液压与气压传动(第二版)课后习题答案(11页).doc

-液压与气压传动(第二版)课后习题答案-第 9 页第一章1- 3图示为一粘度计，若D=100mm，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s时，测得转矩T=40Ncm,试求其油液的动力粘度。 解：外筒内壁液体粘度：1-4图示一液压缸，其缸筒内径D12厘米，活塞直径d11.96厘米，活塞长度L14厘米，若油的粘度0.065Pa.s，活塞回程要求的稳定速度为v=/s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少？解： F力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有F=FfA(du /dy) 其中， A为活塞表面积，A d L又du /dy=v/h=v/(D-d)/2所以FA(du /dy)= ×dL ×××××14××2 ×0.5/(12-11.96)×1-17 试求如图所示两并联管的流量各为多少？已知总流量q=25L/min,假设沿程压力损失系数则并联管路中的总压力损失等于多少？解：设两并联管中的流量是，则有，由于两管并联，即有两管管端的压力差相等，即两管的压力损失相等则：1-19圆柱形滑阀如图所示：已知阀芯直径d=2cm，进口液压=9.8pa,出口液压油液的密度通过阀口时的流量系数求流过阀口的流量。解：当阀的开口较小时，可看作薄壁小孔，阀口的流量截面积: 流过阀口的流量：第二章2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。解：a) b) c)d) e)2-2如图所示，A为通流截面可变的节流阀，B为溢流阀。溢流阀的调整压力是 Py，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？答：当阀A流通截面小于某一值时，P维持Py，B 打开。 阀A流通截面继续增大，增大到最大值时，P=0,B不打开。2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为m0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min，压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求：泵的容积效率；如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？上述两种转速下泵的驱动功率。解： 通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则qt106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则v100.7 /106=0.95=95%泄漏流量q只于压力有关,由于压力没变 所以则有 qt=qn×500/1450=34.7 L/min当n=1450r/min时, P=pq/(v m)=25×105××10-3/（60××当n=500r/min时, P=pq/(v m )=25×105××10-3/（60××2-4设液压泵转速为950r/min，排量168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求：(1)泵的理论流量；(2)泵的容积效率；(3)泵的机械效率；(4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率；(5)驱动泵的转速。解： qtVpn=168×950=159.6 L/min v =q/qt=150/159.6=93.98% m =/v P=p q/×106×150×10-3/（60× 因为=p q/T 所以T=p q/= p q/（2n）×106×150×10-3/（2×××950）2-8 试分析外反馈压力式变量叶片泵特性曲线，并叙述改变AB段上下位置，BC段的斜率和拐点B的位置的调节方法。答：AB段是泵的不变量段，这由于，是常数，压力增加时，泄漏量增加，实际输出量略有减少，BC段，泵的实际输出流量随着工作压力增加而减少。调节流量调节螺钉b，可改变泵的最大流量。AB段曲线上下平移；变更刚 度不同的弹簧，则可以改变BC段的斜率，弹簧越软，BC段越陡，调节弹簧预压量X，便可改变和的值，工作压力，BC段左右平移。第三章3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D，d，如进入液压缸的流量为，压力为，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。解：对于图a 受拉，液压缸左移对于图b 受压，液压缸右移 对于图c 受压，液压缸右移3-2图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积A1100cm2，有杆腔面积A280cm2，缸1输入压力P10.9MPa，输入流量q112 L/min。不计损失和泄漏，试求：两缸承受相同负载时（F1= F2），负载和速度各为多少？缸1不受负载时（F10），缸2能承受多少负载？缸2不受负载时（F20），缸1能承受多少负载？解： F1P1 A1P2 A2 F2P2 A1 因为F1F2 所以P1 A1P2 A2P2 A1×106×100×10-4P2×80×10-4= P2×100×10-4 P2×106Pa 则有F1F2= P2 A1×106×100×10-4=5000N V1q1/ A1=12×103/（100×10-4）=/min 因为 V1 A2= V2 A1 所以 V2V1 A2/ A1=/min F1P1 A1P2 A2=0 所以 P2P1 A1/ A2=1.125 MPaF2= P2 A1×106×100×10-4=11250 N F2= P2 A1=0 所以 P20 所以 F1P1 A1×106×100×10-49000 N3-5图示一个与工作台相连的柱塞缸，工作台质量980Kg，缸筒柱塞间摩擦阻力Ff1960N，D=100mm,d70mm，d030mm，试求：工作台在0.2时间内从静止加速到最大稳定速度v7m/min时，泵的供油压力和流量各为多少？解： 根据动量定理，Ft=mv2-mv1所以F总=m(v2-v1)/t=980××工作台开始上升时F-G-Ff=F总则F=F总+G+ Ff=571.67+980×又根据柱塞缸推力公式 可得F=pd02m/4, m=1注意 此处应取d030mmp=4F/d02=4××(30×10-3)2a又根据柱塞缸速度公式v=4qv/d02 ,v=1 可得q=d02v/4=×(30×10-3)2×7×103/4=/min3-6一单杆油压快进时采用差动连接，快退时油压输入缸的有杆腔，设缸的快进快退速度均为m/s,工作时杆受压，推力为25000N。已知输入流量q=25L/min,背压，试求：（1）缸和活塞直径D，d; (2)缸筒壁厚，缸桶材料为45号钢解：（1）由其中取d=75mm因为快进快退得速度相同，所以D=mm,取D=105mm（2）45号钢设此时为薄壁 取其中的值，查表8-7可取为3Mpa3-7图为定量泵和定量马达系统。泵输出压力Pp10 Mpa，排量Vp10 mL/r，转速np1450r/min，机械效率mp0.9，容积效率vp0.9，马达排量Vm10 mL/r，机械效率mm0.9，容积效率vm0.9，泵出口和马达进口间管道压力损失0.2MPa，其它损失不计，试 求：泵的驱动功率；泵的输出功率；马达输出转速、转矩和功率。解： P驱=ppvpnP/mp=10×106×10×10-6×1450/(60×0.9)P出=pvnvp=10×106×10×10-6×1450×泵的输出等于马达的输入量Vm nm/vm=vPnPvp所以nm= vPnPvpvm/ Vm=10×10-6×1450××0.9/(10×10-6)马达的输出功率P=pvnvm=（100.2）×106×10×10-6×(1174.5/60)×马达的转矩T=p/2n=1730/(2××3-8 图示系统，泵和马达的参数如下：泵的最大排量，转速，机械效率，总效率；马达排量，机械效率，总效率，回路最大允许压力=8.3Mpa，若不计管道损失，试求：1）马达最大转速及该转速下的的输出功率和输出转矩。2）驱动泵所需的转矩。解：泵的流出流量等于流入马达的流量 即有 输出转矩 输出功率 驱动泵所需的转矩3-9 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力=0.4Mpa，泵的最大排量，转速，容积效率，机械效率。马达相应参数为，。不计管道损失，当马达的输出转矩为，转速为时，求变量泵的排量，工作压力和输入功率。解：泵的流出流量等与流入马达的流量 由马达的输出转矩 由得 功率 第四章4-1 图4 -115 所示液压缸，液控单向阀作用锁以防止液压缸下滑，阀的控制活塞面积是阀心承受面积A的3倍。若摩擦力，弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力为多少？解：对刚缸体作受力分析有 由于控制面积为阀心承压面积的3倍故开启阀需 即 取临界条件开启最高压力 4-17 图4-129所示回路中，溢流阀的调定压力，试回答下列问题： 1）回油腔背压的大小由什么因素来决定？ 2）当负载时，比高多少？泵的工作压力是多少？ 3）当泵的流量略有变化时，上述结论是否需要修改？解：（1）回油腔的背压由负载来决定； （2）当时，由于溢流阀的调定压力，故，即有，此时泵的工作压力，(3)当泵的流量略有变化时，由于溢流阀的作用，进口压力基本保持恒定，无需修改。第六章6-1 在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为。泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时：1) 换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点和C点的压力各为多少？2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点和C点的压力各为多少？解：1）换向阀下位接入回路时，即关闭的外泄油口。不起作用，则2）换向阀上位接入回路时，开始工作，又由于，则起调压作用 ，。6-2在图示回路中，已知活塞运动时的负载F1200N，活塞面积A15×104，溢流阀调整值为Pp4.5MPa，两个减压阀的调整压力分别为pj13.5 MPa和pj22 MPa，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A,B,C三点压力值。解： 运动时，Pc=F/A=1200/（15×104） 两个减压阀并没有起减压作用 PA =PB = Pc 停在终端位置时，C处被堵上， 系统负载为无穷大，此时各个阀都起作用了。 PB =PpPA=pj13.5 MpaPc =pj22 MPa6-6 在6-58所示的调速阀节流调速回路中已知，F由0增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化，若调速阀要求的最小压差为，试求：1）不计调压偏差时溢流时溢流阀调整压力是多少？泵的工作压力是多少？2）液压缸所能达到的最高工作压力是多少？3）回路的最高效率为多少？解：1）泵的工作压力 溢流阀调整压力 2）液压缸达到最高工作压力时，溢流阀处于关闭状态 工作压力 3）回路最高效率