液壓與氣壓傳動(dòng)課后答案

目錄

第一章液壓與氣壓傳動(dòng)概述................................................2

第二章液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)................................................3

第三章液壓泵與液壓馬達(dá).................................................16

第四章液壓缸...........................................................25

第五章液壓基本回路與控制閥.............................................33

第六章液壓輔助元件.....................................................60

第七章液壓系統(tǒng)實(shí)例.....................................................62

第八章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算...............................................65

第九章液壓伺服系統(tǒng).....................................................74

第十章氣源裝置與氣動(dòng)輔件...............................................78

第H-一章氣缸...........................................................78

第十二章氣動(dòng)控制元件與基本回路.........................................80

一液壓與氣壓傳動(dòng)概述

1.1答：液壓與氣壓傳動(dòng)都是借助于密封容積的變化，利用流體的壓力能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換來(lái)傳

遞能量的。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要有以下四部分組成：

（1）動(dòng)力元件：液壓泵或氣源裝置，其功能是將原電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能，

為系統(tǒng)提供動(dòng)力。

（2）執(zhí)行元件：液壓缸或氣缸、液壓馬達(dá)或氣壓馬達(dá)，它們的功能是將流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)

械能，輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），以帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

（3）控制元件：壓力流量和方向控制閥，它們的作用是控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和

流動(dòng)方向，以保證執(zhí)行元件達(dá)到所要求的輸出力（或力矩）、運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向。

（4）輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包括管道、管接頭、油箱或儲(chǔ)氣罐、過(guò)

濾器和壓力計(jì)等。

1.2答：液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：

在輸出相同功率的條件下，液壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、并且反應(yīng)快。

可在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速、且調(diào)節(jié)方便。調(diào)速范圍一般可達(dá)100：1,甚至高達(dá)2000：

1。

傳動(dòng)無(wú)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。

操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是與電子技術(shù)結(jié)合更易于實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。

不需要減速器就可實(shí)現(xiàn)較大推力、力矩的傳動(dòng)。

易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，安全性好；采用礦物油作工作介質(zhì)，滋潤(rùn)滑性好，故使用壽命長(zhǎng)。

液壓元件已是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化產(chǎn)品、便于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。

液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：

（1）油液的泄露、油液的可壓縮性、油管的彈性變形會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的傳遞正確性，故不宜用于精

確傳動(dòng)比的場(chǎng)合。

（2）由于油液的粘度隨溫度而變，從而影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，故不宜在溫度變化范圍較大的場(chǎng)合

工作。

（3）由于工作過(guò)程中有較多能量損失（如管路壓力損失、泄漏等），因此，液壓傳動(dòng)的效率還

不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。

（4）為了減少泄漏，液壓元件配合的制造精度要求高，故制造成本較高。同時(shí)系統(tǒng)故障診斷困

難。

氣壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）以空氣為傳動(dòng)介質(zhì)，取之不盡，用之不竭；用過(guò)的空氣直接排到大氣中，處理方便，不污

染環(huán)境，符合“綠色制造”中清潔能源的要求。

（2）空氣的粘度很小，因而流動(dòng)時(shí)阻力損失小，便于集中供氣、遠(yuǎn)距離傳輸和控制。

（3）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射及振動(dòng)等惡劣環(huán)境中工作，

比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。

（4）維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全可靠，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。

氣壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：

（1）氣壓傳動(dòng)裝置的信號(hào)傳遞速度限制在聲速（約340m/s）范圍內(nèi)，所以它的工作頻率和響應(yīng)

速度遠(yuǎn)不如電子裝置，并且信號(hào)要產(chǎn)生較大的失真和

延滯，不宜用于對(duì)信號(hào)傳遞速度要求十分高的場(chǎng)合中，但這個(gè)缺點(diǎn)不影響其在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)

程中應(yīng)用。

（2）由于空氣的可壓縮性大，因而氣壓傳動(dòng)工作速度的穩(wěn)定性較液壓傳動(dòng)差，但采用氣液聯(lián)合

可得到較滿意的效果。

（3）系統(tǒng)輸出力小，氣缸的輸出力一般不大于50KN；且傳動(dòng)效率低。

（4）排氣噪聲較大，在高速排氣時(shí)要加消聲器。

二液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)

2.1答：由于絕大多數(shù)測(cè)量?jī)x表中，大氣壓力并不能使儀表動(dòng)作。它們測(cè)得的是高于大氣壓的那部

分壓力，而不是壓力的絕對(duì)值。所以壓力的測(cè)量有兩種不同的基準(zhǔn)。（相時(shí)壓力和絕對(duì)壓力）

過(guò)去工程中常用的壓力單位是公斤力/厘米2（kgf/cn?）,和工程大氣壓（單位較大）。而在表示很

低的壓力或要精密測(cè)定壓力值時(shí)常采用液柱高度作為壓力單位（單位較小）。

2.2答：壓力能可以轉(zhuǎn)換為其它形式的能量，但其總和對(duì)液體中的每一點(diǎn)都保持不變?yōu)楹阒?，反?/p>

了液體中的能量守恒關(guān)系。

2.3答：是依據(jù)帕斯卡原理實(shí)現(xiàn)力的傳遞力。

2.4答：因?yàn)榱鲃?dòng)狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪骱陀晌闪鬓D(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)雷諾數(shù)并不相同，后者值小。

雷諾數(shù)的物理意義是流動(dòng)液體的慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，表示粘性力占主導(dǎo)地位，由

壓力與粘性力之間的平衡決定了流動(dòng)的規(guī)律，流體質(zhì)點(diǎn)受粘性力制約只能按層沿軸線方向運(yùn)動(dòng)，因

此流動(dòng)為層流。

2.5答：在密封管道內(nèi)做穩(wěn)定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的能量，即動(dòng)力能、動(dòng)能、和位能，它

們之間可以互相轉(zhuǎn)換，并且在管道內(nèi)任意處和這三種能量總和是一定，因此也稱為能量守恒。

（1）在波努利方程中，-匕、h和—都是長(zhǎng)度的量綱，一般分別稱為壓力頭、位置頭和速度

Pg2g

頭，三者之和為一常數(shù)，用H表示。在圖1-7中各點(diǎn)的H值連線為一水平線，表示管道內(nèi)任一

處的三種能量之和是相等的。

pv2pV2

（2）若管道水平放置（hl=h2）,‘工+二一=。+工一,表明液體的流速越高，它的壓力就越

Pg2gpg2g

低，即截面細(xì)的管道，流速較高，壓力較低；截面粗的管道，則流速較低，壓力較高。

2.6答：穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是由于位置變化所產(chǎn)生的力。

2.7答：這樣使右減少而t增加，從而將完全沖擊降為非完全沖擊。

2.8答：液壓傳動(dòng)中的壓力損失，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，造成油溫升高，泄露增多，使液壓傳?dòng)效

率降低，因而影響液壓系統(tǒng)的工作性能。油液流動(dòng)時(shí)，其流速對(duì)壓力損失影響很大。層流時(shí)的

沿程壓力損失Ap沿與油液的流動(dòng)速度V一次方成正比，紊流時(shí)的沿程損失Ap沿與油液流動(dòng)速

度，，5一丫2成正比；流動(dòng)油液的局部壓力損失與其流速鏟成正比?？梢娊档土魉賹?duì)減少壓力

孫失是十分重要的，因此應(yīng)限制液體在管道中的最高流速。但是液體的流速太低又會(huì)使管路和

閥類元件的結(jié)構(gòu)尺寸變大。

2.9解:壓縮率

加一旨一融中—

2.10解:

=pgh=800x9.8x0.175=1372Pa

I2x1372

=2.07m/s

V0.8x800

3.14x(50-30)2x10~6

C2.07x=0.00064998L/s

4

2.11解:

40

0.13X^-X20X(---彳--0)

〃血(〃一幾)-33

2.12解:----------------------"x*4——=2.43x10mm/s

12m12x0.784xl0-'x70

_q_2.43X10-3

v=-=------；-=--1.55x104

A^X202/4

5_0.001

=6.45s

v-1.55X10-4

2.13解:

/2x0.2xl()6

10X103=0.62A

V900

A=765.07m/??2

(27385X103273

2.14解:r=5.217————=5.217x---------=10279.6.V

1.4x3015+273

=(1.285一詈)x10279.6=12915.6s

1.4

T=----------------T——x(273+15)=397.44。

21+"-)s0.02“，273+15

1+(1.4x-----1)

0.6273+15

P2T]

T2=397.44-273=124.4°

m_16.1

：=894kg/m3

2.15M，―18x10

2.16解:1830mm

2.17解:在0.1s內(nèi)，液壓泵輸入液壓缸壓力腔的油液體積

AV=。?T=10x—x0.1=0.01666L

60

1AV](-0.01666)

\P=13.89MPa

二776x10-102

2.18解:

。七=11_=當(dāng)=3

t251

V=7.3姓-轡=7.31x3-四=19.83m2/5

°E,3

ju=Vp=19.83X10-6x850w2Is-kg/m3

N=kg-m/s2

.??〃=1.69x10-2

2.19解：軸外徑的最大切應(yīng)力為

duv

式中：v一軸周圍速度，v=%dn

「“心但上、，--"就"?K'd'bn

切向摩擦力為Ff=27alb=?ndb=〃——--

o8

摩擦消耗功率為

八?,,7t~d~bn,

P-F-V-u------------------兀dn

5fffb

3x10-*go。x3.143x0.1530.25x)2

=__________________________________________60

0.1x10~3

,Ns2

???kg=--------

m

Pf-490N*m/s=490w

2.20解：PA+pgZA=P0+p&gh

P水=I。skg/m3

已知p*=13.6/?水=13.6x103kg/m3

大氣壓P()=101325Pa

*,-匕絕=%+P汞g〃一PgZA

=101325+13600x9.8x1-0.99xlO3x9.8x0.5

=229755Pa

.相=.絕-Po=229755-101325=128430Pa

2.21解：設(shè)P絕為容器內(nèi)的絕對(duì)壓力

P絕+Pgh=Po

真空度電=々-4==1000x9.8x1=9800Pa

2.22解：

與絕+pgW+62)=B

P?真=P。一.絕=pg(hl+h2)=1000x9.8x(0.5+2)=24500Pa

過(guò)B點(diǎn)取等壓面0-O與U形管交于C點(diǎn)

PB=PCPc絕+Pg%=P。

PB真=匕真=p0-Pc絕=z?gh|=1000x9.8x0.5=4900Pa

2.23解：

/,、「D*ccc0.33.14x0.3cc,

(1)F=pgA-800x9.8x——x---------=83N

224

n03T.]4xf)F

(2)/=pg?(—+/i)?A=800x9.8x(匕+0.6)x=416N

224

2.24M:

柱塞底面上的液體相對(duì)壓力為

Pg(x+h)

柱塞的力平衡方程式為

pg(x+h)—=F+G

4(尸+G),

J.x=——--h

mIg

2.25解:

⑴設(shè)小活塞桿的推理為F'

F=G

兀M

44

Z/

F=-7G

D2

F=F--=^T-G--=^-x500Q0x—

156N

LD2L402500

e4G4x50000.

(2)p=--=-------------=3n9o8x110a5Fda

心3.14x(0.04)2

(3)S小亨=S大?

Si.=——,S小=——x20——1.25/nzn

大D-小402

2.26解:

設(shè)彈簧的預(yù)壓縮量為X。

_px^-(Z)2-J2)_5xl06x3.14(0.02220.022)

4ks―4x10x103

=3.3xl0-2???

=33mm

2.27M：對(duì)截面I、II列出連續(xù)性方程和伯努利方程

AM=4匕

6V.2_P2V2

—+?———+?—2

Pg2gPg2g

△=里+；(匕2—片)

PgPg2g

6=22+知-(?村

ZA.

??A?i..孕長(zhǎng)、之〉1

?--<1

A\

故Pl>P2。同理可論P(yáng)2>P?

2.28解：（1）對(duì)截面I、n列伯努利方程，以油管水平中心線為基準(zhǔn)水平面

Pi=0,M=0,Z?=0

H_P2+匕2

Pg2g

12g5可*中。-嘿鼾'M/S

V

Q=AV2=—

(2)y4*10000*10-3

t=-----,—=1856s=31min

-d2^V3.14(0.02)2*17.15

42

2.29解：對(duì)截面IH列伯努利方程，設(shè)通過(guò)中心線的水平面為基準(zhǔn)

Pi=-pgh,尸2=0,ZI=Z2=0

Q=A,V,=A2V2

A

V,=^-V2=4V2

A

22

-pgh?(4V2)=V2

Pg2g2g

12

—(16-l)V2=h

2g

3

Q=A2V2=4A,V2=4*3.2*1.143*100=1463cm/S

2.30解：閥門關(guān)閉時(shí)，壓力表處液體的能量為片=a

pg

只V2

閥門打開時(shí)，壓力表處液壓的能量為+不

理想液體流動(dòng)時(shí)無(wú)能量損失，因此

Ei-E?

6_P2+尸

PSPS2g

V==[2(。25-。.。6)*1。6=1949m/v

\pV1000

)3149aa

2=AV=-t/*V=—(0.012)2*19.49=2.2*10-3/n3/5

44

=2.2L/S

v?d

2.31解：(1)雷諾數(shù)R=——

ev

v—20mm2/s=20*10~2cm2/s

Q4*100*103

v=----=-------1----=530cm/s

4423.14*22*60

一d

4

san*[)

?；Re='=5300>2320紊流

20*爐

絲.d

*JQ

臨界雷諾數(shù)：Recr

(2)VTtdv

4*100*103

4.6cm

3.14*20*10-2*2320*60

2.32解:

血"AF_^/4AF

Q=

128M/~nsvpl

就知_3.14(1*10-3)4*1*106*60

0.273M

128Vp2128*20*10-6*900*0.3*10-3

=21.3cm

2.33解：

_4。4*18*103

——,=382cm/s

%一如：3.14*l2*60

二4。,4*18*103

=1062cm/s

叫23.14*(0.6)2*60

判斷流態(tài):

_382*1

=1910<2320層流

0.2

1062*0.6=3]86>2320紊流

V0.2

阻力系數(shù):

75_75

=0.0393

R7-1910

4=0.3164??,4=0.3164—鼠=0.0421

*,3186°25

4=0.35

壓力損失：

A13900(3.82)2

△pr=4-------二0.0393----------------=7/420Pa

21'&20.012

Mo=4'^■=0.0421390°。0g=106835例Pa

'd020,0062

3=T城=0.035.GW=2298Pq

總壓力損失：

△〃總=加加+即”+年4

=77420*1O'+1.06835+2298*10^

=1.148%

對(duì)進(jìn)出口端面列伯努利方程，取過(guò)中心線的水平面為基準(zhǔn)面

4=Z2==△〃總/pg,P2=0

V]=3.82m/s,v2=v0=10.62m/s

Pi,_a2V2,Ap總

----1--------------1-----

/?g2g2gpg

層流6=2,紊流％=1

=9(4*(10.62)2一2*(3.82月+1

2-

=37620*10'6+l.148=1.186Mpa

2.34解：（1）設(shè)油液從舄對(duì)截面III列伯努利方程&=0,%=匕9=%〃2=力

22

旦+嘰+Z“+”+Z2+股

Pg2gpg2g

p,-p,4.5*105-2.5*105r/r/

.h?.=^2-h=----------------------------15=7.676m

wpg900*9.8

因h、\,為正值，故假設(shè)正確，

(2)設(shè)液流為層流

壓力損失：

Ap=pgh卬=900*9.8*7.676=0.677*105pa

A[1)

An=/t—?--

d2

.757575v

A----------=----

Re(當(dāng)Vd

V

_75v.1./TV2_75vlpv

Pvdd22d2

2d2*AP2*12*10-4*0.677*1()5

V==0.223m/s

75Vpi75*45*10-6*900*20

c…加23.14*12*10-4*0.223

Q=AV=-----v=0.175*10-4m3/s=17.51cm-3/s

4

vd0223*1()2*1-

判斷流態(tài)：/??=—=,=50<2320層

‘v45*10-

因此阻力系數(shù)4的計(jì)算正確

_14

2.35解：通過(guò)細(xì)長(zhǎng)管流量。=樵百甌

式中M=pgh

八“dh7iD~dh

Q=-A—=------------

dt4dt

出4或2dhdh血44d"g,

pgh==pg―出=2Tat

128M-------------4dth----128MM7232vlD2

,,,,d4g

*20*60

20*60*/g20*60*(0.2)4*980..

v=--------------2-=--------------------——=A0O.8/t4o8c2"/s=O84/1.8o/M7??2/s

32/。2/〃包32*4*52*/〃§

?225

2.36解：（1）對(duì)截面III列伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面

22

—+芍吟+唳+G+&

Pg2gpg2g

p]=0,Vj-0,號(hào)=0,，2=—0.4*10'〃。〃2=H

Q_nq_4*1500*72

=255cm!s

A工,/23.14*32*60

/2

沿程損失

d2g

vd255*3

R?1913<2320層流

V40*10-2

%=2

75

/——=0.0392

Re1913

69"2

h=0.0392=2.6m

w0.032*9.8

...H=上一字一hw

Pg2g

—04*1052*2.552

=------------------------------2.6=1.28cm

900*9.82*9.8

（2）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速增加時(shí)，管內(nèi)流速V2增加，速度水頭與壓力損失與V2,成正比也增加，因此

吸油高度H將減小。

反之，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速減少時(shí)，H將增大。

2.37解：對(duì)油箱液面與泵入口處到伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面

22

包+牛+

Pg2gpg2g

%=0,%]=0

Q4*25*103

v,=—=-----------；------=isicm/s

2A3.14*2.52*60

vd85*2.5

=1063<2320層流

V20*10-2

%=2

,7575八一

A——=-----=0.07

Re1063

hw=1d+j且=+J

d2gs2gId2g

0.50.852

0.07*+0.2=0.059m

0.0252*9.8

EiZ限—+H+h

Pg2g

真空度:

(2*0852、

=900*9.8——：—+0.4+0.059

12*9.8)

=4.7*103pa

2.38解:對(duì)截面IH列伯努利方程,以油箱液面為基準(zhǔn)面

22

pg2gpg2g

Pi=0,匕=0,Zi=0.7/2=0

Q4。4*16*103

—=—7=--------5-----=104.8cm/5

A就23.14*1.82*60

里=104.8*18=943<2320層流

v20*10-2

%=2

75

2=—=943=0.0795

Re

[221.0482

=壯?土-=0.0795=0.495m

d2g0.0182*9.8

(2*104821

=900*9.80.7------：------0.495=8204

[2*9.8

7

2.39解：對(duì)截面1][列伯努利方程，以截面I為基準(zhǔn)面

22

中簧+4%簧+…

?0

z,=0,z2=H,V2

4*63*1(P

v_2_42=334cm/s

2一A』一3.14*22*60

芷=334*2=3340>2320紊流

,v0.2

=1

00.3164八八d1,

X=-------=0.0416

334O0-25

1叱=。.。416*里?90°*3-342

△p%=A=104416pa

d20.022

△p§=0.5*10,pa

,Ap^+Ape104416+0.5*105

%=------------=------------=---1-7--.5--m-

Pg900*9.8

2、

.-.P,=P+pgH+h-

2w2gJ

(q342

=40*105+900*9.810+17.5-^—=4.24Mpa

I2*9.8

2.40解：對(duì)截面D、d列伯努利方程，以水平對(duì)稱面為基準(zhǔn)面

22

,vi匕

P\------n-------_--P-1------.---1--------

Pg2gpg2g

Q=A,%=A2V2

A,d2

匕=/匕

4F

，鳥=0

Pi7tu

/2

2

4FV2

初>2pg2g2g

4F

2g*1

2Td)pg_8F￡>

dA^p(D4-d4)

1-----r

D4

列動(dòng)量方程，取X坐標(biāo)向右

F-Fx^pQ(v2-vJ

2

Q=^d?v2

??7T,2fd-

:.Fx=F-p-dV2v2-p-v2

47

2d2’2*22

=30001一一z-y=2647N

D2+d2I82+22

2.41解：取坐標(biāo)x、y

取管道入口和出口斷面間的液體為控制體積彎管對(duì)控制體積在和方向的作用力分別為

工和％列出x方向動(dòng)量方程

入J

E八超卜一匕)

P{A-Fx-P2Acos0=pQ(vcos0-v)

r.Fx=PIA-P2ACOS^+/72V(1-COS^)

Fy=P2(V2-V,)

Fy—P2Asin0=pQ(vsin0-O)

Fy=pQusin6+p2Asin0

合力F=jF「+Fy2

液體對(duì)彎管的作用力大小與F相等，方向與F相反

2.42解：（1）通過(guò)閥口的流量：

Q=Cqcac

閥口通流面積周長(zhǎng)

CD=7ld

100*103900*10-4

一().65*3.14*2*60寸2*4*10」

=0.137cm=1.37mm

(2)軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力：

F^2CqCva)XSPcos0

=2*0.65*0.98*3.14*2*0.137*4*IO,*369°*10-4

=67N

油液通過(guò)二個(gè)閥口：

工尸=2/=2*15.7=31.4N

方向向左有使閥口關(guān)閉之勢(shì)。

2.43解:

小4(W+G)4*5000

(1)P="=-------;--------=255Mpa

T￡>23.14*(0.05)2

/、、Q4。4*10*103

(2)v=一=—=---------=5.09m/min

AnD-3.14*52

⑶通過(guò)間隙的流量

八加b'Ap

Q=---------

12〃1

3.14*5*0.0023*2.55*1()6

=--------------------；------------=0.103cm/s

12*50*10-3*5.2

M)2*H3.14*52*8.

t)=---------=---------------=1524s=25.4min

Q4Q4*0.103

2.44解：沖擊波傳遞速度:

1.33*109

900

=1174m/s

0.012*1.33*109

0.001*2.2*10"

212*4

T=—==0.0068s

C1174

電磁閥關(guān)閉時(shí)間t=0.02s>0.0068s故為間接沖擊壓力升高

Ap=CpV0y=l174*900*5*^|^=1.8Mpa

三液壓泵與液壓馬達(dá)

3.1答：

（1）液壓泵作用是把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流。

液壓馬達(dá)的作用是把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，用來(lái)推動(dòng)負(fù)載作功。

（2）液壓泵的分類：

A）按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類

液壓泵可分為定量液壓泵和變量液壓泵。

B）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類

液壓泵

/旋轉(zhuǎn)高液壓,

■

f齒輪爰1（葉片泵〕r螺桿泵

外嚙合式內(nèi)嚙合式'單作用式雙作用式軸向式徑向式

3.2答：

（1）液壓泵的工作壓力決定于外界負(fù)載的大?。ǘc液壓泵的流量無(wú)關(guān)），外負(fù)載增大，泵的

工作壓力也隨之增大。

（2）泵的工作壓力是指液壓泵在實(shí)際工作時(shí)輸出油液的壓力，即油液克服阻力而建立起來(lái)的壓

力。

泵的額定壓力是指液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)正常工作的最高工

作壓力。

液壓泵在工作中應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備，并有一定的使用壽命和容積效率，通常它的工作壓

力應(yīng)低于額定壓力。

3.3答：

（1）排量V：液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排H1液體體積稱為液壓

泵的排量。

理論流量qt：是指在單位時(shí)間內(nèi)理論上可排出的液體體積。它等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積。

實(shí)際流量q：是指考慮液壓泵泄漏損失時(shí)，液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出流量。所以液壓泵的實(shí)際流量

小于理論流量。

3.4答：

（1）容積損失和機(jī)械損失。

（2）容積損失是因內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。

機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。

3.5答：

（1）受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。

采取措施：A）減小徑向不平衡力

B）提高軸與軸承的剛度

C）對(duì)泄漏量最大的端面間隙采用自動(dòng)補(bǔ)償裝置等。

3.6答：

（1）表示泵工作時(shí)流量隨壓力變化的關(guān)系。A點(diǎn)為始點(diǎn)表示空載時(shí)泵的輸出流量（q，）。B為轉(zhuǎn)

折點(diǎn)，Pb就是限定壓力，表示泵在保持最大輸出流量不變時(shí)，可達(dá)到的最高壓力。C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)

的壓力是p.為極限壓力（又稱截止壓力）表示外載進(jìn)一步加大時(shí)泵的工作壓力不再升高，這時(shí)

定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零，泵的實(shí)際輸出流量為零。

（2）調(diào)整螺釘1改變?cè)计牧縠0,就調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量?當(dāng)泵的工作壓力超過(guò)pi,以后，

定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量減小，輸出流量隨壓力增加迅速減小。

調(diào)整螺釘4改變彈簧預(yù)壓縮量，就調(diào)節(jié)泵的限定壓力。

調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量，即改變A點(diǎn)位置，使AB線段上下平移。

調(diào)節(jié)泵的限定壓力，即改變B點(diǎn)位置，使BC段左右平移。

3.7答：區(qū)別：

（3）定子和轉(zhuǎn)子偏心安置，泵的出口壓力可改變偏心距，從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量。

（4）在限壓式變量葉片泵中，壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片底

部油槽和吸油腔相通，這樣，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這就避免了雙作用葉

片泵在吸油區(qū)的定子內(nèi)表面出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問(wèn)題。

（5）與雙作用葉片泵相反，限壓式變量葉片泵中葉片后傾。

（6）限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏大，徑向力不平衡，噪音大，容積效率和機(jī)械效率都沒(méi)

有雙作用式葉片泵高，最高調(diào)定壓力一般在7MPa左右。但它能按負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，功

率利用合理。

3.8答：軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸較小，慣性力小，容積效率高，目前最高壓力可達(dá)40MPa,

甚至更高，一般用于工程機(jī)械、壓力機(jī)等高壓系統(tǒng)。

3.9答：外嚙合齒輪泵注意事項(xiàng)：

（1）泵的傳動(dòng)軸與原動(dòng)機(jī)輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)時(shí)，其不同軸度不得大于0.1mm,

采用軸套式聯(lián)軸節(jié)的不同軸度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。

泵的吸油高度不得大于0.5mm。

吸油口常用網(wǎng)式過(guò)濾器，濾網(wǎng)可采用150目。

工作油液應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定選用，?般常用運(yùn)動(dòng)粘度為25?54mm2/s,工作油溫范圍為5~80℃。

泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯(cuò)。

擰緊泵的進(jìn)出油口管接頭連接螺釘，以免吸空和漏油。

應(yīng)避免帶載起動(dòng)或停車。

應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。

葉片泵注意事項(xiàng)：

（1）泵軸與原動(dòng)機(jī)輸出軸之間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得不大于0.1mm。

（2）泵的吸油口距油面高度不得大于0.5m,吸油管道不得漏氣。

（3）油箱應(yīng)保持清潔，油液的污染度不得大于國(guó)標(biāo)等級(jí)19/16級(jí)。

（4）工作油液的牌號(hào)應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運(yùn)動(dòng)粘度為25?54mm%,工作油溫范圍為

5~80℃?

（5）泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯(cuò)。

（6）應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。

軸向柱塞泵注意事項(xiàng)：

（1）泵的傳動(dòng)軸與原動(dòng)機(jī)輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得大于0.1mm,不

允許在泵的傳動(dòng)軸端直接安裝皮帶輪或齒輪。

（2）吸油管、壓油管和回油管的直徑不應(yīng)小于規(guī)定值。對(duì)允許安裝在油箱上的自吸泵，油泵的

中心至油面的高度不得大于0.5m,自吸泵的吸油管道上不允許安裝過(guò)濾器。吸油管道不得

漏氣。

（3）新泵在使用一周后，需將全部油液濾清一次，并清洗油箱和濾油器。正常使用后，一般每

半年更換一次液壓油。油液的污染度不得大于國(guó)標(biāo)19/16級(jí)。

（4）工作油液的牌號(hào)應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運(yùn)動(dòng)粘度為16?47mm%,工作油溫范圍為

5?80℃。

（5）油泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯(cuò)。

（6）應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。

3.10答：齒輪泵：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，工作可靠，自吸性好，維護(hù)方便，耐沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大。

但流量不可調(diào)節(jié)，脈動(dòng)大，噪聲大，易磨損，壓力低，效率低。高壓齒輪泵具有徑向或軸向間

隙自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，所以壓力較高。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵因結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速高，正日益獲得發(fā)展。

單作用葉片泵：軸承上承受單向力，易磨損，泄漏大，壓力不高。改變偏心距可改變流量。與

變量柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。

雙作用葉片泵：軸承徑向受力平衡，壽命較高，流量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊。不

能做成變量泵，轉(zhuǎn)速必須大于500r/min才能保證可靠吸油。定子曲面易磨損，葉片易咬死或折斷。

螺桿泵：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，流量和壓力脈動(dòng)小，無(wú)紊流擾動(dòng)，噪聲小，轉(zhuǎn)速高，工作可靠，

壽命長(zhǎng)，對(duì)油中的雜質(zhì)顆粒度不敏感，但齒形加工困難，壓力不能過(guò)高，否則軸向尺寸將很大。

徑向柱塞泵：密封性好，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便，耐沖擊振動(dòng)能力強(qiáng)，工作可靠,

但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，與軸向柱塞泵比較，徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，轉(zhuǎn)速不能過(guò)高，對(duì)油的清

潔度要求高。

軸向柱塞泵：由于徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以轉(zhuǎn)速高，流量大，壓力高，變量方便，效率

也較高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，油液需清潔，耐沖擊振動(dòng)性比徑向柱塞泵稍差。

150x10-3/60…

3.11解:(1)-------------=0.94

160x10-3/60

(2)

,/qt=V'n

%_160x10-3/60

=1.68x10-4(〃/〃)

/.V~n~-950/60

pq

〃=

2加（

pq29.5X106X150X10'3/60、

上一=-----------------=852.53(N-m)

2加〃2x3.14x950/60x0.87

p,=2殖=2x3.14x950/60x852.53=84.77(KW)

(3)

???〃=%/

="3=0.93

0.94

(4)3=852.53(N-〃?)

3.12解：

50x1O-3/

〃==-----羋x0.95=7.92/

vvlOOxlO-6

=p-p2=10—0.5=9.5(MPa)

.\pq9.5X106X100X10-6…\

T=-i—Z7?=-------------------x0.85=129(N.加)

2%m2x3.14

P：=Ap4=9.5x106x50x10%=792x1()3")

Pn=〃,,〃￡=0.85x0.95x7.92x103=6395.4(W)

3.13解:

=染=湍■*)

V?=8°xl°"xuo%0=147x10-

2/

,,.OBAB(2+00)x10-696x10

由圖a知n:一=—=>-------------/60

ODCD00x10-694x10

/60

OD=104.67(MPa)

ODCD_104.67x10-6_%幻％

OF~EF(104.67—0.03)x106——EF

ER=1.56x10-3,/)

%=￡=1.56x10-3。%)