1-7章课后习题答案 - 图文

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 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。（×） 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。(×) 3.. 液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。(×) 4. 液压系统故障诊断方便、容易。（ × ） 5. 液压传动适宜于远距离传动。（×）

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。（ × ） 7. 液压与气压传动介质成本都很高。（ × ） 8. 液压传动可在高温下运行。（ × ）

9. 气压传动介质可以回收循环使用，故成本很低（ × ）

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； 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. 我国采纳的相对粘度是 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 τ 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 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 。

8. 液压油的牌号是用 该油液在40℃时 运动粘度的平均值 表示的。N32表示 40℃时

2

运动粘度的平均值为32mm/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，一种是沿程损失，一种是 局部损失。 18.液压系统由于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 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℃时，运动粘度的平均值为56mm/s。（√ ）

2. 液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采纳。（× ） 3. 由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。（√）

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。（×）

5. 活塞推力越大，速度越快。（× ）

6. 寒冷地区选择液压油粘度应大一些。（ × ） 7. 热带地区选择液压油粘度应大一些。（ √ ）

8. 同心环形间隙泄漏量为最大偏心时的2.5倍。（ × ） 9. 液压系统的压力指的是绝对压力。（ × ） 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ρgh。（ × ） 12.泵的吸油管口应低于泵至少1米以上。（ × ）

2

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 ）。

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40℃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、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）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：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

3

管中上升的高度h =0.8m，设液体的密度为ρ = 1050kg/m, 试求容器中的真空度。

解：列0-0等压面方程

p??gh?98000

即 ?gh?98000?p 真空度?98000?p

= ?gh

=1050?9.8?0.8 N/m2得 真空度?8232 N/m2

题1图

33

2. 如题2图所示,容器A中液体的密度ρA=950kg/m, B中液体的密度ρB=1100kg/m, ZA=100 mm, ZB=200 mm, h=50 mm,U形管中的测压介质为水银, 求A、Ｂ之间的压力差。

解: 列1-1等压面方程

pA?ρAgZA?pB?ρBgZB?ρHggh整理,得 Δp?pA?pB ?ρBgZB?ρHggh?ρAgZA ?1100?9.8?0.2 ?13600?9.8?0.05?950?9.8?0.1 ?7889 N/m2

题2图

33. 如题3图所示, 某管道中密度ρ＝1100 kg/m3 的油液以流量 q＝0.5 m/s 流动。在直径d1＝600 mm 的管道点(1)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(2)的管长L＝20m。不计损失,求（2）点处的压力p2

题3图

解 ： 先求流速v1?q4q4?0.5???1.77 m/sA1πd123.14?0.62

再由连续性方程 v1A1? v2A2 得 A1d120.62 v2?v1?2v1??1.77?7.08 m/s 2A2d20.3 再以0-0为基准面,列1-1,2-2两断面伯努利方程 z1?p1???1v122g? z2?p2?2?2?2v22g，整理,且取?1??2?1 ,整理,得 p2??z1?z2??g? 代入各巳知参数 p2?1.5?1100?9.8?2??v12?v2??p1

1100??1.772?7.082?2 ?16170?25846.4?400000?390323.6 Pa?0.39MPa?400000

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v1?v2，有：

4q4q? 即：D?2d

π(D2?d2)πd2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之比。

（1）A1/A2=2，(2)A1/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A1=100cm2，有杆腔的面积A2=80cm2，缸1 输入压力p1 =0.9MPa，输入流量q 1=12L/min，不计损失和泄漏，求：

(1) 两缸承受相同负载时(F1=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l 不受负载时(F1=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P3为大气压，所以有 P3?0

P1A10.9?106?100?10?4 由P2???0.5?MPa? ?4?4A1?A2100?10?80?10 有F1?F2?P2A1?P3A2?0.5?106?100?10?4?5000?N?

q12?10?3/60 V1???0.02?m/s? ?4A1100?10q80?10?4?0.02 V2???0.016?m/s?

A2100?10?4（2）

P1A22?0.9?106?100?10?4?0.9?106/2?80?10?4?5400?N?F1?P1A1?P2A2?P1A1?F2?P2A1?P3A2?（3）

P1A1?0.9?106/2?100?10?4?4500?N? 2

F1?P1A1?P2A2?0

P1A10.9?106?100?10?4 P2???1.125?MPa?

A280?10?4F2?P2A1?P3A2?P2A1?1.125?106?100?10?4?11.25?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，因为：

液压泵：?pv?

Q??QQ?Q?T?1?QTQTQTQQ??Q?Q?T??1?QQQ

液压马达：?mv 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?mv??pv

4. 已知某液压马达的排量q=250mL/r，液压马达入口压力为p1=10.5MPa，出口压力p2=1.0MＰa， 其总效率η=0.9，容积效率ηV=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。

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信号的液－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时，溢流阀阀口是 打开 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 锁紧 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

1. 液控顺序阀阀芯的启闭不是利用进油口压力来操纵的。（×） 2. 先导式溢流阀主阀弹簧刚度比先导阀弹簧刚度小。（×） 3. 当溢流阀的远控口通油箱时，液压系统卸荷。（ √） 4. M型中位机能的换向阀可实现中位卸荷。（√ ）

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。（√ ） 6. 当液控顺序阀的出油口与油箱连接时，称为卸荷阀。（× ） 7. 插装阀可实现大流量通过。（√）

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。（×） 9. 直控顺序阀利用外部操纵油的压力来操纵阀芯的移动。（×） 10.顺序阀可用作溢流阀用。（ √）

11.高压大流量液压系统常采纳电液换向阀实现主油路换向。（ √） 12.当插装阀的远控口通油箱时，两个工作油口不相通。（×） 13.外控式顺序阀阀芯的启闭是利用进油口压力来操纵的。（×） 14.比例溢流阀不能对进口压力进行连续操纵。（×）

4）选择题

1. 顺序阀是（ B ）控制阀。

A. 流量 B. 压力 C. 方向 D. 流程

2. 中位机能是（ A ）型的换向阀在中位时可实现系统卸荷。

A. M B. P C. O D. Y 3. 减压阀控制的是（ B ）处的压力。

A. 进油口 B. 出油口 C. 回油口

4. 在泵一缸回油节流调速回路中，三位四通换向阀处于不同位置时，可使液压缸实现快进—工进—端点停留—快退的动作循环。问在（ C ）工况下，缸输出功率最小。

A. 快进 B. 工进 C. 端点停留 D. 快退 5. 在液压系统中，（ C ）可作背压阀。

A. 溢流阀 B. 减压阀 C. 液控顺序阀 6. 节流阀的节流口应尽量做成（ A ）式。

A. 薄壁孔 B. 短孔 C. 细长孔

7. 在液压系统图中，与三位阀连接的油路一般应画在换向阀符号的（ C ）位置上。

A. 左格 B. 右格 C. 中格

8. 大流量的系统中，主换向阀应采纳（ B ）换向阀。

A. 电磁 B. 电液 C. 手动

9. 为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应（ B ）系统压力。

A. 大于 B. 小于 C. 等于

10. 系统中采纳了内控外泄顺序阀，顺序阀的调定压力为PX（阀口全开时损失不计），

其出口负载压力为PL。当PL＞PX时，顺序阀进. 出口压力P1和P2之间的关系为（ B ）。

A. P1=PX，P2=PL（P1≠P2） B. P1=P2=PL

C. P1上升至系统溢流阀调定压力P1=Py，P2=PL D. P1=P2=PX

11. 顺序阀在系统中作背压阀时，应选用（ A ）型。

A. 内控内泄式 B. 内控外泄式 C. 外控内泄式 D. 外控外泄式

12. 减压阀工作时保持（ B ）。

A. 进口压力不变 B. 出口压力不变 C. 进出口压力都不变 13. 常用的电磁换向阀用于控制油液的（ C ）。

A. 流量 B. 压力 C. 方向

14. 利用三位四通换向阀哪种形式的中位机能可以使系统卸荷（ M ）。

A. O型 B. M型 C. P型 15. 节流阀是控制油液的（ A ）

A. 流量 B. 方向 C. 方向 16. 调速阀是控制油液的（ A ）。

A. 流量 B. 方向 C. 流量和方向

17. 有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀并联在液压泵的出口，泵的出口压

力为（ A ）

A. 5MPa B. 10 Mpa C. 15 MPa D. 20 MPa 18. 在回油路节流调速回路中当F增大时，P1是（ A ）。

A. 增大 B. 减小 C. 不变

19. 内控顺序阀的控制方式和泄油方式（ B ）

A. 内部操纵，内部泄油 B. 内部操纵，外部泄油 C. 外部操纵，外部泄油 D. 外部操纵，内部泄油

20. 在减压回路中，减压阀调定压力为Pj，溢压阀调定压力为Py，主油路暂不工作，

二次回路的负载压力为PL。若Py＞Pj＞PL，减压阀阀口状态为（ D ）。 A. 阀口处于小开口的减压工作状态

B. 阀口处于完全关闭状态，不同意油流通过阀口

C. 阀口处于基本关闭状态，但仍同意少量的油流通过阀口流至先导阀 D. 阀口处于全开启状态，减压阀不起减压作用 21. 减压阀的进口压力为40×105Pa，调定压力为60×105Pa，减压阀的出口压力为（ A ）。

A. 40×105Pa B. 60×105Pa C. 100×105Pa D. 140×105Pa 22. 在用节流阀的旁油路节流调速回路中，其液压缸速度（ B ）。

A. 随负载增大而增加 B. 随负载减少而增加 C. 不受负载的影响 23. 压力继电器是（ B ）操纵阀。

A. 流量 B. 压力 C. 方向 D. 速度

24. 在节流调速回路中，哪种调速回路的效率高？（ C ）

A. 进油节流调速回路 B. 回油节流调速回路

C. 旁路节流调速回路 D. 进油—回油节流调速回路 25. 顺序阀作卸荷阀时的操纵方式和泄油方式：（ C ）。

A. 内部操纵，外部回油 B. 外部操纵，外部回油 C. 外部操纵，内部回油 D. 内部操纵，内部回油

5）问答题

1. 控制阀在液压系统中起什么作用? 通常分为几大类? 它们有哪些共同点? 应具备哪

些基本要求?

答：起控制作用，分为压力、流量、方向三大类。都是利用阀芯在阀体内的运动来控制

阀口的开口大小和启闭。应具备灵敏可靠稳定、冲击振动小、低噪音。不易受到干扰，结构紧凑、使用维护方便，有通用性。

2. 方向控制阀在液压系统中起什么作用? 常见的类型有哪些? 答：方向控制阀在液压系统中可调节油液流动方向，阻断或开启油路。常用的有单向阀、

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