華中科技大學(xué)液壓與氣壓傳動試題概要.doc

華中科技大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院2011 2012 學(xué)年度第 二 學(xué)期液壓與氣壓傳動 考試試卷（A卷）（考試時間：150分鐘 考試方式：閉 卷）專業(yè)班級： 學(xué)號： 考試卡號： 姓名： 題號一二三四五總分分?jǐn)?shù)一填空題（每題2分，共20分）1液壓傳動裝置由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四部分組成，其中（ ）和（ ）為能量轉(zhuǎn)換裝置。 2 變量泵是指（ ）可以改變的液壓泵，常見的變量泵有( )、( )、( )其中 （ ）和（ ）是通過改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距來實現(xiàn)變量，（ ） 是通過改變斜盤傾角來實現(xiàn)變量。 3斜盤式軸向柱塞泵構(gòu)成吸、壓油密閉工作腔的三對運動摩擦副為（ 與 ）、（ 與 ） 、（ 與 ）。 4外嚙合齒輪泵位于輪齒逐漸脫開嚙合的一側(cè)是（ ）腔，位于輪齒逐漸進入嚙合的一側(cè)是（ ） 腔。 5齒輪泵產(chǎn)生泄漏的間隙為（ ）間隙和（ ）間隙，此外還存在（ ） 間隙，其中（ ）泄漏占總泄漏量的80%85%。6雙作用葉片泵的定子曲線由兩段（ ）、兩段（ ）及四段（ ）組成，吸、壓油窗口位于（ ）段。7溢流閥為（ ）壓力控制，閥口常（ ），先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油與閥的出口相通。定值減壓閥為（ ）壓力控制，閥口常（ ），先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油必須（ ）。 8選用過濾器應(yīng)考慮（ ）、（ ）、（ ）和其它功能，它在系統(tǒng)中可安裝在（ ）、（ ）、（ ）和單獨的過濾系統(tǒng)中。 9在變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路中，為了在低速時有較大的輸出轉(zhuǎn)矩、在高速時能提供較大功率，往往在低速段，先將 （ ） 調(diào)至最大，用（ ） 調(diào)速；在高速段，（ ）為最大，用（ ）調(diào)速。 10氣動三大件是氣動元件及氣動系統(tǒng)使用壓縮空氣的最后保證，三大件是指（ ）、（ ）、（ ）。 二選擇題（每題2分，共20分）1雙作用葉片泵具有（ ）的結(jié)構(gòu)特點；而單作用葉片泵具有（ ）的結(jié)構(gòu)特點。（多選）（A）作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡 （B）所有葉片的頂部和底部所受液壓力平衡 （C）不考慮葉片厚度，瞬時流量是均勻的 （D）改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心可改變排量 2一水平放置的雙伸出桿液壓缸，采用三位四通電磁換向閥，要求閥處于中位時，液壓泵卸荷，且液壓缸浮動，其中位機能應(yīng)選用（ ）；要求閥處于中位時，液壓泵卸荷，且液壓缸閉鎖不動，其中位機能應(yīng)選用（ ）。 （A）O型 （B）M型 （C） Y型 （D） H型 3在下 面幾種調(diào)速回路中，（ ）中的溢流閥是安全閥，（ ）中的溢流閥是穩(wěn)壓閥。 （多選）(A) 定量泵和調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路 (B) 定量泵和旁通型調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路 (C) 定量泵和節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路 (D) 定量泵和變量馬達(dá)的閉式調(diào)速回路4順序閥在系統(tǒng)中作卸荷閥用時，應(yīng)選用（ ）型，作背壓閥時，應(yīng)選用（ ）型。 （A）內(nèi)控內(nèi)泄式 （B）內(nèi)控外泄式 （C）外控內(nèi)泄式 （D）外控外泄式5在下列調(diào)速回路中，（ ）為流量適應(yīng)回路，（ ）為功率適應(yīng)回路。 （多選）(A) 限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路 (B) 差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的調(diào)速回路 (C) 定量泵和旁通型調(diào)速閥（溢流節(jié)流閥）組成的調(diào)速回路 (D) 恒功率變量泵調(diào)速回路6已知單活塞杠液壓缸的活塞直徑D為活塞直徑d的兩倍，差動連接的快進速度等于非差動連接前進速度的（ ）；差動連接的快進速度等于快退速度的（ ）。 （A）1倍 （B）2倍 （C）3倍 （D）4倍 7三位四通電液換向閥的液動滑閥為彈簧對中型，其先導(dǎo)電磁換向閥中位必須是（ ）機能，而液動滑閥為液壓對中型，其先導(dǎo)電磁換向閥中位必須是（ ）機能。 （A）H型 （B）M型 （C）Y型 （D）P型 8在定量泵變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路中，如果液壓馬達(dá)所驅(qū)動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變小，若不考慮泄漏的影響，試判斷馬達(dá)轉(zhuǎn)速（ ）；泵的輸出功率（ ）。 （A）增大 （B）減小 （C）基本不變 （D）無法判斷 9用同樣定量泵，節(jié)流閥，溢流閥和液壓缸組成下列幾種節(jié)流調(diào)速回路，（ ）能夠承受負(fù)值負(fù)載，（ ）的速度剛性最差，而回路效率最高。 （A）進油節(jié)流調(diào)速回 （B）回油節(jié)流調(diào)速回路 （C）旁路節(jié)流調(diào)速回路10在亞聲速流動時，管道截面縮小，氣流速度（ ）；在超聲速流動時，管道截面擴大，氣流速度（ ）。（A）增加 （B）不變 （C）減小 三問答題（共22分）1液壓傳動中常用的液壓泵分為哪些類型？（5分）2溢流閥在液壓系統(tǒng)中有何功用？（5分）3常見的液壓基本回路有幾類？各起什么作用？（6分）4齒輪泵的徑向力不平衡是怎樣產(chǎn)生的?會帶來什么后果?消除徑向力不平衡的措施有哪些? （6分）四分析題（18分）1已知一個節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量為qmin，液壓缸兩腔面積12，缸的負(fù)載為F。如果分別組成進油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速回路，試分析： 1） 進油、回油節(jié)流調(diào)速哪個回路能使液壓缸獲得更低的最低運動速度。2）在判斷哪個回路能獲得最低的運動速度時，應(yīng)將下述哪些參數(shù)保持相同，方能進行比較。3）此時，兩個回路中泵的出口壓力是否相等（要求寫出壓力表達(dá)式）？（共10分）2如圖所示的系統(tǒng)中，主工作缸負(fù)載阻力F=2000N，夾緊缸II在運動時負(fù)載阻力很小可忽略不計。兩缸大小相同，大腔面積 A1=20cm2，小腔有效面積A2=10cm2，溢流閥調(diào)整值py =30105Pa，減壓閥調(diào)整值pj=15105Pa。試分析： 1） 當(dāng)夾緊缸II運動時：pa和pb分別為多少？ 2） 當(dāng)夾緊缸II夾緊工件時：pa和pb分別為多少？ 3）夾緊缸II需要承受的最高壓力pmax為多少？ （共8分）五計算題（共20分）1如圖所示回路中A1=80X10-4m2,A2=40 X10-4m2,立式液壓缸活塞與重物自重W=6kN，活塞運動時的摩擦阻力Ff=2kN，向下工進時的工作負(fù)載FL=24kN。系統(tǒng)停止工作時應(yīng)保證液壓缸活塞不因自重而下滑。求順序閥和溢流閥的最小調(diào)定壓力px，py。（6分）2泵和馬達(dá)組成系統(tǒng)，已知泵輸出油壓pp100105Pa，排量Vp=10cm3/r，機械效率mp=0.95，容積效率vp=0.9；馬達(dá)排量VM=10cm3/r，機械效率mM=0.95，容積效率vM=0.9，泵出口處到馬達(dá)入口處管路的壓力損失為5105Pa，馬達(dá)回油管和泵吸油管的壓力損失不計，試求： 1） 泵轉(zhuǎn)速為1500r/min時，所需的驅(qū)動功率Prp；（W） 2） 泵輸出的液壓功率Pop；（W） 3） 馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速nM；（r/min） 4） 馬達(dá)輸出功率PM；（W） 5） 馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩TM。（.）（14分）A卷答案一填空題（每題2分，共20分）1液壓傳動裝置由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四部分組成，其中（ ）和（ ）為能量轉(zhuǎn)換裝置。（動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件；動力元件、執(zhí)行元件）2 變量泵是指（ ）可以改變的液壓泵，常見的變量泵有( )、( )、( )其中 （ ）和（ ）是通過改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距來實現(xiàn)變量，（ ） 是通過改變斜盤傾角來實現(xiàn)變量。 （排量；單作用葉片泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵；單作用葉片泵、徑向柱塞泵；軸向柱塞泵）3斜盤式軸向柱塞泵構(gòu)成吸、壓油密閉工作腔的三對運動摩擦副為（ 與 ）、（ 與 ） 、（ 與 ）。 （柱塞與缸體、缸體與配油盤、滑履與斜盤）4外嚙合齒輪泵位于輪齒逐漸脫開嚙合的一側(cè)是（ ）腔，位于輪齒逐漸進入嚙合的一側(cè)是（ ） 腔。 （吸油；壓油） 5齒輪泵產(chǎn)生泄漏的間隙為（ ）間隙和（ ）間隙，此外還存在（ ） 間隙，其中（ ）泄漏占總泄漏量的80%85%。（端面、徑向；嚙合；端面） 6雙作用葉片泵的定子曲線由兩段（ ）、兩段（ ）及四段（ ）組成，吸、壓油窗口位于（ ）段。 （大半徑圓弧 、小半徑圓弧、 過渡曲線；過渡曲線） 7溢流閥為（ ）壓力控制，閥口常（ ），先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油與閥的出口相通。定值減壓閥為（ ）壓力控制，閥口常（ ），先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油必須（ ）。 （進口；閉 ；出口；開； 單獨引回油箱）8選用過濾器應(yīng)考慮（ ）、（ ）、（ ）和其它功能，它在系統(tǒng)中可安裝在（ ）、（ ）、（ ）和單獨的過濾系統(tǒng)中。 （過濾精度、通流能力、機械強度；泵的吸油口、泵的壓油口、系統(tǒng)的回油路上 ）9在變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路中，為了在低速時有較大的輸出轉(zhuǎn)矩、在高速時能提供較大功率，往往在低速段，先將 （ ） 調(diào)至最大，用（ ） 調(diào)速；在高速段，（ ）為最大，用（ ）調(diào)速。 （馬達(dá)排量，變量泵；泵排量，變量馬達(dá)）10氣動三大件是氣動元件及氣動系統(tǒng)使用壓縮空氣的最后保證，三大件是指（ ）、（ ）、（ ）。 （分水濾氣器、減壓閥、油霧器） 二選擇題（每題2分，共20分）1雙作用葉片泵具有（ ）的結(jié)構(gòu)特點；而單作用葉片泵具有（ ）的結(jié)構(gòu)特點。（多選）（A）作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡 （B）所有葉片的頂部和底部所受液壓力平衡 （C）不考慮葉片厚度，瞬時流量是均勻的 （D）改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心可改變排量 （A、C；B、D）2一水平放置的雙伸出桿液壓缸，采用三位四通電磁換向閥，要求閥處于中位時，液壓泵卸荷，且液壓缸浮動，其中位機能應(yīng)選用（ ）；要求閥處于中位時，液壓泵卸荷，且液壓缸閉鎖不動，其中位機能應(yīng)選用（ ）。 （A）O型 （B）M型 （C） Y型 （D） H型 （D；B）3在下 面幾種調(diào)速回路中，（ ）中的溢流閥是安全閥，（ ）中的溢流閥是穩(wěn)壓閥。 （多選）(A) 定量泵和調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路 (B) 定量泵和旁通型調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路 (C) 定量泵和節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路 (D) 定量泵和變量馬達(dá)的閉式調(diào)速回路（B、C、D ；A ）4順序閥在系統(tǒng)中作卸荷閥用時，應(yīng)選用（ ）型，作背壓閥時，應(yīng)選用（ ）型。 （A）內(nèi)控內(nèi)泄式 （B）內(nèi)控外泄式 （C）外控內(nèi)泄式 （D）外控外泄式（C；A） 5在下列調(diào)速回路中，（ ）為流量適應(yīng)回路，（ ）為功率適應(yīng)回路。 （多選）(A) 限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路 (B) 差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的調(diào)速回路 (C) 定量泵和旁通型調(diào)速閥（溢流節(jié)流閥）組成的調(diào)速回路 (D) 恒功率變量泵調(diào)速回路（A、B、D； B）6已知單活塞杠液壓缸的活塞直徑D為活塞直徑d的兩倍，差動連接的快進速度等于非差動連接前進速度的（ ）；差動連接的快進速度等于快退速度的（ ）。 （A）1倍 （B）2倍 （C）3倍 （D）4倍 (D；C) 7三位四通電液換向閥的液動滑閥為彈簧對中型，其先導(dǎo)電磁換向閥中位必須是（ ）機能，而液動滑閥為液壓對中型，其先導(dǎo)電磁換向閥中位必須是（ ）機能。 （A）H型 （B）M型 （C）Y型 （D）P型 （C；D） 8在定量泵變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路中，如果液壓馬達(dá)所驅(qū)動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變小，若不考慮泄漏的影響，試判斷馬達(dá)轉(zhuǎn)速（ ）；泵的輸出功率（ ）。 （A）增大 （B）減小 （C）基本不變 （D）無法判斷 （C；B） 9用同樣定量泵，節(jié)流閥，溢流閥和液壓缸組成下列幾種節(jié)流調(diào)速回路，（ ）能夠承受負(fù)值負(fù)載，（ ）的速度剛性最差，而回路效率最高。 （A）進油節(jié)流調(diào)速回 （B）回油節(jié)流調(diào)速回路 （C）旁路節(jié)流調(diào)速回路（B、C）10在亞聲速流動時，管道截面縮小，氣流速度（ ）；在超聲速流動時，管道截面擴大，氣流速度（ ）。（A）增加 （B）不變 （C）減小 （A；A）三問答題（共22分）1液壓傳動中常用的液壓泵分為哪些類型？（5分）答：1） 按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類有定量泵和變量泵。定量泵：液壓泵輸出流量不能調(diào)節(jié)，即單位時間內(nèi)輸出的油液體積是一定的。 變量泵：液壓泵輸出流量可以調(diào)節(jié)，即根據(jù)系統(tǒng)的需要，泵輸出不同的流量。 （3分）2）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類有齒輪泵（外嚙合式、內(nèi)嚙合式）、 葉片泵（單作用式、雙作用式）、柱塞泵（軸向式、徑向式）螺桿泵。（2分）2溢流閥在液壓系統(tǒng)中有何功用？（5分）答：溢流閥在液壓系統(tǒng)中很重要，特別是定量泵系統(tǒng)，沒有溢流閥幾乎不可能工作。它的主要功能有如下幾點：1）起穩(wěn)壓溢流作用。2）起安全閥作用。3）作卸荷閥用。4）作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥用。 5）作高低壓多級控制用。6）用于產(chǎn)生背壓。（答對5個及以上給5分）3常見的液壓基本回路有幾類？各起什么作用？（6分）答：常見的液壓基本回路有三大類： 1）方向控制回路，它在液壓系統(tǒng)中的作用是控制執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運動方向。2）壓力控制回路，它的作用利用壓力控制閥來實現(xiàn)系統(tǒng)的壓力控制，用來實現(xiàn)穩(wěn)壓、減壓，增壓和多級調(diào)壓等控制，滿足執(zhí)行元件在力或轉(zhuǎn)矩上的要求。3）速度控制回路，它是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，用來控制執(zhí)行元件的運動速度。（每個回路2分）4齒輪泵的徑向力不平衡是怎樣產(chǎn)生的?會帶來什么后果?消除徑向力不平衡的措施有哪些? （6分）答：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，并且齒頂圓與泵體內(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。這一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。（3分）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，從而使齒輪與泵體內(nèi)產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泵的正常工作。（1分）消除徑向力不平衡的措施： 1） 縮小壓油口的直徑，使高壓僅作用在一個齒到兩個齒的范圍，這樣壓力油作用在齒輪上的面積縮小了，因此徑向力也相應(yīng)減小。有些齒輪泵，采用開壓力平衡槽的辦法來解決徑向力不平衡的問題。如此有關(guān)零件（通常在軸承座圈）上開出四個接通齒間壓力平衡槽，并使其中兩個與壓油腔相通，另兩個與吸油腔相通。這種辦法可使作用在齒輪上的徑向力大體上獲得平衡，但會使泵的高低壓區(qū)更加接近，增加泄漏和降低容積效率。（2分）四分析題（18分）1已知一個節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量為qmin，液壓缸兩腔面積12，缸的負(fù)載為F。如果分別組成進油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速回路，試分析： 1） 進油、回油節(jié)流調(diào)速哪個回路能使液壓缸獲得更低的最低運動速度。2）在判斷哪個回路能獲得最低的運動速度時，應(yīng)將下述哪些參數(shù)保持相同，方能進行比較。3）此時，兩個回路中泵的出口壓力是否相等（要求寫出壓力表達(dá)式）？（共10分）解：1）進油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運動速度v1= qmin/A1； 出口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運動速度 v2= qmin/A2 因12，故進油節(jié)流調(diào)速可獲得最低的最低速度。（2分）2）節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量是指某一定壓差下（23105Pa），節(jié)流閥在最小允許開度 ATmin時能正常工作的最小流量qmin。因此在比較哪個回路能使液壓缸有較低的運動速度時，就應(yīng)保持節(jié)流閥最小開口量ATmin 和兩端壓差p相同的條件。（4分）3）設(shè)進油節(jié)流調(diào)速回路的泵壓力為pp1,節(jié)流閥壓差為p1則： 設(shè)出口調(diào)速回路液壓缸大腔壓力（泵壓力）為pp2 ，節(jié)流閥壓差為p2 ，則： 由最小穩(wěn)定流量qmin相等的定義可知：p1=p2 即： 為使兩個回路分別獲得缸最低運動速度，兩個泵的調(diào)定壓力是不相等的。（4分）2如圖所示的系統(tǒng)中，主工作缸負(fù)載阻力F=2000N，夾緊缸II在運動時負(fù)載阻力很小可忽略不計。兩缸大小相同，大腔面積 A1=20cm2，小腔有效面積A2=10cm2，溢流閥調(diào)整值py =30105Pa，減壓閥調(diào)整值pj=1