大学试卷《流体传动与控制》及答案

流体传动与控制一、填空题（本大题共30分，共 15 小题，每小题 2 分）1. 液压缸活塞的有效面积固定，故压力取决于 _ 。2. 双作用液压缸包括 _ 、 _ 和摆动缸这三种。3. 密封装置按照密封的作用原理分，可分为 _ 密封和 _ 密封。4. 通过对液体的压力、流量、方向的控制，来实现对执行元件的运动速度、方向、作用力等的控制的元件，用以实现过载保护、程序控制的元件称做 _ 。5. 在某些工作循环过程中，由于不同工况的特殊要求，常常需要由一种速度到另一种速度，这时就要采用 _ 。6. 液流流经薄壁小孔的流量与 _ 的一次方成正比，与 _ 的1/2次方成正比。通过小孔的流量对 _ 不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。7. 静压力大小取决于 _ 的大小。8. 叶片泵的叶片常 _ （前倾/后倾/径向）或 _ （前倾/后倾/径向）安装而叶片马达中的叶片则需 _ （前倾/后倾/径向）安装。9. 电液比例控制阀根据其用途可分为：电液比例 _ 阀、电液比例 _ 阀、电液比例 _ 阀、电液比例 _ 阀。10. _ （单作用/双作用）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力； _ （单作用/双作用）叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。11. 液压马达的主要性能参数是 _ 和 _ 。12. 进油节流调速回路的功率损失主要由 _ 和 _ 组成13. 困油现象产生的主要原因是 _ 。14. 缸筒的长度一般最好不要超过其直径的 _ 倍。15. 减压阀由先导阀和主阀组成，先导阀负责 _ ，主阀负责 _ 。二、名词解释题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）1. 保压回路2. 流体传动3. 容积调速回路4. 困油现象5. 液压冲击三、计算题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）1. 已知某液压泵的转速为950r/min，排量为VP=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：（1）液压泵的理论流量qt；（2）液压泵的容积效率v；（3）液压泵的机械效率m；（4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率Pi；（5）驱动泵的转矩T。2. 如下图所示，两串联双杆活塞杆液压缸的有效作用面积A1=50c，A2=20c,液压泵的流量qv=3L/min,负载F1=5kN，F2=4kN,不计损失，求两缸工作压力p1、p2及两活塞运动速度v1、v2。四、问答题（本大题共20分，共 4 小题，每小题 5 分）1. 控制阀的基本要求有哪些？2. 先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用？是否可以将阻尼小孔加大或堵塞。3. 简述伯努利方程的物理意义。4. 液压马达的选用原则是什么？五、综合题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）试根据伯努利方程推导容积式液压泵吸油高度的表达式，（设油箱液面压力p0=0；液面高度h0=0）并分析影响吸油高度的因素。如图所示。答案：一、填空题（30分，共 15 题，每小题 2 分）1. 参考答案：总负载解题方案：液压缸设计的压力评分标准：答对给2分，答错或不答不得分2. 参考答案：单活塞杆 双活塞杆解题方案：评分标准：3. 参考答案：非接触式 接触式解题方案：评分标准：4. 参考答案：控制元件解题方案：评分标准：5. 参考答案：速度切换回路解题方案：评分标准：6. 参考答案：小孔通流面积 压力差 温度解题方案：评分标准：7. 参考答案：外负载解题方案：评分标准：8. 参考答案：前倾 后倾 径向解题方案：评分标准：9. 参考答案：换向 压力 流量 复合解题方案：评分标准：10. 参考答案：单作用 双作用解题方案：评分标准：11. 参考答案：转速 转矩解题方案：评分标准：12. 参考答案：溢流损失 节流损失解题方案：评分标准：13. 参考答案：齿轮啮合的重叠系数大于1解题方案：评分标准：14. 参考答案：20解题方案：评分标准：15. 参考答案：调定压力 减压作用解题方案：评分标准：二、名词解释题（20分，共 5 题，每小题 4 分）1. 参考答案：保压回路就是使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位移下稳定地维持住压力。解题方案：评分标准：2. 参考答案：流体传动就是以流体为工作介质，在密闭容器中实现能量转换和传递的装置。解题方案：评分标准：3. 参考答案：液压系统采用变量泵供油，通过改变泵的排量来改变输入执行元件的流量，从而实现调速的回路称为容积调速回路。解题方案：评分标准：4. 参考答案：液压泵工作时，在吸、压油腔之间形成一个闭死容积，该容积的大小随着传动轴的旋转发生变化，导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。解题方案：评分标准：5. 参考答案：在大流量液压系统中，换向阀的突然转向，使正在流动的液体从换向阀开始，一层一层停止流动，流体的动能大部分转化成压力能，使管内的压力升高，液体被压缩，储存压力能；当管内的液体全部停止流动时，液体压力能开始释放，又转化成液体的动能，使液体向相反方向运动，使换向阀处的压力降低；液体又改变方向，动能转化成压力能。把振荡开始，压力急剧升高的现象叫液压冲击。解题方案：评分标准：三、计算题（20分，共 2 题，每小题 10 分）1. 参考答案：（1）qt=Vn=9501681000=159.6L/min （2）v=q/qt =150/159.6=0.94；（3）m=0.87/0.94=0.925 ；（4） Pi=pq/(600.87)=84.77kW；（5） Ti=9550P/n=955084.77/950=852Nm解题方案：评分标准：2. 参考答案：1）V1=qp/A1=310-3/5010-4=0.6m/min2）V2=qp/A2=1.5m/min 3）P2=F2/A2=4000/2010-4=2MPa 4）P1A1=p2A2+F2 P1=(F2+p2A2)/A1=3MPa 解题方案：评分标准：四、问答题（20分，共 4 题，每小题 5 分）1. 参考答案：1、动作准确、灵敏； 2、工作可靠、平稳、无冲击和振动； 3、密封性好、内泄漏小； 4、结构简单、体积小、安装方便、通用性好； 5、使用维护方便、寿命长； 6、价格便宜。解题方案：评分标准：2. 参考答案：答：阻尼小孔的作用是产生主阀芯动作所需要的压力差，是先导型溢流阀正常工作的关键。若扩大，则不能产生足够的压力差使主阀芯动作；若堵塞，则先导阀失去了对主阀的控制作用，使系统建立不起压力。解题方案：评分标准：3. 参考答案：管内稳定流动的理想液体具有各种形式的能量，即压力能、位能和动能，在任一截面上这种能量可以互相转换，但能量的总和保持不变。解题方案：评分标准：4. 参考答案：选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格和型号。 1、液压泵的类型选择（变量、定量）包括齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和其他类型 2、液压泵的工作压力包括低压、中压、高压、超高压 3、液压泵的流量排量转速 4、功率（泵的功率、电机功率）解题方案：评分标准：五、综合题（10分，共 1 题，每小题 10 分）0. 参考答案：根据伯努力方程推到泵的吸油高度表达式取邮箱液面-，泵吸油口截面-，列出伯努力方程为，式中-为基面，所以h1=0；因邮箱液面很大，可以认为V10；h21h（吸油高度），P1为大气压力，故有泵吸油高度h为液压泵的吸油口的真空度为：分析表达式，可知泵的吸油高度与以下因素有关：1）P2为吸油压力，若 P2小于大气压力，减小P2值可增大吸油高度h，但P2越小，真空度越大，当P2小到空气分离压时就会产生气穴，引起噪声。由此可知，为避免在泵的吸油口处出现空穴，所以泵的安装高度不能过高。 2）加大吸油管直径，降低流速v2，可减少a2 v2/2g的损失，由于流速降低，使沿程压力损失，h也减少，故都可增大泵的吸油高度。为保证液压泵吸油充分，液压泵安装高度一般取h0.5mm 。解题方案：评分标准：