【大学资料】液压与气压传动自测题答案

1-1（a）活塞1的面积为 A1=D12=0.7850.022=3.1410-4m2密封腔内的压力为 P=F/A1=314/3.1410-4=1106N/m2液体作用于活塞5上的力为 FR=FA2/A1=3140.052/0.022=1960N由于工作台上阻力FR为1960N，故活塞1通过液体压力使活塞5和工作台一起等速运动。工作台的速度为活塞1速度的4/25。（b）密封腔内的压力为 P=F/A1=157/3.1410-4=0.5106N/m2作用于活塞5上的推力为 FR=FA2/A1=15725/4=980N这不足以克服工作台上的阻力，活塞1和5都不动。（c）由于阻力为1960N，根据（a），当活塞1上的作用力为314N时，两活塞即以各自的速度（速比4/25）作等速运动。故实际上等速运动时活塞1上的作用力只能达到314N。1-2 由于液体不能承受拉力，所以拉活塞1时不能使活塞5克服工作台的阻力而运动。在极限情况下，液体被拉“断”，即密封腔内出现真空，则活塞1运动而活塞5人保持不动。如果工作台上阻力（包括摩擦力）FR为零，并且不考虑活塞和活塞杆的摩擦力，则在密封容积中出现真空时，活塞5右端面上的大气压力可能推动活塞5向左运动，即出现活塞1“拉”动活塞5的情况。但因实际上活塞及活塞杆总是有摩擦力存在的，所以上述拉动的情况是不大可能出现的。1-3 轴上扭矩为 M=TD/2=AUD/2h 或 h=0.510-4m中 D =0.1m L=0.2m A=DL=0.10.2=0.0628m2 U=Dn=0.1120/60=0.628m/s代入上式，得 =Pas =40cSt根据式（1-18）求E（取正根），得 E=E故图1-9表示了一种粘度的测量原理。 2-1 1.取B-C面为等压面见图2-4（a）, U形测压计右支 Pc=汞g（h+h1） U形测压计左支 PB=PA+水gh1 因为PB=PC，所以PA=汞gh+gh1(汞-水) =13.61039.810.20+9.810.3(13.6103-103) =63765N/m2=0.064MPa以上所求得的结果为相对压力，A处的绝对压力 PA绝=0.101+0.064=0.165MPa 2.取B-C面为等压面见图2-4（b）,压力Pc等于大气压力Pa，故PB=Pc=Pa PB=Pa+水gh1+汞gh2 所以 PA=PB-（水gh1+汞gh2） =101325-1039.810.15-13.61039.810.3 =59828Pa=0.06MPa 以上计算所的结果为绝对压力，真空度为 Pa-PA=101325-59828=41497Pa=0.04MPa2-2 球阀受P1作用向上的力为 F1=d2P1/4 受P2作用向下的力为 F2=d2P2/4列出球阀受力平衡方程式 d2P1/4=Fs+d2P2/4式中Fa为弹簧的预紧力，故 Fs=d2P2/4-d2P1/4=（P1- P2）d2/4 =（100-5）105(0.01)2/4=746N 锥形阀芯受力情况和球阀相同，故Fa也相等。2-3 计算液压缸进、回油管中的流速时，不能直接应用连续性方程，因为进油管和回油 管以为活塞所隔开。 由已知流量可求得进油管流速 又进入液压缸的流量可求得活塞运动速度 又连续性方程3-1 泵的实际流量 Q=QT-Q=qn-cp=(501450-29p10-5)cm3/min 泵的容积效率 pv=1- 泵的机械效率 其中 M=2Nm 所以 以上计算结果列表如下P(105Pa)0255075100Q(1/min)72.571.871.170.369.6pv10.990.980.970.96pm00.9070.9510.9670.975p00.8980.9340.9380.936 图3-32电动机功率 3-2 配流盘的正确位置应使其二配流槽对称与斜盘的定点分布。如果错开一角度，则配流槽将同时与密封容积处于减小和处于增大位置的柱塞相通，其实际吸入或排出的油液为这两部分体积之差，即实际排量减小。当错开角度达到90时，减小和增大的密封容积相等，泵不再有流量输出。故一般在装配时应保持陪流盘的正确位置，但在这个别泵中利用这一原理来改变泵的排量，成为变量泵。4-1 可真对不同情况进行分析讨论。1. 泵有流量脉动而执行元件在任意位置上排量不变时，出现以下几种现象：（1） 如果泵和执行元件连接的管路上没有支路，则泵的流量脉动直接引起执行元件速度的脉动。（2） 当泵的全部流量流经液压阻力时，流量脉动引起其压力损失变化。计及执行元件进、回油管道中液压阻力，即使执行元件上负载是恒定的，泵的工作压力将随流量脉动而产生脉动。（3） 如果泵和执行元件连接管路上有支路，如图1-6种有一个溢流阀并联。这时经节流阀进入液压缸的流量只是泵流量的一部分。先假设这部分流量恒定，那么流经溢流阀的流量是脉动的。脉动的流量流经溢流阀，使溢流压力，即泵的供油压力产生脉动。而脉动的供油压力有可能是进入执行元件的流量脉动，也又产生速度的脉动。故这种情况下泵的供油压力和执行元件的速度都有脉动。2. 进入执行元件的流量无脉动而执行元件子在不同的位置（液压马达一转内有不同的角度上）上排量不同时，产生以下几种现象：（1） 执行元件（液压马达）在一转内转速有变化，时快时慢。在高速旋转时这一现象不明显，而在低速时肉眼也能观察到这一现象。（2） 如果供油压力恒定，马达在不同的角度上所产生的最大扭矩也是变化的。书中所说的扭矩脉动是指这一情况，他是排量变化的反映。（3） 如果马达上的负载扭矩恒定，则液压马达的工作压力产生脉动。4-2 液压马达的理论扭矩Mt=Mm+4N*m 液压马达的工作压力=2（Mm+4）/50x10-6Pa泄漏 Q=cp=3px10-4cm3/min转速 n=Q-Q/q=50x103-3px10-4/50r/min mv=Q-Q/Q=1-3px10-4/5x104=1-6pX10-6 Mm=MM/MT=MM/MM+4 M=Mmmv以上计算结果列表如下：MM（N.m）020406080Mr(N.m)424446484P(105Pa)5.030.255.380.4105.5Q(cm3/mi n)150900165824123165n(r/min)997982967952937mv0.9970.9820.9670.9520.937Mm00.8330.9090.9380.952M00.8180.8790.8920.8927-1 图8-8（a）、（b）所示的回路中，调节节流阀的流通面积不能达到调节执行元件运动速度的目的。对于图8-8（a）的回路，定量泵只有一条输出油路，泵的全部流量只能经节流阀进入执行元件。改变节流阀的流通面积只能使液流流经节流阀时的压力损失以致液压泵的压力有所变化。如果节流阀的流通面积调小，节流阀压力损失增大，液压泵的压力增大，而通过节流阀的流量仍然是泵的全部流量。图8-8(b)的回路与图8-8（a）基本相同，在节流阀后面并联的溢流阀只能起安全阀的作用。它通常是关闭的发，对系统调速不起作用。 （a） (b)图8-8 7-2 （1）当FL=10000N时 P=24105-20105=4105Pa (2) 当FL=5500N时 （3）当FL=0时 上述计算表明，空载时速度最高，负载最大时速度最低，其速度刚度亦然。7-3 因为在进油路和回油路节流阀调速回