习题参考答案
绪论
一、填空题：
1.有压流体（液体或气体）
2.机械能 压力能 压力油 压力能 机械能 直线 回转 3.压缩空气 干空气 湿空气 4.无级 二、选择题： 1.A 2.B 3.A 4.B 三、判断题： 1.×2.√3.×4.√ 四、问答题：
1.答：液压传动是利用有压液体作为工作介质来传递动力或控制信号的一种传动方式。气压传动是利用压缩空气作为工作介质来传递动力或控制信号的一种传动方式。
2.答：液压传动的基本工作原理是执行元件在控制元件的控制下，以密封容积中的液压油来传递运动和动力的。系统首先将机械能转换成压力能，然后通过各种元件组成的控制回路来实现能量的调控，最终再将压力能转换为机械能，使执行机构实现预定的功能，按照预定的程序完成相应的动力与运动的输出。
3.答：液压传动系统，主要包含动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质五个部分，各部分的作用如下：
⑴动力元件是供给液压系统压力油，把机械能转换成压力能的装置。最常见的形式是液压泵。
⑵执行元件是把压力能转换成机械能以驱动工作机构的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达。
⑶控制元件是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。
⑷辅助元件是在液压系统中除了上述三部分之外的其他各类组成元件。其作用是提供必要的条件使系统得以正常工作和便于监测控制。如油箱、滤油器、油管等。
⑸工作介质是传递能量的流体，即液压油等。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的。
4.答：气压传动系统，主要包含气源装置、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质五个部分，各部分的作用如下：
⑴气源装置将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。如空气压缩机、储气罐等。 ⑵执行元件是将空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。如气缸和气马达。 ⑶控制元件用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。
⑷辅助元件对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。如过滤器、干燥器、消声器、油雾器和管件等。
⑸气压传动的工作介质主要是指压缩空气。 5.答：液压传动的优点主要有以下几个方面：
⑴液压传动系统结构空间的自由度大，这是机械传动所无法比拟的。
⑵在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小。
⑶液压油具有吸振能力，工作平稳，换向冲击小，能高速启动、制动和换向。 ⑷液压传动可在大范围内实现无级调速，并可在液压装置运行的过程中进行调速。 ⑸借助于设置溢流阀等元件，液压传动易于实现过载保护。液压传动的工作介质是液压油，液压件能够自行润滑，元件的使用寿命长。
⑹液压传动容易实现自动化。由于是对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节，操纵简单、方便。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现远距离控制。
⑺液压传动比机械传动更容易实现直线运动，从而可以减少中间环节，简化机械结构，提高运动精度。
⑻由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。
液压传动的缺点有以下几个方面：
⑴液压油具有可压缩性，液压系统中有泄漏，使得液压传动不能保证严格的传动比。 ⑵为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件的配合零件制造精度要求较高，加工工艺较复杂，装配比较困难，使用维护要求严格，成本较高。在工作过程中发生故障不易诊断。
⑶液压传动泄漏的液压油容易污染环境。油液本身易被污染，而液压元件对油液的污染比较敏感，从而影响系统工作的可靠性。
⑷油液混入空气后，引起液压系统爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受影响并缩短元件使用寿命。
⑸液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，故不宜在温度变化很大的环境条件下工作。
⑹由于能量传递过程中压力损失和泄漏的存在使传动效率较低，不宜作远距离传递。 ⑺液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。机械传动中的机械构件可承受拉、压、弯、剪各种应力，液压传动中的液体只能承受压力。
6.答：气压传动的优点主要有以下几个方面：
⑴工作介质很容易通过管道输送，而且由于空气粘性小，在输送时压力损失小。气压传动系统所使用压缩空气一般是集中供气，远距离输送。
⑵气压传动工作压力低，使用安全。气压传动装置结构简单、轻便、安装维护简单。相对液压传动而言，气压元件的材料和制造精度要求低，成本低。
⑶维护简单，使用安全，无油的气压传动系统特别适用于无线电元器件的生产过程，还可用于食品及医药的生产。
⑷气压传动系统执行元件的速度、转矩、功率均可作无级调节，且调节简单、方便。 ⑸工作环境适应性好，气压元件可根据不同场合，采用相应材料，使元件能够在易燃、高温、低温、强振动、强冲击、强腐蚀和强辐射等恶劣环境下正常工作。
⑹空气具有可压缩性，能够实现过载自动保护，安全性高。
⑺气压传动系统容易实现自动化的工作循环。气体的压力、流量和方向控制容易。与电气控制相配合，可以方便地实现复杂的自动工作过程的控制和远程控制。
⑻气压传动工作介质用之不尽，取之不竭，无介质费用和供应上的困难。可将用过的气体直接排入大气，处理方便。空气泄漏不会严重影响工作，不会污染环境。压缩空气没有爆炸和着火危险，因此不需要昂贵的防爆设施。
⑼与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、管路不易堵塞，且不存在工作介质变质、补充和更换等问题。
⑽气压元件已实现了标准化、系列化和通用化，有利于缩短设计、制造的周期和降低制造成本。
气压传动的缺点主要有以下几个方面：
⑴工作介质易泄漏并且有较大的可压缩性，使传动比无法得到严格保证。而且由于空气的可压缩性，气缸的动作速度易受负载变化的影响。与液压传动相比，动作的响应能力、工作速度的平稳性方面相对较差。
⑵由于气压元件对压缩空气要求较高，为保证气压元件正常工作，压缩空气必须经过良好的过滤和干燥才能使用，不得含有灰尘和水分等杂质。
⑶气压传动系统工作压力较低，输出力较小，传递的功率较小。 ⑷气压传动系统的噪音大，高速排气时要加消声器。 ⑸工作介质本身没有润滑性，需另设装置进行给油润滑。
⑹气压传动的信号传递速度限制在声速范围内，相对于电信号而言，气压传动远距离传递信号的速度较慢，其工作频率和响应速度远不如电气装置，并且信号会产生较大的失真和延滞，不能用于需要高速传递信号的场合，加之气压传动不便于构成较复杂的回路，因此只适合于一般的工业控制。
⑺工作过程中发生故障不易检查和排除。
第一章
一、问答题
1.流体静压强有什么特性？ 答：流体静压强有两个特性：
⑴流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。
⑵平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的作用方向无关。
2.压力是如何表示的？工程中一般使用哪种表示方法？ 答：压力的表示方法有3种：
⑴绝对压力：当流体的静压力是以绝对真空为零点计算时，这个压力值称为绝对压力。 ⑵相对压力：以大气压力pa为零点计算的压力称作相对压力。也就是绝对压力减去当地大气压力，便得到相对压力值。
⑶真空：如果流体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该处具有真空。真空值是指大气压力与绝对压力的差值。换句话说，真空值就是压力不足一个大气压力的差额。
在多数工程实际问题中，因流体所受的大气压力是互相平衡的，因此，真正起作用的是相对压力，故一般多采用相对压力来表示静压力。例如，一般压力表上指示的零压就是大气压力。压力表的读数反映了流体的压力与周围空气的压力差，故压力表上的刻度是相对压力。
3.什么叫液压冲击？液压冲击对液压系统有何影响？
答：在液压系统中，管路内会因流动的液体在换向和阀门突然关闭时，在管路内形成一个很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
液压冲击会引起振动和噪声，导致密封装置、管路和元件的损坏。有时还会使某些元件，如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统的正常工作。因此，在液压系统设计和使用中必须考虑如何防止或减小液压冲击的问题。
4.什么叫气穴？气穴对液压系统有何影响？
答：在液体流动的管路中，如果某一处的压力低于相应温度的饱和蒸汽压力时，液体就会加速气化，产生大量气泡。与此同时，原先溶解于液体中的空气也都游离出来，形成气泡。这种现象，称为空穴（气穴）。发生空穴后，将使管道或元件中的液体变为混有大量气泡的不连续状态。
气穴是液压系统中经常出现的故障现象，它会引起液压系统工作性能的恶化，除了产生振动和噪声外，还会因气泡占据一定空间而破坏液体的连续性，降低吸油管的通油能力，使容积效率降低，损坏零件，缩短液压元件和管道的寿命，造成流量和压力的波动。
二、计算题
1.已知一盛有液体的容器中液面上的压力p0?105Pa，液体的密度??997.0kg/m3，试求在液面下深度h?2m处点A的绝对压力和表压力。
解：根据静力学基本方程
点A的绝对压力pA?p0??gh?105?997?10?2?29940Pa 点A的表压力p'A?pA?pa?29940?105?19940Pa
2.一盛水封闭容器，容器内液面压强p0?80KN/m2。液面上有无真空存在?若有，求出真空值。
解：由于p0?80KN/m2?0.8?105Pa?pa?1.01?105Pa 所以存在真空，真空值pV?1.01?105?0.8?105?0.21?105Pa
3.如图1-15所示，用U形水银测压计测量水容器中某点压强，已知H1?6cm，H2?4cm，求A点的压强。
解：根据静力学基本方程中等压面的概念，可得
pA?pa??汞g?H1?H2???水gH2
取?汞?13.6?103kg/m3
则代入已知数据可得pA?1.132?10Pa
4.如图1-16所示，高H?1m的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表读数
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