《液壓與氣壓傳動(dòng)》期末考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.液壓傳動(dòng)中，系統(tǒng)的工作壓力取決于（）。A.泵的額定壓力B.溢流閥的調(diào)定壓力C.負(fù)載D.油液的粘度2.以下液壓泵中，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.軸向柱塞泵3.調(diào)速閥是由（）串聯(lián)組成的。A.定差減壓閥與節(jié)流閥B.定值減壓閥與節(jié)流閥C.溢流閥與節(jié)流閥D.順序閥與節(jié)流閥4.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，用于降低壓縮空氣壓力并保持壓力穩(wěn)定的元件是（）。A.空氣過(guò)濾器B.減壓閥C.油霧器D.干燥器5.液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，缸的（）。A.運(yùn)動(dòng)速度增加，推力增加B.運(yùn)動(dòng)速度增加，推力減小C.運(yùn)動(dòng)速度減小，推力增加D.運(yùn)動(dòng)速度減小，推力減小6.以下液壓閥中，屬于方向控制閥的是（）。A.溢流閥B.減壓閥C.順序閥D.換向閥7.液壓油的粘度隨溫度升高而（）。A.增大B.減小C.不變D.先增后減8.氣動(dòng)系統(tǒng)中，氣缸的輸出力主要取決于（）。A.輸入氣壓B.氣缸直徑C.活塞行程D.摩擦阻力9.變量泵-變量馬達(dá)調(diào)速回路中，為使系統(tǒng)輸出功率恒定，應(yīng)（）。A.先調(diào)泵排量，后調(diào)馬達(dá)排量B.先調(diào)馬達(dá)排量，后調(diào)泵排量C.同時(shí)調(diào)節(jié)泵和馬達(dá)排量D.僅調(diào)節(jié)泵排量10.液壓系統(tǒng)中，油箱的主要作用不包括（）。A.儲(chǔ)存油液B.散熱C.過(guò)濾雜質(zhì)D.分離油液中的空氣二、填空題（每空1分，共20分）1.液壓傳動(dòng)的工作原理是基于（）定律，其傳遞的是（）和（）。2.齒輪泵的泄漏主要有三個(gè)途徑：（）、（）和（），其中（）泄漏量最大。3.溢流閥在液壓系統(tǒng)中主要起（）、（）和（）作用。4.氣動(dòng)三聯(lián)件是指（）、（）和（），其安裝順序?yàn)椋ǎ?.液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度由（）決定，輸出推力由（）決定。6.容積調(diào)速回路按變量元件的不同可分為（）、（）和（）三種形式。7.氣壓傳動(dòng)中，壓縮空氣的凈化處理主要包括（）、（）和（）。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述齒輪泵的工作原理，并說(shuō)明其困油現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及解決措施。2.比較節(jié)流調(diào)速回路中進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。3.氣動(dòng)系統(tǒng)中為什么需要設(shè)置后冷卻器和干燥器？二者的功能有何區(qū)別？4.說(shuō)明電液換向閥的組成及工作原理，為什么大流量系統(tǒng)中常用電液換向閥代替電磁換向閥？5.液壓系統(tǒng)中為什么要設(shè)置背壓閥？背壓閥通?？蛇x用哪些類型的閥？四、分析計(jì)算題（共20分）1.（8分）某液壓系統(tǒng)采用單桿活塞液壓缸，已知活塞直徑D=100mm，活塞桿直徑d=60mm，泵的供油流量q=40L/min。試計(jì)算：（1）液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度v?和有桿腔進(jìn)油時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度v?；（2）若系統(tǒng)工作壓力p=6MPa，求兩種工況下液壓缸的輸出推力F?和F?。2.（12分）如圖1所示（注：此處為文字描述代替圖示：定量泵輸出流量q?=25L/min，溢流閥調(diào)定壓力p?=5MPa，液壓缸無(wú)桿腔面積A?=50cm2，有桿腔面積A?=25cm2，負(fù)載F=15kN，節(jié)流閥通流面積A?=0.02cm2，流量系數(shù)C?=0.62，油液密度ρ=900kg/m3，忽略管路損失和泄漏）。（1）判斷溢流閥是否開(kāi)啟，并計(jì)算液壓缸的工作壓力p?；（2）計(jì)算通過(guò)節(jié)流閥的流量q?和液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v；（3）若負(fù)載F增大至25kN，系統(tǒng)壓力和液壓缸速度如何變化？五、綜合應(yīng)用題（10分）設(shè)計(jì)一個(gè)液壓系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”的工作循環(huán)。已知工進(jìn)時(shí)負(fù)載大、速度低且速度穩(wěn)定，快進(jìn)和快退時(shí)速度高、負(fù)載小。需明確以下內(nèi)容：（1）畫(huà)出系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)圖（用職能符號(hào)表示）；（2）說(shuō)明各元件的作用；（3）簡(jiǎn)述各工作階段的油路走向。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.C3.A4.B5.B6.D7.B8.A9.A10.C二、填空題1.帕斯卡；力；運(yùn)動(dòng)2.端面泄漏；徑向泄漏；齒側(cè)泄漏；端面泄漏3.溢流穩(wěn)壓；安全保護(hù)；遠(yuǎn)程調(diào)壓（或卸荷）4.空氣過(guò)濾器；減壓閥；油霧器；過(guò)濾器→減壓閥→油霧器5.輸入流量；系統(tǒng)壓力6.變量泵-定量馬達(dá)；定量泵-變量馬達(dá)；變量泵-變量馬達(dá)7.除水；除油；除塵三、簡(jiǎn)答題1.齒輪泵工作原理：齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合的輪齒逐漸脫開(kāi)，吸油腔容積增大形成真空，油液被吸入；輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，壓油腔容積減小，油液被壓出。困油現(xiàn)象原因：齒輪嚙合時(shí)，兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合，形成封閉容積，該容積先減小后增大，導(dǎo)致油液受擠壓（壓力升高）或產(chǎn)生真空（氣穴）。解決措施：在泵的前后端蓋上開(kāi)卸荷槽，使封閉容積與吸、壓油腔連通，消除困油。2.進(jìn)油節(jié)流：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)沖擊小；缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差（負(fù)載變化時(shí)速度波動(dòng)大），油液發(fā)熱使泄漏增加?；赜凸?jié)流：優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)（背壓提高了液壓缸剛度），散熱條件好；缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)背壓可能導(dǎo)致前沖，節(jié)流損失大。旁路節(jié)流：優(yōu)點(diǎn)是功率損失?。ㄒ缌鲀H為多余流量），效率高；缺點(diǎn)是速度穩(wěn)定性差（負(fù)載增大時(shí)泵壓力升高，泄漏增加），僅適用于高速輕載。3.后冷卻器用于將壓縮空氣冷卻至40~50℃以下，使其中的水蒸氣和油蒸氣凝結(jié)為液體，便于后續(xù)分離；干燥器用于進(jìn)一步除去壓縮空氣中的水分，防止氣動(dòng)元件銹蝕或堵塞。二者區(qū)別：后冷卻器是降溫冷凝，干燥器是深度除水（吸附或冷凍）。4.電液換向閥由電磁換向閥（先導(dǎo)閥）和液動(dòng)換向閥（主閥）組成。工作原理：電磁換向閥通電后，控制油液推動(dòng)液動(dòng)閥閥芯移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主油路換向。大流量系統(tǒng)中，電磁換向閥的電磁鐵推力有限，無(wú)法直接推動(dòng)大尺寸閥芯；電液換向閥通過(guò)先導(dǎo)油液驅(qū)動(dòng)主閥，可控制大流量，換向平穩(wěn)。5.設(shè)置背壓閥的目的：提高液壓缸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性（防止爬行），避免負(fù)載突然消失時(shí)活塞前沖，增強(qiáng)系統(tǒng)剛度。常用背壓閥類型：溢流閥（直動(dòng)或先導(dǎo)式）、順序閥、節(jié)流閥（需調(diào)定壓力）。四、分析計(jì)算題1.（1）無(wú)桿腔面積A?=πD2/4=π×0.12/4≈0.00785m2=78.5cm2有桿腔面積A?=π(D2-d2)/4=π×(0.12-0.062)/4≈0.005024m2=50.24cm2泵流量q=40L/min=40×10?3/60≈6.667×10??m3/sv?=q/A?=6.667×10??/0.00785≈0.0849m/s≈8.49cm/sv?=q/A?=6.667×10??/0.005024≈0.1327m/s≈13.27cm/s（2）F?=p×A?=6×10?×0.00785≈47100N=47.1kNF?=p×A?=6×10?×0.005024≈30144N=30.14kN2.（1）液壓缸工作壓力p?=F/A?=15×103/(50×10??)=3×10?Pa=3MPa＜p?=5MPa，故溢流閥未開(kāi)啟（僅作安全閥）。（2）節(jié)流閥流量q?=C?×A?×√(2Δp/ρ)，其中Δp=p?-p?=5-3=2MPa=2×10?Paq?=0.62×0.02×10??×√(2×2×10?/900)=0.62×2×10??×√(4444.44)≈0.62×2×10??×66.67≈8.27×10??m3/s=4.96L/min液壓缸速度v=q?/A?=8.27×10??/(50×10??)=0.0165m/s=1.65cm/s（3）負(fù)載F=25kN時(shí)，p?=F/A?=25×103/(50×10??)=5×10?Pa=5MPa=p?，溢流閥開(kāi)啟。此時(shí)節(jié)流閥前后壓差Δp=0（p?=p?），q?=0，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在5MPa。五、綜合應(yīng)用題（1）系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖（文字描述）：定量泵→溢流閥（調(diào)定系統(tǒng)壓力）→三位五通電磁換向閥（中位O型）→單向閥（快進(jìn)時(shí)補(bǔ)油）→調(diào)速閥（工進(jìn)調(diào)速）→液壓缸（單桿活塞式）。（2）元件作用：-定量泵：提供恒定流量油液；-溢流閥：設(shè)定系統(tǒng)最大壓力，過(guò)載保護(hù)；-三位五通電磁換向閥（左位1YA+、右位2YA+、中位O型）：控制油流方向；-單向閥：快進(jìn)時(shí)，液壓缸有桿腔油液經(jīng)單向閥補(bǔ)入無(wú)桿腔（差動(dòng)連接）；-調(diào)速閥：工進(jìn)時(shí)調(diào)節(jié)流量，穩(wěn)定速度；-液壓缸：實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3）工作階段油路走向：-快進(jìn)：1YA+，換向閥左位接入。泵出油→換向閥左位→液壓缸無(wú)桿腔；有桿腔油液→換向閥左位→單向閥→無(wú)桿腔（差動(dòng)連接），實(shí)現(xiàn)快速前進(jìn)。-工進(jìn)：當(dāng)液壓缸接觸工件后，