開(kāi)放大學(xué)2025年春《液壓與氣壓傳動(dòng)》機(jī)考網(wǎng)考期末參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.液壓系統(tǒng)中，液壓泵的作用是將（）。A.機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能B.液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能C.電能轉(zhuǎn)換為液壓能D.液壓能轉(zhuǎn)換為電能答案：A解析：液壓泵是動(dòng)力元件，通過(guò)容積變化將原動(dòng)機(jī)（如電動(dòng)機(jī)）輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能（液壓能），為系統(tǒng)提供動(dòng)力源。2.氣動(dòng)系統(tǒng)中，油霧器的主要作用是（）。A.過(guò)濾壓縮空氣中的雜質(zhì)B.調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力C.向氣動(dòng)元件提供潤(rùn)滑D.存儲(chǔ)壓縮空氣答案：C解析：油霧器屬于氣動(dòng)輔助元件，其核心功能是將潤(rùn)滑油霧化后混入壓縮空氣，隨氣流進(jìn)入需要潤(rùn)滑的氣動(dòng)元件（如氣缸、換向閥），實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑，延長(zhǎng)元件壽命。3.以下不屬于容積式液壓泵必備工作條件的是（）。A.具有密封容積B.密封容積周期性變化C.吸油腔與壓油腔連通D.配流裝置答案：C解析：容積式泵工作需滿(mǎn)足三個(gè)條件：①密封容積（由泵的結(jié)構(gòu)形成）；②密封容積周期性變化（通過(guò)偏心輪、斜盤(pán)等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)吸油與壓油）；③配流裝置（如齒輪泵的齒間、葉片泵的配流盤(pán)）將吸油腔與壓油腔隔開(kāi)，防止高低壓串油。若吸壓油腔連通則無(wú)法建立壓力。4.液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度主要取決于（）。A.輸入流量B.系統(tǒng)壓力C.液壓缸直徑D.液壓油黏度答案：A解析：液壓缸速度公式為v=Q/A（Q為輸入流量，A為活塞有效面積）。系統(tǒng)壓力決定輸出力（F=pA），而流量直接決定速度，因此調(diào)節(jié)流量（如通過(guò)節(jié)流閥）是控制執(zhí)行元件速度的主要方式。5.三位四通換向閥的“O”型中位機(jī)能特點(diǎn)是（）。A.所有油口全閉，系統(tǒng)保壓B.進(jìn)油口通，回油口閉，液壓缸浮動(dòng)C.進(jìn)油口閉，回油口通，系統(tǒng)卸荷D.進(jìn)油口與回油口連通，執(zhí)行元件自由運(yùn)動(dòng)答案：A解析：“O”型中位時(shí)，P、T、A、B油口均封閉，液壓缸兩腔油液被鎖死，活塞位置固定，系統(tǒng)壓力保持（需泵卸荷時(shí)需額外設(shè)置），適用于需定位的工況（如夾緊裝置）。二、判斷題（每題2分，共10分）1.液壓系統(tǒng)中，液壓油的黏度隨溫度升高而降低。（）答案：√解析：液體黏度與溫度負(fù)相關(guān)，溫度升高分子運(yùn)動(dòng)加劇，內(nèi)摩擦力減小，黏度下降。因此高溫環(huán)境需選擇高黏度油，低溫環(huán)境需低黏度油，避免黏度過(guò)低泄漏增大或過(guò)高流動(dòng)阻力大。2.氣動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)精確的速度控制。（）答案：×解析：壓縮空氣具有可壓縮性，流量控制時(shí)易受壓力波動(dòng)影響，且氣體膨脹過(guò)程存在能量損失，因此氣動(dòng)系統(tǒng)速度控制精度通常低于液壓系統(tǒng)（液壓油近似不可壓縮），多用于對(duì)速度精度要求不高的場(chǎng)合（如分揀、搬運(yùn)）。3.葉片泵的輸出流量可以通過(guò)調(diào)節(jié)偏心距實(shí)現(xiàn)變量。（）答案：×解析：?jiǎn)巫饔萌~片泵（非平衡式）通過(guò)調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子的偏心距改變密封容積變化量，實(shí)現(xiàn)變量；雙作用葉片泵（平衡式）定子與轉(zhuǎn)子同心，無(wú)偏心距調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，為定量泵。因此需區(qū)分單、雙作用葉片泵的變量特性。4.溢流閥在系統(tǒng)中僅起溢流穩(wěn)壓作用，不能作安全閥使用。（）答案：×解析：溢流閥的主要功能是穩(wěn)壓（定量泵系統(tǒng)中保持泵出口壓力恒定），但當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)其調(diào)定壓力時(shí)（如過(guò)載），溢流閥也會(huì)開(kāi)啟溢流，限制最高壓力，因此兼具安全閥功能（安全閥通常是高壓時(shí)緊急開(kāi)啟，而溢流閥常態(tài)下溢流）。5.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力一般低于液壓系統(tǒng)。（）答案：√解析：氣壓系統(tǒng)常用工作壓力為0.4-0.8MPa（因空氣可壓縮，高壓需更大動(dòng)力且安全性低），液壓系統(tǒng)常用壓力為2.5-32MPa（液壓油不可壓縮，易實(shí)現(xiàn)高壓），因此氣壓系統(tǒng)壓力普遍低于液壓系統(tǒng)。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)。答：液壓傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：①功率密度大（單位體積輸出力/力矩大），適合重載、高精度場(chǎng)合（如工程機(jī)械、機(jī)床）；②調(diào)速范圍寬（可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速），運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)（油液不可壓縮）；③易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)（通過(guò)溢流閥）。缺點(diǎn)：①油液泄漏污染環(huán)境，且影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；②對(duì)油溫敏感（需溫控裝置）；③維護(hù)成本高（油液清潔度要求高）。氣壓傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：①工作介質(zhì)（空氣）來(lái)源廣、成本低，排放無(wú)污染；②動(dòng)作反應(yīng)快（空氣流速快），適合快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)（如氣動(dòng)夾具）；③防爆性好（無(wú)火花風(fēng)險(xiǎn)），適用于易燃環(huán)境（如煤礦）。缺點(diǎn)：①輸出力較?。ㄒ驂毫Φ停虎谒俣瓤刂凭鹊停諝饪蓧嚎s）；③需處理壓縮空氣的干燥、過(guò)濾（否則元件易銹蝕）。2.說(shuō)明齒輪泵的困油現(xiàn)象及解決措施。答：齒輪泵工作時(shí)，兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的重疊階段會(huì)形成一個(gè)封閉容積（困油區(qū)）。隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，困油區(qū)容積先減?。▔嚎s油液，產(chǎn)生高壓，導(dǎo)致振動(dòng)、噪聲、發(fā)熱）后增大（形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，損壞齒面），此現(xiàn)象稱(chēng)為困油現(xiàn)象。解決措施：在泵的前后端蓋上開(kāi)設(shè)卸荷槽（徑向或軸向），使困油區(qū)容積減小時(shí)與壓油腔相通（釋放高壓油），容積增大時(shí)與吸油腔相通（補(bǔ)充油液），消除困油引起的壓力沖擊。3.比較節(jié)流調(diào)速回路中進(jìn)油節(jié)流與回油節(jié)流的特點(diǎn)。答：進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路：節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸進(jìn)油路上，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量控制速度。特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（僅需在進(jìn)油路設(shè)節(jié)流閥）；②啟動(dòng)沖擊小（進(jìn)油流量受限，活塞緩慢啟動(dòng)）；③承載能力與負(fù)載方向有關(guān)（當(dāng)負(fù)載與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，易出現(xiàn)“爬行”）；④油液發(fā)熱導(dǎo)致進(jìn)油溫度升高，可能加劇泄漏?；赜凸?jié)流調(diào)速回路：節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸回油路上，通過(guò)調(diào)節(jié)回油流量間接控制進(jìn)油流量。特點(diǎn)：①液壓缸回油腔有背壓（提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，尤其負(fù)負(fù)載時(shí)防止活塞前沖）；②油液發(fā)熱經(jīng)回油帶回油箱，散熱條件好；③啟動(dòng)時(shí)回油阻力大，可能導(dǎo)致初始?jí)毫_擊；④需設(shè)置背壓閥（或利用節(jié)流閥自身阻力）維持背壓。4.氣動(dòng)系統(tǒng)中為何需要設(shè)置后冷卻器和干燥器？答：后冷卻器安裝在空氣壓縮機(jī)出口，作用是將高溫壓縮空氣（可達(dá)140-170℃）冷卻至40-50℃，使其中的水蒸氣、油蒸氣凝結(jié)為液態(tài)水和油滴，通過(guò)油水分離器排出，降低壓縮空氣中的含濕量和含油量。干燥器用于進(jìn)一步去除壓縮空氣中的水分（后冷卻器只能去除部分液態(tài)水，仍有大量水蒸氣），常見(jiàn)類(lèi)型有吸附式（用硅膠、分子篩吸附水分）和冷凍式（通過(guò)制冷降低空氣溫度，使剩余水蒸氣凝結(jié)）。若不干燥，濕空氣進(jìn)入氣動(dòng)元件會(huì)導(dǎo)致銹蝕（如氣缸內(nèi)壁、閥心）、密封件老化，甚至冰堵（低溫環(huán)境下水蒸氣結(jié)冰堵塞管路），影響系統(tǒng)可靠性。5.簡(jiǎn)述液壓系統(tǒng)中過(guò)濾器的安裝位置及作用。答：①吸油管路：安裝粗過(guò)濾器（精度100-200μm），防止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)（泵內(nèi)間隙小，易磨損）。注意：過(guò)濾精度不能過(guò)高，否則吸油阻力大，可能導(dǎo)致氣穴。②壓油管路：安裝精過(guò)濾器（精度10-20μm），保護(hù)精密元件（如伺服閥、比例閥）。需承受系統(tǒng)工作壓力，通常帶堵塞指示器（提示濾芯污染需更換）。③回油管路：安裝過(guò)濾器（精度20-50μm），過(guò)濾系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的磨損顆粒（如密封件碎屑、金屬磨粒），保護(hù)油箱內(nèi)油液清潔?；赜蛪毫Φ?，過(guò)濾器成本較低。④旁路管路：與主油路并聯(lián)，通過(guò)小流量泵帶動(dòng)過(guò)濾器持續(xù)過(guò)濾油箱內(nèi)油液，適用于大型系統(tǒng)的油液長(zhǎng)期凈化。四、計(jì)算題（每題15分，共30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=1450r/min，容積效率ηv=0.9，求其實(shí)際輸出流量（L/min）。（提示：齒輪泵排量公式q=2πm2bz）解：①計(jì)算排量q：q=2πm2bz=2×3.14×(2)2×12×30=2×3.14×4×12×30=2×3.14×1440=9043.2mm3/r②理論流量Qt=qn=9043.2mm3/r×1450r/min=13112640mm3/min=13.11264L/min③實(shí)際流量Q=Qt×ηv=13.11264×0.9≈11.80L/min答：該齒輪泵實(shí)際輸出流量約為11.80L/min。2.某雙桿活塞液壓缸，缸筒內(nèi)徑D=80mm，活塞桿直徑d=30mm，輸入流量Q=25L/min，系統(tǒng)壓力p=6MPa，求液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v（m/s）和輸出推力F（kN）。解：①計(jì)算活塞有效面積A（雙桿液壓缸兩腔面積相等，A=π(D2-d2)/4）：D=0.08m，d=0.03mA=3.14×[(0.08)2-(0.03)2]/4=3.14×(0.0064-0.0009)/4=3.14×0.0055/4≈0.0043175m2②運(yùn)動(dòng)速度v=Q/(A×60)（Q單位L/m