【正文】 液壓與氣壓傳動(dòng)習(xí)題解目錄第一章 液壓與氣壓傳動(dòng)概述 .................................................................................................3第二章 液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) .................................................................................................4第三章 液壓泵與液壓馬達(dá) ...................................................................................................17第四章 液壓缸 .......................................................................................................................26第五章 液壓基本回路與控制閥 ...........................................................................................34第六章 液壓輔助元件 ...........................................................................................................61第七章 液壓系統(tǒng)實(shí)例 ...........................................................................................................63第八章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...............................................................................................66第九章 液壓伺服系統(tǒng) ...........................................................................................................75第十章 氣源裝置與氣動(dòng)輔件 ...............................................................................................79第十一章 氣缸 ........................................................................................................................79第十二章 氣動(dòng)控制元件與基本回路 ....................................................................................81第一章 液壓與氣壓傳動(dòng)概述 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、過濾器和壓力計(jì)等。 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?？稍谶\(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(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)2022：1。傳動(dòng)無間隙，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)過載保護(hù)，安全性好；采用礦物油作工作介質(zhì)，滋潤滑性好，故使用壽命長。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合工作。（3） 由于工作過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)簡單，使用安全可靠，過載能自動(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合中，但這個(gè)缺點(diǎn)不影響其在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(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。第二章 液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 答：由于絕大多數(shù)測量儀表中，大氣壓力并不能使儀表動(dòng)作。它們測得的是高于大氣壓的那部分壓力，而不是壓力的絕對(duì)值。所以壓力的測量有兩種不同的基準(zhǔn)。 （相對(duì)壓力和絕對(duì)壓力） 過去工程中常用的壓力單位是公斤力/厘米 2 （kgf/cm 2）,和工程大氣壓(單位較大) 。而在表示很低的壓力或要精密測定壓力值時(shí)常采用液柱高度作為壓力單位（單位較?。?。 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?，反映了液體中的能量守恒關(guān)系。 答：是依據(jù)帕斯卡原理實(shí)現(xiàn)力的傳遞力。 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。 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， 、h 和 都是長度的量綱，一般分別稱為壓力頭、位置頭和速度gp?V2頭，三者之和為一常數(shù)，用 H 表示。在圖 17 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。（2） 若管道水平放置（h1=h2） ， ，表明液體的流速越高，它的壓力就gVPg221???越低，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。 答：穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是由于位置變化所產(chǎn)生的力。 答：這樣使 tc 減少而 t 增加，從而將完全沖擊降為非完全沖擊。 答：液壓傳動(dòng)中的壓力損失，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽斐捎蜏厣?，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 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 與油液沿p? 沿p?流動(dòng)速度 成正比；流動(dòng)油液的局部壓力損失與其流速 成正比。? 2v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。 解：1830mm 解：L/s )305(??????????????dvAq smpvghp?????? 解： 解： smlpdhqa /)/2()( 333 ????????????svst . /./.23?????? 解： pCqd????? 解： sTkVS . 3?????PtS .).2.()(1???????? ??????????? )152()152734.(60)(2212TTkpSS 解： 3/8906mkgVm?? 解：壓縮率 MPaKp).4(7)(0????? 解：在 內(nèi)，液壓泵輸入液壓缸壓力腔的油液體積 LTQV016..601????? MPaXP )(110 ????? 解： sPamkgNmkgsVsEtt????? ??????2 326202101069./ /853. /..7..735??? 解：軸外徑的最大切應(yīng)力為 ?vdzui式中：v－軸周圍速度， dn??切向摩擦力為 ????bndbFf 22??摩擦消耗功率為 wsmNPskgdnVPfff 490/4901. )605(??????????? ????? 解： ghZA汞??已知 3333 /???水汞水大氣壓 Aa ZghP????汞絕 00325a2975 ? ??128430Pa05297P0????絕相 a 解：設(shè) 為容器內(nèi)的絕對(duì)壓力絕 PaghPghp ????????絕真絕真 空 度 解： PCUOB 2).()2()1(c0CC00 ???????絕真真 絕絕真絕 點(diǎn)形 管 交 于與點(diǎn) 取 等 壓 面過 aa P 解： NAhDgF )()2()( 84..801 22??????????? 解： hgdGFxhxg????????22)(4)(柱 塞 的 力 平 衡 方 程 式 為 壓 力 為柱 塞 底 面 上 的 液 體 相 對(duì) 解：mSDdPaGp )3( 10398)4.(.35042 5624)1(2222 52239。239。 2239。 39。????????????小大 大小設(shè) 小 活 塞 桿 的 推 理 為?? 解： mkdDpxxss310. 104)2..(31054)(2 36202???????設(shè) 彈 簧 的 預(yù) 壓 縮 量 為 解：對(duì)截面Ⅰ、Ⅱ列出連續(xù)性方程和伯努利方程 21VA 21? gVgPp2?ρρ )(21211??ρρ 2121V])A([?ρP 12?∵ 1 )([21???ρ故 。 同理可論21p?32p? 解：（1）對(duì)截面Ⅰ、Ⅱ列伯努利方程，以油管水平中心線為基準(zhǔn)水平面 SMgPHV /0Z,0 62211 ???????????????）ρ（ρ ， （2） *AQ322 ????SVdtt）（? 解：對(duì)截面ⅠⅡ列伯努利方程，設(shè)通過中心線的水平面為基準(zhǔn) s/1463cm0*.234VAQs/15*)16(2g4gh0,212212211 ??????????AQZⅡPghp 解：閥門關(guān)閉時(shí)，壓力表處液體的能量為 gPE? 閥門打開時(shí)，壓力表處液壓的能量為 V22?? 理想液體流動(dòng)時(shí)無能量損失，因此 SL smVdAQPgVpE/2. /10*.)012.(43*/.)()(2 32121??????? ??? 解：（1）雷諾數(shù) vRe? 紊 流∵ 23051023R/*2/e322???????scmdQvsm? （2） cmvRQddvQecrecr *2310*???????臨 界 雷 諾 數(shù) ： 解： ?? **? ?????? 解： scmdv/38260*?? Q/1..3220?）（判斷流態(tài)： 層流309.*81?vdRe 紊流21862060???阻力系數(shù)： ?? .????e壓力損失： Pavdlp 7420).3( ????? Ml ).(? Pavdlp29)83(?????總壓力損失： ??p01??總 Ma48. 10*298635.*726???對(duì)進(jìn)出口端面列伯努利方程，取過中心線的水平面為基準(zhǔn)面 ??????????????gp2vgp1ps/,s/,g/012121????總總總， 紊 流層 流 hzw ??????*???? 解：（1）設(shè)油液從 對(duì)截面ⅠⅡ列伯努利方程2P hzvz??21,21,0? 為 正 值 ， 故 假 設(shè) 正 確 ，因∵ w 5521 222h *??????????whzgvzv （2）設(shè)液流為層流 壓力損失： s/d75)(R2vlp pa10*67..890g 334254222e 5w ?? ????????????????? 判斷流態(tài)： ???Re 因此阻力系數(shù)