(2025年)《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》經(jīng)典習(xí)題(含參考答案)一、選擇題（每題2分，共20分）1.液壓系統(tǒng)中，液壓油的主要作用不包括（）。A.傳遞動(dòng)力B.潤(rùn)滑元件C.冷卻系統(tǒng)D.密封間隙2.外嚙合齒輪泵的困油現(xiàn)象主要是由于（）引起的。A.齒輪齒頂與泵殼間隙過(guò)大B.齒輪嚙合時(shí)重疊系數(shù)大于1C.吸油腔與壓油腔未完全隔離D.油液黏度隨溫度變化3.以下哪類(lèi)液壓閥不能直接控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向？（）A.換向閥B.單向閥C.調(diào)速閥D.液控單向閥4.氣動(dòng)系統(tǒng)中，空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣需經(jīng)干燥處理，主要是為了防止（）。A.壓力波動(dòng)B.元件銹蝕C.流量不足D.噪聲增大5.雙作用液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，其活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度比非差動(dòng)連接時(shí)（）。A.更快B.更慢C.相同D.無(wú)法確定6.下列液壓泵中，理論流量脈動(dòng)最小的是（）。A.齒輪泵B.單作用葉片泵C.雙作用葉片泵D.柱塞泵7.氣動(dòng)三聯(lián)件的正確連接順序是（）。A.油霧器→減壓閥→過(guò)濾器B.過(guò)濾器→減壓閥→油霧器C.減壓閥→過(guò)濾器→油霧器D.過(guò)濾器→油霧器→減壓閥8.某液壓系統(tǒng)中，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為3MPa，當(dāng)減壓閥出口接油箱時(shí)，其進(jìn)口壓力約為（）。A.0MPaB.3MPaC.5MPaD.8MPa9.氣壓傳動(dòng)中，氣缸的輸出力與（）無(wú)關(guān)。A.工作壓力B.活塞面積C.摩擦阻力D.氣體壓縮性10.液壓系統(tǒng)中，若執(zhí)行元件需實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)→工進(jìn)→快退”動(dòng)作，通常需要（）。A.調(diào)速閥與換向閥配合B.溢流閥與順序閥配合C.變量泵與節(jié)流閥配合D.單向閥與減壓閥配合二、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述液壓泵的工作原理，并說(shuō)明其正常工作的必要條件。2.液壓缸為什么需要設(shè)置緩沖裝置？常見(jiàn)的緩沖形式有哪些？3.比較溢流閥、減壓閥和順序閥在結(jié)構(gòu)與功能上的主要區(qū)別。4.氣動(dòng)系統(tǒng)中，為什么要設(shè)置后冷卻器和儲(chǔ)氣罐？各自的作用是什么？5.分析單作用葉片泵與雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)差異，并說(shuō)明單作用葉片泵為何可設(shè)計(jì)為變量泵。三、計(jì)算題（每題10分，共40分）1.某齒輪泵的模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z=12，齒寬b=30mm，轉(zhuǎn)速n=1500r/min，容積效率ηv=0.92，求該泵的理論流量和實(shí)際輸出流量（單位：L/min）。（提示：齒輪泵理論排量V=2πm2zb）2.一單桿活塞液壓缸，缸徑D=80mm，活塞桿直徑d=50mm，泵的供油流量q=25L/min，試計(jì)算：（1）液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)的活塞運(yùn)動(dòng)速度v1；（2）有桿腔進(jìn)油時(shí)的活塞運(yùn)動(dòng)速度v2；（3）若采用差動(dòng)連接，活塞運(yùn)動(dòng)速度v3（假設(shè)泄漏不計(jì)）。3.某液壓系統(tǒng)中，液壓泵的輸出壓力p=7MPa，排量V=100mL/r，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，總效率η=0.85，求：（1）泵的理論流量q_t；（2）泵的實(shí)際流量q；（3）泵的輸入功率P_in；（4）泵的輸出功率P_out。4.某氣動(dòng)回路中，氣缸內(nèi)徑D=100mm，活塞桿直徑d=30mm，工作壓力p=0.6MPa，氣缸伸出時(shí)的機(jī)械效率η=0.85，求氣缸伸出時(shí)的實(shí)際推力F（單位：N）。四、分析題（10分）如圖所示為某機(jī)床液壓系統(tǒng)的快速進(jìn)給回路（注：圖中1為變量泵，2為溢流閥，3為換向閥，4為液壓缸，5為單向閥，6為調(diào)速閥）。（1）說(shuō)明當(dāng)換向閥3處于左位時(shí)，系統(tǒng)的工作過(guò)程；（2）分析該回路如何實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)→工進(jìn)”的速度切換；（3）若工進(jìn)時(shí)液壓缸速度不穩(wěn)定，可能的故障原因有哪些？參考答案一、選擇題1.D2.B3.C4.B5.A6.C7.B8.C9.D10.A二、簡(jiǎn)答題1.液壓泵的工作原理是依靠密封容積的周期性變化實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。正常工作的必要條件：①具有周期性變化的密封容積；②吸油腔與壓油腔嚴(yán)格隔離（有配流裝置）；③油箱與大氣相通（或泵吸油口有足夠的吸入壓力）。2.液壓缸設(shè)置緩沖裝置的原因：當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)時(shí)，因慣性會(huì)與缸蓋發(fā)生碰撞，產(chǎn)生沖擊和噪聲，甚至損壞元件。常見(jiàn)緩沖形式：節(jié)流緩沖（圓柱環(huán)形間隙、圓錐環(huán)形間隙）、可變節(jié)流緩沖（軸向三角槽）、可調(diào)節(jié)流緩沖（帶可調(diào)節(jié)流閥）。3.結(jié)構(gòu)差異：溢流閥進(jìn)口壓力控制，常閉，出口接油箱；減壓閥出口壓力控制，常開(kāi)，出口接負(fù)載；順序閥利用進(jìn)口壓力控制閥芯動(dòng)作，出口接二次回路。功能差異：溢流閥用于穩(wěn)壓、限壓；減壓閥用于降低并穩(wěn)定支路壓力；順序閥用于控制執(zhí)行元件的順序動(dòng)作。4.后冷卻器作用：將空壓機(jī)排出的高溫壓縮空氣冷卻（至40~50℃），使其中的水蒸氣和油蒸氣凝結(jié)成水滴和油滴，便于后續(xù)分離。儲(chǔ)氣罐作用：儲(chǔ)存壓縮空氣，穩(wěn)定系統(tǒng)壓力；消除氣流脈動(dòng)；進(jìn)一步冷卻并分離水分和油分。5.結(jié)構(gòu)差異：?jiǎn)巫饔萌~片泵定子為圓形，轉(zhuǎn)子與定子偏心安裝，葉片數(shù)為奇數(shù)；雙作用葉片泵定子為橢圓形，轉(zhuǎn)子與定子同心安裝，葉片數(shù)為偶數(shù)。單作用葉片泵因轉(zhuǎn)子與定子偏心距可調(diào)節(jié)（通過(guò)改變偏心量），故可設(shè)計(jì)為變量泵；雙作用葉片泵因定子為對(duì)稱(chēng)橢圓，偏心距固定，故為定量泵。三、計(jì)算題1.理論排量V=2πm2zb=2×3.14×22×12×30=9043.2mm3/r=9.0432mL/r理論流量q_t=V×n=9.0432×1500=13564.8mL/min=13.5648L/min實(shí)際流量q=q_t×ηv=13.5648×0.92≈12.48L/min2.（1）無(wú)桿腔面積A1=πD2/4=3.14×802/4=5024mm2=5.024×10?3m2速度v1=q/(A1×60)=25×10?3/(5.024×10?3×60)≈0.083m/s=83mm/s（2）有桿腔面積A2=π(D2-d2)/4=3.14×(802-502)/4=3297mm2=3.297×10?3m2速度v2=q/(A2×60)=25×10?3/(3.297×10?3×60)≈0.126m/s=126mm/s（3）差動(dòng)連接時(shí)，有效面積A3=πd2/4=3.14×502/4=1962.5mm2=1.9625×10?3m2速度v3=q/(A3×60)=25×10?3/(1.9625×10?3×60)≈0.213m/s=213mm/s3.（1）理論流量q_t=V×n=100×1450=145000mL/min=145L/min（2）實(shí)際流量q=q_t×ηv（注：總效率η=ηv×ηm，本題未明確ηv與ηm，默認(rèn)η=ηv×ηm≈ηv，或按η=P_out/P_in計(jì)算）但通常泵的容積效率ηv=q/q_t，機(jī)械效率ηm=P_t/P_in（P_t為理論功率），總效率η=ηv×ηm。假設(shè)ηv=0.9（常見(jiàn)值），則q=q_t×ηv=145×0.9=130.5L/min（注：本題若按總效率直接計(jì)算，需結(jié)合功率公式）更準(zhǔn)確計(jì)算：輸出功率P_out=p×q/60=7×10?Pa×q(m3/s)=7×10?×(q×10?3/60)=116666.67q輸入功率P_in=P_out/η=116666.67q/0.85同時(shí)P_in=2πnT/60（T為輸入扭矩），但可能更簡(jiǎn)單的方式是：理論流量q_t=V×n=100mL/r×1450r/min=145000mL/min=145L/min=0.002417m3/s理論功率P_t=p×q_t=7×10?×0.002417≈16919W≈16.92kW實(shí)際輸出功率P_out=P_t×ηm（ηm=η/ηv），但題目給總效率η=0.85=P_out/P_in，而P_out=p×q（q為實(shí)際流量），P_in=2πnT/60=P_out/0.85因此q=P_out/(p)=(P_in×0.85)/p同時(shí)P_in=2πnT/60，而理論扭矩T_t=pV/(2π)，實(shí)際扭矩T=T_t/ηm=pV/(2πηm)總效率η=ηv×ηm=(q/q_t)×(T_t/T)=(q/q_t)×(ηm)=ηv×ηm=0.85通常ηv≈0.9~0.95，ηm≈0.9~0.95，取ηv=0.92，則ηm=0.85/0.92≈0.924則實(shí)際流量q=q_t×ηv=145×0.92≈133.4L/min輸出功率P_out=p×q/60=7×133.4/60≈15.56kW輸入功率P_in=P_out/0.85≈18.3kW（注：本題若簡(jiǎn)化計(jì)算，可直接按η=P_out/P_in，P_out=p×q，q=q_t×ηv，η=ηv×ηm，通常教材中可能直接給出q=q_t×ηv，P_in=p×q_t/(60η)，故：q_t=100×1450=145000mL/min=145L/minq=145×ηv（但題目給總效率η=0.85，可能默認(rèn)η=ηv×ηm≈ηv，取ηv=0.85，則q=145×0.85=123.25L/min，此為簡(jiǎn)化處理）更符合教材的解法：（1）q_t=V×n=100×1450=145000mL/min=145L/min（2）實(shí)際流量q=q_t×ηv（假設(shè)ηv=0.9，總效率η=ηv×ηm=0.85，則ηm=0.85/0.9≈0.944），但題目可能直接要求用總效率計(jì)算輸入功率，故：（3）輸入功率P_in=(p×q_t)/(60×η)=(7×10?Pa×145×10?3m3/min)/(60×0.85×1000)=(7×145)/(60×0.85)≈19.9kW（4）輸出功率P_out=P_in×η≈19.9×0.85≈16.9kW（注：因題目未明確ηv與ηm，可能采用簡(jiǎn)化計(jì)算，答案以教材常見(jiàn)方法為準(zhǔn)）4.氣缸無(wú)桿腔面積A=πD2/4=3.14×1002/4=7850mm2=0.00785m2理論推力F_t=p×A=0.6×10?×0.00785=4710N實(shí)際推力F=F_t×η=4710×0.85≈4003.5N四、分析題（1）換向閥3左位時(shí)，變量泵1的壓力油經(jīng)換向閥左位進(jìn)入液壓缸4的無(wú)桿腔，有桿腔油液經(jīng)換向閥左位回油箱，液壓缸活塞快速前進(jìn)（此時(shí)變量泵輸出大流量，因負(fù)載小，系統(tǒng)壓力低，溢流閥2未開(kāi)啟）。（2）快進(jìn)時(shí)，液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油直接回油箱，流量大、速度快；當(dāng)液壓缸接觸工件后，負(fù)載增大，系統(tǒng)壓力升高，變量