液压与气压传动的课后习题问题详解.doc
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1、word第一章习题答案1-1 填空题1.液压传动是以液体为传动介质,利用液体的压力能来实现运动和动力传递的一种传动方式。2.液压传动必须在密闭的容器进展,依靠液体的 压力来传递动力,依靠流量来传递运动。3.液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五局部组成。4.在液压传动中,液压泵是 动力元件, 它将输入的 机械能转换成压力能,向系统提供动力。5.在液压传动中,液压缸是执行元件, 它将输入的压力能转换成机械能。6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的油液压力、油液流量和油液流动方向,以保证执行元件实现各种不同的工作要求。7.液压元件的图形符号只表示元件的 功能 ,不表示元件
2、结构 和参数,以与连接口的实际位置和元件的空间安装位置和传动过程。8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的常态位表示。1-2 判断题1.液压传动不易获得很大的力和转矩。 2.液压传动装置工作平稳,能方便地实现无级调速,但不能快速起动、制动和频繁换向。 3.液压传动与机械、电气传动相配合时, 易实现较复杂的自动工作循环。 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。 第二章习题答案2-1 填空题1液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的可压缩性,可用体积压缩系数或体积弹性模量表示,体积压缩系数越大,液体的可压缩性越大;体积弹性模量越大,液体的可压缩性越小。在液压传动中一般可认为液体是不可压
3、缩的。2油液粘性用粘度表示;有动力粘度、运动粘度、相对粘度三种表示方法;计量单位m2/s是表示运动粘度的单位;1m2/s 106厘斯。3某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40oC时运动粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。4. 选择液压油时,主要考虑油的粘度。选项:成分、密度、粘度、可压缩性5当液压系统的工作压力高,环境温度高或运动速度较慢时,为了减少泄漏,宜选用粘度较高的液压油。当工作压力低,环境温度低或运动速度较大时,为了减少功率损失,宜选用粘度较低的液压油。6. 液体处于静止状态下,其单位面积上所受的法向力,称为静压力,用符号表示。其国际单位为Pa 即帕斯卡,常用单位为MPa 即兆帕
4、。7. 液压系统的工作压力取决于负载。当液压缸的有效面积一定时,活塞的运动速度取决于流量。8. 液体作用于曲面某一方向上的力,等于液体压力与曲面在该方向的垂直面投影面积的乘积。9. 在研究流动液体时,将既无粘性又不可压缩的假想液体称为理想液体。10. 单位时间流过某通流截面液体的体积称为流量,其国标单位为 m3/s 即米 3/秒,常用单位为L/min 即升/分。 12. 液体的流动状态用雷诺数来判断,其大小与管液体的平均流速、运动粘度和管道的直径有关。13. 流经环形缝隙的流量,在最大偏心时为其同心缝隙流量的2.5倍。所以,在液压元件中,为了减小流经间隙的泄漏,应将其配合件尽量处于同心状态。2
5、-2 判断题1. 液压油的可压缩性是钢的100150倍。2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。3. 液压油能随意混用。4. 作用于活塞上的推力越大,活塞运动的速度就越快。5. 在液压系统中,液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 6. 液体在变截面管道中流动时,管道截面积小的地方,液体流速高,而压力小。7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。2-3 问答题1. 静压力的特性是什么?答:1液体静压力的方向总是垂直于作用面的法线方向。2静止液体任一点的液体静压力在各个方向上都相等。2. 静压力传递原理是什么?答:静压传递原理又称帕斯卡原理,即:在密闭容器,施加于静止液体上的
6、压力将以等值同时传递到液体各点。2-4 计算题1液压油的体积为1810-3m3,质量为16.1kg,求此液压油的密度。答案:894 kg/m32某液压油在大压下的体积是5010-3m310-3m3,设液压油的体积模量为K 700.0MPa,求压力升高值。答案:1.4 MPa3用恩氏粘度计测得某液压油850kg/m3200mL流过的时间为t1153s,20时200mL的蒸馏水流过的时间为t2 51s,求该液压油的恩氏粘度E、运动粘度和动力粘度各为多少?答案:E=3;20cst;1710-3 Pas4如图2-19所示,具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面与大气相通的水槽中,液体在管中上升的高度
7、h 1m,设液体的密度1000kg/m3,试求容器的真空度。答案:9800 Pa图2-205如图2-20所示,容器A中的液体的密度A900kg/m3,B中液体的密度B 1200kg/m3,ZA200mm,ZB180mm,h60mm,U形管中测压介质为汞103kg/m3,试求A、B之间的压力差。答案:8350 Pa 图2-19图2-216如图2-21所示,水平截面为圆形的容器,上端开口,求作用在容器底面的作用力。假如在开口端加一活塞,连活塞重量在,作用力为30kN,问容器底面的总作用力为多少?1000kg/m3答案:15KN;135KN7液体在管中的流速v 4m/s,管道径d 60mm,油液的运
8、动粘度3010-6m2/s,试确定流态,假如要保证其为层流,其流速应为多少?8如图2-22所示,液压泵的流量q 32L/min,液压泵吸油口距离液面高度h500mm,吸油管直径d 20mm。粗虑网的压力降为0.01MPa,油液的密度900kg/m3,油液的运动粘度为2010-6m2/s,求液压泵吸油口处的真空度。答案:0.02 MPa图2-229运动粘度为4010-6m2/s的油液通过水平管道,油液密度900kg/m3,管道直径为d10mm,进口压力p14.0MPa,问流速为3m/s时,出口压力p2为多少?答案:3.8 MPa 10有一薄壁节流孔,通过流量q 25L/min时,压力损失为0.3
9、MPa, 试求节流孔的通流面积。设流量系数Cq0.61,油液的密度900kg/m3。2第三章习题答案3-1 填空题1液压泵是液压系统的能源或动力装置,其作用是将原动机的机械能转换为油液的压力能,其输出功率用公式或表示。2容积式液压泵的工作原理是:容积增大时实现吸油,容积减小时实现压油。3液压泵或液压马达的功率损失有机械损失和容积损失两种;其中机械损失是指泵或马达在转矩上的损失,其大小用机械效率m表示;容积损失是指泵或马达在流量上的损失,其大小用容积效率v表示。4液压泵按结构不同分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三种,叶片泵按转子每转一转,每个密封容积吸、压油次数的不同分为单作用式和双作用式两种,液压泵
10、按排量是否可调分为定量泵和变量泵两种;其中单作用式叶片泵和柱塞泵能做成变量泵;齿轮泵和双作用式叶片泵只能做成定量泵。5轴向柱塞泵是通过改变斜盘倾角实现变量的,单作用式叶片泵是通过改变偏心距实现变量的。3-2 画出如下图形符号单向定量液压泵: 双向定量液压泵:单向定量液压马达: 双向变量液压马达:3-3 问答题1液压泵完成吸油和压油必须具备的条件是什么?答:(1)具有假如干个可以周期性变化的密封容积。(2)油箱液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。(3)具有相应的配流机构。2液压泵的排量和流量各决定于哪些参数?理论流量和实际理论的区别是什么?写出反映理论流量和实际流量关系的两种表达式。答:液压
11、泵的排量取决于密封容积的几何尺寸,与泵的转速和泄漏无关。液压泵的流量取决于液压泵的排量和泵的转速。理论流量是指在不考虑泄漏的情况下,单位时间所排出液体的体积。实际流量是指在考虑泄漏的情况下,单位时间所排出液体的体积。;。3齿轮泵的泄漏方式有哪些?主要解决方法是什么?答:齿轮泵泄漏方式有三个:齿轮端面和端盖间的轴向间隙;齿轮外圆和壳体孔间的径向间隙以与两个齿轮的齿面啮合处。主要解决方法是在设计和制造时严格控制泵的轴向间隙。4齿轮泵的困油现象如何解决?径向不平衡力问题如何解决?答:消除困油现象的方法通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣出两条卸荷槽。使困油区容积减小时,与压油腔相通,便于油液与时挤出,防止压
12、力升高;困油区容积增大时,与吸油腔相通,便于与时补油,防止真空气化。减小径向不平衡力的方法通常是缩小压油口。使压力油仅作用在一个齿到两个齿的围,减小其有效作用面积。5画出限压式变量叶片泵流量特性曲线,结合图313说明如何调节限压式变量叶片泵流量特性?并填空。答: 调节螺钉5的位置,可以改变定子和转子之间的最大偏心距e0,即可改变最大输出流量,使特性曲线AB 段上下平移。调节调压螺钉10,可改变弹簧的预压缩量x0,即可改变限定压力pB的大小,使特性曲线BC段左右平移。而改变调压弹簧的刚度k 时,可改变BC 段的斜率,弹簧越“软k 值越小,BC 段越徒,Pmax值越小。要求执行元件空载快进时负载小
13、、速度大,适合流量特性曲线的AB段;要求执行元件工作进给时负载大、速度小,适合流量特性曲线的BC段。3-4 计算题1 某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为,容积效率为,当转速为1200r/min时,试求泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各为多少?2 某液压泵的额定压力为20MPa,额定流量为20L/min,泵的容积效率为5,试计算泵的理论流量和泄漏量。答案:L/ L/min3 某液压泵的转速为950r/min,排量为V168mL/r,在额定压力为29.5MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87,求:1 泵的理论流量qt。2 泵的容
14、积效率v和机械效率m。3 泵在额定工况下,所需电动机驱动功率Pi。4 驱动泵的转矩Ti。答案:1160L/min;20.94;0.93;385kw;4850Nmd 83mm,定子径D 89mm,叶片宽度B 30mm,试求:1叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。2 叶片泵最大可能的排量Vmax。答案:10.95mm;250mL/r5 一变量轴向柱塞泵,共9个柱塞,其柱塞分布圆直径D 125mm,柱塞直径d 16mm,假如液压泵以3000r/min转速旋转,其输出流量为q 50L/min,问斜盘角度为多少忽略泄漏的影响?第4章习题答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的执行装置,作用是
15、将液压能转换为机械能。2.对于差动液压缸,假如使其往返速度相等,如此活塞面积应为活塞杆面积的2倍。3.当工作行程较长时,采用柱塞 缸较适宜。4.排气装置应设在液压缸的最高位置。5.在液压缸中,为了减少活塞在终端的冲击,应采取缓冲措施。4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度一样,应采用什么类型的液压缸?答:双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量qt和q如何表示液压泵和液压马达的容积效率?用理论转距和实际转距(Tt和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率?请分别写出表达式。液压泵的容积效率:液压马达的容积效率:液压泵的机械效率:液压马达的机械效率:4-3、计算题1.某液压马达的排量V250mL
16、/r,液压马达入口压力为p110.5MPa,出口压力p21.0MPa,其机械效率m0.9,容积效率v0.92,当输入流量q22L/min时,试求液压马达的实际转速n和液压马达的输出转矩T。答案:81r/min;340Nm2.如图412所示,四种结构形式的液压缸,分别活塞缸体和活塞杆柱塞直径为D、d,如进入液压缸的流量为q,压力为p,试计算各缸产生的推力、速度大小并说明运动的方向。图412答案:a;缸体左移b;缸体右移c;缸体右移d;缸体右移3.如图413所示,两个结构一样的液压缸串联,无杆腔的面积A110010-4 m2,有杆腔的面积A28010-4 m2,缸1的输入压力p10.9 MPa,输
17、入流量q112L/min,不计泄漏和损失,求:1) 两缸承受一样负载时,该负载的数值与两缸的运动速度。2) 缸2的输入压力是缸1的一半时,两缸各能承受多少负载。3) 缸1不承受负载时,缸2能承受多少负载。答案:10.02m/s;0.016m/s 25400N;4500N 311250N图4134.某一差动液压缸,当或时,求活塞面积A1和活塞杆面积A3之比应为多少?答案:当时,A1/A3=2;当时,A1/A3=3。5.某泵的输出流量为100L/min,容积效率为0.9。用该泵向一液压马达供油时,测量液压马达输出转速为400r/min,其容积效率为0.8.试求此液压马达的排量。103 m3/r第五
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