1、第一章：液压与气压传动概述1何谓液压传动？液压系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？答： （1）定义 1：以液体作为工作介质,利用液体的静压能来实现功率传递； 定义 2：用液体压力能来转换或传递机械能的传动方式。 （2）液压传动系统由以下五个部分组成：能源装置；执行装置；控制调节装置；辅助装置；工作介质。（2）能源装置的作用是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的装置；执行装置的作用是将液体或气体的压力能转换成机械能的装置；控制调节装置的作用是对系统中流体的压力、流量、流动方向进行控制和调节的装置；辅助装置是指除上述三个组成部分以外的其他装置。分别起散热、贮油、过滤、输油、连接、测量压
2、力和测量流量等作用，是液压系统不可缺少的组成部分；工作介质的作用是进行能量的传递。2. 液压技术的主要优缺点有哪些？答：（1）液压传动与其它传动相比有以下主要优点： 液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。 液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。 在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。 液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其反应速度快，故
3、可实现频繁换向。 操作简单，调整控制方便，易于实现自动化。特别是和机、电联合使用，能方便地实现复杂的自动工作循环。 液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。 液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。（2）液压传动与其它传动相比，具有以下缺点： 油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。 对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。 能量损失( 泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等)较大，传动效率较低，也不适宜作远距离传动。 系统出现故障时，
4、不易查找原因。3气压传动与液压传动有什么不同？ 答：液压传动的主要优点：1）在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。2）可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达 100：1，甚至高达 2000：1。3）传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。4）操作简单，易于实现自动化，特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。5）不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。6）易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。7）液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广
5、应用。液压传动的主要缺点：1）油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不宜用于精确传动比的场合。2）由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较大的场合工作。3）由于工作过程中有较多能量损失（如管路压力损失、泄漏等） ，因此，液压传动的效率还不高，不宜用于远距离传动。4）为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故障诊断困难。气压传动的主要优点：以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭；用过的空气直接排到大气中，处理方便，不污染环境，符合“绿色制造”中清洁能源的要求。空气的粘度很小，因而流动时阻力损失小，便于集中供气、
6、远距离传输和控制。工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中工作，比液压、电子、电气控制优越。维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。气压传动的主要缺点：气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约 340m/s）范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的失真和延滞，不宜用于对信号传递速度要求十分高的场合中，但这个缺点不影响其在工业生产过程中应用。由于空气的可压缩性大，因而气压传动工作速度的稳定性较液压传动差，但采用气液联合可得到较满意的效果。系统输出力小，气缸的输出力一般不大于 50KN；且传动效率低。排气噪声较大，在高速排气时要加消声
7、器。第二章：流体力学基础1压力有哪几种表示方法？液压系统的压力与外负载有什么关系? 表压力是指什么压力? 答：（1）压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。（2）液压系统的压力与外负载的关系是：外负载越大，液压系统的压力就越高；反之，外负载越小，液压系统的压力就越低。（3）表压力是指相对压力。2解释下述概念：理想液体、恒定流动、层流、紊流和雷诺数。答：理想液体：是为简化问题难度而假设的既无粘性，又不可压缩的液体。恒定流动：是指液体流动时，液体中任一质点处的压力、流速和密度不随时间而变化的流动。层流：是指液体流动时，液体质点没有横向运动，互不混杂，呈线状或层状的流动。紊流：是指液体流动时，液体质
8、点有横向运动（或产生小旋涡） ，作紊乱状态的流动。雷诺数: 是用来判定液体流动时呈现出的流态是层流还是紊流的一个数。3. 理想伯努利方程的物理意义是什么？答：1）一般条件下伯努利方程在各项的意义 cghvp=+2该方程说明理想流体在流管中作稳定流动时,单位体积的动能 1/2v2 、重力势能 gh 、该点的压强 P 之和为一个常量，其中 1/2v2 相与流速有关,常称为动压,gh 和 P 相与流速无关,常称为静压.2） 、单位重量流体中伯努利方程各项的物理意义g =m/u g =mg/u表示单位体积的重力,以 g 除各项得:p/g+v 平方/2 g+ h = 常量该方程表示流场中一点上单位重量流
9、体所具有的总机械能. 其中 p/g 表示流场中一点上单位重量流体所具有的压力潜能,也就是压力对单位体积重量流体所做的功, v 平方/2 g 表示单位重量流体所具有的动能, h 就是流场中该点的高度。由于 v 平方/2 g+ p/g+ z = 常数,定理中每一项都具有长度的量纲. 所以 p/g 表示所考察点的压力潜能的同时也可表示它能将流体压升到某一高度的能力.3） 、单位质量流体中伯努利方程 p/ 项的物理意义以 除各项得:p/+1/2 v 平方 + gh = 常量该方程中:p/ 项表示流场中某一点上单位质量流体所具有的压力或弹性势能 ,从能量的角度讨论 p/项也可理解为单位质量流体相对于 p
10、 = 0 状态所蕴涵的能量.综上所述：通过以上的分析推导可以看出伯努利方程是能量方程式,尽管分析问题所用的动力学原理不同,但导出方程的意义是完全相同的,说明在管内作稳定流动的理想液体具有压力能、势能和动能三种形式的能量,在适合限定条件的情况下,流场中的三种能量都可以相互转换,但其总和却保持不变,这三种能量统称为机械能. 由此可以得出:伯努利方程在本质上是机械能的转换与守恒.4. 液压缸直径 D=150mm，柱塞直径 d=100mm，液压缸中充满油液。如果在柱塞上（如图a 所示）和缸体上（如图 b 所示）的作用力 F=50000N，不急油液自重所产生的压力，求液压缸中液体的压力。解：经分析，两图
11、结果相同： MPadFp37.642=5. 如图所示，一管路输送密度的液体，h=15mm。测得压力如下：3/90mkg1）点 1、2,两处的压力分别是p1=0.45MPa，p2=0.4MPa； 2）p1=0. 45MPa, p2=0.25MPa。试确定在两种情况下液流的方向。6.如图所示，当阀门关闭时压力表读数为 0.25MPa；阀门打开时压力表读数为0.06MPa。如果 d=12mm， ，不计液体流动时的能量损失，求阀门打开时的液3/90mkg=体流量 qv。7. 如图所示某一液压泵从邮箱中吸油，若吸油管直径 d=60mm，流量 qv=150L/min，邮箱的运动粘度 =30x10 -6m2
12、/s， ，弯头处的局部损失系数 =0.2，吸油口粗3/90kg=滤器网上的压力损失p=0.0178MPa。若希望液压泵吸油口处的真空度不大于 0.04MPa，求液压泵的安装（吸油）高度（吸油管侵入油液部分的沿程损失可忽略不计） 。. 第三章：液压泵与液压马达1.某液压泵输出油压 p=10.0MPa,转速 n=1450r/min，泵的排量 V=46.2ml/r，容积效率v=0.95，总效率 =0.9。求驱动该泵所需电机的功率 Pi 和泵的输出功率 Po smLrrVnqnvvtv /675.102.4601min459.0 = WsPaNpPvo 4326 .67.1)(10.Woii 448.
13、9.2. 液压泵工作的两个条件是什么？简述外啮合齿轮泵的工作原理。1泵体 2、4齿轮 3、5齿轮传动轴作业三：1 图 外啮合齿轮泵的工作原理答：两个条件：1）形成密封容积且密封容积变化，2）吸压油腔隔开（配流装置） 。外啮合齿轮泵是由两个相互啮合的齿轮、泵体、两个端盖和两根传动轴组成（如图所示），它们形成了密封的工作容积。该密封的工作容积以相互啮合齿轮的轮齿接触的啮合线为界，分隔成左右两个密封的空腔，即 腔和 腔， 腔接吸油口， b 腔接压油口。当主动轴ab带动主动齿轮 2 按图示方向旋转时，在 腔中，啮合的两轮齿逐渐脱开，工作容积逐渐增大，形成局部真空。油箱中的油液在大气压力作用下经吸油口进
14、入 腔（ 腔为吸油腔） ，流入a各个齿槽中，齿槽中的油液随齿轮转动沿带尾箭头所示方向被带到右侧 腔。同时，在 腔b中齿轮啮合处的轮齿逐渐啮合，使工作容积逐渐减小，油液压力增加，形成高压油液， 腔的高压油液被挤压经压油口排出（ 腔为压油腔） 。这样，齿轮不停地转动，吸油腔不断地b从油箱中吸油，压油腔就不断地排油，这就是外啮合齿轮泵的工作原理。3. 什么是液压泵的排量？什么是实际流量，理论流量？什么是容积损失和容积效率？排量在没有泄漏的情况下，泵 （或马达）每转一周所排出的液体的体积 V （ml/r） 。理论流量不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。实际流量指泵（或马达）工作时实际输出
15、的流量容积损失泄漏导致的流量损失容积效率泵的实际流量与理论流量的比值4. 齿轮泵的压力提高主要受到哪些因素的影响？可以采用哪些措施来提高齿轮泵的压力？答：影响因素：1）齿轮泵存在间隙，2）径向不平衡力措施：1）浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面， 使之紧贴齿轮端 面，补偿磨损，减小间隙。2）弹性侧板式补偿原理：将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。5.a) 0； b）F/A； c）0； d）06. 轴向柱塞泵是如何实现双向变量泵功能的？答：见教材 P38-39。7. 双作用叶片泵的叶片底部为什么要通入液压油？液压油是如何引入到叶片泵叶片的底部的？答：1）由于一般双作用
16、叶片泵的叶片底部通压力油,就使得处于吸油区的叶片顶部和底部的液压作用力不平衡,叶片顶部以很大的压紧力抵在定子吸油区的内表面上,使磨损加剧,影响叶片泵的使用寿命,尤其是工作压力较高时,磨损更严重,因此吸油区叶片两端压力不平衡,限制了双作用叶片泵工作压力的提高。所以在高压叶片泵的结构上必须采取措施,使叶片压向定子的作用力减小。2）叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油.8. 双作用叶片泵的叶片在转子上是如何安装的？为什么要这样安装？在安装双作用叶片泵时，如果让电动机的转向与规定的方向相反，会产生什么后果？答: 见教材 P35-36。第四章：液压缸
