7章課后習題答案

1、1. 學習指導與思考題1 ）學習要點1. 掌握液壓傳動的工作原理及組成。2. 掌握氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理及組成。3. 掌握液壓傳動和氣壓傳動的特點。4. 掌握液壓元件的職能符號及規(guī)定。5. 了解液壓傳動和氣壓傳動的發(fā)展概況、應用情況及 優(yōu)、缺點。6. 了解液壓傳動和氣壓傳動的不同點。2）填空題1. 液壓系統(tǒng)由 動力元件、執(zhí)行元件、控制元件 、輔助元件 四個主要組成部分。2. 液壓傳動是以 液壓油 為傳動介質，依靠液體的壓 力能來傳遞動力。3. 液壓系統(tǒng)工作時外界負荷越大，所需油液的壓力也越大，反之亦然，負載為零，系統(tǒng)壓力為零。4. 活塞或工作臺的運動速度取決于單位時間通過節(jié)流閥進入液壓缸中油液

2、的體積，流量越大，系統(tǒng)的速度 _越大，反之亦然。流量為零，系統(tǒng)速度為零。5. 液壓元件的職能符號只表示元件的職能、控制 方式及外部接口 ，不表示元件的 結構、參數(shù)及連接 口的實際位置和元件的 安裝位置。6. 液壓傳動系統(tǒng)的傳動比比機械傳動的大，傳動效率比機械傳動的低。7. 液壓傳動系統(tǒng)可以實現(xiàn)無級 調速, 過載 保護。8. 液壓傳動系統(tǒng)單位質量輸出功率大，傳動 均勻 平穩(wěn)。9. 氣壓傳動系統(tǒng)介質費用低廉，不會造成環(huán)境污染。3）判斷題1液壓傳動不易獲得很大的力和轉矩。（X）2. 液壓傳動裝置工作平穩(wěn)，易于實現(xiàn)無級調速，但不能 快速起動、制動和頻繁換向。（X ）3. 液壓傳動適宜在傳動比要求嚴格的

3、場合采用。 （X ）4. 液壓系統(tǒng)故障診斷方便、容易。 （ X ）5. 液壓傳動適宜于遠距離傳動。 （X）6. 氣壓傳動能使氣缸實現(xiàn)準確的速度控制和很高的定 位精度。（ X ）7. 液壓與氣壓傳動介質成本都很高。 （ X ）8. 液壓傳動可在高溫下運行。 （ X ）9. 氣壓傳動介質可以回收循環(huán)使用， 故成本很低 （ X ） 4 ）選擇題1. 液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件是（ C ）。A .電動機B.液壓泵C .液壓缸或液壓馬達 D. 液壓閥2. 液壓系統(tǒng)中，液壓泵屬于（ A ）。A. 動力部分B. 執(zhí)行部分C 控制部分D. 輔助部分3. 液壓傳動的特點有（ B ）A. 易于實現(xiàn)遠距離操縱和自動控制；

4、B. 可在較大速 度范圍內實現(xiàn)無級變速； C. 轉向迅速、 變速、傳動準確； D. 體積小重量輕，自潤滑，且診斷、維護、保養(yǎng)和排放方便。4. 氣壓系統(tǒng)對環(huán)境造成的危害是（ C ）。A 污 染B. 浪費C 噪 聲D. 輻射5 ）問答題1. 液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)各由哪幾部分組成？ 答：動力部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔助部分。2液壓傳動和氣壓傳動有什么區(qū)別？ 答：液壓傳動以油為介質，氣壓傳動以空氣為介質2. 學習指導和思考練習題1 ）學習要點1. 了解液壓油基本性質、粘性、各種粘度定義及換算關 系、粘溫特性、分類和命名方法，液壓油選用方法、污染及 其控制方法。2. 理解液體靜壓力的概念、特性。3. 掌

5、握壓力表示方法、單位及其換算。4. 掌握靜壓力傳遞原理，理解壓力與負載關系、液體內 壓力處處相等的概念。5. 掌握流量、流速、平均流速的概念。6. 掌握流體連續(xù)性方程、伯努利方程的應用，理解動量 方程的意義。7. 掌握流動狀態(tài)的判定方法，掌握沿程壓力損失和局部 壓力損失的計算方法。8. 掌握流體流經(jīng)小孔、縫隙的流量特性及計算方法。9. 了解液壓沖擊和空穴現(xiàn)象。2）填空題1. 液體流動時，分子之間的內摩擦力阻礙分子的相對運動的性質稱之為液體的粘性，大小用粘度 表示，常用的粘度有動力粘度、運動粘度、相對粘度。2. 我國采納的相對粘度是 恩氏粘度，它是用恩氏粘度 丄測量的。3. 粘溫特性的概念是 油

6、液粘度隨溫度變化的特性。4. 液壓油牌號是該油液在 40 C時 運動粘度的平均值。5. 液體動力粘度的定義是速度梯度為1時液層間單位 面積的內摩擦力，用符號 表示。6液體的粘性是由分子間的相互運動而產(chǎn)生的一種內摩擦力 引起的，其大小可用粘度來度量。溫度越高，液體 的粘度越匚；液體所受的壓力越大，其粘度越大。7液體粘度隨溫度變化的特性叫粘溫特性 。8. 液壓油的牌號是用該油液在 40 C時 運動粘度的平均值表示的。N32表示40 C時運動粘度的平均值為 32mm 2/s。9. 液體的流態(tài)分為層流和湍流，判別流態(tài)的準則是 臨界雷諾數(shù)。10. 絕對壓力等于大氣壓力加上 相對壓力，真空度等于大氣壓力減

7、去絕對壓力。11液壓傳動的工作原理是 帕斯卡 定律。即密封容積 中的液體可以傳遞 力，又可以傳遞 運動 。12. 在液壓流動中，因某處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生大量氣泡的現(xiàn)象，稱為氣穴。13. 液壓系統(tǒng)的壓力取決于負載的大小。14. 液壓傳動是以 液壓油 為工作介質，依靠液體的壓力來實現(xiàn)運動和動力傳遞的傳動方式。15. 液體流動時分子間的內聚力要阻止分子 相對運動而產(chǎn)生的一種內摩擦力 ，這種現(xiàn)象叫液體的粘性。16. 液壓系統(tǒng)的壓力大小取決于負載的大小，執(zhí)行元件 的運動速度取決于流量的大小。17. 液壓管路中的壓力損失可分為兩種，一種是沿程 失, 一種是 局部損失。18. 液壓系統(tǒng)由于某些原因使

8、液體壓力急劇上升，形成很高的壓力峰值現(xiàn)象稱為液壓沖擊。19. 根據(jù)連續(xù)性原理，管子細的地方流速大 ，管子粗的 地方流速小 。20. 造成液體在間隙中流動的原因有兩個，一種是壓差，一種是 相對運動 。21. 理想液體伯努利方程的物理意義：管內穩(wěn)定流動的液體具有 壓力能、勢能 和動能 三種形式的能量，在任 意截面上這三種能量都可以相互轉換，但總和為一定值。3）判斷題1. 標號為N56的液壓油是指這種油在溫度為40 C時,運動粘度的平均值為 56mm 2/s。（“）2.（X ）3.4.液壓傳動適宜于在傳動比要求嚴格的場合采納。由間隙兩端的壓力差引起的流動稱為剪切流動。 理想液體在同一管道中作穩(wěn)定流動

9、時，（X）（V） 內部動能、位能、壓力能之和隨位置變化。5.6.7.8.9.活塞推力越大，速度越快。（X ）寒冷地區(qū)選擇液壓油粘度應大一些。（ 熱帶地區(qū)選擇液壓油粘度應大一些。（ 同心環(huán)形間隙泄漏量為最大偏心時的 液壓系統(tǒng)的壓力指的是絕對壓力。（Xx )V )2.5 倍o( x )x )10. 壓力表指示的是絕對壓力。11. 液壓系統(tǒng)中高位置處壓力的計算為低位置壓力加上pgh o ( x )12.泵的吸油管口應低于泵至少1米以上。（X ）4）選擇題1.當溫度升高時，油液的粘度（A ) oA、下降B、增加C 、沒有變化2.當溫度下降時，油液的粘度（B ) oA、下降B 、增加C、沒有變化3.國際

10、標準ISO對油液的粘度等級（VG）進行劃分,是按這種油液40 C時什么粘度的平均值進行劃分的：（ B ）A、動力粘度B、運動粘度C、賽式粘度 D 、恩式粘度4. 在液體流動中， 因某點處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn) 生大量氣泡的現(xiàn)象，稱為（ C ）。A、 層流B 、 液壓沖擊C、 空穴現(xiàn)象 D 、紊流5. 流經(jīng)固定平行平板縫隙的流量與縫隙值的（ D ） 成正比。A、 一次方 B 、 1/2 次 方 C 、 二次 方 D 、三次方6. 當絕對壓力小于大氣壓時，大氣壓力減絕對壓力是 B ）。A、相對壓力B、真空度C、表壓力D 、絕對壓力7. 液壓傳動中的工作壓力取決于（A ）。A、 外負載B、流量C、

11、 速 度D 、泵的功率8. 下面哪一種狀態(tài)是層流？（ A ）A 、 Re=0.5Re 臨界B 、 Re=Re 臨界C 、Re=1.5Re 臨界 D 、 Re=2.0Re臨界9. 某一系統(tǒng)的壓力大于大氣壓力，則其絕對壓力為（ A ）A、大氣壓力加相對壓力 B、大氣壓力加真空度C、大氣壓力減真空度 D 、表壓10. 判斷層流和湍流的標準是（ C ）A、雷諾數(shù)B、管道材質 C、臨界雷諾數(shù)D 、管道內徑5）問答題1. 對液壓油的要求是什么？答：（ 1 ）粘度合適，粘溫特性好（2）有良好的潤滑性，減少摩擦副的磨損。（ 3 ）質地要純凈，腐蝕性和堵塞性雜質少。（ 4 ）有良好的化學穩(wěn)定性，包括熱安定性、氧

12、化 安定性。即不易變質，使用期長。（ 5 ）抗泡沫性好，不易引起氣穴?？谷榛院茫?保持潤滑性。（ 6 ）材料相容性好，對液壓控制元件、密封件、 管件和油箱等腐蝕溶解小。（7 ）無毒無害 , 泄漏后對人員和環(huán)境的危害小。 （ 8 ）閃點和燃點高，凝點低，使用安全。（ 9 ）體積膨脹系數(shù)小，比熱容大，容易帶走系統(tǒng) 中摩擦產(chǎn)生的熱量。（10 ）價格便宜。2. 液壓油的選擇要素是什么？ 答：工作環(huán)境，工作壓力，運動速度，液壓泵的類型。3. 防止液壓油污染的方法有哪些？答：（ 1 ）定期進行液壓泵、液壓缸和液壓馬達清洗。（2）檢查密封有效性并及時更換，防止灰塵、水、 雜物等污染物從外界侵入。（ 3 ）

13、合理設置合適等級和數(shù)量的過濾器，并定期 檢查、清洗或更換。（4）合理選擇系統(tǒng)元件，控制液壓油的溫度。（ 5 ）定期徹底清洗油箱，檢查更換塑料制成的管 件，防止老化破損。（ 6 ）避免混用不同牌號、不同品種的液壓油，防 止反應物生成。(7 )定期檢查和更換液壓油4. 靜壓力傳遞原理是什么？答：在液面上施加的壓力都完全傳遞到液體內任意一 點。5. 應用伯努利方程時，怎樣選擇參考面？答：通常選取某些參數(shù)已知的特殊位置截面作基準面， 以方便計算。比如接觸大氣的截面其壓力為零。較大截面容 器的液面高度變化的速度較慢，取其流速為零。6. 縫隙流動公式中，正負號如何選取？減小縫隙流量最 有效的方式是什么？答

14、：在平板移動方向與壓差引起流動方向一致時取“ + ”，如果不一致，則取“-”號。6)計算題1.如題1圖所示，一具有真空度的容器倒置于一液槽中，液面與大氣相通的，液體在管中上升的高度h =0.8m ,設液體的密度為P = 1050kg/m3,試求容器中的真空度。解：列0-0等壓面方程|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.如題2圖所示，容器A中液體的密度p A=950kg/m3B 中液體的密度p B=1100kg/m3, ZA=100 mm, ZB=200mm, h=50 mm,U

15、形管中的測壓介質為水銀，求A、B之間的壓力差。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等壓面方程題2圖3. 如題3圖所示，某管道中密度p= 1100 kg/m3 的 油液以流量 q = 0.5 m 3/s 流動。在直徑 d1 = 600 mm 的 管道點 處,壓力p1 = 0.4 MPa。(2)點管道直徑 d2 =300 mm，位置比(1)低h = 1.5m，點(1)至點的管長L = 20m。不計損失，求(2)點處的壓力p2-WOR

16、D格式-可編輯-4 0.521.77 m / s3.14 0.62再由連續(xù)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為基準面洌1-1,2-2兩斷面伯努利方程為層流狀態(tài)，則有-WORD格式-可編輯-21W2gP2Z1Z22P22V2Z222g22v1v22,整理，且取121 ,整理，得Pi代入各巳知參數(shù)11001.772p2 1.5 1100 9.87.082400000216170 25846.4 400000 390323.6 Pa 0.39MPa4.如題4圖所示尺寸，油箱安裝在

17、液壓泵上方，泵流量q=20L/min,油液的運動粘度v =20 X 10 -6 m 2/s,密度p=850 kg/m 3。大氣壓取 Pa=0.098 MPa, 僅考慮吸 油管沿程損失，求泵入口處 絕對壓力。解：先判別流態(tài)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為基準，列1-1,2-2兩斷面伯努利方程5題5圖為一種抽吸設備。水平管出口通大氣，當水平管內液體流量達到某一臨界數(shù)值時， 處于面積為Ai處的垂直管子將從下方露天液箱內抽吸液體。水平管內液體（抽吸用）和被抽吸介質相同。有關尺寸如下: 面積Ai=2.5cm 2，A2=4A i，h=0.8m ，不計液體流動時的能 量損失，問水平管內流量達多少時才能開始抽吸？5圖解：對截面和建立液體的能量方程:R V 卩2 V22g 2g g 2g連續(xù)方程(1)MA v2a2(2)R gh R2(3)方程

19、（1）（ 2）（ 3 ）聯(lián)立，可得流量q V2A22 9.8 1、154 3.2 10 4m3/s1.462L/S-WORD格式-可編輯-6. 見題6圖，在一直 徑D=25mm 的液壓缸 中放置著一個具有 4條 矩形截面槽的活塞，液壓 缸左腔表壓為0.2MPa ,右腔直接回油箱，設油的粘度卩=0.784 X 10 -3Pa.s，進口 處壓力損失可以忽略不計，試確定由液壓缸左腔沿四條槽泄 露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是a=2mm , b=1mm ,l=120mm解：由題意得，四條槽可以看作四個細長孔水力直徑dH -2ab 2 2 1 1.33mma b 2 1則所求的流量:4 dH4128 l

20、6317.23 10 m /s(1.33 10 3)4 0.2 106 33m /s128 30 100.127. 題7圖為柱塞直徑d=19.9mm, 缸套直徑D=20mm, 長l=70mm,柱塞在力F = 40N作用下向下運動，并將油液 從隙縫中擠出，若柱塞與缸套同心，油液的動力粘度卩=0.784 X 10 -3Pa.s，求柱塞下落 0.1 m 所需的時間。 解：此問題為縫隙流動問題，且為環(huán)形縫隙dh3、，dhq° 茜Vp vu0其中，0.1 d2 qoU0A TVVp4F代入數(shù)據(jù)得，t 20.8s8. 原油在冬季時的運動粘性系數(shù)為u仁6 X 10-4 m2/s ;在夏季時，u2=

21、4 X 10-5 m2/s。有一條輸油管道，直徑d=0.4m，設計流量為 q=0.18 m 3/s，試判別冬季、夏季原 油流動的流動狀態(tài)。解：由流量計算流速V=q/A=1.4324 ( m/s)冬季時 u1=6 X 10-4 m2/s ,Vd19552320為層流Re2Vd143242320夏季時 U2=4 X 10-5 m2/s ,為湍流。9. 如題9圖所示，為一水泵抽水管路系統(tǒng)，已知水管流量 q=101m 3/h ,管徑 d=150mm, 管路的總水頭損失 h 1-2 =25.4m ,水泵效率n =0.755 ,求1水泵的揚程Hp2水泵的功率Np0.0解:1-1 , 2-2斷面之間有水泵，

22、即有機械功輸入的能量方程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. 學習指導和思考練習題1 ）學習要點7仁泉的相雜訐算斗2外哺合齒輪泵工作EU眄會判斷吸忖汕口會3骨輪泵的三條內泄湖途徑密4.歯輪泵的閑汕現(xiàn)彖及解決茁施鑼5歯輪泉的卷向力稚&單、5®作NJiilJ'iSlI.作原理*會判斯吸川汕I 7單.収作用葉片泵葉片傾角方向及原因瞬&柱塞泵r.ft-te理，金判斷吸排汕口命9.H &

23、#39;；1- fi 7-卜數(shù)從閔虬斜憶弋軸向樸家泵U1 過程匚對朋擦涮斗10液爪泵的選用2）填空題1. 容積式液壓泵必須具有密閉容積 、密閉容積周期性變化 、有配油裝置特征。2. 雙作用葉片泵定子內表面由8 段曲線組成，包括兩段大圓弧、兩段小圓弧和 四段過渡曲線組成。3. 單作用葉片泵葉片數(shù)量的奇偶性為奇數(shù)，葉片后傾，數(shù)量一般為 13或15 片。4. 雙作用葉片泵葉片數(shù)量的奇偶性為偶數(shù)，葉片前傾，數(shù)量一般為 12或16 片。5. 單作用葉片泵依靠調節(jié)轉子偏心距來調節(jié)排量。6. 軸向柱塞泵依靠調節(jié)斜盤傾角來調節(jié)排量。7. 氣壓傳動系統(tǒng)由 氣源裝置 、氣動執(zhí)行元件、氣動控制元件、氣動輔件 組成。

24、8. 齒輪泵的三大問題為 軸向泄漏 、徑向不平衡力 、 困油。解決方法是 軸向浮動軸套、端蓋開卸荷槽、減小 壓油口和開徑向力平衡槽 。9. 齒輪泵按結構不同可分為 外嚙合 和 內嚙合 兩類,一般用 漸開線圓柱直齒形齒輪。10. 外嚙合齒輪泵的密封容積由 相互嚙合的齒 輪 、 泵體 和 兩個端蓋 組成。兩齒輪的 嚙合 把密封工作腔分成 吸油腔 和壓油腔。3）判斷題1. 軸向柱塞泵既可以制成定量泵，也可以制成變量泵（V）2. 改變軸向柱塞泵斜盤傾斜的方向就能改變吸、壓油的方向。（V）3. 齒輪泵都是定量泵。（V）4. 在齒輪泵中，為了消除困油現(xiàn)象，在泵的端蓋上開卸 荷槽。（V）5. 液壓泵在公稱壓

25、力下的流量就是液壓泵的理論流量。6. 葉片泵的排量都是可調的。（X）7. 液壓泵的工作壓力取決于液壓泵的公稱壓力。 （X）8. 運動過程中密圭寸容積不斷變化的液壓泵是變量泵。（X9. 齒輪泵的工作壓力不宜提高的主要原因是泵的轉速 低。（X ）10. 為了防止油液被污染，常把泵的油箱密封。（X ）4）選擇題1. 單作用葉片泵葉片是（B ）A .前傾B.后傾 C .徑向垂直D.平行D.平2. 雙作用葉片泵葉片是（ A ）。A .前傾B.后傾 C .徑向垂直行3. 單作用葉片泵葉片數(shù)量一般是（ C ）A. 8B. 9 C. 15D.174. 雙作用葉片泵葉片數(shù)量一般是（D ）A. 7B.9 C. 1

26、4 D. 165. 雙作用葉片泵定子內表面由幾段曲線組成（C ） cA. 4B. 6 C. 8 D. 106. 齒輪泵不平衡力解決方法之一是（C ）。A .減小工作壓力B.增加徑向間隙C .減小壓油口 D.增大吸油口7. 斜盤式柱塞泵調節(jié)排量的方式有（ D ）cA .增加柱塞孔直徑B.加大配油盤進油口C .加大負載 D.改變斜盤傾角8. 下列各種結構形式的液壓泵，相對而言額定壓力最高 的是（A ）。A.軸向柱塞泵B.單作用葉片泵C.雙作用葉片泵 D.內嚙合齒輪泵9. 為減小流量脈動，單作用葉片泵通常（A ）。A.葉片數(shù)為奇數(shù)B.葉片數(shù)為偶數(shù)C.葉片根部通壓油腔D.葉片根部通吸油腔10. 液壓泵

27、總效率最高的是（B ）。A.雙作用葉片泵B.軸向柱塞泵C.內嚙合齒輪泵D.螺桿泵5）問答題1. 液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)各由哪幾部分組成？2. 液壓傳動和氣壓傳動有什么區(qū)別？3. 容積泵是怎樣工作的，容積泵產(chǎn)生高壓的條件是什 么？它的工作壓力和額定壓力各決定于什么，二者有何關 系？答：容積式液壓泵是依靠密封工作油腔的容積變化來進 行工作的。產(chǎn)生壓力的條件是：（1）有一個（或多個）密封的工作油腔；（2）密封工作腔的容積必須有周期性的變化， 密封容積 由小變大時吸油，由大變小時壓油；（3）有配流裝置，它保證泵在吸油時吸油腔與油箱相通， 而與壓油腔不通；在壓油時壓油腔與壓力管道相通，而與油 箱不通。液壓泵

28、的工作壓力取決于泵的總負載管道阻力、摩擦力 和外負載等，而與液壓泵的流量無關。液壓泵的額定壓力取 決于泵本身結構的強度和密圭寸性能。當泵的工作壓力超過額 定壓力時，泵就會過載。工作時，盡量讓工作壓力等于額定 壓力。4. 泵的排量決定于什么，泵的實際流量與它有什么關 系？答：液壓泵的排量是指在沒有泄漏的情況下，液壓泵每 轉一轉所排出的油液體積。因此液壓泵的排量僅僅取決于密 封工作腔每轉容積的變化量，而與轉速無關。液壓泵的實際 流量為q Vn v。5試析齒輪泵是怎樣具備液壓泵的基本工作條件的？ 答：外嚙合齒輪泵依靠主從動齒輪的相互嚙合把泵體分成吸 油腔和壓油腔。在嚙合過程中，為了使齒輪運轉平穩(wěn)且連

29、續(xù) 不斷吸、壓油，齒輪的重合度&必須大于 1 ,即在前一對輪齒 脫開嚙合之前，后一對輪齒已進入嚙合。吸油腔由于相互嚙 合的輪齒逐漸脫開，密封工作容積逐漸增大， 形成部分真空， 因此油箱中的油液在外界大氣壓力的作用下，經(jīng)吸油管進入 吸油腔，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉，把油液帶到左側 壓油腔內。在壓油區(qū)一側，由于輪齒在這里逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去，從壓油腔輸送 到壓力管路中去。6. 外嚙合齒輪泵有何特點？主要用在哪些場合？答：外嚙合齒輪泵結構簡單緊湊，具有軸向間隙補償、 卸荷槽和徑向不平衡力平衡結構， 體積小重量輕，價格低廉， 對油液污染不敏感，有一定自吸能力

30、，可靠性高，壽命長， 便于維護，主要應用在環(huán)境惡劣的工程機械上。7. 齒輪泵的困油現(xiàn)象、軸向泄漏、徑向不平衡力是怎樣 引起的，對工作有何影響，如何解決？答：外嚙合齒輪泵在嚙合過程中，為了使齒輪運轉平穩(wěn) 且連續(xù)不斷吸、壓油，齒輪的重合度&必須大于1 ,即在前一 對輪齒脫開嚙合之前，后一對輪齒已進入嚙合。在兩對輪齒 同時嚙合時，它們之間就形成了閉死容積。此閉死容積隨著 齒輪的旋轉，先由大變小，后由小變大。在閉死容積由大變 小時，其中的油液受到擠壓，壓力急劇升高，使軸承受到周 期性的壓力沖擊，而且導致油液發(fā)熱；在閉死容積由小變大 時，又因無油液補充產(chǎn)生真空，引起氣蝕和噪聲。這種因閉 死容積大

31、小發(fā)生變化導致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱為困油 現(xiàn)象。困油現(xiàn)象將嚴重影響泵的使用壽命。為消除困油現(xiàn)象，常在泵的前后蓋板或浮動軸套（浮動側板）上開卸荷槽，使 閉死容積限制為最小，容積由大變小時與壓油腔相通，容積 由小變大時與吸油腔相通。液壓泵中構成密封容腔的零件要作相對運動，因此存在 著配合間隙。由于泵吸、壓油口之間存在壓力差，其配合間 隙必然產(chǎn)生泄漏，泄漏量的大小直接影響液壓泵的性能。外 嚙合齒輪泵高壓腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到低壓腔 中去：一是通過齒輪嚙合處的間隙；二是通過泵體內孔和齒 頂圓間的徑向間隙；三是通過齒輪兩側面和側蓋板間的軸向 端面間隙。通過端面間隙的泄漏量最大，可占總泄漏量的7

32、5 %80 %。因此普通齒輪泵的容積效率較低，輸出壓力 也不容易提高。要提高齒輪泵的壓力，首要的問題是要減小軸向端面間 隙。一般采用齒輪端面間隙自動補償?shù)霓k法。常用的端面間 隙自動補償裝置有浮動軸套式和彈性側板式。圖3-7所示為采用浮動軸套的結構。利用特制的通道把泵內壓油腔的壓力 油引到軸套外側，作用在（用密封圈分隔構成）一定形狀和 大小的面積上，產(chǎn)生液壓作用力，使軸套壓向齒輪端面。這 個力必須大于齒輪端面作用在軸套內側的作用力，才能保證 在各種壓力下，貼緊齒輪端面，減小泵內通過端面的泄漏， 達到提高壓力的目的。齒輪泵產(chǎn)生徑向力不平衡的原因有三個方面：一是液體 壓力產(chǎn)生的徑向力。這是由于齒輪泵

33、工作時，壓油腔的壓力 高于吸油腔的壓力，并且齒頂圓與泵體內表面存在徑向間 隙，油液會通過間隙泄漏，因此從壓油腔起沿齒輪外緣至吸 油腔的每一個齒間內的油壓是不同的，壓力逐漸遞減。二是 齒輪傳遞力矩時產(chǎn)生的徑向力。這一點可以從被動軸承早期 磨損得到證明，徑向力的方向通過齒輪的嚙合線，使主動齒 輪所受合力減小，使被動齒輪所受合力增加。三是困油現(xiàn)象 產(chǎn)生的徑向力，致使齒輪泵徑向力不平衡現(xiàn)象加劇。齒輪泵由于徑向力不平衡，把齒輪壓向一側，使齒輪軸 受到彎曲作用，影響軸承壽命，同時還會使吸油腔的齒輪徑 向間隙變小，從而使齒輪與泵體內產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泵 的正常工作。消除徑向力不平衡的措施：1 ）縮小壓油口

34、，使高壓僅作用在一個齒到兩個齒的范圍；2 ）開壓力平衡槽。8. 限壓式變量葉片泵有何特點，適用于什么場合？怎樣 調節(jié)它的流量一壓力特性？答：優(yōu)缺點：1）限壓式變量葉片泵根據(jù)負載大小，自動 調節(jié)輸出流量，因此功率損耗較小，可以減少油液發(fā)熱。2）液壓系統(tǒng)中采用變量泵，可節(jié)省液壓元件的數(shù)量，從而簡化了油路系統(tǒng)。3）泵本身的結構復雜，泄漏 量大，流量脈動較嚴重，致使執(zhí)行元件的運動不夠 平穩(wěn)。4）存在徑向力不平衡問題，影響軸承的壽命，噪音也大。主要用在機床液壓系統(tǒng)中要求執(zhí)行元件有快、慢 速和保壓階段的場合。限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如圖所示。在泵的供油壓力小于 Pc時，流量按AB段變化，泵只是有

35、泄 漏損失，當泵的供油壓力大于 Pc時，泵的定子相對于轉子的 偏心距e減小，流量隨壓力的增加而急劇下降，按BC曲線變化。由于限壓式變量泵有上述壓力流量特性，所以多應用 于組合機床的進給系統(tǒng)，以實現(xiàn)快進-工進-快退等運動； 限壓式變量葉片泵也適用于定位、夾緊系統(tǒng)。當快進和快退， 需要較大的流量和較低的壓力時，泵在AB段工作；當工作進給，需要較小的流量和較高的壓力時，則泵在BC段工作。在定位、夾緊系統(tǒng)中，當定位、夾緊部件的移動需要低壓、 大流量時，泵在 AB段工作；夾緊結束后，僅需要維持較高 的壓力和較小的流量（補充泄漏量），則利用C點的特性。 總之，限壓式變量葉片泵的輸出流量可根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化

36、（即外負載的大?。?，自動地調節(jié)流量，也就是壓力高時， 輸出流量?。粔毫Φ蜁r，輸出流量大。以上過程可以通過壓 力調節(jié)螺釘和流量調節(jié)螺釘來實現(xiàn)。9. 試比較齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的技術性能、特點及應用范圍答：齒輪泵輸出壓力較低，流量不能調節(jié)，噪聲較大， 但其自吸特性較好，對油液的抗污染能力較強，在建筑機械、港口機械及小型工程機械中應用。葉片泵輸出壓力屬于中壓，效率較高，但對油液污染較 敏感，一般用在機床液壓系統(tǒng)中。柱塞泵輸出壓力較高，流量調節(jié)方便，一般在負載大， 功率大的場合使用。10. 怎樣選擇液壓泵？答：選擇液壓泵時，應首先滿足液壓系統(tǒng)對液壓源的要 求（主要是泵的輸出流量和工作壓力），然后還應

37、對液壓泵的性能、成本等方面進行綜合考慮，選擇液壓泵的形式。一 般來說，齒輪泵多用于低壓液壓系統(tǒng)，葉片泵用于中壓液壓 系統(tǒng)，柱塞泵多用于高壓液壓系統(tǒng)。11. 各類液壓泵中，哪些能實現(xiàn)單向變量或雙向變量？畫 出定量泵和變量泵的圖形符號。答：在常見的液壓泵中，限壓式葉片泵可實現(xiàn)單向變量， 而軸向柱塞泵和徑向柱塞泵可以實現(xiàn)雙向變量；齒輪泵、螺 桿泵、雙作用葉片泵一般不能實現(xiàn)變量，屬于定量泵。其圖 形符號略。6）計算題1. 某液壓泵的輸出油壓p =10MPa ，轉速為 n=1450r/min ，排量 q=100ml/r ，容積效率 v=0.95，總 效率=0.9，求泵的輸出功率和電動機的驅動功率。解：1

38、）求液壓泵的輸出功率液壓泵的實際流量為q qt v Vn v 100 10 3 1450 0.95L/min137.75L/min液壓泵的輸出功率為Po pq 10 10W 22.96kW602）求電動機的功率電動機的功率即泵的輸入功率PiPo22.960.925.5kW（忽略泄漏流量的影響）解：由題意可知.4qtanr3d Dzn4 50 1016 10 3 2 125 10 3 9 30000.07372. 某變量葉片泵的轉子外徑d=83mm ，定子內徑D=89mm ，葉片厚度B=30mm ，并設定子和轉子之間的最 小間隙為0.5mm，求以下內容：（1）當排量 V=16mL/r 時,其偏心

39、量e為多少？（2）該泵的最大排量 Vmax為多少?解：1 ）當排量V=16mL/r 時，由v 2 bDe可知V16 10ecue33 m 0.95mm2 bD 230 10 一變量軸向柱塞泵共有9個柱塞，其柱塞分布圓直徑D=125mm ，柱塞直徑 d=16mm ，若泵以3000r/min的轉速旋轉，其輸出流量q=50L/min,問斜盤角度為多少? 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. 某液壓泵的排量為 120ml/r ，轉速為1400r/min，在額

40、定壓力21.5MPa下，測得實際流量為 150L/min ，已 知額定工況下的總效率為 0.81，求該泵的理論流量、 容積效 率、機械效率和輸出到泵軸上的轉矩。解：由題意的 qt Vn =120 1400(ml / mi n) 168000( ml/mi n)=168(L/mi n)理論流量泵的容積效率等于泵的實際流量與理論流量之比9 =空 0.89qt 168泵的機械效率_= 0.81m 0.890.91由泵的理論轉矩丁竺以及m衛(wèi)，得到2T451NM泵軸上的轉矩t衛(wèi)=竺215 106 120空 m 2 m20.914. 學習指導和思考練習題1）學習要點1. 了解液壓缸的工作原理、結構類型。2

41、. 掌握雙桿活塞缸、單桿活塞缸的推力、速度計算方法。3. 掌握柱塞缸的單向動作特點及推力、速度計算方法。4. 掌握增壓缸、伸縮缸、擺動缸的工作原理及結構特點。5. 了解液壓缸的連接方式， 缸體、活塞和活塞桿、密封、 緩沖等結構特點。6. 了解液壓缸主要零件的計算內容。7. 了解液壓馬達的結構類型、特點。8. 了解液壓缸與液壓馬達常見故障的原因與解決方法。2）填空題1. 單桿液壓缸可采納差動 連接，使其活塞缸伸出速度提高。2. 活塞缸按其結構不同可分為 單桿活塞缸 和 雙桿 活塞缸 兩種，固定方式有 活塞桿 固定和口 缸筒 固 定兩種。3. 液壓馬達是將液體的壓力能能轉換為機械能能的轉換裝置4液

42、壓缸的_容積_效率是缸的實際運動速度和理想 運動速度之比。5. 在工作行程很長的情況下，使用_缸筒固定式雙活塞 桿_液壓缸最合適。6. 柱塞式液壓缸的運動速度與缸閥筒內徑 。7. 液壓缸的泄漏主要是由固定件的聯(lián)接處 和 相對運動部件的配合間隙造成的。8液壓缸出現(xiàn)爬行現(xiàn)象主要是由于缸筒 中存在空氣造成的。3）判斷題1液壓缸活塞運動速度只取決于輸入流量的大小，與壓力無關。（V）2將液壓缸的兩腔同時接壓力油的聯(lián)接方式，稱為差動聯(lián)接。（V ）3. 因存在泄漏，因此輸入液壓馬達的實際流量大于其理論流量，而液壓泵的實際輸出流量小于其理論流量。（ V ）4. 液壓馬達與液壓泵從能量轉換觀點上看是互逆的，因此

43、所有的液壓泵均可以用來做馬達使用。（X ）5. 雙活塞桿液壓缸又稱為雙作用液壓缸，單活塞桿液壓缸又稱為單作用液壓缸。（X ）6. 增速缸和增壓缸都是柱塞缸與活塞缸組成的復合形式的執(zhí)行元件。（X ）7. 液壓馬達可以實現(xiàn)精確定位。（X ）8. 液壓缸排氣孔裝在下邊。（X4）選擇題1. 液壓馬達的機械效率是指（ A ）。A.實際輸出轉矩與理論轉矩之比B.理論轉矩與實際輸出轉矩之比C.實際輸出功率與實際輸入功率之比D.實際輸入功率與實際輸出功率之比2. 單排 11 柱塞 8 作用內曲線徑向柱塞馬達， 缸體每旋 轉一周，柱塞往復移動（ B ）次。A. 1 B. 2 C. 8 D. 113. 不考慮泄漏

44、時，液壓缸運動速度取決于（ B ）。A .油液粘度B.流量C .壓力D 負載4. 希望液壓缸快速進退的速度相等， 應使無桿腔直徑與活塞桿直徑之比為（ B ）。A. 0.707B.1.414C.1.732D.0.8665. 大行程場合應選擇（C ）液壓缸。A .單桿缸B. 柱 塞 缸C 雙 桿缸D 增壓缸6. 伸縮缸活塞伸出順序是（A ）。A 從大到小B. 從小到大C 大小同時D .依據(jù)流量大小7. 雙葉片擺動馬達擺動角度 （ B ）單葉片擺動馬達。A .大于B.小于C .等于D 不確定8. 液壓馬達進出油口的結構（ A ）。A .對稱B.進油口大于出油口C .進油口小于出油口 D .非對稱9

45、差動連接液壓缸的作用是（ A ）。A. 提高運動速度 B. 提高輸出力 C. 提高輸 出功率 D. 提高輸出壓力5）問答題1簡述液壓缸的分類。答：液壓缸按結構形式分為：活塞缸-又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸 柱塞缸-又分軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。擺動缸-又分單葉片擺動缸、雙葉片擺動缸。 液壓缸按作用方式分為：單作用液壓缸-一個方向的運動依靠液壓力實現(xiàn)，另 一個方向依靠彈簧力、重力等外力實現(xiàn)。單作用式液壓缸又 可分為無彈簧式、有彈簧式、柱塞式三種，如圖4-1所示；雙作用液壓缸-兩個方向的運動都依靠液壓作用力來 實現(xiàn)，雙作用式液壓缸又可分為單桿式、雙桿式兩種，如圖 4-2所示；復合式缸-活塞缸與活塞缸的

46、組合、活塞缸與柱塞缸 的組合、活塞缸與機械結構的組合等。2 .液壓缸由哪幾部分組成？答：由缸筒、缸底、活塞、活塞桿、缸蓋、密封裝置、 緩沖裝置和排氣裝置組成。3 .什么是差動連接？它適用于什么場合？答：當單出桿液壓缸兩腔互通，都通入壓力油.由于無桿腔面積大于有桿腔面積，兩腔互通壓力且相等，活塞向右的作 用力大于向左的作用力，這時活塞向右運動，并使有桿腔的油 流入無桿腔，這種連接稱為差動連接。差動連接主要用于在不 增加泵的流量的前提下實現(xiàn)快速運動。4 .在某一工作循環(huán)中，若要求快進與快退速度相等， 此時，單桿活塞缸需具備什么條件才能保證？答：往返快速相等，即Vi v2，有:4q4qnD2 d2)

47、 nd2即：D .2d即只要設計活塞直徑D與活塞桿直徑比值為' 2 ,就能使機床往返快速相等。5 .液壓缸由哪幾部分組成？密封、緩沖和排氣的作用 是什么？答：由缸筒、缸底、活塞、活塞桿、缸蓋、密封裝置、 緩沖裝置和排氣裝置組成。密封是防止工作介質的泄漏（內泄和外泄）和防止外界 異物（如空氣、灰塵和水等）進入液壓元件和液壓系統(tǒng)的機 構。為了避免活塞在行程兩端沖撞缸蓋，產(chǎn)生噪聲，影響工 件精度以至損壞機件，常在液壓缸兩端設置緩沖裝置。其作 用是利用油液的節(jié)流原理來實現(xiàn)對運動部件的制動。對于長期不用的液壓缸或新買進的液壓缸，常在缸內最高部 位聚積空氣?？諝獾拇嬖跁挂簤焊走\動不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動

48、 或爬行。為此，液壓缸上要設排氣裝置6 .哪種液壓馬達屬于高速低扭矩馬達？哪些液壓馬達屬于低速高扭矩馬達？答：額定轉速高于 500 r/min 的屬于高速液壓馬達， 額定轉速低于500 r/min的屬于低速液壓馬達。通常高速液壓馬達輸出轉矩不大（僅幾十牛米到幾百 牛米），所以又稱為高速小轉矩馬達。低速液壓馬達的基本形式是徑向柱塞式，主要特點是排 量大，體積大，轉速低（幾轉甚至零點幾轉每分鐘），輸出 轉矩大（可達幾千牛米到幾萬牛米），所以又稱為低速 大轉矩液壓馬達。6）計算題1 .某一差動液壓缸，求在（1 ） v快進 =v快退，（2） v快進=2v快退兩種條件下活塞面積 A1和活塞桿面積 A2之

49、 比。（1）A1/A2=2, A1/A2=32 .如圖4.18所示，兩個結構相同相互串聯(lián)的液壓缸， 無桿腔的面積 Ai=100cm 2,有桿腔的面積 A2=80cm 2，缸1 輸入壓力pi =0.9MPa，輸入流量q i=12L/min，不計損失和泄漏，求：(1) 兩缸承受相同負載時(Fi=F2)，該負載的數(shù)值及兩缸 的運動速度？(2) 缸2的輸入壓力是缸 1的一半時(p 2 = p /2)，兩 缸各能承受多少負載？(3) 缸I不受負載時(F1=0)，缸2能承受多大的負載？J, /L十/首I-Vz rz:1VL丄題2圖 串聯(lián)液壓缸示意圖解:(1 )因為P3為大氣壓，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. 一液壓泵可兼作液

51、壓馬達使用，設二者的機械 損失扭矩相同，在相同的工作壓力時，其機械效率是 否相同？試證明。解：不相同，因為:兩者q雖相同，但液壓馬達的實際流量Q大于理論流量Qt ，故 mvpv4.已知某液壓馬達的排量q=250mL/r，液壓馬達入口液壓馬達：mv Qt Q Q 1Qqqq液壓泵:QpvQt色 Q 1衛(wèi)QtQt其總效率n壓力為 p1=10.5MPa ，出 口壓力 p2=1.0M P a, =0.9，容積效率n V=0.92，當輸入流量 Q=22L/min 時，試 求液壓馬達的實際轉速 n和液壓馬達的輸出轉矩 T(r液壓馬達的理論流量缶為彳加=22 kO. 92L 丿垃血(2液壓馬達的實林轉速魚=

52、遊 4如：打 mjn =液壓馬達的輸山轉矩2nX0 92q 二沁就衛(wèi)mMWemoy ni =3626N. m5. 學習指導和思考練習題1 ）學習要點1. 掌握各種方向閥、壓力閥、流量閥的圖形符號2. 掌握換向閥位、通及中位機能特點3. 掌握溢流閥、減壓閥、順序閥工作原理及典型結構4. 了解控制閥構成的簡單功能回路5. 掌握節(jié)流閥、調速閥工作原理和節(jié)流特性6. 了解插裝閥、疊加閥、比例閥、伺服閥的特點2）填空題1. 滑閥式換向閥的外圓柱面常開若干個環(huán)形槽，其作用 是均壓和密封。2. 當油液壓力達到預定值時便發(fā)出電信號的液一電信 號轉換元件是壓力繼電器。3. 在先導式溢流閥中，先導閥的作用是 調壓，主閥的 作用是溢流。4. 溢流閥在液壓系統(tǒng)中起調壓溢流作用，當溢流閥進口壓力低于調整壓力時，閥口是關閉 的，溢流量為_0_ ,當溢流閥進口壓力等于調整壓力