液压与气压传动 第四章 液压执行元件
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章分析
左健民液压与⽓压传动第五版课后答案1-11章分析左健民液压与⽓压传动第五版课后答案1-11章分析液压与⽓压传动课后答案（左健民）第⼀章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。
解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ?? 1-2 某液压油在⼤⽓压下的体积是335010m -?，当压⼒升⾼后，其体积减少到3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压⼒升⾼值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-?由0P K V V ?=-?知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --=-==? 1- 3图⽰为⼀粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ? cm,试求其油液的动⼒粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rlπτπ==??===g由 dudy du dyτµτµ=?= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πµ-?-??∴===g g1-4 ⽤恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ?时200Ml 的蒸馏⽔流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动⼒粘度µ各为多少？解：12153351t E t ?=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s Eν--=?-?=?? 21.6810Pa s µνρ-==??g1-5 如图所⽰，⼀具有⼀定真空度的容器⽤⼀根管⼦倒置⼀液⾯与⼤⽓相通的⽔槽中，液体与⼤⽓相通的⽔槽中，液体在管中上升的⾼度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
液压与气压传动的执行元件
第四章 液压与气压传动的执行元件
本章主要内容为：
• 缸的类型及特点
• 其他类型的常用缸 • 缸的典型结构
为了防止这种危害，保证安全，应采取缓冲措 施，对缸运动速度进行控制。
常见缓冲结构
d
u
u
(a) u
(b) u
（c）
(d)
图4-26液压缸缓冲装置
当活塞移至端部，缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时，活塞与缸 端之间形成封闭空间，该腔中受困挤的剩余油液只能从节流小孔或缓 冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出，从而造成背压，迫使运动柱塞 降速制动，实现缓冲。
4q
运动速度： v3 d2 Cv
A1
A2
F3
P1
q
q'
(c)差动联接
v3
方向:右
推力：
F 3p 1(A 1 A 2) C m 4[D 2 (D 2 d2)]p 1 Cm 4d2p1Cm
两腔进油,差动联接
A1
A2
F3
A1A2
F3
P1
v3
P1
v3
q
q'
等效
q
(c)差动联接
差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的 有效办法。
二、液压马达的工作原理 以斜盘式轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理。
压力油
回油
图4-1轴向柱塞马达工作原理
1-斜盘2-缸体3-柱塞4-配油盘5-马达轴
液压与气压传动知到章节答案智慧树2023年青岛恒星科技学院
液压与气压传动知到章节测试答案智慧树2023年最新青岛恒星科技学院第一章测试1.液压传动的优点不包括（）。
参考答案:不易污染环境2.气压传动的缺点不包括（）。
参考答案:容易造成污染3.液压与气压传动系统的组成中，除了传动介质外还有哪些（）。
参考答案:辅助装置;控制调节装置;动力装置;执行装置4.液压传动能够实现自我润滑，设备使用寿命较长。
（）参考答案:对5.气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低，所以传递动力不大。
（）参考答案:对第二章测试1.液压系统的执行元件是（）。
参考答案:液压缸或液压马达2.液压传动的特点有（）。
参考答案:可以在较大的速度范围内实现无级变速3.活塞（或液压缸）的有效面积一定时，活塞（或液压缸）的运动速度取决于（）。
参考答案:进入液压缸的油液流量4.液压传动系统中的泄漏必然引起能量损失。
（）参考答案:对5.液压传动系统中的液阻的存在，必然引起能量损失。
（）参考答案:对第三章测试1.通常情况下，齿轮泵一般多用于（）。
参考答案:低压2.双作用式叶片泵旋转一周，完成（）吸油和压油。
参考答案:两次3.液压泵的应用可以分为两大类（）。
参考答案:移动设备用液压装置;固定设备用液压装置4.理论流量是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。
（）参考答案:错5.定子与转子偏心安装，改变偏心距值可改变泵的排量，因此径向柱塞泵可做变量泵使用。
（）参考答案:对第四章测试1.能将液压能转换为机械能的液压元件是（）。
参考答案:液压缸2.液压马达通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承。
（）参考答案:对3.液压马达能够正、反转。
（）参考答案:对4.液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用。
（）参考答案:对5.液压缸摆动缸能实现小于360度的往复摆动。
（）参考答案:对第五章测试1.单向阀是控制油液的单向流动方向，接通或关闭油路。
（）参考答案:错2.溢流阀常接在液压泵出油口的管路上，它的进油口的压力就是系统的压力。
液压与气压传动 第4章液压阀
（1）普通单向阀
• 普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它 反向倒流。 • 对单向阀的要求主要有： • ①通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好； • ②动作灵敏，工作时无撞击和噪声。 主要用途： 1) 选择液流方向。 2) 区分高低压油。 3) 保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造 成反转或损坏）。 4) 泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。 5) 作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用－ 保持低压回路的压力）。
按阀芯结构分类
按阀芯工作位置分类
滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止式
二位、三位、四位、多位 二通、三通、四通、五通、多通
手动、机动、液动、气动、电磁动、电液动
按通路分类 按操纵方式分类
1、滑阀式换向阀
（1）换向阀的结构和工作原理
滑阀式换向阀是利用圆柱形状阀芯（其上开有特定的槽，形成有不同直径的 圆柱体组合）与阀套之间位置的改变来对执行机构进行方向控制的阀 。
3、按结构形式分类
(1)滑阀（或转阀）； (2)锥阀；
(3)球阀； (4)喷嘴挡板阀； (5)射流管阀。
4、按安装连接方式分类
（1）螺纹式（管式）: 阀的连接口用螺纹管接头与管道及其 它元件连接，它适用于简单系统。 （2）板式连接阀： 将板式阀用螺钉固定在连接板（或油 路板、集成块）上；
（3）集成块式连接：
（２)滑阀的中位机能
机能代号 中位位置时的滑阀状态
C
中位的图形符号 三位五通 三位四通
H
J
K Y
机能代号 中位位置时的滑阀状态
中位的图形符号
三位四通
三位五通
M
N
O P
U X
（3)换向阀的主要性能
液压与气压传动习题与答案
第一章绪论1－1液压系统中的压力取决于〔〕，执行元件的运动速度取决于〔〕。
1－2液压传动装置由〔〕、〔〕、〔〕和〔〕四局部组成，其中〔〕和〔〕为能量转换装置。
1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。
小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。
求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。
图题1—3第二章液压油液2－1什么是液体的粘性？2－2粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg ／m 3，试答复以下几个问题：1)30号机油的平均运动粘度为( )m 2／s ；2〕30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s ；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m 2／s ，密度ρ＝1000kg ／m 3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m 2／s ，密度ρ＝1.2kg ／m 3；试比拟水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。
2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )(A)粘度较大；(B)粘度因压力变化而改变较大；(C) 粘度因温度变化而改变较小；(D) 粘度因温度变化而改变较大。
2—7 图示液压缸直径D=12cm ，活塞直径d＝11.96cm ，活塞宽度L ＝14cm ，间隙中充以动力粘度η=0.065Pa ·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0.5 m ／s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少" 第三章 液压流体力学根底§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F ＝3000 N 。
液压与气压传动--第04章 液压控制元件4.3、4.4讲解
压力控制阀是用来控 制液压系统中油液压力或 通过压力信号实现控制的 阀类。通过液压作用力与 弹簧力的平衡来实现对油 液压力的控制。
溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器
一、溢流阀
作用：对液压系统定压或安全保护，几乎所有的液压
系统都要用到。
定压溢流作用－在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的 是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此 时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压 力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。
到 系 统
解： 在活塞为空载运动期间，pB=0，这时减压阀中的先导阀关 闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑流过减压阀的压力损
失，则pA=0 。 夹紧时，活塞停止运动， pB=2.5MPa。这时减压阀中的先
导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量
流过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀流回油箱。
力F也可近似地视为常数，
故系统的压力基本上保持定
值。
二、先导式溢流阀
是针对直动式溢 流阀不适用于高压大 流量而设计的。
即：用一个较软的弹簧 就可以控制一个较大的 压力。
1、结构组成
符号
T P
调压弹簧 锥阀 锥阀座 遥控口K
阀体 主阀芯 主阀体
主阀弹簧
进油口
P
结构：先导阀+主阀
T
出油口
2、工作原理
2、应用
第四节 流量控制阀
流量控制阀是通过改变阀口大小来改变 液阻实现流量调节的阀。包括节流阀、调速阀、 溢流节流阀和分流集流阀。
节
调
流
速
阀
阀
一、流量控制原理及节流口形式
节流阀节流口通常有三种基本形式:薄壁小孔、细长小 孔和厚壁小孔，三种节流口的流量特性曲线如图4-30所示。
液压与气压传动技术第4章 液压控制阀
•
按安装连接形式分为： 管式连接 板式连接
叠加式连接
插装式连接
集成式连接
3、液压控制阀的性能参数
对于不同类型的各种液压控制阀，还可以用不同的参数表征其不同 的工作性能，一般有压力、流量的限制值，以及压力损失、开启压 力、允许背压、最小稳定流量等。同时，给出若干条特性曲线，供 使用者确定不同状态下的性能参数值。
图4-2 液控单向阀的工作原理图 a）内泄式液控单向阀 b）外泄式液控单向阀
液控单向阀的工作原理
双向液控单向阀：
常用于系统停止供油时而要求执行元件仍然保持锁紧的场合，通常 称为液压锁。
1-阀体
图4-3 双向液控单向阀 a）结构原理图 b）图形符号 2-控制活塞 3-卸压阀芯 4-锥阀芯
图4-4 液压锁（飞机襟翼收放系统） 1、4-阀芯 2、3、5、8-弹簧 6、7-活塞
二、方向控制阀
方向控制阀主要用来接通、关断或改变液压油的流动方向，从而控 制执行元件的起动、停止或改变其运动方向。它主要分为单向阀和 换向阀，单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种，而换向阀的种类 很多、应用广泛。
1、单向阀
功用：控制油液单方向流动，又称为逆止阀或止回阀。。 结构组成： 阀体 阀芯 弹簧等
单向阀的应用：
用于泵的出口，防止系统中的压力冲击对泵造成影响； 隔开油路间不必要的联系，防止油路相互干扰；
作背压阀用（回油路上加背压阀），但背压不可调；
作旁路阀用； 桥式回路。
液控单向阀：是一种通入控制压力油后，便允许油液双向流动的单 向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成。 油液反向流动时（由油口进油），进油压力通常很高，解决这个问 题的方法：①B油口压力很高，采用先导阀预先卸压，见图4-2a，这 种阀称内泄式液控单向阀。②A油口压力较高造成控制活塞背压较大， 采用外泄口回油降低背压，见图4-2b，这种阀称外泄式液控单向阀。
液压-第04章液压执行元件
由于柱塞的瞬时方位角呈周期性变化，液压马达总
的输出转矩也周期性变化，所以液压马达输出的转矩是 脉动的，通常只计算马达的平均转矩。
Ft Ft Ft FN
Ft
F F
13
4.1.3 低速大扭矩液压马达
低速大扭矩液压马达是相对于高速马达而言的，通常 这类马达在结构形式上多为径向柱塞式,其特点是：最低转 速低，大约在5~10转/分；输出扭矩大，可达几万牛顿米； 径向尺寸大，转动惯量大。
动、制动、调速和换向。通常高速马达的输出转矩不
大，最低稳定转速较高，只能满足高速小扭矩工况。
9
柱塞式马达的工作原理
当压力油输入液压马达时，处于压力腔的柱塞被顶 出，压在斜盘上，斜盘对柱塞产生反力，该力可分解为 轴向分力和垂直于轴向的分力。其中，垂直于轴向的分 力使缸体产生转矩。
Ft Ft Ft Ft FN
由上式可见，液压马达的总效率亦同于液压泵的总效 率，等于机械效率与容积效率的乘积。
8
4.1.2
高速液压马达
一般来说，额定转速高于 500r/min 的马达属于高 速马达，额定转速低于 500r/min 的马达属于低速马达。
高速液压马达基本型式：齿轮式、叶片式和轴向 柱塞式等。 它们的主要特点是转速高，转动惯量小，便于启
（2.32）
马达的实际输出转矩小于理论输出转矩： pV T m （2.33） 2 因马达实际存在机械摩擦，故实际输出转矩应考虑机 械效率。
7
• 功率和总效率 马达的输入功率为
N i pq
马达的输出功率为 N o 2nT 马达的总效率为
（2.34） （2.35） （2.36）
《液压与气压传动》课后习题答案
第一章习题答案1-1 填空题1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。
2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。
3.液压传动系统山（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。
4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。
5. 在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。
6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。
7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。
8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。
1-2 判断题1.液压传动不易获得很大的力和转矩。
(X)2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。
(X)3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。
(✓)4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。
(X)第二章习题答案2-1 填空题1.液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大，液体的可压缩性越（小）。
在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。
2.油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法；计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；l m2/s = (10心厘斯。
3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。
C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。
4.选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。
（选项：成分、密度、粘度、可压缩性）5.当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。
气压与液压传动控制技术(第6版)第4章
• 4. 1气动钻床的气压传动系统 • 4. 2零件使用寿命检测装置 • 4. 3气动技术在数控机床中的应用
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4.1 气动钻床的气压传动系统
• 4.1.1 工作过程
• 专用气动钻床的结构如图4-1所示。它利用一个双作用气缸对工件进 行夹紧，并利用另一个双作用气缸实现钻头的进给。其工作过程为: • 放上工件后启动，气缸1A活塞杆伸出，夹紧工件→气缸2A活塞杆伸 出，对工件进行钻孔→钻孔结束后，气缸2A活塞杆缩回→气缸1A活 塞杆缩回，松开工件。
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4.3 气动技束在数控机床中的应用
• 所以气控换向阀1V1和1V2在这里起到了让气缸活塞在任意位置迅速 停止的作用，并能防止切断气源后气缸活塞位置随意改变。 • 回路中气缸活塞速度控制采用了两个单向节流阀进行排气节流控制。 这样主要是为了能有效降低气缸活塞的运动速度，防止刀具在翻转过 程中因运动速度过快而被甩出。
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图4-1气动钻床示意图
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图4 -2气动钻床气动控制回路图
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图4-3零件使用寿命检测装置示意图
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图4-4 零件使用寿命检测装置气动控制 回路图
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图4-5 H400加工中心工作台夹紧回路 图
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图4-6 H400加工中心交换台 抬升回路图
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图4-7 VMC750E加工中心盘式刀库回路 图
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4.1 气动钻床的气压传动系统
• 当1 S1发出信号并且工件已经放好(1 S4)和按下了启动按钮(1S3)， 则换向阀0V切换至左位，使S1供气线路可以给第一组的两个行程阀1 S2 , 2S2供气。 • 单向节流阀2V3使钻孔速度稳定可调，快速排气阀2V2使钻孔完成后 钻头能够快速退回。图4 -2中的各气控换向阀气控口的画法为旧画法， 与标准画法略有不同。
液压与气压传动期末复习重点考点教学讲义第3-4章
第三章 液 压 缸液压缸与液压马达一样,也是一种执行元件。
它是将液压能转换成机械能进行直线往复运动的机械能的一种能量转换装置，输出的通常为推力(或拉力)与直线运动速度。
而液压马达是将液压能转换成连续回转的机械能，输出的通常为转矩与转速。
第一节 液压缸的类型及其特点根据结构特点，液压缸可分为活塞式、柱塞式两种类型。
一、活塞式液压缸活塞式液压缸又可分为双活塞杆液压缸和单活塞杆液压缸两种结构，其安装方式有活塞杆固定（空心双杆液压缸）和缸体固定（实心双杆液压缸）两种。
（一）．双活塞杆液压缸1． 实心双杆液压缸1）组成：图3-1所示为一台平面磨床的实心双杆液压缸的结构图。
l-压盖2-密封圈 3-导向套4-纸垫 5-活塞 6-缸体 7-活塞杆 8-端盖 9-支架 10-螺母。
缸体固定在床身上不动，活塞杆和工作台靠支架9和螺母10连接在一起。
2）工作原理：当压力油通过油道a(或b)分别进入液压缸两腔时，就推动活塞带动工作台作往复运动。
3）推力和速度计算：由于活塞两端有效面积相等，如果供油压力和流量不变，那么活塞往返运动时两个方向的作用力和速度均相等，即 )(422d D q A q V -==π 4)(..22d D p A p F -==π 式中，v 为活塞运动速度 ； q 为供油流量；F 为活塞(或缸体)上的作用力；p 为供油压力；A 为活塞有效面积；D 为活塞直径；d 为活塞杆直径。
4）占地面积：如图3-2所示，实心双杆液压缸驱动工作台的运动范围大，约等于液压缸有效行程的3倍，因而其占地面积较大，它一般只适用于小型机床。
2． 空心双杆液压缸1）组成：图3-3所示为一台外圆磨床的空心双杆液压缸的结构图。
主要组成：缸体、活塞、活塞杆、端盖、托架等，活塞杆固定在床身上，缸体和工作台连接在一起。
2）工作原理：当压力油通过活塞杆2的中心孔和径向孔b(或a)分别进入液压缸两腔时，就推动缸体带动工作台作往复运动。
3）推力和速度计算：缸体11所受到的作用力和运动速度的计算与实心双杆液压缸类同。
液压与气压传动4本
图4-8b所示是单向阀的图形 符Sc号ho图ol o（f M后ech同ani）cal。Engineering
图4-8单向阀
a）结构图 b）图形符号图 1—阀体 2—阀心 3—弹簧
单向阀的阀心也可以用钢球式的结构， 其制造方便，但密封性较差，只适用于 小流量的场合。
液压与气压传动
启前P2口的压力很高，所以使之反 向开启的控制压力也较高，且当控
制活塞推开单向阀心时，高压封闭
回路内油液的压力突然释放，会产
生很大的冲击，为了避免这种现象
且减小控制压力，可采用如图4-10所
示的带卸荷阀心的液控单向阀。作
用在控制活塞1上的控制压力推动控
制活塞上移，先将卸荷阀心6顶开，
P2和P1腔之间产生微小的缝隙，使 P2腔压力降低到一定程度，然后再 顶开单向阀心实现P2到P1的反向通 流。
液压与气压传动
第四章 控制元件
Part 4.1 阀的概述
阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量的
阀有三大类：方向阀、压力阀和流量阀 。
压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制系统的压力 和流量。 方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向。
在结构上，所有的阀都由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱
液压与气压传动
第四章 控制元件
图4-12 手动换向阀（三位四通） a）弹簧自动复位结构 b）弹簧钢球定位结构
液压与气压传动
第四章 控制元件
2）机动换向阀 图4-13所示为机动换向阀及其图形符号，它依靠 挡铁或凸轮来压迫阀心移动，从而实现液流通、断或改变流向。
3）电磁换向阀 电磁换向阀借助于电 磁铁吸力推动阀心动作来改变液流流 向。这类阀操纵方便，布置灵活，易 实现动作转换的自动化，因此应用最 广泛。图4-14所示为电磁换向阀的结 构及图形符号。 电磁阀的电磁铁按所用电源的不同， 分为交流型、直流型和交流本整型三 种；按电磁铁内部是否有油侵入，又 分为干式、湿式和油浸式三种。
液压与气压传动系统的组成
液压与气压传动系统的组成液压与气压传动系统是现代工程中常用的两种传动系统。
液压传动系统通过液体传递力和能量，而气压传动系统通过气体传递力和能量。
它们在工业生产、机械设备以及汽车等领域都有广泛的应用。
本文将详细介绍液压与气压传动系统的组成。
一、液压传动系统的组成液压传动系统主要由以下几个组成部分构成：1. 液压能源装置：液压能源装置主要由液压泵、液压马达或液压发电机等组成。
液压泵通过机械或电动驱动，将机械能转化为液压能。
液压泵有多种类型，常见的有齿轮泵、柱塞泵和液压泵等。
2. 液压执行元件：液压执行元件主要由液压缸和液压马达等组成。
液压缸将液压能转化为机械能，通过液压缸的伸缩来实现力的传递和工作的执行。
液压马达则将液压能转化为机械能，通过旋转来实现力的传递和工作的执行。
3. 液压控制元件：液压控制元件主要由液压阀、液压缸和液压马达等组成。
液压阀用于控制液压系统的压力、流量和方向等参数，实现对液压系统的控制。
液压缸和液压马达则用于实现对液压执行元件的控制，以实现工作的执行。
4. 液压传动介质：液压传动介质主要是液体，通常使用的是油作为液压传动介质。
液压传动介质具有良好的润滑性和密封性能，能够在液压系统中有效地传递力和能量。
二、气压传动系统的组成气压传动系统主要由以下几个组成部分构成：1. 气压能源装置：气压能源装置主要由气压泵和气压发生器等组成。
气压泵通过机械或电动驱动，将机械能转化为气压能。
气压发生器则通过压缩空气，将空气转化为气压能。
2. 气压执行元件：气压执行元件主要由气缸和气动马达等组成。
气缸将气压能转化为机械能，通过气缸的伸缩来实现力的传递和工作的执行。
气动马达则将气压能转化为机械能，通过旋转来实现力的传递和工作的执行。
3. 气压控制元件：气压控制元件主要由气动阀和气缸等组成。
气动阀用于控制气压系统的压力、流量和方向等参数，实现对气压系统的控制。
气缸则用于实现对气压执行元件的控制，以实现工作的执行。
（完整版）液压与气压传动课后习题答案
（完整版）液压与⽓压传动课后习题答案《液压与⽓压传动》习题解答第1章液压传动概述１、何谓液压传动？液压传动有哪两个⼯作特性？答：液压传动是以液体为⼯作介质，把原动机的机械能转化为液体的压⼒能，通过控制元件将具有压⼒能的液体送到执⾏机构，由执⾏机构驱动负载实现所需的运动和动⼒，把液体的压⼒能再转变为⼯作机构所需的机械能，也就是说利⽤受压液体来传递运动和动⼒。
液压传动的⼯作特性是液压系统的⼯作压⼒取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。
２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功⽤是什么？答：⑴动⼒装置：泵，将机械能转换成液体压⼒能的装置。
⑵执⾏装置：缸或马达，将液体压⼒能转换成机械能的装置。
⑶控制装置：阀，对液体的压⼒、流量和流动⽅向进⾏控制和调节的装置。
⑷辅助装置：对⼯作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作⽤的装置。
⑸传动介质：液压油，传递能量。
３、液压传动与机械传动、电⽓传动相⽐有哪些优缺点？答：液压传动的优点：⑴输出⼒⼤,定位精度⾼、传动平稳，使⽤寿命长。
⑵容易实现⽆级调速，调速⽅便且调速范围⼤。
⑶容易实现过载保护和⾃动控制。
⑷机构简化和操作简单。
液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定⽐传动困难。
⑵出现故障不易诊断。
⑶液压元件制造精度⾼，⑷油液易泄漏。
第２章液压传动的基础知识1、选⽤液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运⾏，选⽤液压油要考虑哪些⽅⾯？答：选⽤液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要⼩。
⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。
⑶抗泡沫、抗乳化性好。
⑷抗燃性能好。
选⽤液压油时考虑以下⼏个⽅⾯，⑴按⼯作机的类型选⽤。
⑵按液压泵的类型选⽤。
⑶按液压系统⼯作压⼒选⽤。
⑷考虑液压系统的环境温度。
⑸考虑液压系统的运动速度。
⑹选择合适的液压油品种。
2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防⽌油液污染？答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、⽔、空⽓、化学物质、微⽣物等杂物。
液压与气压传动知识要点第4章
液压与气压传动
第4章 执行元件
3.活塞缸的安装形式和选用 3.活塞缸的安装形式和选用
液压与气压传动
第4章 执行元件
二、柱塞缸
1.柱塞缸的工作原理 1.柱塞缸的工作原理 柱塞缸只能制成单作用缸， 柱塞缸只能制成单作用缸，为了实现双向 运动，柱塞缸常成对使用。 运动，柱塞缸常成对使用。 柱塞缸适宜垂直安装 垂直安装， 柱塞缸适宜垂直安装，可利用负载的重力实现 回程。 回程。
液压与气压传动
第4章 执行元件
（1）法兰式连接 在无缝钢管的缸体上焊上法兰盘， 在无缝钢管的缸体上焊上法兰盘，再用螺钉 与端盖紧固。这种联接结构简单， 与端盖紧固。这种联接结构简单，加工和装拆 都很方便，这种结构应用较广， 都很方便，这种结构应用较广，中压液压缸均 采用这种结构。 采用这种结构。 半环式连接（卡键连接） （2）半环式连接（卡键连接） 外半环连接 内半环连接
（1）单叶片摆动缸：最大回转角小于280° 1 单叶片摆动缸：最大回转角小于280° 280 双叶片摆动缸：最大回转角小于180 180° （2）双叶片摆动缸：最大回转角小于180°
动画
液压与气压传动
第4章 执行元件
摆动缸的摆动轴输出转矩T和角速度ω分 别为： 别为： Zb 2 ( D − d 2 )( p1 − p2 )ηcm T=
液压与气压传动
第4章 执行元件
（5）焊接式连接 5 优点：结构简单，尺寸小，工艺性好； 优点：结构简单，尺寸小，工艺性好； 缺点：清洗缸体内孔较困难， 缺点：清洗缸体内孔较困难，由于焊接可能 造成缸体变形。 造成缸体变形。 一般短行程液压缸多用焊接， 一般短行程液压缸多用焊接，不少液压缸 的底盖都采用焊接。 的底盖都采用焊接。 对于自制的中小型非标准液压缸， 对于自制的中小型非标准液压缸，一般采 用法兰连接、螺纹连接和焊接结构。 用法兰连接、螺纹连接和焊接结构。
液压与气压传动课后习题答案
2-11如图所示，一容器倒置于液面与大气相通的槽中，在大气压力作用下液体在管中上升的高度h=0.5m，假设该液体的密度为ρ=1000kg/m3，试求容器中的真空度。
题2-11图
2-12如图示，在两个相互连通的液压缸中，已知大缸内径 ，小缸内径 ，大缸活塞上放置的物体质量为 。问：在小缸活塞上所加的力 有多大才能使大活塞顶起重物？
参考答案：
液压传动系统和气压传动系统主要有以下部分组成：
（1）动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力。
（2）执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气压马达，它们的功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动。
第1章绪论
1-1什么是液压传动？什么是气压传动？
参考答案：
液压与气压传动的基本工作原理是相似的，都是以流体的压力能来传递动力的。以液体（液压油）为工作介质，靠液体的压力能进行工作称为液压传动。以压缩空气为工作介质，靠气体压力能进行工作的称为气压传动。
1-2液压与气压传动系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
（2）运动粘度：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即：
液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位中只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s，常用的单位为mm2/s。
（3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。我国采用恩氏度E。相对粘度无量纲。
（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：
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三、液压马达的图形符号
单向定量马达
单向变量马达
时间内所需输入液体的体积。
q M q Mt q
P61 (3—1)
4、容积效率
ηMv
液压马达也有容积效率，与液压泵不同的是 马达的实际流量qM大于其理论的流量qMt 马达的理论流量qMt与实际流量
qM之比为马达
的容积效率ηMv
qM qMt
即 Mv
qMt qM
1
(3—2) P61
在按结构形式分为三大类中：
齿轮式
液压泵
一般是定量泵
液压马达 一般是定量马达
叶片式
液压泵
液压马达 液压泵 液压马达
变量泵
定量泵
柱塞式
一般是定量马达 定量泵 变量泵 定量马达
变量马达
对于液压马达，又可分为高速和低速两大类。
一般认为：
额定转速高于500r／min的属于高速液压马达， 额定转速低于500r／min的则属于低速液压马达。
答：(1) 液压马达的实际输出转矩为340N.m； (2) 液压马达的实际输出转速为360r/min。
例2、某液压马达的进油压力为10MPa，排量为 200×10-3L/r，总效率为0.75，机械效率为0.9， 试求 (1) 该马达输出的理论转矩； (2) 若马达的转速为500 r/min，则输入马达的 流量为多少? (3) 若外负载为200 N· m（ n=500r/min）时马达 的输入功率和输出功率各为多少?
计算马达的实际输出转速
n
qM t V
qM M v V
例1、某液压马达排量为250 mL/r，入口压力为10MPa， 出口压力为0.5 MPa，容积效率和机械效率均为0.9， 若输入流量为100 L/min，
试求 (1) 液压马达的实际输出转矩；
(2) 液压马达的实际输出转速。
解
(1)液压马达实际输出转矩 TM
pM
2 300 25 3 3 5 3 qM max 10.5 10 m / min 17.5 10 (m / s) 5 50 10 0.9
作业： 教材p280 ，3-1，3-2，3-3
向，可改变其转向；改变倾角(斜盘与转轴的夹角)
就可以改变排量，成为变量马达。
2、马达输出的转矩、转速
TM pVMm
n
式中排量
qMt V
qM Mv V
2 V d Dztg 4
例2 有一轴向柱塞马达，其输出转矩为25 N· m，工作 压力为50×105 Pa，最小转速2 rpm，最大转速300 rpm ，其总效率为0.9， 试求所需最大流量和最小流量为多少？
constant displacement motor
双向定量马达
双向变量马达
液压马达的图形符号
§4—2 齿轮液压马达 (简称齿轮马达gear motor)
1、工作原理
当压力油进入其进油腔后，由于啮合点的半径x、y
小于齿顶圆的半径，因此在齿1和2 的齿面上变形成
如图所示不平衡液压力，该液压力相对于轴产生转矩。
二、液压马达的主要性能参数：
1、压力 工作压力 额定压力 2、排量 V 指马达输入油液的实际压力，其大小 取决马达的负载； 按试验标准规定，能使马达连续正常
运转的最高压力称额定压力 。
指在不考虑泄漏的情况下，马达每转一弧度
所需输入液体的体积。
3、流量
(1) 理论流量
qMt
理论流量是在不考虑泄漏的情况下，马达在单位 时间内所需输入液体的体积。 (2) 实际流量 qM 实际流量是在考虑泄漏的情况下，马达在单位
注：式中排量V 要用双作用泵的排量V 公式求。
叶片马达一般是双作用式的定量马达，其最大特 点是体积小，惯性小，动作灵敏，允许换向频率很 高，甚至可在几毫秒内换向。其最大弱点是泄漏较 大，机械特性较软，不能在低速下工作，调速范围
不能很大。因此适用于低转矩、高转速以及对惯性
要求较小，对机械特性要不严的场合。
当外负载为200 N· m，压力差(即马达进口压力)将 下降，不是10MPa，而是
200 10M Pa 6.98M Pa 286.5
∴马达的输入功率为:
PMi
pVn
M v
pqM
PMi pqM 6.9810 12010 / 60 14KW
6
3
马达的输出功率
PMo PMiM 14 0.75 10.5 KW
(2) 实际输出转矩 TM
TM TMtM m pVM m
（3）转速 n
n
qM t V
qM M v V
(3—3) P62
常用的计算公式： 计算泵的输入功率 计算泵的输出流量
P pq P r
vm
q qtv Vnv
计算马达的实际输出转矩
TM TMtM m pVM m
解： 由功率关系
TM n pqM M
TM nmin
由题意 p p ，所需最小流量为：
qM min
pM
qM min 2 2 25
50 105 0.9
7 105 m3 / min 11107 (m3 / s)
所需最大流量为：
qM max
TM nmax
q
液压泵
q
q q t q, v
q q qt
qt
1
qM
液压马达
q
qMt
qMt q qM
q
M
qMt , M v
qMt
qM
1
5、功率
（1）输入功率PMi
PM i pqM
(3—8)P62
p 为马达的进出口的压差 ，
（2）输出功率PMo
PMo TM TM 2n
根据公式
TM TMtM m pVM m
6 6
TM (10 0.5) 10 25010 0.9 / 2 340 N m
(2) 液压马达实际输出转速 n
根据公式
n
3
qM t V
qM M v V
n 10010 0.9 / 250 360 r / min
第四章 液压执行元件
液压执行元件是将液压能转变为机械能的 能量转换元件。分两类，一是液压马达，二是 液压缸。
§4—1 液压马达概述
液压马达(displacement motor)是依靠输入的
压力油使输出轴作旋转运动而作功的液压执行元件，
其作用是将压力能转化为机械能。液压马达输出轴
与工作机构连接。承受来自工作机构的负载扭矩。
pq
液压马达
TM TMt
Mm
TM 1 TMt
T
7、总效率
ηM
MvM m
马达输出功率PMo与输入功率PMi之比称马达的总效率 。
M
PMo PMi
(3—10)P62
8、转矩和转速 （1）理论输出转矩 TMt 由能量守衡定理：
T pq
TM t
pqM
pV
(3—6)P62
从工作原理上讲，液压传动中的液压泵和液 压马达都是靠工作积的容积变化而工作的。因此 说泵可以作马达用，马达可作泵用。实际上由于 两者工作状态不一样，为了更好发挥各自工作性 能，在结构上存在差别，所以不能通用。
同学们把这一章学完了，液压泵和液压马 达的结构弄清楚了，也就可以知道为什么液压 泵和液压马达不能互逆通用 。
而高速液压马达的基本形式有齿轮马达、叶 片马达和轴向柱塞马达(螺杆式马达)，低速液压 马达主要是径向柱塞马达。
高速液压马达的主要特点是：转速较高、转动 惯量小、便于起动和制动，调节(调速和换向)灵敏 度高。通常高速马达的输出转矩不大，仅几十N· m 到几百N· m，∴又称高速小转矩液压马达。 低速液压马达的特点：排量大、体积小、转速 低，可低到每分钟几转，能直接与工作机构连接， 不需减速装置，使传动机构大大简化。低速马达输 出转矩较大，可达几千N· m到几万N· m，∴又称低 速大转矩马达。
(3—9)
6、机械效率ηMm 液压马达也有机械效率，与液压泵不同的是 实际输出的转矩TM 小于其理论转矩TMt 马达的实际输出的转矩TM与理论转矩TMt之比
称为马达的机械效率ηMm
Mm
TM 1 TMt
(3—5)P62
pq
液压泵
因为有摩擦消耗能量
T
Tt T Tt m 1 T
§4—3 叶片液压马达
1、 工作原理 如图所示，当高压油 p 从右边进入时，叶片5两 侧均受压力油p 作用不产生转矩，叶片1和4一侧受 高压油的作用，另一侧受低压油的作用。而叶片1 伸出面积大于叶片4伸出面积，故产生使转子顺时 针方向转动的转矩。同理，叶片3和2之间也产生顺 时针方向的转矩。如改变进油方向，高压油p 进入 叶片3和4之间容积及1和2之间容积时，叶片带动转 子逆时针方向转动。
解:
(1) 该马达输出的理论转矩
根据公式
TMt pV
由题意可知
p出 0
p p 10M Pa
TM t
10 10 200 10 10 pV 2
6
3
3
318.3 N m
(2) n=500 r/min 时马达的理论流量
qMt Vn 20010 500 100L / min