模块八 液压传动与气压传动《机械基础》（高教版·第3版）河北省（对口升学）机械类 单元过关卷

河北省（对口升学）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 模块八 液压传动与气压传动 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1．液压传动系统的工作介质是（ ） A．空气 B．液压油 C．水 D．乳化液 2．液压传动的基本原理基于（ ） A．阿基米德定律 B．帕斯卡定律 C．伯努利定理 D．牛顿第三定律 3．液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件和什么组成（ ） A．润滑元件 B．冷却元件 C．辅助元件 D．传动元件 4．叶片泵属于（ ） A．容积式泵 B．离心泵 C．轴流泵 D．混流泵 5．齿轮泵的泄漏途径不包括（ ） A．齿轮端面间隙泄漏 B．齿顶间隙泄漏 C．齿轮啮合线泄漏 D．泵体与端盖间的密封泄漏 6．液压系统中，溢流阀的作用是（ ） A．调节流量 B．限制系统最高压力、起安全保护和稳压作用 C．改变油液流向 D．过滤液压油 7．液压系统中节流阀用于控制（ ） A．液压油的压力 B．液压油的流量 C．液压油的流向 D．液压油的温度 8．液压缸是将液压能转换为（ ） A．电能 B．直线往复运动的机械能 C．热能 D．光能 9．液压系统中控制方向最常用的元件是（ ） A．溢流阀 B．节流阀 C．换向阀 D．减压阀 10．气压传动系统与液压传动系统相比，主要优点是（ ） A．承载能力更大 B．工作介质获取方便、无污染 C．系统压力更高 D．传动更精确 11．蓄能器在液压系统中的作用是（ ） A．储存液压油 B．储存压力能、缓和液压冲击、补偿泄漏 C．冷却液压油 D．过滤液压油 12．双作用叶片泵转一周时，吸油和排油各完成（ ） A．一次 B．两次 C．三次 D．与叶片数相等次数 13．液压系统中，调速阀是由什么组合而成（ ） A．节流阀+溢流阀 B．减压阀+节流阀 C．换向阀+节流阀 D．顺序阀+节流阀 14．气动系统中常用气源处理三联件包含（ ） A．过滤器、减压阀、油雾器 B．过滤器、溢流阀、节流阀 C．减压阀、换向阀、气缸 D．储气罐、干燥器、过滤器 15．液压系统中，压力损失不包括（ ） A．沿程压力损失 B．局部压力损失 C．容积损失 D．弯头、接头处的压力损失 16．柱塞泵与齿轮泵相比，主要优点是（ ） A．结构简单成本低 B．工作压力高、容积效率高 C．流量脉动小 D．自吸能力强 17．气动系统中，气缸输出推力F的计算公式为（ ） A．F=p×A（p压力，A活塞有效面积） B．F=p/A C．F=A/p D．F=p+A 18．卸荷回路的作用是（ ） A．增大系统压力 B．使液压泵在接近零压下运转以减少功率损耗 C．增加流量 D．提高液压缸速度 19．气压传动不宜用于（ ） A．一般工业自动化生产线 B．高精度定位和速度控制场合 C．包装机械 D．气动工具 20．液压泵的排量是指（ ） A．泵每转输出的油液压力 B．泵每转（无泄漏情况下）所排出的油液体积 C．泵每分钟输出的油液体积 D．泵的最大输出功率 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打"√"，错误的打"×"） 21．液压传动和气压传动都属于流体传动。（ ） 22．齿轮泵吸入油液时泵的出口压力升高。（ ） 23．溢流阀在液压系统中通常与液压泵串联安装。（ ） 24．液压系统中，执行元件的运动速度取决于进入执行元件的流量。（ ） 25．气动系统中不需设置回气管路。（ ） 26．单作用气缸和双作用气缸的区别在于活塞的复位方式。（ ） 27．液压油黏度随温度升高而增大。（ ） 28．调速阀可以使通过的流量不随负载变化。（ ） 29．气动三联件中的油雾器是为了冷却压缩空气。（ ） 30．使用蓄能器可以减小液压泵的装机功率。（ ） 三、简答题（每小题 4 分，共 12 分） 31．简述液压传动系统的四大组成部分及其功能。 32．比较液压传动和气压传动各三条特点。 33．简述液压泵正常工作的三个必要条件。 四、综合题（共 8 分） 34．某液压系统由定量泵（排量V=25mL/r）驱动，原动机转速n=1450r/min（转/分），泵的容积效率η_v=0.92，系统安全阀调定压力p=10MPa。请回答：(1)计算该泵的理论流量Q_t和实际输出流量Q_a；(2)若该系统驱动一液压缸（活塞直径D=80mm，活塞杆直径d=40mm），计算液压缸无杆腔进油时的最大推力F_max和伸出速度v_out；(3)若系统需要在液压缸不工作时减少液压泵的功率消耗而不关闭原动机，请设计一种卸荷回路的方案并说明原理。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北省（对口升学）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 模块八 液压传动与气压传动 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1．液压传动系统的工作介质是（ ） A．空气 B．液压油 C．水 D．乳化液 【答案】B 【详解】液压传动以液压油（矿物油、合成油等）为工作介质，利用液体的压力和流量来传递运动和动力。空气为气压传动的工作介质。故选B。 2．液压传动的基本原理基于（ ） A．阿基米德定律 B．帕斯卡定律 C．伯努利定理 D．牛顿第三定律 【答案】B 【详解】液压传动的基本原理是帕斯卡定律：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力以等值同时传递到液体的各部分和容器壁上。液压千斤顶即是帕斯卡定律的典型应用。故选B。 3．液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件和什么组成（ ） A．润滑元件 B．冷却元件 C．辅助元件 D．传动元件 【答案】C 【详解】液压传动系统由四部分组成：(1)动力元件（液压泵，将机械能转为液压能）；(2)执行元件（液压缸、液压马达，将液压能转为机械能）；(3)控制元件（各种液压阀，控制压力/流量/方向）；(4)辅助元件（油箱、过滤器、管路、蓄能器等）。故选C。 4．叶片泵属于（ ） A．容积式泵 B．离心泵 C．轴流泵 D．混流泵 【答案】A 【详解】叶片泵（以及其他液压泵如齿轮泵、柱塞泵）属于容积式泵，通过封闭工作容积的周期性变化（增大吸油、减小排油）实现吸排液体。离心泵属于动力式泵。故选A。 5．齿轮泵的泄漏途径不包括（ ） A．齿轮端面间隙泄漏 B．齿顶间隙泄漏 C．齿轮啮合线泄漏 D．泵体与端盖间的密封泄漏 【答案】D 【详解】齿轮泵存在三种内部泄漏途径（内泄漏）：(1)齿轮端面与侧板间的端面间隙泄漏（最大，占总泄漏量的75%~80%）；(2)齿顶与泵壳间的径向间隙泄漏；(3)两齿轮啮合线处的泄漏。泵体与端盖间泄漏可通过密封垫消除。故选D。 6．液压系统中，溢流阀的作用是（ ） A．调节流量 B．限制系统最高压力、起安全保护和稳压作用 C．改变油液流向 D．过滤液压油 【答案】B 【详解】溢流阀并联在液压泵出口处，限制系统的最高工作压力；当系统压力超过调定值时滑阀打开溢流回油箱，起安全保护作用。溢流阀也是维持系统压力稳定的压力控制阀。故选B。 7．液压系统中节流阀用于控制（ ） A．液压油的压力 B．液压油的流量 C．液压油的流向 D．液压油的温度 【答案】B 【详解】节流阀是流量控制阀，通过改变阀口通流截面积来调节通过阀的流量，实现执行元件运动速度的调节。节流调速回路是液压系统最基本的调速方式。故选B。 8．液压缸是将液压能转换为（ ） A．电能 B．直线往复运动的机械能 C．热能 D．光能 【答案】B 【详解】液压缸是液压传动系统中的执行元件，将液压油的压力和流量转换为活塞（或柱塞）的直线往复运动（推力和位移），是液压传动的最终输出端。液压马达则输出旋转运动。故选B。 9．液压系统中控制方向最常用的元件是（ ） A．溢流阀 B．节流阀 C．换向阀 D．减压阀 【答案】C 【详解】换向阀（方向控制阀）用于改变液压回路中油液的流动方向，实现液压缸的换向和液压马达的正反转。常见有二位二通/三位四通等，控制方式有手动/电磁/液动等。故选C。 10．气压传动系统与液压传动系统相比，主要优点是（ ） A．承载能力更大 B．工作介质获取方便、无污染 C．系统压力更高 D．传动更精确 【答案】B 【详解】气压传动以空气为工作介质，取之不尽、用之不竭，排入大气无污染，管路简单成本低。缺点是空气可压缩使传动平稳性和定位精度不如液压传动，且工作压力低（通常0.4~0.8MPa）。故选B。 11．蓄能器在液压系统中的作用是（ ） A．储存液压油 B．储存压力能、缓和液压冲击、补偿泄漏 C．冷却液压油 D．过滤液压油 【答案】B 【详解】蓄能器是辅助元件，主要功能：(1)储存液压能（作辅助动力源）；(2)吸收压力脉动和液压冲击；(3)补偿系统泄漏维持保压；(4)用作紧急动力源。常用气囊式蓄能器。故选B。 12．双作用叶片泵转一周时，吸油和排油各完成（ ） A．一次 B．两次 C．三次 D．与叶片数相等次数 【答案】B 【详解】双作用叶片泵的定子内表面由两段大圆弧和两段小圆弧组成，转子每转一周，每个密封工作容积完成两次吸油和两次排油（对称布置），因此流量脉动小、径向力平衡。故选B。 13．液压系统中，调速阀是由什么组合而成（ ） A．节流阀+溢流阀 B．减压阀+节流阀 C．换向阀+节流阀 D．顺序阀+节流阀 【答案】B 【详解】调速阀由一个定差减压阀和一个节流阀串联组成，能自动保持节流阀前后的压差不随负载变化，从而保持通过节流阀的流量稳定，实现精确的速度控制。普通节流阀流量随负载变化。故选B。 14．气动系统中常用气源处理三联件包含（ ） A．过滤器、减压阀、油雾器 B．过滤器、溢流阀、节流阀 C．减压阀、换向阀、气缸 D．储气罐、干燥器、过滤器 【答案】A 【详解】气源处理三联件（F.R.L.）是气动系统中必备的空气预处理装置：(1)过滤器（Filter）——滤除压缩空气中的水分和杂质；(2)减压阀（Regulator）——调节稳定供气压力；(3)油雾器（Lubricator）——将润滑油雾化混入压缩空气以润滑气动元件。故选A。 15．液压系统中，压力损失不包括（ ） A．沿程压力损失 B．局部压力损失 C．容积损失 D．弯头、接头处的压力损失 【答案】C 【详解】压力损失（液流阻力造成的能量损失）分两种：(1)沿程压力损失——油液在等截面长直管路中流动时由黏性摩擦力引起的压力降；(2)局部压力损失——流过弯头、阀门、接头等处因流速大小和方向变化引起的附加压力降。容积损失属泄漏导致的流量损失。故选C。 16．柱塞泵与齿轮泵相比，主要优点是（ ） A．结构简单成本低 B．工作压力高、容积效率高 C．流量脉动小 D．自吸能力强 【答案】B 【详解】柱塞泵（轴向和径向）的主要优点：(1)工作压力高（可达35MPa以上，齿轮泵通常≤20MPa）；(2)容积效率高（配合间隙小、密封性好）；(3)变量方便（改变斜盘/偏心距）。缺点是结构复杂、价格高、自吸能力较差。故选B。 17．气动系统中，气缸输出推力F的计算公式为（ ） A．F=p×A（p压力，A活塞有效面积） B．F=p/A C．F=A/p D．F=p+A 【答案】A 【详解】气缸输出推力（或拉力）F=p×A×η，其中p为供气压力（Pa），A为活塞有效面积（m²），η为效率（一般0.85~0.95）。这是气动元件选型的基本计算。故选A。 18．卸荷回路的作用是（ ） A．增大系统压力 B．使液压泵在接近零压下运转以减少功率损耗 C．增加流量 D．提高液压缸速度 【答案】B 【详解】卸荷回路在液压执行元件不工作时（如系统待机、间歇期），使液压泵输出的油液以很低的压力（接近零压）直接流回油箱，大幅度降低泵的驱动功率消耗和发热，节约能量。常用二位二通电磁换向阀与溢流阀遥控口配合实现。故选B。 19．气压传动不宜用于（ ） A．一般工业自动化生产线 B．高精度定位和速度控制场合 C．包装机械 D．气动工具 【答案】B 【详解】由于空气的可压缩性大，气动系统的刚度和定位精度远不如液压传动，不宜用于要求高精度定位和精确速度控制的场合。液压传动因液体的不可压缩性在位置和速度控制上精度更高。故选B。 20．液压泵的排量是指（ ） A．泵每转输出的油液压力 B．泵每转（无泄漏情况下）所排出的油液体积 C．泵每分钟输出的油液体积 D．泵的最大输出功率 【答案】B 【详解】排量V是液压泵的基本参数之一，指泵轴每转一周（无泄漏理想情况下）所排出的油液体积（mL/r或cm³/r）。理论流量Q_t=V×n（n为转速）。实际流量因内泄漏小于理论流量。故选B。 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打"√"，错误的打"×"） 21．液压传动和气压传动都属于流体传动。（ ） 【答案】对 【详解】正确。液压传动以液体（液压油）为工作介质，气压传动以气体（压缩空气）为工作介质，两者同属流体传动（Fluid Power）范畴。 22．齿轮泵吸入油液时泵的出口压力升高。（ ） 【答案】错 【详解】错误。齿轮泵通过齿轮退出啮合一侧的密封容积增大形成局部真空→油箱中的油液在大气压作用下被压入泵的吸油腔（吸油时压力低于大气压），排油腔一侧容积减小→油液压力升高排出。 23．溢流阀在液压系统中通常与液压泵串联安装。（ ） 【答案】错 【详解】错误。溢流阀与液压泵并联安装——溢流阀进口接泵的出口管路，阀出口接油箱。串联会使系统不能正常工作（油路被切断或溢流油无法回油箱）。 24．液压系统中，执行元件的运动速度取决于进入执行元件的流量。（ ） 【答案】对 【详解】正确。液压缸速度v=q/A（q为进入缸的流量，A为活塞有效面积），调节流量即可调节速度——这是节流调速的基本原理。 25．气动系统中不需设置回气管路。（ ） 【答案】对 【详解】正确。气压传动的工作介质为压缩空气，工作后排入大气，不需要设置回气管路。液压传动必须设置回油管路使油液返回油箱循环使用。 26．单作用气缸和双作用气缸的区别在于活塞的复位方式。（ ） 【答案】对 【详解】正确。单作用气缸只有一侧通入压缩空气驱动活塞运动，返回行程靠弹簧力或外力复位。双作用气缸的两侧均可交替进气，压缩空气驱动活塞做往复运动。 27．液压油黏度随温度升高而增大。（ ） 【答案】错 【详解】错误。液压油的黏度随温度升高而显著下降（黏-温特性），这是选择液压油时必须考虑的特性。低温黏度过大会导致吸油困难；高温黏度过低会增大泄漏和磨损。 28．调速阀可以使通过的流量不随负载变化。（ ） 【答案】对 【详解】正确。调速阀内的定差减压阀能自动补偿负载变化引起的节流阀前后压差变动，保持通过调速阀的流量近似恒定，实现负载变化下速度的稳定性，优于普通节流阀。 29．气动三联件中的油雾器是为了冷却压缩空气。（ ） 【答案】错 【详解】错误。油雾器的作用是将润滑油雾化成微小油粒混入压缩空气流中，随气流进入气动元件内部对其进行润滑，而非冷却空气。 30．使用蓄能器可以减小液压泵的装机功率。（ ） 【答案】对 【详解】正确。对于间歇工作或短时大流量需求的液压系统，可利用蓄能器在系统空闲时储能、大流量需求时释放能量，使液压泵的流量和功率按平均值选取，减小装机功率、节能。 三、简答题（每小题 4 分，共 12 分） 31．简述液压传动系统的四大组成部分及其功能。 【答案】(1)动力元件——将原动机的机械能转换为油液的压力能（液压能），如各种液压泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵）；(2)执行元件——将油液的压力能转换回机械能输出做功，如液压缸（直线运动）和液压马达（旋转运动）；(3)控制元件——控制和调节系统中油液的压力、流量和流动方向，如溢流阀（压力控制）、节流阀（流量控制）、换向阀（方向控制）；(4)辅助元件——保证系统正常工作的其他装置，如油箱、过滤器、蓄能器、管路及接头、密封件等。 32．比较液压传动和气压传动各三条特点。 【答案】液压传动优点：(1)工作压力高（可达35MPa），体积小功率大；(2)传动平稳、响应快、速度刚度大（因液体不可压缩）；(3)易于实现过载保护和自动化控制。缺点：传动效率较低（因泄漏和液阻损失），油液对温度敏感，存在污染和火灾隐患。气压传动优点：(1)工作介质为空气，取之不尽、无污染；(2)管路简单、不需回气管路；(3)防火、防爆、可在恶劣环境使用。缺点：工作压力低（0.4~0.8MPa），输出力小；因空气可压缩使速度刚度差、定位不准确。 33．简述液压泵正常工作的三个必要条件。 【答案】(1)具有若干个密封且可周期性变化的工作容积——泵工作时密封容积由小变大（吸油）再变小（压油），周期性地交替进行；(2)具有相应的配流机构——将吸油腔和排油腔隔开，保证密封容积增大时只与吸油口相通、密封容积减小时只与排油口相通；(3)油箱内液面必须保持一定的压力——通常油箱液面与大气相通（开式系统）或由辅助泵供油建立一定的吸油压力（闭式系统），以保证油液充满吸油腔。 四、综合题（共 8 分） 34．某液压系统由定量泵（排量V=25mL/r）驱动，原动机转速n=1450r/min（转/分），泵的容积效率η_v=0.92，系统安全阀调定压力p=10MPa。请回答：(1)计算该泵的理论流量Q_t和实际输出流量Q_a；(2)若该系统驱动一液压缸（活塞直径D=80mm，活塞杆直径d=40mm），计算液压缸无杆腔进油时的最大推力F_max和伸出速度v_out；(3)若系统需要在液压缸不工作时减少液压泵的功率消耗而不关闭原动机，请设计一种卸荷回路的方案并说明原理。 【答案】(1)理论流量Q_t=V×n=25×10⁻³×1450=36.25 L/min；实际流量Q_a=Q_t×η_v=36.25×0.92=33.35 L/min（系统实际可用的流量）；(2)无杆腔活塞有效面积A=πD²/4=3.14×(0.08)²/4=5.024×10⁻³ m²，最大推力F_max=p×A=10×10⁶×5.024×10⁻³≈50240 N≈50.2kN；伸出速度v_out=Q_a/A=(33.35×10⁻³/60)/(5.024×10⁻³)≈0.111m/s≈111mm/s；(3)卸荷回路方案：在液压泵出口并联一个二位二通常闭电磁换向阀，其出口接油箱。当执行元件不工作时，二位二通电磁阀通电切换至导通位，泵输出的油液以很低压力（阀口压降约0.2~0.3MPa，接近零压）直接经电磁阀流回油箱（泵卸荷）；同时安全阀（溢流阀）的遥控口通过电磁阀回油箱，使溢流阀也在低压下卸荷。液压缸需要工作时，电磁阀断电关闭卸荷通路，系统恢复正常压力。 【详解】本题综合考查液压泵流量计算（排量/转速/容积效率）、液压缸推力与速度工程计算、卸荷回路的设计原理，完整覆盖模块八核心知识点和工程应用方法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $