液压传动-东南大学-习题解答1-7章

第1页第一章思考题和习题解注：2-6结果与答案不同，6-1，2结果与答案不同1.1液压千斤顶如图1-7所示。小活塞直径15mm，行程10mm，大活塞直径60mm，重物产生的力F2=48000N，手压杠杆比L：l=750：25，试求：（1）此时密封容积中的液体压力p是多少？（2）杠杆端施加力F1为多少时，才能举起重物？（3）在不计泄漏的情况下，杠杆上下动作一次，重物的上升高度2S是多少？解：（1）324800017(6010)4FpAMPa（2）63211710(1510)4FpAN125100750lFFFLN（3）212121510()0.62560ASSAmm答：密封容积中的液体压力p=17MPa，杠杆端施加力F1=100N，重物的上升高度2S=0.625mm。如果小活塞摩擦力175N，大活塞摩擦力2000N，并且杠杆上下一次密封容积中液体外泄0.2cm3，重复上述计算。解：（1）3248000200017.69(6010)4FpAMPa（2）63211710(1510)4FpANLlF1F2题1.7图第2页125(175)110750lFFFLN（3）11220.21000.554SASAmm1-2如下图所示，两液压缸的结构和尺寸均相同，无杆腔和有杆腔的面积各为1A和2A，122AA，两缸承受负载1F和2F，且122FF，液压泵流量为q,求并联和串联时，活塞移动速度和压力。并联时：两缸顺序动作，缸2先动。速度相同，qvA。压力由负载决定。串联时：速度由泵的流量决定：前缸1qvA，后缸112qvA压力由负载决定：后缸221FpA，前缸211111122.5FAFAFpAA1-3液压传动系统有液压泵，液压阀、液压缸、油箱、管路等元件和辅件，还要有电动机，而电气驱动系统只要一台电动机就行了，为什么说液压传动系统的体积质量小呐？解答：在同等功率条件下，液压传动相对于机械传动，体积和质量小。特别在大功率情第3页况下，液压传动的优点更突出。1-4液压传动系统中，要经过两次能量的转换，一次是电动机的机械能转化为液压泵输出的液体能，另一次是输入执行元件的液压能转换为执行元件输出的机械能，能量的转化是有损失的，为什么要使用液压传动系统呐？解答：传动系统的作用是传递和控制能量与信号，任何形式的传动系统都会有能量损失，问题如何将损失降低到最小，而不是因有损失而不使用。第4页第二章思考题和习题解2-1有密闭于液压缸中的一段直径150dmmmm、长mm400lmm的液压油，体积膨胀系数416.510K，密闭容积的一端的活塞可移动。如果活塞的外负载力不变，油温从20℃上到25C℃，求活塞位移。答：)1(12TVV0VTVmmVS131504400150450105.6150422422-2同2-1，如果活塞不能动，液压缸是刚性的，试问由于温度变化，液压缸内的压力升高多少？答：气体体积弹性模量：0VTV3924025M0.0002296110440015050105.6TVVPVVK0一般取值MPa3107.0MPaVVKP75.224001504105.6504001504107.0242302-3某液压液在大气压下的体积是331050m，当压力升高后，其体积减少到33109.49m，取液压液的体积模最为MPaK0.700，.试求压力升高值。答：根据体积压缩系数公式kPVVK10MPaVVKp4.11050101.07003302-4图2-4所示为标准压力表检验一般压力表的活塞式压力计。机内充满油液，其液体压缩率Nmk/1075.4210。机内的压力由手轮丝杠和活塞产生。活塞直径第5页mmd10，丝杠螺距mmp2。当压力为MPa1.0时，机内油液体积mlV200,试求为在压力计内形成20MPa的压力。手轮要摇多少转?解：先求V，由液体压缩率0VPVk（毫升是立方厘米）mlVPkV89.11075.410200109.1910660mmVl24104189010422答案12转2-5如图2-5所示一液压缸，其缸筒内径mmD120，活塞直径d=119.6mm,，活塞长度L=140mm，若油的动力粘度sPa065.0。活塞回程要求的稳定速度为smv/5.0，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F。答：内摩擦力dyduAFNdyduAF55.81024.05.06.119140065.032-6一滑动轴承由外径d=98mm的轴和内径mmD100，长度mml120的轴套所组成，如图2-6所示。在均匀的缝隙中充满了动力粘度sPa051.0的润滑油（油膜厚度为0.2mm）。试求使轴以转速n=480r/min旋转所需的转矩。解：第6页内摩擦力dyduAFA=260.0369264m1098120125602.014.3604801002.0nDdyduNdyduAF6.23125600.0369264051.0NmDFT18.110506.2323答案0.4NM2-7图2-7所示一直径为200mm的圆盘，与固定圆盘端面间的间隙为0.02mm，其间充满润滑油，油的运动粘度smv/10325，密度为900㎏/m3，转盘以1500r/min转速旋转时，试求驱动转盘所需的转矩。解：027.01039005v内摩擦力dyduAF，在半径r处的力为rdrdA2drnrrnrdrdyduAdF2220002.022drnrrdFdT32200NmrndrnrT3.334/1.060/150014.3027.020042004042421000322-8动力钻度sPa2.0的油液充满在厚度为h的缝隙中，如图2-8所示。若忽第7页略作用在截锥体上下表面的流体压力。试求将截锥体以恒速n旋转所需的功率。已知：45，mma45mmb60mmh2.0min/90rn。解：内摩擦力dyduAF在半径r处的力为，应45度的角度，等边直角三角形，不同的r处，速度不同，cos166090cos42.02cos22222drrdrrrndrrdyduAdFdrrdrr2229.83cos16drrrdFdT39.83NmrdrrTbaa7.23)45105(2149.839.8344433.22609027.23TPW第8页第四章思考题和习题解4-1已知液压泵的额定压力和额定流量，.若不计管道内压力损失，试说明图4-27所示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。解：0bapp，ppc，AFpd，VTpe2。4-2液压泵的额定流量为100L/min，液压泵的额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为m=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106L/min；压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，试求：（1）液压泵的容积效率V是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？解：（1）实际除以理论：vtqq1007106095..（2）95.01061450500111vtvqnnVnq34.7L/min（3）在第一种情况下：第9页3360109.4609.010106105.2mtmtipqPPW在第二种情况下：33611011069.195.0609.0107.34105.2mtvmtipqPPW答：液压泵的容积效率V为0.95，在液压泵转速为500r/min时，估算其流量为34.7L/min，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9103W，在第二种情况下的驱动功率为1.69103W。4-3设液压泵转速为950r/min，排量rmLVp/168，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87，试求:1）泵的几何流量。2）泵的容积效率。3）泵的机械效率。4）泵在额定工况下，所需电动机驱动功率。5）驱动泵的转矩。解：理论流量min/6.15960/950168LVnq=2660ml/s容积效率94.06.159150V机械效率926.094.087.0Vm泵在额定工况下的所需驱动功率：KWpqp8.846087.0105.291015063驱动泵的转矩：95014.32608.842nPT0.85KN4-4试分析双作用叶片液压泵配油盘的压油窗口端开三角形槽，为什么能降低压力脉动和噪声?解第10页在配油盘压油窗口开三角形减振槽后，使工作容积逐渐与压油腔连通，压力变化率变小，就可以降低流量、压力脉动和噪声。4-5双作用叶片液压泵两叶片之间夹角为z/2，配油盘上封油区夹角为，定子内表面曲线圆弧段的夹角为(图4-28)，它们之间应满足怎样的关系?为什么？解z2保证吸压油腔不连通，减少困油4.6某床液压系统采用一限压式变量泵。泵的流量——压力特性曲线ABC如图4-29所示。泵的总效率为0.7,如机床在工作进给时泵的压力和流量分别为4.5MPa和min/5.2L在快速移动时.泵的压力和流量为2.0MPa和min/20L,试问泵的特性曲线应调成何种形状?泵所需的最大驱动功率为多少?4-6KWpqp27.0607.0105.4105.263工进KWpqp95.0607.0100.2102063快进KWpqp5.1607.0105.191025.363最大功率最大：1.5KkW第11页坐标画图4-7某组合机床动力滑台采用双联叶片泵作油源，如图4-30所示，大、小泵的额定流量分别为40L/min和6L/min。快速进给时两泵同时供油，工作压力为1MPa;工作进给时大流量泵卸荷(卸荷压力为0.3MPa)(注:大流量泵输出的油通过左方的卸荷阀3回油箱)，由小流量泵供油，压力为4.5MPa若泵的总效率为0.8,试求该双联泵所需的电动机功率为多少?解：第12页快进时：KWpqp96.0608.010110)640(63工进时KWpqp81.0608.0105.4106103.0104063634-8某液压马达的进油压力为10MPa，排量rmL/200,总效率为0.75，机械效率为0.9，试计算:1)该马达的几何转矩。2)若马达的转速为500r/min，则输入马达的流量为多少?3)若外负载为200N·m(n=500r/min)时，该马达输人功率和输出功率各为多少?解：几何转矩：NPVT5.31814.32102001010266马达输入流量SLLVnqv/2min/1209.0/75.0105002003输出功率：KWnTp5.106050014.322002输入功率KWpqp1475.05.104-9一液压马达，要求输出转矩为52.5N·m,转速为30r/min,马达排量为105mL/r,马达的机械效率和容积效率均为0.9，出口压力p2=0.2MPa;，试求马达所需的流量和压力各为多少?解：输入流量min/5.39.010105