2022年《液压与气压传动》课后习题答案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载第一章1-1 某液压油在大气压下的体积是 50 10 3m ,当压力上升后,其体积削减到 33 349.9 10 m ,取油压的体积模量为 K 700.0 Mpa ,求压力上升值； 3 3 4 3解：V V V 0 49.9 10 50 10 1 10 m6 4p k VV 0 700 1050 10 1 103 1.4 Mpa1- 3 图示为一粘度计, 如 D=100mm,d=98mm,l=200mm,外筒转速 n=8r/s 时,测得转矩 T=40N cm,试求其油液的动力粘度；解：外

2、筒内壁液体粘度：upn D83.14l0.12.512m s4 104N/m2F Af2T2 T240 102DAD22 0.13.140.2d dydydD/2dy00dd/ 2D1-4 图示一液压缸,其缸筒内径/ 20d/ 24 1040.050.0490.051P aS2.512D12 厘米,活塞直径d11.96 厘米,活塞长度 L14 厘米,如油的粘度0.065Pa.s ,活塞回程要求的稳固速度为v=0.5m/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,依据液体的粘性有F=FfAdu /dy 其中, A 为活塞表面积, A d L 又 du

3、/dy=v/h=v/D-d/2 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载所以FAdu /dy= dL v/D-d/2=0.065 3.14 11.96 0.01 14 0.01 2 0.5/12-11.96 0.01=8.54N 1-5 如下列图,一具有肯定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中,液体与大气相通的水槽中,液体在管中上升的高度 h=1m,设液体的密度为

4、 1000 kg m ,试求容器内真空度；3解：取水槽液面为基面；列出静力学基本方程：phpagg就真空度为：3p a p gh 1000 9.8 1 9.8 10 pa 1-7 液压缸直径 D=150mm,柱塞直径 d=100mm,液压缸中布满油液；假如柱塞上作用着 F=50000N的 力,不计油液的重量, 求图示的两种情形下液压缸中压力分别等于多少？解 : p缸p0ghp0B1200 A,B 之图 中 ap缸paaF4F6.3MpaA ad2图 中 bp 缸p bbF4F26.3MpA bD1-8 图示容器A 中的液体的密度A900Kg/m3,B 中液体的密度为Kg/m3, ZA=200m

5、m, ZB =180mm,h=60mm,U形管中的测试介质是汞,试求间的压力差；解：此为静压力问题,可列出静压力平稳方程解决： P A+ A g Z A B g Z B + 水银 g h + P B所以 PABPA -P B B g Z B + 水银 g h - A g Z A由于 76 厘米高水银柱为 P0 就 60 毫米高水银柱形成的压力P60/760 P 0 所以（取 g=10 P010 5Pa）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - -

6、- - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载 PAB1200 10 180 10360/760 10 5900 10 200 103 21607.89 10 318008250 Pa 1-9 如下列图,已知水深H=10m,截面A 10.02m2,A 20.042 m ,求孔子的出流流量以及点处的表压力（取1 ,不计缺失）解：取面为基面,据图示两截面列出的能量方程：2 2p 1 V 1 p 2 V 2g 2 g g 2 g由于截面与大气接触,就 p 1 p ap 2 p g h且有连续方程：V A 1 V A 2 qq 2 gH 2 10 10 0.326 m 3/ s1 1

7、 1 12 2 2 2A 1 A 2 0.02 0.04就处的表压力即 p p 2 p a gH 1 10 310 10 0.1 Mpa1-11 有一液压缸,流量为 25L/min ,吸油管直径 25mm,泵的吸油口比油箱液面高出 400mm；如只考虑吸油管中的沿程压力缺失,油液的运动粘度为30 10 6m 2 / s,油液的密度为 900 kg m ,问泵的吸油腔处的真空度为多 3少？解：如图,对 1-1 截面和 2-2 截面建立实际能量方程：细心整理归纳 精选学习资料 p12 v 1p 2hv 22其中（p 1pa,p2pamgh 第 3 页,共 28 页 g2gg2g又v A 1v A

8、2q210 100.3263/s故v 1q/A v 2q/A 22ghq2111212P 22 A 1A 20.620.0410 10gh1031050.1 Mpa - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载1-12 泵从一个大的油池中抽吸油液, 流量为 q150L/min, 油液的运动粘度 =34 106m 2/s, 油液密度 =900 kg/m3；吸油管直径d60 厘米,并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数 0.2 ,吸油口粗滤网的压

9、力缺失 p0.0178MPa；如期望泵入口处的真空度Pb不大于 0.04 MPa,求泵的吸油高度h（液面到滤网之间的管道沿程缺失可忽视不计）解：以油池液面为基准,定为11 截面,泵吸油处为22 截面泵吸油口液体流速：V2 =4 q/ d 2=4 150 103/ 60 2 106 =53.1m/min=0.89m/s Re= V2d/ =0.89 60 103/34 106=1570.6pcv5.17Mpa 第 8 页,共 28 页 pmaxp0p7017Mpact 属于间接冲击（3） t=0.05p maxcvct1.81Mpatpmaxp 0p max3.81 Mpact , 属于间接冲击

10、p max0.72 Mpap maxp 0p max2.72 Mpa - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载其次章2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量,况下液压泵出口处的工作压力值；不计管道内压力缺失, 说明图示各种工解：ap0 bp0 c2ppdp eT mFpAV m2-2 如下列图, 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,如不计管道压力缺失,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

11、样变化？答：当阀 A流通截面小于某一值时, P 维护 Py,B 打开；阀 A流通截面连续增大,增大到最大值时,P=0,B 不打开；2-3 试分析影响液压泵容积效率 v的因素；答：容积效率表征容积容积缺失的大小；由vq1q可知：泄露量q 越大,容积效率越小q tqt而泄露量与泵的输出压力成正比,因而有细心整理归纳 精选学习资料 vk 11k p由此看出,泵的输出压力越高,泄露系数越大,泵排 第 9 页,共 28 页 q tvn - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - -

12、 - - -优秀学习资料 欢迎下载量越小,转速越底,那么容积效率就越小；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 ；由试验测得, 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, 运算泵的流量为多少？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抱负流量,就qt106 L/min 由试验测得的压力为 2.5 MPa 时的流量 100.7 L/min 为实际

13、流量,就 v100.7 /106=0.95=95% 泄漏流量 q 只于压力有关 , 由于压力没变 所以就有 q t / =qn / /n=100.7 500/1450=34.7 L/min 当 n=1450r/min 时, P=pq/v m=25 10 5 100.7 10-3/ （60 0.95 0.9 ）=4.91kw 当 n=500r/min 时, P=pq/v m =25 10 5 34.7 10-3/ （60 0.95 0.9 ）=1.69kw 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

14、,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 第 10 页,共 28 页 - - - - - - - - - v =q/qt=150/159.6=93.98% m =/ v =0.87/0.9398=92.57% P=p q/ =29.5 10 6 150 10-3/ （60 0.87 ）=84.77kw 由于=p q/T 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料

15、 - - - - - - - - - - - - - - -所以 T=p q/优秀学习资料欢迎下载= p q/ （2 n）=29.5 10 6 150 10-3/ （2 0.87 3.14 950）=852.1N.m 2-6 分析双作用叶片泵配油盘的压油窗口端开三角须槽,和噪声？为什么能降低压力脉动答：液压泵在工作过程中, 由于西油容积突然和压油腔接通,或压油容积突然和吸油腔接通时, 会产生流量和压力突变而产生噪声；泵的流量脉动引起压力脉动；在压油窗口端开三角须槽,油液留经压油窗口的三角须槽到压油口,从而排除泵内液压急剧变化,降低压力脉动和噪声；2-7 双作用叶片泵两叶片之间夹角为, 配油盘上

16、封油区夹角为 ,定子区表面曲线圆弧段的夹角为 ,它们之间应满意怎样的关系？为什么？答：为了保证配油盘的吸、压油窗口在工作中能隔开,必需 2 /Z ；为了防止产生困油、气穴现象,必需 ；2-8 试分析外反馈压力式变量叶片泵 q p 特性曲线,并表达转变 AB段上下位置,BC段的斜率和拐点 B的位置的调剂方法；答：AB段是泵的不变量段, 这由于F sF , max是常数,压力增加时,泄漏量增加,实际输出量略有削减, BC段,泵的实际输出流量随着工作压力增加而削减； 调剂流量调剂螺钉 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,就可以转变细心整理归纳 精选学习资料 BC段的斜

17、率,弹簧越软, BC段越陡,调剂弹簧预压量X,便可转变p 和pmax的 第 11 页,共 28 页 值,工作压力p cksx 0/Ax ,BC段左右平移； - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载第三章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 q ,压力为 p ,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 F p D 2d 2 V q q 受拉,液压缸左移4 A D 2 d 2

18、 4对于图 b F pd 2V q q 受压,液压缸右移4 A d 24对于图 c F pd 2 V q q 受压,液压缸右移4 A d 243-2 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 A1100cm 2,有杆腔面积 A280cm 2,缸 1 输入压力 P10.9MPa,输入流量 q112 L/min ；不计缺失和泄漏,试求：两缸承担相同负载时（F1= F 2）,负载和速度各为多少？缸 1 不受负载时（ F10）,缸 2 能承担多少负载？缸 2 不受负载时（ F20）,缸 1 能承担多少负载？解： F 1P1 A 1P2 A 2 F 2P2 A 1由于 F1F2所以 P1 A

19、1P2 A2P2 A10.9 10 6 100 10-4P2 80 10-4= P 2 100 10-4 P 2=0.5 10 6Pa 就有 F1F2= P 2 A 1=0.5 10 6 100 10-4=5000N V 1q1/ A 1=12 103/ （100 10-4）=1.2m/min 由于 V 1 A 2= V 2 A 1所以 V2V1 A2/ A1=0.96m/min F 1P1 A 1P2 A 2=0 所以 P2P1 A1/ A2=1.125 MPa F2= P 2 A 1=1.125 10 6 100 10-4=11250 N 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -

20、 - - - - - - - - - 第 12 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - F优秀学习资料欢迎下载2= P 2 A 1=0 所以 P 20 所以 F 1P1 A 10.9 10 6 100 10-49000 N 3-3 图示液压缸, 输入压力为 1p ,活塞直径为 D,柱塞直径为 d,求输出压力 p ,为多少？解：由受力可知：p A 1p 1p A 21p 2D2即1 4D24p 2p 1D2 d3-4 差动连接液压缸,无杆腔面积A1100cm2,有杆腔面积 A240 cm2,输入

21、油压力 p2 MPa,输入流量 q40 L/min ,全部缺失忽视不计,试求：液压缸能产生最大推力；差动快进时管内答应流速为4m/s,进油管径应选多大？解：由于 F= P 1（A1A2）m所以 FmaxP1 （ A1A2） 1 2 10 6 （ 10040） 10-4 1 1.2 10-4N=12kN V =q/（A1A2）=40 10-3/60 60 10-4） 1/9 m/s V A 1= V 管 A 管所以 A 管1/9 100 10-4/4 d 2/4 有 d=18.8mm 应取 20mm 3-5 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

22、=100mm,d70mm,d030mm,试求：工作台在 0.2 时间内从静止加速到最大稳固速度v7m/min 时,泵的供油压力和流量各为多少？解：依据动量定理, Ft=mv2-mv1 所以 F 总=mv2-v 1/t=980 7/0.2 60=571.67N 工作台开头上升时F-G-Ff=F 总细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载就 F=F 总+G+ Ff=571.67+9

23、80 10+1960=12331.67N又依据柱塞缸推力公式 可得 F=p d0 2 m/4, m=1 留意 此处应取 d030mm p=4F/ d0 2=4 12331.67/3.14 30 10-3 2=17.45Mp a又依据柱塞缸速度公式 v=4q v/ d0 2 , v=1 可得q= d0 2v/4=3.14 30 10-32 7 10 3/4=4.95L/min 3-6 一单杆油压快进时采纳差动连接,快退时油压输入缸的有杆腔,设缸的快进快退速度均为0.1m/s, 工作时杆受压,推力为25000N；已知输入流量q=25L/min, 背压p20.2Mpa ,试求：（1）缸和活塞直径 D

24、,d; 2缸筒壁厚,缸桶材料为45 号钢103/ 6073mm解：（1）由V 34 qv其中v1425d2d4qV 30.13.14取 d=75mm 由于快进快退得速度相同,所以D=2d103mm,取 D=105mm （2）45 号钢b600Mpa,600 /5120Mpa设此时为薄壁p D y1.5 3 1052 mm 取2 2 1202.5其中 p 的值,查表 8-7 可取为 3Mpa 3-7 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

25、率 mm0.9 ,容积效率 vm0.9 ,泵出口和马达进口间管道压力缺失 0.2MPa,其它缺失不计,试 求：泵的驱动功率；泵的输出功率；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载马达输出转速、转矩和功率；解：P 驱=ppvpnP/ mp =10 10 6 10 10-6 1450/60 0.9 =2.69Kw P 出=pvn vp=10 10 6 10 10-6 1450 0.

26、9/60 =2.18Kw 泵的输出等于马达的输入量Vm nm/ vm=vPnP vp所以 nm= v PnP vp vm/ V m=10 10-6 1450 0.9 0.9/10 10-6 =1174.5r/min 马达的输出功率P=pvnvm=（100.2 ） 10 6 10 10-6 1174.5/60 0.9=1.73KW 马达的转矩T=p/2 n=1730/2 3.14 1174.5/60=14.03N.m3-8 图示系统,泵和马达的参数如下：泵的最大排量Vpmax115mL r ,转速np1000r/ min, 机 械 效 率mp0.9, 总 效 率p0.84； 马 达 排 量Vpmax148mL r ,机械效率mm0.9,总效率p0.84,回路最大答应压力rp =8.3Mpa,如不计管道缺失,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qpqmn mn V pmax即有n V pmaxvpn V Mq vm676.9 /minvpvm1000 1150.84 0.90.840.9V m148细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - -