華中科技大學(xué)液壓與氣壓傳動試題概要

1、華中科技大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級:20112012學(xué)年度第學(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）題號-一一二二二-三四五總分分數(shù)學(xué)號:姓名:考試卡號:一.填空題（每題2分，共20分）1. 液壓傳動裝置由 四部分組成，其中（2. 變量泵是指（有（）、（）、（）、（）和（）和（）為能量轉(zhuǎn)換裝置。）可以改變的液壓泵，常見的變量泵） 其中（）和（）是）是通過改變通過改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距來實現(xiàn)變量，（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 ）°）腔，副為（ 與 ）、（ 與 ）、（4. 外嚙合齒輪泵位于輪齒逐漸

2、脫開嚙合的一側(cè)是 位于輪齒逐漸進入嚙合的一側(cè)是（5. 齒輪泵產(chǎn)生泄漏的間隙為（此外還存在（）間隙，其中（80%- 85%6. 雙作用葉片泵的定子曲線由兩段）腔。）間隙和）泄漏占總泄漏量的）間隙,及四段（）組成，吸、壓油窗口位于（7. 溢流閥為（）壓力控制，閥口常（ 簧腔的泄漏油與閥的出口相通。定值減壓閥為（）、兩段（）段。），先導(dǎo)閥彈）壓力控制,17）。）和）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（）、（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

3、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（A）（B）（C）（D）的結(jié)構(gòu)特點。 （多選） 作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡 所有葉片的頂部和底部所受液壓力平衡 不考慮葉片厚度，瞬時流量是均勻的 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

4、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(A)(B)(C) (D)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） 定量泵和調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路 定量泵和旁通型調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路 定量泵和節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路 定量泵和變量馬達的閉式調(diào)速回路4順序閥在系統(tǒng)中作卸荷閥用時，應(yīng)選用（）型，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 控外泄式5在下列調(diào)速回路中，（ 為功率適應(yīng)回路。 （多選） 限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路 差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的調(diào)速回路 定量

5、泵和旁通型調(diào)速閥（溢流節(jié)流閥）組成的調(diào)速回路 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（作背壓(D)外）為流量適應(yīng)回路，（(A)(B)(C)(D)）。（ 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 在定量泵變量馬達的容積調(diào)速回路中，如果液壓馬達所 驅(qū)

6、動的負載轉(zhuǎn)矩變小，若不考慮泄漏的影響，試判斷馬達轉(zhuǎn)速 （ ）；泵的輸出功率（ ）。（A）增大（B）減?。–）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，（ ）能夠承受負值負載，（ ）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）；在10在亞聲速流動時，管道截面縮小，氣流速度（ 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

7、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A 1>A 2 , 缸的負載為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（要求寫出壓力表達式）？（共 10分）2.如圖所示的系統(tǒng)中，主工作缸I負載阻力Fi=2000N夾緊缸I

8、I在運動時負載阻力很小可忽略不計。兩缸大小相同，大腔面積A=20cm2，小腔有效面積A2=10cm2，溢流閥調(diào)整值py =30x 105pa,減 壓閥調(diào)整值p =15X 105Pa。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）II五.計算題（共20分）1如圖所示回路中Ai=80X1O4 m2，A2=40 X10'4 rm,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載FL=24kN。系統(tǒng)停止工作時應(yīng)保證液壓缸活

9、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， P y。（ 6 分）2.泵和馬達組成系統(tǒng)，已知泵輸出油壓Pp= 100X 105Pa,排量n vpn viVPhOcmVr，機械效率n肪0.95，容積效率n vp=0.9 ;馬達排量 VMFlOcmVr，機械效率n肪0.95，容積效率n vm=0.9，泵出口處到 馬達入口處管路的壓力損失為5X 105 Pa,馬達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 ） 馬達輸出轉(zhuǎn)速 nM;（r/min ） 4） 馬達輸出功率 PM

10、;（W） 5） 馬達輸出轉(zhuǎn)矩 TM。（N . m）（ 14 分）A卷答案 一填空題（每題 2 分，共 20分）和）為能量轉(zhuǎn)換1液壓傳動裝置由（）和（ ）四部分組成，其中（ 裝置。輔助元件；動力元件、執(zhí)行元件）可以改變的液壓泵，常見的變量泵） 其中 （ ）和（ ）是） 是通過改變（動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、（、（2 變量泵是指（ 有（ ）、（ ）通過改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距來實現(xiàn)變量， （ 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 （柱塞與缸

11、體、缸體與配油盤、滑履與斜盤） 腔。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（吸油；壓油）間隙，）間隙和（）泄漏占總泄漏量的5齒輪泵產(chǎn)生泄漏的間隙為 （ 此外還存在（ ） 間隙，其中（80%- 85% （端面、徑向；嚙合；端面）（）組成，吸、壓油窗口位于（過渡曲線；過渡曲線）壓力控制，閥口常（）、兩段（）段。6雙作用葉片泵的定子曲線由兩段 及四段（），先導(dǎo)閥彈 ）壓力控制， ）。（大半徑圓弧 、小半徑圓弧、7溢流閥為（ 簧腔的泄漏油與閥的出口相通。定值減壓閥為 （ 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

12、器應(yīng)考慮（）、（ ）、（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。（馬達排量，變量泵；泵排量，變量馬達）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）和

13、）具有（A）（B）（C）（D）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）的結(jié)構(gòu)特點。 （多選） 作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡 所有葉片的頂部和底部所受液壓力平衡 不考慮葉片厚度，瞬

14、時流量是均勻的 改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心可改變排量(C) 定量泵和節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路(D) 定量泵和變量馬達的閉式調(diào)速回路B、C、D ；A )作背壓4順序閥在系統(tǒng)中作卸荷閥用時，應(yīng)選用()型，閥時，應(yīng)選用( )型。(D)外(A) 內(nèi)控內(nèi)泄式 (B)內(nèi)控外泄式 (C)外控內(nèi)泄式 控外泄式C；A)為功5在下列調(diào)速回路中，()為流量適應(yīng)回路，(多選)限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路 差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的調(diào)速回路 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 恒功率變量泵調(diào)速回路率適應(yīng)回路。(A)(B)(C)(D)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

15、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 .在定量泵變量馬達的容積調(diào)速回路中，如果液壓馬達 所驅(qū)動的負載轉(zhuǎn)矩變小，若不考慮泄漏的影響，試判斷馬達轉(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

16、，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，（ ）能夠承受負值負載，（ ）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（ 超聲速流動時，管道截面擴大，氣流速度（B）不變（C）減小（A）增加）。）；在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）

17、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）5 分）沒有溢流閥幾乎不可能工作。它2溢流閥在液壓系統(tǒng)中有何功用？（答：溢流閥在液壓系統(tǒng)中很重要，特別是定量泵系統(tǒng)， 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

18、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

19、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

20、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A 1>A 2 , 缸的負載為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

21、中泵的 出口壓力是否相等（要求寫出壓力表達式）？（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= qmi n/A2因A 1>A 2,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（23X 105 Pa）,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:Pp 1 =F/A, + 心P1ip1

22、 = Pp 1 - F/A1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:A Pp 2 = F + p2 A2也 P 2 Pp2 A / A F / A2由最小穩(wěn)定流量qmin相等的定義可知： p1= p2即:Pp1 = Pp2 A/A2 F/A -F/A2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I負載阻力Fi=2000N夾緊缸II在運動時負載阻力很小可忽略不計。兩缸大小相同，大腔面積A=20cm，小腔有效面積 A=10cm,溢流閥調(diào)整值py =30X 105pa,減 壓閥調(diào)整值P =15X 105Pa。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