液壓與氣壓傳動習(xí)題庫習(xí)題解答

1.學(xué)習(xí)指導(dǎo)與思考題

1）學(xué)習(xí)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(yīng)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(zhì),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(fù)荷越大，所需油液的壓力也越大，反之亦然，負(fù)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(jìn)入液壓缸中油液的隹松，流量

越大，系統(tǒng)的速度越大，反之亦然。流量為零，系統(tǒng)速度為重。

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(jié)構(gòu)、

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(diào)速，過載保護。

8.液壓傳動系統(tǒng)單位質(zhì)量輸出功率大，傳動均勻平穩(wěn)。

9.氣壓傳動系統(tǒng)介質(zhì)費用低廉，不會造成環(huán)境遜,

3）判斷題

1.液壓傳動不易獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩。（X）

2.液壓傳動裝置工作平穩(wěn)，易于實現(xiàn)無級調(diào)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(yán)格的場合采用。（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(yuǎn)足離傳劭。（X）

6.氣壓傳動能使氣缸實現(xiàn)準(zhǔn)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(zhì)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(zhì)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(dá)D.液壓閥

2.液壓系統(tǒng)中，液壓泵屬于（A）o

A.動力部分B.執(zhí)行部分C.控制部分I）.輔助部分

3.液壓傳動的特點有（B）

A.易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動控制；B.可在較大速度范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速；C.轉(zhuǎn)

向迅速、變速、傳動準(zhǔn)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(zhì)，氣壓傳動以空氣為介質(zhì)。

2.學(xué)習(xí)指導(dǎo)和思考練習(xí)題

1）學(xué)習(xí)要點

1.了解液壓油基本性質(zhì)、粘性、各種粘度定義及換算關(guān)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(fù)載關(guān)系、液體內(nèi)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(yīng)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(nèi)摩擦力阻礙分子的相對運動的性質(zhì)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.我國采納的相對粕度是恩氏粘度,它是用恩氏粘度計測量的。

3.粘溫特性的概念是油液粘度隨溫度變化的特性。

4.液壓油牌號是該油液在40℃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(nèi)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)生的一種睡力引起的，其大小可用粘度

來度量。溫度越高，液體的粘度越??；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o

8.液壓油的牌號是用該油液在40C時運動粘度的平均值表示的。N32表示40c時運

劭粘度的平均值為32mm

9.液體的流態(tài)分為層流和溫逾，判別流態(tài)的準(zhǔn)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去絕對壓力。

11.液壓傳動的工作原理是褪吐定律。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(fù)載的大小。

14.液壓傳動是以液壓油為工作介質(zhì),依靠液體的壓力能來實現(xiàn)運動和動力傳遞的傳動

方式。

15.液體流動時分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運動而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力,這種現(xiàn)象

叫液體的粘性。

16.液壓系統(tǒng)的壓力大小取決于魚鬟的大小，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，一種是沿程損失,一種是局部損失。

18.液壓系統(tǒng)由「某些原因使液體壓力急劇上升，形成很高的壓力峰值現(xiàn)象稱為超壓過

擊。

19.根據(jù)連續(xù)性原理，管子細(xì)的地方流速太，管子箱的地方流速小。

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(nèi)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想互放換，但總和為一定值。

3）判斷題

1.標(biāo)號為N56的液壓油是指這種油在溫度為40CE寸，運動粘度的平均值為56nlm:/s。

2.液壓傳動適宜于在傳動比要求嚴(yán)格的場合采納。（X）

3.由間隙兩端的壓力差引起的流動稱為剪切流動。（4）

4.理想液體在同一管道中作穩(wěn)定流動時，內(nèi)部動能、位能、壓力能之和隨位置變化。

（X）

5.活塞推力越大，速度越快。（X）

6.寒冷地區(qū)選擇液壓油粘度應(yīng)大一些。（X）

7.熱帶地區(qū)選擇液壓油粘度應(yīng)大一些。（4）

8.同心環(huán)形間隙泄漏量為最大偏心時的2.5倍。（X）

9.液壓系統(tǒng)的壓力指的是絕對壓力。（X）

10.壓力表指示的是絕對壓力。（X）

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。（X）

12.泵的吸油管口應(yīng)低于泵至少1米以上。（X）

4）選擇題

1.當(dāng)溫度升高時，油液的粘度（A）。

A、下降B、增加C、沒有變化

2.當(dāng)溫度下降時，油液的粘度（B）o

A、下降B、增加C、沒有變化

3.國際標(biāo)準(zhǔn)ISO對油液的粘度等級（VG）進(jìn)行劃分，是按這種油液40c時什么粘度的

平均值進(jìn)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)O

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(dāng)絕對壓力小于大氣壓時，大氣壓力減絕對壓力是（B)o

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）o

A、外負(fù)載B、流量C、速度I）、

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=l.5Re臨界D、Re=2.ORe

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

題1圖

2.如題2圖所示，容器A中液體的密度PA=950kg/m\B中液體的密度P

廬llOOkg/m，，汁100%,如200mmy/F50mm,形管中的測壓介質(zhì)為水銀，求從6之間的

壓力差。

解：歹IJ1T等壓面方程

PA+PASZA=pB+PM+pHggh

整理，得

△P=PA-PB

=pB^ZB+pH^h-pA^ZA

=1100x9.8x0,2

+13600x9.8x0.05-950x9.8x1

=7889N/m2

3.如題3圖所示，某管道中密度P=1100kg/m3的油液以流量^=0.5nf/s流動。

在直徑M=600而〃的管道點（1）處，壓力pl=0.4MPa。⑵點管道直徑或=300甌位

置比（1）低方=1.5m,點⑴至點⑵的管長￡=20他不計損失，求（2）點處的壓力成

解：

再由連續(xù)性方程RA=匕4得

Ad：0.62

x1.77=7.08mis

0.32

再以0-0為基準(zhǔn)面，列1-122兩斷面伯努利方程

ZI+￡L+&￡=右+乙+色且，整理，且取4=%=1,整理，得

P2我-P2g

Pl=（Z-Z?）pg+---------+四

代入各巳知參數(shù)

1KX)X(1.772-7.082)

=1.5x1100x9.8++400000

P1-T

=16170-25846.4+400000=390323.6Pa=0.39MP&

4.如題4圖所示尺寸，油箱安裝在液壓泵上方，泵流量q=20L/min,油液的運動粘度

v=20X106m7s,密度P=850kg//。大氣壓取Pa=0.098MPa,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)

4q

v

=—7td^~

_4x20x10-3

3.14x(18xlO3)2x6O

=1.31in!s

1.31xl8xlQ-3

22x1(16

=1179<2000

為層流狀態(tài)，則有題4圖

64

=0.054

??79

以0-0為基準(zhǔn)，列1-1,2-2兩斷面伯努利方程

748+卬'；_7,0I年

Z.+--+-----Z,++---r----+A----

22gp2gd2g

整理，得p=^-z)pg+Pi+"叫。㈤等

222a2

代入Z]=0.7m,z2=v}=0,v2=v=1.31mls,px=98000Pa，且取%=%=1，

(2、ft5f)xI3]2

得p,=0.7x850x9.8+98000-1+0.054x-----x—~—=98725.6

~I0.018)2

5.題5圖為一種抽吸設(shè)備。水平管

出口通大氣，當(dāng)水平管內(nèi)液體流量達(dá)到某

一臨界數(shù)值時，處于面積為處的垂直管

子將從下方露天液箱內(nèi)抽吸液體。水平管

內(nèi)液體（抽吸用）和被抽吸介質(zhì)相同.有

2

關(guān)尺寸如下：面積Ai=2.5cm,A2=4AI,

h=0.8m,不計液體流動時的能量損失，問

水平管內(nèi)流量達(dá)多少時才能開始抽吸？

題5圖

解：對截面和建立液體的能量方程：

二+匚2+￡

(1)

Pg2gpg2g

連續(xù)方程

(2)

又p、+pgh=p?■3)

方程(1)(2)(3)聯(lián)立，可得流量

陷x4A—xl

x4乂3.2又104w3/5-1.462L/s

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(shè)油的粘

度U=0.784Xl()7pa,進(jìn)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,7=120mm

題6圖

解：由題意得，四條槽可以看作四個細(xì)長孔。

,一士r.2ab2x2x1

水力直徑d=-------=----------=133mm

Ha+b2+1

則所求的流量：

叫4x4(1.33x10-3)4x02x1063

4463

q=邸/5=17.23XI0W/5

128/7/128X30X10-3X0.12

7.題7圖為柱塞直徑d=19.9mm,缸套直徑D二20mm,氏l=70mni,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U=0.784Xl()Tpa.s,

求柱塞下落0.1m所需的時間。

解：此問題為縫隙流動問題，且為環(huán)形縫隙

兀dh，Ttdh

%=-------△P+------〃0

°12貝2°

2

甘?,D-dA0.17id4F

其中‘八下,%”=蒜

代入數(shù)據(jù)得，t=20.85

題7圖

8.原油在冬季時的運動粘性系數(shù)為u1=6XICTDs：在夏季時，v2=4X10-5m7so有

一條輸油管道，直徑d=0.4m,設(shè)計流量為展0.18m：7s,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u尸6義10,m2/s,

Vd

R”=—=955<2320為層流。

4

夏季時1)2=4X10-5m2/s,

=—=14324＞2320為湍流。

o2

9.如題9圖所示，為-水泵抽水管路系統(tǒng)，已知水管流量q=101m7h,管徑d=150mm,管

路的總水頭損失h.3=25.4m,水泵效率n=0.755,

求1＞水泵的揚程Hp

2＞水泵的功率即

題9圖

解：1-1,2-2斷面之間有水泵,即有機械功輸入的能量方程

z嚀+翳+/=z節(jié)+簽+小

0+0+0+"”102+0+0+25.4

1)”/,=102+25.4=127.4小

c、xrrQH9807x(101/3600)x127.4“.，

2)N“==-----------------------=46.4癡

°〃0.755

3.學(xué)習(xí)指導(dǎo)和思考練習(xí)題

1）學(xué)習(xí)要點

*1.泵的相大計算

?2.外嚙合齒輪泵工作原理,會判斷吸撲油II

?3.齒輪泵的1條內(nèi)泄漏途徑

?4.齒輪泉的困汨I現(xiàn)象及解決措施

傘5.齒輪泵的徑向力

*6.單、雙作用葉片泵工作原理,會判斷吸排油口

?7.單、雙作川葉片泵葉片傾向方向及原因

?8.柱塞泵「.作原理,會判斷吸排汕U

?9.柱塞泵柱塞個數(shù)及原因,斜盤式軸向柱塞京工作

過程三對摩擦副

410.液壓泵的選用

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(nèi)表面由區(qū)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)量的奇偶性為童數(shù)，葉片后傾,數(shù)量一般為用或15片。

4.雙作用葉片泵葉片數(shù)量的奇偶性為您教，葉片前傾,數(shù)量一般為12或16片。

5.單作用葉片泵依靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)壬皿城來調(diào)節(jié)排量。

6.軸向柱塞泵依靠調(diào)節(jié)斜盤傾角來調(diào)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。

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U和開徑向力平衡槽。

9.齒輪泵按結(jié)構(gòu)不同可分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩類,一般用漸開線圓柱直齒形齒輪。

10.外嚙合齒輪泵的葡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

包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。（4）

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。（M）

3.齒輪泵都是定量泵。（由

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L（0

5.液壓泵在公稱壓力下的流量就是液壓泵的理論流最。（x）

6.葉片泵的排量都是可調(diào)的。（x）

7.液壓泵的工作壓力取決于液壓泵的公稱壓力。（x）

8.運動過程中密封容積不斷變化的液壓泵是變量泵,（x）

9.齒輪泵的工作壓力不宜提高的主要原因是泵的轉(zhuǎn)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

2.雙作用葉片泵葉片是（A）o

A.前傾B.后傾C.徑向垂直D.平行

3.單作用葉片泵葉片數(shù)量一般是（C）。

A.8B.9C.15I）.17

4.雙作用葉片泵葉片數(shù)量一般是（D）。

A.7B.9C.14D.16

5.雙作用葉片泵定子內(nèi)表面由幾段曲線組成C)O

A.4B.6C.8D.10

6.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(diào)節(jié)排量的方式有（I）)

A.增加柱塞孔直徑B.加大配油盤進(jìn)油口C.加大負(fù)載D.改變斜盤傾角

8.下列各種結(jié)構(gòu)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(nèi)嚙合齒輪泵

9.為減小流最脈動，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.液壓泵總效率最高的是（B）。

A.雙作用葉片泵B.軸向柱塞泵

C.內(nèi)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(guān)系？

答：容積式液壓泵是依靠密封工作油腔的容積變化來進(jìn)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。

液壓泵的工作壓力取決于泵的總負(fù)載管道阻力、摩擦力和外負(fù)載等，而與液壓泵的流量

無關(guān)。液壓泵的額定壓力取決于泵本身結(jié)構(gòu)的強度和密封性能。當(dāng)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(guān)系？

答：液壓泵的排量是指在沒有泄漏的情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的油液體積。因此

液壓泵的排量僅僅取決于需封工作腔每轉(zhuǎn)容積的變化量，而與轉(zhuǎn)速無關(guān)。液壓泵的實際流量

為4=V〃/。

5.試析齒輪泵是怎樣具備液壓泵的基本工作條件的？

答：外嚙合齒輪泵依靠土從動齒輪的相互嚙合把泵體分成吸汕腔和壓汕腔。在嚙合過程中，

為了使齒輪運轉(zhuǎn)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(jìn)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(jìn)入吸油

腔，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)E油腔內(nèi)。在壓油區(qū)一側(cè)，由于輪齒

在這里逐漸進(jìn)入嚙合，密藥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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，

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，可靠性高，壽命長，便于

維護，主要應(yīng)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(zhuǎn)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(jìn)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(zhuǎn)，先由大變小，后由小

變大。在閉死容枳由大變小時，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(dǎo)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。這種因閉死容積大小發(fā)生變化導(dǎo)致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。區(qū)油現(xiàn)

象將嚴(yán)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(gòu)成密封容控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(nèi)孔和齒頂圓訶的徑向間隙；三是通過齒輪兩側(cè)面和側(cè)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75%?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(cè)板式。圖3-7所示為采用

浮動軸套的結(jié)構(gòu)。利用特制的通道把泵內(nèi)壓油腔的壓力油引到軸套外側(cè)，作用在（用密封圈

分隔構(gòu)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(nèi)側(cè)的作用力，才能保證在各種壓力下，貼緊齒輪端面，減小泵內(nèi)

通過端面的泄漏，達(dá)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

輪泵工作時，壓油腔的壓力高于吸油腔的壓力，并且齒頂圓與泵休內(nèi)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(nèi)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?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(cè)，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，從而使齒輪與泉體內(nèi)產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泉的正

常工作。消除徑向力不平衡的措施：1）縮小壓油口，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(diào)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(fù)載大小，自動調(diào)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(jié)構(gòu)

復(fù)雜，泄漏量大，流量脈動較嚴(yán)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軟壓力特性曲線

如圖所示。03-14恥錢當(dāng)憂雅懶蟠

在泵的供油壓力小于小時，流量按AB段變化，泵只是有泄漏損失，當(dāng)泵的供油壓力大于

小時，泵的定子相對于轉(zhuǎn)子的偏心距e減小，流量隨壓刀的增加而急劇下降，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(yīng)用于組合機床的進(jìn)給系統(tǒng)，以實現(xiàn)快

進(jìn)一工進(jìn)一快退等運動；限壓式變量葉片泵也適用于定位、夾緊系統(tǒng)。當(dāng)快進(jìn)和快退，需要

較大的流最和較低的壓力時，泵在AB段工作；當(dāng)工作進(jìn)給，需要較小的流景和較高的壓力

時，則泵在BC段工作。在定位、夾緊系統(tǒng)中，當(dāng)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(jié)束后，僅需要維持較高的玉力和較小的流量（補充泄漏量），

則利用C點的特性?？傊迚菏阶兞咳~片泵的輸出流量可根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化（即外負(fù)

載的大?。?，自動地調(diào)節(jié)流量，也就是壓力高時，輸出流量??；壓力低時，輸出流量大。以

上過程可以通過壓力調(diào)節(jié)螺釘和流量調(diào)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(shù)性能、特點及應(yīng)用范圍。

答：齒輪泵輸出壓力較低，流量不能調(diào)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(yīng)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(diào)節(jié)方便，一般在負(fù)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(yīng)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(yīng)對液壓泵的性能、成本等方面進(jìn)行綜合考慮，選擇液壓泵的形式。一般來

說，齒輪泵多用r-低壓液壓系統(tǒng)，葉片泵用手中壓液壓系統(tǒng)，柱塞泵多用丁?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：在常見的液壓泵口，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〃=10MPa,轉(zhuǎn)速為〃=145（）r/min,排量夕=100ml/r,容積效率

么=0.95,總效率〃=。-9,求泵的輸出功率和電動機的驅(qū)動功率。

解：1）求液壓泵的輸出功率

液壓泵的實際流量為

-3

q=qtt]v=VnQv=100x10x1450x0.95A/min=137.75L/min

液壓泵的輸出功率為

n10X106X137.75X10-3”“八〃

P=pq=---------------------------W1IZ=22.96KW

60

2）求電動機的功率

電動機的功率即泵的輸入功率

4=烏曳=25.5々卬

'70.9

2.某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子外徑d=83mm,定子內(nèi)徑D=89mm,葉片厚度B=30mm,并設(shè)定

子和轉(zhuǎn)子之間的最小間隙為0.5mm,求以下內(nèi)容：

（1）當(dāng)排量V=16mL/r時，其偏心量e為多少？

（2）該泵的最大排量Vmax為多少？

解：1）當(dāng)排量V=16mL/i■時，由V=2MOe可知

V16x10-6

e=------=-------------；----------m=0.95nun

2曲D2^-X30X10-3X89X10-3

2）求泵的最大掛最Kw

Knax=2而Dea=2^x30x103x89x105x3x10/r=50.3mL/r

3.一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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，其輸出流量q=50L/min,向斜盤角度為多少？（忽略泄漏流量

的影響）

解：由題意可知

4x50x10-3_________

tan/=_^_=0.0737

7ul~Dzn^X(16X10-3)2X125X10-3X9X3000

所以/=arctan0.0737=4.2、

4.某液壓泵的排量為120ml/r,轉(zhuǎn)速為1400i7min,在額定壓力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(zhuǎn)矩。

解：由題意

泵的理論流量q,=V7?=120x1400(〃"/min)=168000(/??//min)=168(L/min)

泵的容積效率等于泵的實際流量與理論流量之比％=幺=鉀=。-89

/168

泵的機械效率iK=^-=—=0.91

，7m0.89

由泵的理論轉(zhuǎn)矩7；=叱以及%=豆，得到

'2乃T

66

八”一內(nèi)仃廿TT,pV21.5X10X120X10-

泵軸上的轉(zhuǎn)矩T=—=——=---------------------=45TNM

/2相〃2ix0.91

4.學(xué)習(xí)指導(dǎo)和思考練習(xí)題

1）學(xué)習(xí)要點

1.了解液壓缸的工作原理、結(jié)構(gòu)類型。

2.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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點。

6.了解液壓缸主要零件的計算內(nèi)容。

7.了解液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)類型、特點。

8.了解液壓缸與液壓馬達(dá)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(jié)構(gòu)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

固定和缸筒固定兩種,

3.液壓馬達(dá)是將液體的—壓皿能轉(zhuǎn)換為機械能能的轉(zhuǎn)換裝置。

4.液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，使用一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(nèi)徑___o

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;H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(guān)。（Y）

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。（4）

3.因存在泄漏，因此輸入液壓馬達(dá)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。（4）

4.液壓馬達(dá)與液壓泵從能量轉(zhuǎn)換觀點上看是互逆的，因此所有的液壓泵均可以用來做

馬達(dá)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(fù)合形式的執(zhí)行元件。（x）

7.液壓馬達(dá)可以實現(xiàn)精確定位。（x）

8.液壓缸排氣孔裝在下邊。（x）

4）選擇題

1.液壓馬達(dá)的機械效率是指（A）。

A.實際輸出轉(zhuǎn)矩與理論轉(zhuǎn)矩之比B.理論轉(zhuǎn)矩與實際輸出轉(zhuǎn)矩之比

C.實際輸出功率與實際輸入功率之比【）.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(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)，缸體每旋轉(zhuǎn)?周，柱塞往復(fù)移動（B）次。

A.1B.2C.8D.11

3.不考慮泄漏時，液壓缸運動速度取決于（B）。

A.油液粘度B.流量C.壓力D.負(fù)載

4.希望液壓缸快速進(jìn)退的速度相等，應(yīng)使無桿腔直徑與活塞桿直徑之比為（B）。

A.0.707B.1.414C.1.732D.0.866

5.大行程場合應(yīng)選攔（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(dá)擺動角度（B）單葉片擺動馬達(dá)。

A.大于B.小于C.等于D.不確定

8.液壓馬達(dá)進(jìn)出油口的結(jié)構(gòu)（A）。

A.對稱B.進(jìn)油口大于出油口C.進(jìn)油口小于出油口I）.非對稱

9.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(jié)構(gòu)形式分為：

活塞缸一一又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸。

柱塞缸——又分軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。

擺動缸一一又分單葉片擺動缸、雙葉片擺動缸。

液壓缸按作用方式分為：

單作用液壓缸-----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4T所示：

雙作用液壓缸一--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(fù)合式缸一--活塞缸與活塞缸的組合、活塞缸與柱塞缸的組合、活塞缸與機械結(jié)構(gòu)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(dāng)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

壓力旦相等，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(jìn)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，即匕二%，有：

4q_4q

兀CD、/廣薩即：D=y/2d

即只要設(shè)計活塞直徑D與活塞桿直徑比值為,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(zhì)的泄漏（內(nèi)泄和外泄）和防止外界異物（如空氣、灰塵和水等）進(jìn)

入液壓元件和液壓系統(tǒng)的機構(gòu)。

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(shè)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(jìn)的液壓缸，常在缸內(nèi)最高部位聚積空氣?？諝獾拇嬖跁挂?/p>

壓缸運動不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動或爬行。為此，液壓缸上要設(shè)排氣裝置

6.哪種液壓馬達(dá)屬于高速低扭矩馬達(dá)？哪些液壓馬達(dá)屬于低速高扭矩馬達(dá)？

答：額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓

馬達(dá)。

通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十牛-米到幾百牛?米），所以又稱為高速小轉(zhuǎn)

矩馬達(dá)。

低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，主要特點是排量大，體積大，轉(zhuǎn)速低（幾轉(zhuǎn)甚

至零點幾轉(zhuǎn)每分鐘），輸出轉(zhuǎn)矩大（可達(dá)幾千牛-米到幾萬牛?米），所以又稱為低速大轉(zhuǎn)

矩液壓馬達(dá)。

6）計算題

1.某一差動液壓缸，求在（1）u快進(jìn)=丫快退，（2八快進(jìn)=2u快退兩種條件下活塞面積

和活塞桿面積&之比。

（1）Al/A2=2,⑵Al/A2=3

2.如圖4.18所示,兩個結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔的面積A=100cm2,有桿

腔的面積A2=80cnR缸1輸入壓力〃i=0.9MPa,輸入流量切=12L/min,不計損失和泄漏，

求：

（1）兩缸承受相同負(fù)載時（F尸乃），該負(fù)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（“2=〃/2）,兩缸各能承受多少負(fù)載？

（3）缸1不受負(fù)載時（產(chǎn)產(chǎn)0）,缸2能承受多大的負(fù)載？

題2圖串聯(lián)液壓缸示意圖

解：

（1）因為巴為大氣壓，所以有A二o

64O.QxlO^lOOxlQ-4

由6==0.5（MP〃）

4+A?WOxlO^+SOxlO-4

有耳=5=4A一鳥4=0.5X106X100X10-4=5000(N)

IZq12x10-3/60

yi——7=0.02(機/s)

Alooxio-4

v=JL=80xl02x0.02=()016(/n/y)

7

~A2[00X10-41

(2)

=().9X1()6X1(X)X1()7-().9X1()6/2X8()x1]尸=54(X)(N)

64

F2=P2\-P.A2=-5-A,=0.9X10/2X100X10-=4500(N)

(3)

F,=PiAi-P2A2=0

々A0.9xl()6xiooxio"4

D=1.125(AfPa)

IJ---A----------8-0--x-1-0---4;------

6-4

F2=P2Al-P,A2=gA=1.125X10X103X10=U.25(KN)

3.一液壓泵可兼作液壓馬達(dá)使用，設(shè)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，囚為：

液壓泵:Q二Q-Q二1AQ

QTQTQT

液壓馬達(dá):…奪若d詈

兩者AQ雖相同，但液壓馬達(dá)的實際流量Q大于理論流量QT，故"研＞",

4.已知某液壓馬達(dá)的排量^=250mL/r,液壓馬達(dá)入口壓力為pJOSMPa,出口壓力

p;=1.0MPa,其總效率〃=0.9,容枳效率〃產(chǎn)0.92,當(dāng)輸入流&。=22L/min時，試求液壓凸

達(dá)的實際轉(zhuǎn)速〃和液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩兀

解：

(1)液壓馬達(dá)的理論流量q”為

q.i==22X0.92L/min=20.24L/min

(2)液壓馬達(dá)的實際轉(zhuǎn)速

%20.24x10，」.,

n.=----=---------r/min=8O0A.n96zr/min

匕250

(3)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩

丁「煙&x&=(98—g9)xl06x250xl0Yx0.9?n-2.56N-m

2it77.,.2nx0.92

5.學(xué)習(xí)指導(dǎo)和思考練習(xí)題

1）學(xué)習(xí)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(jié)構(gòu)

4.了解控制閥構(gòu)成的簡單功能回路

5.掌握節(jié)流閥、調(diào)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(dāng)油液壓力達(dá)到預(yù)定值時便發(fā)出電佶號的液一電佶號轉(zhuǎn)換元件是壓力繼電器。

3.在先導(dǎo)式溢流閥中，先導(dǎo)閥的作用是調(diào)壓,主閥的作用是遜。

4.溢流閥在液壓系統(tǒng)中起調(diào)壓溢流作用，當(dāng)溢流帔進(jìn)口壓力低于調(diào)整壓力時，閥口是

關(guān)閉的，溢流量為。，當(dāng)溢流閥進(jìn)口壓力等于調(diào)整壓力時，溢流閥閥口是打刃1的，溢流

閥開始溢流。

5.液壓控制閥按其用途可分為換向、壓力和流量三大類,分別調(diào)節(jié)、操縱液壓系統(tǒng)中

液流的方向、壓力和流量。

6.調(diào)速閥是由節(jié)流閥與定差減壓閥串聯(lián)而成的組合閥。

7.三位四通閥的O型中位機能具有鉞緊功能。

8.先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。

9.調(diào)速閥由節(jié)流閥和定差減壓閥串接組合而成。

10.比例閥可以通過改變輸入電信號的方法對壓力、流量進(jìn)行比例操縱。

3）判斷題

I.液控順序閥閥芯的啟閉不是利用進(jìn)油口壓力來操縱的。（X）

2.先導(dǎo)式溢流閥主閥彈簧剛度比先導(dǎo)閥彈簧剛度小。（X）

3.當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)控口通油箱時，液壓系統(tǒng)卸荷。（J）

4.M型中位機能的換向閥可實現(xiàn)中位卸荷。（J）

5.背壓閥的作用是使液壓缸的回油腔具有一定的壓力，保證運動部件工作平穩(wěn)。1J）

6.當(dāng)液控順序閥的出油口與油箱連接時，稱為卸荷閥。（X）

7.插裝閥可實現(xiàn)大流量通過。（J）

8.通過節(jié)流閥的流量與節(jié)流閥的通流面積成正比，與閥兩端壓力差大小無關(guān)。（X）

9.直控順序閥利用外部操縱油的壓力來操縱