~A2[00X10-41

(2)

=().9X1()6X1(X)X1()7-().9X1()6/2X8()x1]尸=54(X)(N)

64

F2=P2\-P.A2=-5-A,=0.9X10/2X100X10-=4500(N)

(3)

F,=PiAi-P2A2=0

々A0.9xl()6xiooxio"4

D=1.125(AfPa)

IJ---A----------8-0--x-1-0---4;------

6-4

F2=P2Al-P,A2=gA=1.125X10X103X10=U.25(KN)

3.一液压泵可兼作液压马达使用，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，囚为：

液压泵:Q二Q-Q二1AQ

QTQTQT

液压马达:…夺若d詈

两者AQ虽相同，但液压马达的实际流量Q大于理论流量QT，故"研＞",

4.已知某液压马达的排量^=250mL/r,液压马达入口压力为pJOSMPa,出口压力

p;=1.0MPa,其总效率〃=0.9,容枳效率〃产0.92,当输入流&。=22L/min时，试求液压凸

达的实际转速〃和液压马达的输出转矩兀

解：

(1)液压马达的理论流量q”为

q.i==22X0.92L/min=20.24L/min

(2)液压马达的实际转速

%20.24x10，」.,

n.=----=---------r/min=8O0A.n96zr/min

匕250

(3)液压马达的输出转矩

丁「烟&x&=(98—g9)xl06x250xl0Yx0.9»n-2.56N-m

2it77.,.2nx0.92

5.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佶号的液一电佶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,主阀的作用是逊。

4.溢流阀在液压系统中起调压溢流作用，当溢流帔进口压力低于调整压力时，阀口是

关闭的，溢流量为。，当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口是打刃1的，溢流

阀开始溢流。

5.液压控制阀按其用途可分为换向、压力和流量三大类,分别调节、操纵液压系统中

液流的方向、压力和流量。

6.调速阀是由节流阀与定差减压阀串联而成的组合阀。

7.三位四通阀的O型中位机能具有钺紧功能。

8.先导式溢流阀由先导阀和主阀两部分组成。

9.调速阀由节流阀和定差减压阀串接组合而成。

10.比例阀可以通过改变输入电信号的方法对压力、流量进行比例操纵。

3）判断题

I.液控顺序阀阀芯的启闭不是利用进油口压力来操纵的。（X）

2.先导式溢流阀主阀弹簧刚度比先导阀弹簧刚度小。（X）

3.当溢流阀的远控口通油箱时，液压系统卸荷。（J）

4.M型中位机能的换向阀可实现中位卸荷。（J）

5.背压阀的作用是使液压缸的回油腔具有一定的压力，保证运动部件工作平稳。1J）

6.当液控顺序阀的出油口与油箱连接时，称为卸荷阀。（X）

7.插装阀可实现大流量通过。（J）

8.通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比，与阀两端压力差大小无关。（X）

9.直控顺序阀利用外部操纵油的压力来操纵