液压传动概述

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1、 液压传动概述 121 液压传动概述思考题与习题 1-1 液压传动系统由哪几个基本部分组成?它们的基本功能是什么?试用示意图说明。1-2 试比较液压传动与机械传动和电力传动的主要优缺点。1-3 用附录A中液压系统图形符号表示图l-l的液压千斤顶原理图。1-4说明图1-2所示的机床工作台传动系统，若用机械传动来实现同样功能，至少应由哪些部分和零件组成，试用简图表示之。1-5 如图1-1所示,某液压千斤顶(设效率为1)可顶起10t重物。试计算在30MPa压力下，液压缸7的活塞面积A2为多大？当人的输入功率为100w时，将10t重物提起0.2m高所需的时间为多少？2 液压传动中的工作液体思考题与习题

2、2-1 说明工作介质在液压传动系统的作用。2-2 粘度有几种表示方法？它们之间的关系如何？2-3 什么是乳化液？其有哪些类型？各自的特点如何？2-4 对液压工作介质有哪些基本要求？试说明理由。2-5 在矿物油类工作介质中，有几种常用的工作介质？它们的性能和适用范围如何？2-6 什么液压工作介质的粘温特性？用什么指标来表示？2-7 液压工作介质中的污染物是如何产生的？2-8 为了减少液压工作介质的污染，应采取哪些措施？2-9 什么是气蚀现象？它有哪些危害？2-10 什么是液压冲击？举例说明其产生的过程。3 液压流体力学思考题与习题3-1 流体静压力有那些特性？3-2 什么是定常流动？举例说明3-

3、3流管具有什么特性？并进行证明3-4 比较微小流束和流线两个概念的异同3-5 什么流动阻力、沿程阻力和局部阻力？3-6 如图3-22所示，断面为5050cm2的送风管，通过 a、b、c、d四个5050cm2送风口向室内输送空气，送风口气流平均速度为5m/s,求通过送风管1、2、3断面的流速和流量。 图3-22图3-233-7 如图3-23所示，液压泵的流量Q=100L/min，吸油管通径为25mm，液压泵入口距液面高度h=400mm，粗滤网的压力降pr=1.5103Pa，油液的密度=0.9103kg/ m3， 油液的粘度v=0.210-4m2/s，求液压泵吸油口的真空度。 图3-24图3-25

4、3-8 如图3-24所示，用直径d=100mm的管道从水箱中引水。如水箱中的水面恒定，水面高出管道出口中心的高度H=4m,管道的损失假设沿管道均匀发生，。求：1 通过管道的流速和流量； 2 管道中点M的压强。3-9 如图3-25所示容器中，分别装入油和水，求内部A、B、C、D、E各点的压力？已知Z1=60cm，Z2=30cm，Z3=15cm，Z4=30cm。3-10 有一如图3-26所示的水平管路，水从断面2-2排入大气。为了将水从h=3.5m的下面吸入管路中,问细管的直径取多大才能实现？已知粗管直径D=10cm，管内流量Q=0.006m3/s 。 图3-26 图3-273-11 有一如图3-

5、27所示二维通路，断面下半部分的流速为v1，断面上半部分的流速为v2= v1/s，从断面1-1流向2-2，流速逐渐变为相等为v，此时断面1-1和2-2 间的压力升高可表示为：。试求式中的k值。3-12 有一吸水管内径d为100mm的离心式水泵，安装在距水面上3m的位置（图3-28），若真空表上的读数P为310mmHg（41.3kPa）时求水泵的排水量（不计损失）。 图3-28 图3-293-13 图3-29所示的增压器d1=210mm，d2=200mm，d3=110mm，d4=100mm，可动部分质量为m=200kg，摩擦阻力等于工作柱塞全部传递力的10%。如果进口压力p1=5MPa，求出口压

6、力p2 。3-14 图3-30所示的液压系统中，液压缸直径D=15cm ，活塞杆直径d=5mm，负载F=104N，要求运动速度=0.2m/s。泵出口比液压缸低2m，泵出口比油池高1m。所用油为N46机械油，其运动粘度v=2.9m2/s，密度=900kg/ m3。图3-30压油管道：管长l1=30m，管径d1=30mm，绝对粗糙度=0.1mm，1个弯头，=0.29，换向阀压力损失为12.1m油柱；回油管道：管长l1=32m，d1=30mm，=0.25mm，4个弯头，=0.29，换向阀压力损失为9.65m油柱。设油缸入口和出口局部压力损失系数分别为=0.5和=1，试求泵的出口压力。4 液压泵和液压

7、马达思考题与习题4-1 液压泵的基本工作原理是什么？4-2 液压泵有哪几种配流方式？各举一例说明。4-3 什么是齿轮泵的因油现象？有什么危害？怎样消除？4-4 减小齿轮泵径向力的措施有哪些？4-5 提高高压齿轮泵容积效率的方法有哪些？4-6双作用叶片泵定子内表面的过渡曲线为何要做成等加速-等减速曲线？其最易磨损的地方在进液区还是排液区？4-7 简述斜盘式轴向柱塞泵的工作原理和手动伺服变量机构的变量原理。4-8 简述斜轴式轴向柱塞泵的结构特点和工作原理。它是如何调节排量的？4-9 液压马达和液压泵有什么异同？4-10 怎样改变液压马达的输出转速和转向？4-11 轴向柱塞液压马达输出轴上的转矩是如

8、何产生的？其输出转矩的大小与哪些因素有关？4-12 简述内曲线马达的工作原理。4-13 已知液压泵的输出压力p为10MPa，泵的排量q为100ml/r，转速n为1450r/min，容积效率为0.95，机械效率为0.9。计算：该泵的实际流量Q；驱动该泵的电机功率。4-14 某液压马达的进油压力为100105Pa，排量为200ml/r，总效率为0.75，机械效率为0.9，试计算：1）该马达能输出的理论转矩；2）若马达的转速为500r/min，则输入马达的流量为多少？3）若外负载为200Nm（n=500r/min）时，该马达输入功率和输出功率各为多少？4-15 泵的额定流量为100L/min，额定压

9、力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min；压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，求：1）泵的容积效率；2）如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算泵的流量为多少？3）上述两种转速下泵的驱动功率。4-17 题图4-16 一液压马达，要求输出转矩为52.5Nm，转速为30r/min，马达排量为105mL/r，马达的机械效率和容积效率均为0.9，出口压力为2105Pa，试求马达所需的流量和压力各为多少？4-17 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力py=4105Pa，泵最大排量qp

10、max=100mL/r，转速np=1000r/min，容积效率p=0.9，机械效率mp=0.85。马达的相应参数为qM=50mL/r，M=0.95,mM=0.9。不计管道损失，当马达的输出转矩为TM=40 Nm，转速为nM=160r/min时，求变量泵的排量、工作压力和输入功率。5 液压缸思考题与习题5-1 液压缸为什么要设置缓冲装置？举例进行说明。5-2 液压缸为什么要设置排气装置？如何确定排气装置的位置？5-3 液压缸的设计应考虑那些因素？5-4 举例说明伸缩式液压缸的工作原理。图5-135-5 如图5-13（a）所示，一单杆活塞缸，无杆腔的有效工作面积为，有杆腔的有效工作面积为，且。当供

11、油流量L/min时，回油流量是多少？若液压缸差动连接,如图5-13（b），其它条件不变，则进入液压缸无杆腔的流量为多少？5-6 一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接，退回时，压力油输入液压缸有杆腔。假如活塞往复运动的速度都是0.1m/s，退回时负载为25000N，输入流量Q=25L/min，背压Pa,要求：（1）确定活塞和活塞杆直径；（2）如缸筒材料的N/m2，计算缸筒的壁厚。5-7 图5-14所示，两个液压缸串联，其无杆腔面积分别为A1=100cm2，A2=80cm2，输入的压力p1=18105Pa，流量Q=16L/min，所有损失不计，试求：1)当缸的负载相等时，可能承担的最大负载R是多

12、少？2)若两缸负载不相等，缸可能承担的最大负载将比在1)条件下承担的负载大多少？3)两缸的活塞运动速度各为多少？5-8 如图5-15所示的并联油缸，外负载R1=R2=104N，两缸无杆腔面积分别为A1=25cm2，A2=50cm2，当泵的供油流量Q=30L/min，溢流阀调定压力p=4.5MPa时，试分析：1)、两缸的动作顺序和运动速度各为多少？2)油泵的最大输出功率为多少？图 5-14图 5-156 液压控制阀思考题与习题 6-1 液压卡紧力是怎样产生的?它有什么危害?减小液压卡紧力的措施有哪些? 6-2 分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。 6-3 绘出先导型溢流阀的启闭特性曲线，

13、并对各段曲线及各拐点作出解释。 6-4 现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确判断? 6-5 若减压阀调压弹簧预调为5MPa，而减压阀前的一次压力为4MPa。试问经减压后的二次压力是多少?为什么? 6-6 在节流调速系统中，如果调速阀的进、出油口接反了，将会出现怎样的情况，试根据调速阀的工作原理进行分析。 6-7 将调速阀和溢流节流阀分别装在回油路上，能否起速度稳定作用? 6-8 溢流阀和节流阀都能做背压阀使用，其差别何在? 6-9 将调速阀中的定差减压阀改为定值输出减压阀，是否仍能保证执行元件速度的稳定?为什么? 6-10 分

14、别说明O型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点。 6-11 电液比例阀与普通开关(或定值控制)阀比较，有何特点?6-12 电液比例压力先导阀中弹簧的作用是什么?该弹簧的刚度对阀的启闭特性有无影响? 6-13 利用两个逻辑阀单元组合起来作放大级，以适当的电磁换向阀作先导级，分别构成相当于二位三通、三位三通和四位三通电磁换向阀。6-14 利用四个逻辑阀单元组合起来作放大级，以适当的电磁换向阀作先导级，分别构成相当于二位四通、O型三位四通、H型三位四通、四位四通电液换向阀。6-15 分别绘出逻辑溢流阀、逻辑顺序阀、逻辑卸荷阀和逻辑减压阀的原理图。6-16 分别绘出逻辑节流阀和逻辑调

15、速阀的原理图。 7 液压传动系统辅件思考与题习题7-1 油箱的功用是什么？7-2设计油箱时，应考虑哪些问题？7-3怎样确定油箱的容积？7-4滤油器有哪几种类型？7-5选择滤油器时应考虑哪些问题？7-6常用的密封装置有哪几种类型？各有什么特点？7-7 如何计算油管的内径和壁厚？7-8 什么情况下需要设置加热器？7-9蓄能器的功用是什么？8 液压基本回路思考题与习题8-1 如何实现三级调压?8-2 减压回路有何功用?8-3 如何利用增压器获得间断增压和连续增压?8-4 卸荷回路的功用是什么?试绘出两种不同的卸荷回路。8-5 在什么情况下需应用保压回路?试绘出使用蓄能器的保压回路。8-6 什么是平衡

16、回路?平衡阀的调定压力如何确定?8-7 进油节流调速回路有何特点?8-8 回油节流调速回路有何特点?8-9 旁路节流调速回路有何特点?8-10 为什么采用调速阀能提高调速性能?8-11 溢流节流阀既可用于进油节流调速,也可用于回油节流调速和旁路节流调速吗?为什么?8-12 试分析、比较三种容积式无级调速回路的特性。8-13 试绘出三种不同的快速运动回路。8-14 什么叫差动回路?8-15 如何利用行程阀实现两种不同速度的换接?8-16 如何利用两个调速阀实现两个不同慢速的换接?8-17 时间控制制动式换向回路有何特点?8-18 行程控制制动式换向回路有何特点?8-19 如何使用行程阀实现执行元

17、件顺序动作?8-20 如何使用顺序阀实现执行元件顺序动作?8-21 如何利用延时阀实现执行元件时间控制顺序动作?8-22 试绘出两种不同的容积式同步回路?8-23 怎样实现串联液压缸同步?8-24 怎样实现并联液压缸同步?8-25 绘出机械连接的同步回路?8-26 如何利用分流集流阀使执行元件实现同步?8-27 如何利用电液比例调速阀实现液压缸同步?8-28 如何利用电液伺服阀使两个液压缸实现同步?8-29 试述缓冲制动回路的功用。8-30 浮动回路的功用是什么?8-31 为什么在变量泵变量马达调速系统中，低速时采用恒扭矩调速，高速时采用恒功率调速?说明这种调速系统的调节方法。8-32 图示为

18、绞车液压系统，试指出该系统是由哪些基本回路组成，并说明这个系统的工作原理。8-33 图示液压系统，已知各溢流阀单独使用时的调整压力分别为：=7MPa，=5MPa, =3MPa，=1MPa，试问当系统的外负载趋于无穷大时，在电磁铁1YA通电或断电情况下，泵的出口压力各为多少?8-34 图示为减压回路，溢流阀调定压力为6MPa，减压阀调整压力为2MPa，试分析活塞在运动期间和碰到死挡铁后管路和的压力值。若管内流量为12Lmin，求通过减压阀的能量损耗为多少。8-35 图示为平衡回路，巳知液压缸活塞和活塞杆直径分别为=100mm，=70mm，活塞及所提重物的总质量为m=15103kg。提升重物时，要

19、求在0.l5S内均匀地达到稳定上升速度=6mmin，停止时活塞不能下落，若不计回路各种损失,试确定溢流阀及顺序阀的调定压力。8-36 在图示节流调速回路中，巳知液压缸两腔面积A1=1002，A2=50cm2,调速阀最小压差=0.5MPa,当负载F从零变化到30kN时，活塞向右运动的速度稳定不变。试求:(1) 溢流阀最小调整压力py为多少? (2) 负载F=0时，泵工作压力p为若干?油缸回油腔压力p2为多少?8-37 图示变量泵定量马达容积调速回路中，已知液压马达的排量=120mL/r，液压泵排量=1050mL/r,转速=1200r/min,安全阀3的调定压力=10MPa。设液压泵和液压马达的容

20、积效率、机械效率均为100。试求：液压马达的最大输出扭矩和最大输出功率，以及液压马达的调速范围。9 液压传动系统思考题与习题9-1 什么叫开式系统和闭式系统?试比较他们的优缺点。9-2 试比较并联系统和串联系统的特点。9-3 附图所示的液压系统是怎样工作的？试根据其循环动作表中的提示进行阅读并将该表填写完整。动 作 名 称电 气 元 件备 注1YA2 YA11YA12 YA21 YA22 YAYJ定 位 夹 紧1）、回路独立循环互不约束。2）12YA、22YA中任一个通电时1YA便通电；12YA、22YA均断电时1YA才断电。快 进工进卸荷（低）快 退松 开 拔 销原位卸荷（低）9-3题图9-

21、4 上题中的液压系统有何特点？试进行分析、评论。 10 液压系统的设计计算思考题与习题10-1某厂拟自制一台单缸传动的液压机，要求液压传动系统满足完成的工作循环是：快速下降压制快速回程原位停止。主要参数是：移动部件自重为5kN；快速下降时的外负载为10kN，速度为6mmin；压制时外负载为50kN，速度为0.2mmin；快速回程外负载为10kN，速度为12mmin，不计管道压力损失、泄漏损失、液压缸的密封摩擦力以及惯性力等。试确定(1)液压缸内径和活塞杆直径；(2)该液压机的液压系统原理图；(3)液压泵和电动机的规格。10-2 试设计一台钻、镗两用组合机床，要求液压系统完成快进工进死当铁停留快

22、退原位停止和工件的定位与夹紧。机床的快进、快退速度为5mmin,工进要求能在20100mmmin范围内无级调速，最大行程为400mm（其中工进行程200mm），最大切削力为12000N,运动部件自重为20000N,导轨为平导轨。工件所需夹紧力不得超过6000N，最小不低于3330N,其夹紧缸的行程为40mm，由松开到夹紧的时间为t1=1s,启动换向时间取t2=0.2s。11 液压伺服控制系统思考题与习题11-1 电液伺服阀是由哪两部分组成的?11-2 液压放大器有哪几种结构形式?各有哪些优缺点?11-3 滑阀在零位(中间位置)时的开口形式有哪几种(分别绘图表示)? 11-4 伺服阀的负载流量曲

23、线表示出了哪几个参数之间的函数关系?绘制这些曲线的主要用途是什么?11-5 压力增益Kp的大小能说明什么问题?11-6 伺服阀的内泄漏特性曲线是怎样绘制出来的子零位泄漏流量Qc的大小能够说明什么问题?11-7 解释下列名词：伺服阀的额定流量、流量增益(流量放大系数)Kq、压力增益(压力放大系数)Kp、流量压力系数Kc、滞环、非线性度、不对称度、零偏、零飘、分辨率、频率特性、频宽。11-8 四通阀控制液压缸的活塞运动，活塞速度为，活塞有效面积Ap=0.003m2，Kp=31010Nm-3，若增加外负载力FL=4500N，并保持活塞等速度运动，问此时阀芯应有多大的位移？11-9 零开口四边滑阀放大

24、器的额定流量为2.510-4m3.s-1，供油压力ps=140105Nm-2，阀的流量增益Kq=1m2s-1。试求阀芯直径及开口量为多少？11-10 有外反馈机液伺服系统如图11-10题图所示，输入量为xi,输出量xp，负载质量m，反馈系数为1，略去液体的压缩及泄露。请写出系统的基本方程，画出方块图及导出系统的闭环传递函数。11-11 试推导“一个固定节流孔单边滑阀控制单活塞杆液压缸”xp的表达式。见题11-11图所示。 题11-10图 题11-11图题11-12图11-12 若用四边阀控双活塞杆液压缸的仿形刀架，加工阶梯轴如题11-12图，试求产生的仿形误差。其参数为：滑阀直径d=0.016

25、m，滑阀和阀套的配合间隙rc =1.510-5m，反馈系数Kf=1，活塞直径D=0.09m，活塞宽度B=0.04m，流量系数cd=0.62，油液密度=845kgm-3，供油压力ps=20105Nm-3,工件的升角为1，2，刀架安装斜角=600，刀架的纵走速度g=310-3ms-1切削力FL0=3000N。 11-16 试算题11-11图所示液压控制系统的稳定性。其参数为：m=200kg，Ah=0.0042m2，油缸的行程L=0.12m，固定节流孔直径d0=1.510-3m，滑阀直径d=0.016m。反馈系数Kf=1，供油压力ps=25105Nm-2，油液密度=845kgm-3，油夜体积弹性模量K=6500105Nm-2，取阻尼系数h=0.2。