2025年液压与气压传动试题及答案

2025年液压与气压传动试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.液压系统中，用于保持系统压力恒定、防止过载的关键元件是（）。A.减压阀B.顺序阀C.溢流阀D.节流阀2.气动系统中，油雾器的主要作用是（）。A.过滤压缩空气中的杂质B.降低压缩空气温度C.向气动元件提供润滑油D.稳定系统压力3.齿轮泵产生困油现象的根本原因是（）。A.齿轮啮合时重叠系数大于1B.吸油腔与压油腔未完全隔离C.齿轮端面间隙过大D.油液粘度太高4.液压缸差动连接时，其输出速度（）。A.等于无杆腔进油时的速度B.大于无杆腔进油时的速度C.小于无杆腔进油时的速度D.与有杆腔进油时的速度相同5.三位四通换向阀的“O”型中位机能特点是（）。A.各油口全封闭，系统保压B.进油口封闭，回油口连通C.所有油口连通，系统卸荷D.进油口与回油口连通，执行元件浮动6.气动系统中，消声器的主要作用是（）。A.降低排气噪声B.过滤排气中的油雾C.提高排气速度D.平衡系统压力7.柱塞泵相比齿轮泵的主要优势是（）。A.结构简单，成本低B.自吸能力强C.工作压力高，流量调节方便D.对油液污染不敏感8.液压系统中，油箱的主要功能不包括（）。A.储存油液B.散热C.分离油液中的空气和杂质D.调节系统压力9.气动逻辑元件中，“与门”的逻辑关系是（）。A.输入A或B有信号时输出有信号B.输入A和B同时有信号时输出有信号C.输入A有信号时输出无信号D.输入A无信号时输出有信号10.液压系统调试时，若发现液压缸爬行，最可能的原因是（）。A.油液粘度太低B.系统中有空气C.溢流阀设定压力过高D.液压缸密封过松二、填空题（每空1分，共20分）1.液压油的粘度随温度升高而（），随压力增大而（）。2.叶片泵按结构分为（）和（），其中（）可通过调节偏心距实现变量。3.液压缸的主要参数包括（）和（），其输出推力计算公式为（）。4.溢流阀在液压系统中可作（）阀、（）阀和（）阀使用。5.气动三联件由（）、（）和（）组成，是气动系统的基础气源处理装置。6.顺序阀的作用是控制执行元件的（），其控制方式分为（）和（）。7.液压系统的故障诊断方法包括（）、（）和仪器检测法。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述齿轮泵的工作原理，并说明其消除困油现象的常用方法。2.比较液压传动与气压传动的优缺点（各列举3点）。3.说明调速阀的组成及工作原理，为何调速阀比节流阀的调速性能更稳定？4.气动系统中为何需要设置后冷却器和干燥器？二者的功能有何区别？5.分析单杆活塞液压缸差动连接的条件及特点（需结合流量公式说明）。四、分析计算题（共25分）1.（8分）某液压系统采用叶片泵供油，已知泵的额定压力为6.3MPa，排量V=25mL/r，转速n=1450r/min，容积效率ηv=0.92，总效率η=0.85。求：（1）泵的理论流量和实际输出流量；（2）泵的输出功率和驱动电机的输入功率。2.（9分）如图1所示（注：假设图示为双泵供油快速回路，大泵流量Q1=40L/min，压力p1=2MPa；小泵流量Q2=5L/min，压力p2=6MPa；液压缸无杆腔面积A1=50cm²，有杆腔面积A2=25cm²）。（1）快速前进时，大泵和小泵的油液如何分配？液压缸的速度是多少？（2）工进时，大泵通过溢流阀卸荷，仅小泵供油，此时液压缸的推力是多少？系统压力由哪个泵决定？3.（8分）某气动夹紧系统中，气缸直径D=80mm，工作压力p=0.5MPa，气缸效率η=0.85，要求夹紧力F≥5000N。（1）计算气缸的实际输出力是否满足要求；（2）若不满足，可采取哪些措施提高夹紧力？五、综合设计题（共25分）设计一个卧式铣床工作台的液压系统，要求实现“快进→工进→快退→停止”的动作循环，且工进速度可调节（调速范围0.1~5m/min），快进和快退速度相等。需满足以下要求：（1）绘制系统原理图（需标注主要元件：泵、液压缸、换向阀、调速阀、溢流阀等）；（2）说明各阶段的油液流动路径；（3）分析工进时系统压力的影响因素及调速阀的作用。答案一、单项选择题1.C2.C3.A4.B5.A6.A7.C8.D9.B10.B二、填空题1.降低；升高2.单作用式；双作用式；单作用式3.工作压力；额定流量；F=p×A（p为油液压力，A为作用面积）4.溢流；安全；背压5.空气过滤器；减压阀；油雾器6.动作顺序；内控式；外控式7.感官检查法；逻辑分析法三、简答题1.齿轮泵工作原理：齿轮啮合旋转时，吸油腔因齿轮脱开啮合而容积增大，形成真空，油液被吸入；压油腔因齿轮进入啮合而容积减小，油液被压出。消除困油方法：在泵的前后盖板上开设卸荷槽，使困油容积与吸、压油腔连通，避免压力急剧变化。2.液压传动优点：传动平稳、承载能力大、调速范围宽；缺点：易泄漏、对油液污染敏感、成本高。气压传动优点：动作迅速、介质清洁、成本低；缺点：传动刚度低、噪声大、需处理排气污染。3.调速阀组成：由定差减压阀和节流阀串联而成。工作原理：减压阀保持节流阀前后压差恒定，使通过节流阀的流量仅与开口面积有关，不受负载变化影响。性能更稳定原因：节流阀流量受负载（压差）影响，而调速阀通过减压阀补偿压差变化，流量更稳定。4.后冷却器作用：降低压缩空气温度，使其中的水蒸气和油蒸气凝结为液体，便于分离；干燥器作用：进一步去除压缩空气中的水分，防止气动元件锈蚀或堵塞。区别：后冷却器是初步降温除水，干燥器是深度除水（如吸附、冷冻干燥）。5.差动连接条件：单杆液压缸无杆腔进油，有杆腔回油与进油口连通，形成“差动”（两腔压力相等）。特点：有效作用面积A=A1-A2（A1为无杆腔面积，A2为有杆腔面积），流量Q=A1×v1=A2×v2+（A1-A2）×v（差动时v=Q/(A1-A2)），因此速度比无杆腔进油时更快，但推力减小（F=p×(A1-A2)）。四、分析计算题1.（1）理论流量：Qt=V×n=25×10⁻³L/r×1450r/min=36.25L/min；实际流量：Q=Qt×ηv=36.25×0.92≈33.35L/min。（2）输出功率：Po=p×Q/60=6.3MPa×33.35L/min/60≈3.50kW；输入功率：Pi=Po/η≈3.50/0.85≈4.12kW。2.（1）快速前进时，大泵和小泵同时向无杆腔供油，总流量Q=Q1+Q2=45L/min；液压缸速度v=Q/A1=45×10³cm³/min/50cm²=900cm/min=9m/min。（2）工进时，仅小泵供油，流量Q=5L/min=5000cm³/min；液压缸速度v=Q/A1=5000/50=100cm/min=1m/min（符合工进范围）；推力F=p2×A1=6MPa×50cm²=6×10⁶Pa×0.005m²=30000N；系统压力由小泵的溢流阀设定（6MPa）。3.（1）气缸无杆腔面积A=πD²/4=π×(0.08m)²/4≈0.005027m²；理论输出力F0=p×A=0.5×10⁶Pa×0.005027m²≈2513.5N；实际输出力F=F0×η≈2513.5×0.85≈2136N＜5000N，不满足要求。（2）改进措施：增大气缸直径；提高工作压力（需校核元件耐压）；采用双作用气缸（有杆腔进油，无杆腔回油，利用更大面积）；减小摩擦阻力（优化密封）。五、综合设计题（1）系统原理图（示意图）：-动力源：定量泵+溢流阀（定压溢流）；-执行元件：单杆活塞液压缸（无杆腔面积A1，有杆腔面积A2）；-方向控制：三位四通电磁换向阀（中位O型或M型）；-调速控制：进油路上串联调速阀（工进时调节流量）；-快速回路：采用差动连接（快进时换向阀左位，液压缸无杆腔进油，有杆腔回油与进油口连通）；快退时换向阀右位，有杆腔进油，无杆腔回油。（2）各阶段油液流动路径：-快进：泵→换向阀左位→液压缸无杆腔；有杆腔油液→换向阀左位→无杆腔（差动连接），实现快速前进。-工进：泵→换向阀左位→调速阀→液压缸无杆腔；有杆腔油液→换向阀左位→油箱（此时系统压力升高，大流量经溢流阀卸荷，仅小流量经调速阀进入液压缸）。-快退：泵→换向阀右位→液压缸有杆腔；无杆腔油液