液压与气压传动的课后习题答案

第一章习题答案1-1填空题1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。1-2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，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（×）3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。（√）4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（×）第二章习题答案2-1填空题1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法；计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；1m2/s＝（106）厘斯。3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40oC时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。4.选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性）5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。6.液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p）表示。其国际单位为（Pa即帕斯卡），常用单位为（MPa即兆帕）。7.液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。8.液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。9.在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。10.单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为（m3/s即米3/秒），常用单位为（L/min即升/分）。12.液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。13.流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。2-2判断题1.液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√）2.液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×）3.液压油能随意混用。（×）4.作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×）5.在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。（√）6.液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×）7.液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√）2-3问答题1.静压力的特性是什么?答：（1）液体静压力的方向总是垂直于作用面的内法线方向。（2）静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。2.静压力传递原理是什么?答：静压传递原理又称帕斯卡原理，即：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体内各点。2-4计算题1．液压油的体积为18×10-3m3，质量为16.1kg,求此液压油的密度。答案：894kg/m32．某液压油在大压下的体积是50×10-3m3，当压力升高后，其体积减少到49.9×10-3m3，设液压油的体积模量为K＝700.0MPa，求压力升高值。答案：1.4MPa3．用恩氏粘度计测得某液压油（ρ＝850kg/m3）200mL流过的时间为t1＝153s，20℃时200mL的蒸馏水流过的时间为t2＝51s，求该液压油的恩氏粘度°E、运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？答案：°E=3；20cst；17×10-3Pa﹒s4．如图2-19所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h＝1m，设液体的密度ρ＝1000kg/m3，试求容器内的真空度。答案：9800Pa5．如图2-20所示，容器内A中的液体的密度ρA＝900kg/m3，B中液体的密度ρB＝1200kg/m3，ZA＝200mm，ZB＝180mm，h＝60mm，U形管中测压介质为汞（ρ＝13.6×103kg/m3），试求A、B之间的压力差。答案：8350Pa6．如图2-21所示，水平截面为圆形的容器，上端开口，求作用在容器底面的作用力。若在开口端加一活塞，连活塞重量在内，作用力为30kN，问容器底面的总作用力为多少？（ρ＝1000kg/m3）答案：15KN；135KN7．液体在管中的流速v＝4m/s，管道内径d＝60mm，油液的运动粘度＝30×10-6m2/s，试确定流态，若要保证其为层流，其流速应为多少？答案：1.15m/s8．如图2-22所示，液压泵的流量q＝32L/min，液压泵吸油口距离液面高度h＝500mm，吸油管直径d＝20mm。粗虑网的压力降为0.01MPa，油液的密度ρ＝900kg/m3，油液的运动粘度为ν＝20×10-6m2/s，求液压泵吸油口处的真空度。答案：0.02MPa图2-19图2-20图2-219．运动粘度为ν＝40×10-6m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ＝900kg/m3，管道直径为d＝10mm，ml5，进口压力p1＝4.0MPa，问流速为3m/s时，出口压力p2为多少？答案：3.8MPa10．有一薄壁节流孔，通过流量q＝25L/min时，压力损失为0.3MPa，试求节流孔的通流面积。设流量系数Cq＝0.61，油液的密度ρ＝900kg/m3。答案：26.5mm2第三章习题答案3-1填空题1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pqP0或pqP0）表示。2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油），容积减小时实现（压油）。3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv）表示。4．液压泵按结构不同分为（齿轮泵）、（叶片泵）和（柱塞泵）三种，叶片泵按转子每转一转，每个密封容积吸、压油次数的不同分为（单作用）式和（双作用）式两种，液压泵按排量是否可调分为（定量泵）图2-22和（变量泵）两种；其中（单作用式叶片泵）和（柱塞泵）能做成变量泵；（齿轮泵）和（双作用式叶片泵）只能做成定量泵。5．轴向柱塞泵是通过改变（斜盘倾角）实现变量的，单作用式叶片泵是通过改变（偏心距）实现变量的。3-2画出下列图形符号单向定量液压泵：双向定量液压泵：单向定量液压马达：双向变量液压马达：3-3问答题1．液压泵完成吸油和压油必须具备的条件是什么？答：(1)具有若干个可以周期性变化的密封容积。(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。(3)具有相应的配流机构。2．液压泵的排量和流量各决定于哪些参数？理论流量和实际理论的区别是什么？写出反映理论流量和实际流量关系的两种表达式。答：液压泵的排量取决于密封容积的几何尺寸，与泵的转速和泄漏无关。液压泵的流量取决于液压泵的排量和泵的转速。理论流量是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内所排出液体的体积。实际流量是指在考虑泄漏的情况下，单位时间内所排出液体的体积。ltqqq；vVtqq。3．齿轮泵的泄漏方式有哪些？主要解决方法是什么？答：齿轮泵泄漏方式有三个：齿轮端面和端盖间的轴向间隙；齿轮外圆和壳体内孔间的径向间隙以及两个齿轮的齿面啮合处。主要解决方法是在设计和制造时严格控制泵的轴向间隙。4．齿轮泵的困油现象如何解决？径向不平衡力问题如何解决？答：消除困油现象的方法通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣出两条卸荷槽。使困油区容积减小时，与压油腔相通，便于油液及时挤出，防止压力升高；困油区容积增大时，与吸油腔相通，便于及时补油，防止真空气化。减小径向不平衡力的方法通常是缩小压油口。使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内，减小其有效作用面积。5．画出限压式变量叶片泵流量特性曲线，结合图3－13说明如何调节限压式变量叶片泵流量特性？并填空。答：调节螺钉5的位置，可以改变定子和转子之间的最大偏心距e0，即可改变最大输出流量tq，使特性曲线AB段上下平移。调节调压螺钉10，可改变弹簧的预压缩量x0，即可改变限定压力pB的大小，使特性曲线BC段左右平移。而改变调压弹簧的刚度k时，可改变BC段的斜率，弹簧越“软”（k值越小），BC段越徒，Pmax值越小。要求执行元件空载快进时负载小、速度大，适合流量特性曲线的（AB）段；要求执行元件工作进给时负载大、速度小，适合流量特性曲线的（BC）段。3-4计算题1．某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，试求泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各为多少？答案：0.9kw；1.05kw2．某液压泵的额定压力为20MPa，额定流量为20L/min，泵的容积效率为0.95，试计算泵的理论流量和泄漏量。答案：21.05L/min；1.05L/min3．某液压泵的转速为950r/min，排量为V＝168mL/r，在额定压力为29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：1）泵的理论流量qt。2）泵的容积效率ηv和机械效率ηm。3）泵在额定工况下，所需电动机驱动功率Pi。4）驱动泵的转矩Ti。答案：1）160L/min；2）0.94；0.93；3）85kw；4）850N﹒m4.某变量叶片泵转子外径d＝83mm，定子内径D＝89mm，叶片宽度B＝30mm，试求：1）叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。2）叶片泵最大可能的排量Vmax。答案：1）0.95mm；2）50mL/r5．一变量轴向柱塞泵，共9个柱塞，其柱塞分布圆直径D＝125mm，柱塞直径d＝16mm，若液压泵以3000r/min转速旋转，其输出流量为q＝50L/min，问斜盘角度为多少（忽略泄漏的影响）？答案：4.22°第4章习题答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的（执行）装置，作用是将（液压）能转换为（机械）能。2.对于差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的（2倍）。3.当工作行程较长时，采用（柱塞）缸较合适。4.排气装置应设在液压缸的（最高）位置。5.在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取（缓冲）措施。4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度相同，应采用什么类型的液压缸？答：双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量（qt和q）如何表示液压泵和液压马达的容积效率？用理论转距和实际转距(Tt和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率？请分别写出表达式。液压泵的容积效率：tVqq液压马达的容积效率：qqtv液压泵的机械效率：TTtm液压马达的机械效率：tmTT4-3、计算题1.已知某液压马达的排量V＝250mL/r，液压马达入口压力为p1＝10.5MPa，出口压力p2＝1.0MPa，其机械效率ηm＝0.9，容积效率ηv＝0.92，当输入流量q＝22L/min时，试求液