王积伟液压传动课后习题答案东南大学

液压传动 2020 3 27 1 液压传动 第液压传动 第 2 2 版 部分习题答案 解题人 机设版 部分习题答案 解题人 机设 092092 第一章第一章 1 1 如图 已知 d 15mm h 10mm D 60mm W 48000N L l 750 25 求 1 杠杆端施加多少力才能举起重物 W 解 F 100N 44 22 D W d l FL 2 此时密封容积中的液体压力等于多少 解 a MP D W P17 4 2 3 杠杆上下活动一次 重物上升量 H 解 H 0 625mm 44 22 D H d h 又如小活塞上有摩擦力 175N 大活塞上有摩擦力 2000N 密封容积 外泄 0 2到邮箱 重复上述计算 比较简单 而且类似 3 cm 只大体写下过程了 4 2000 4 175 22 D W d l FL 液压传动 2020 3 27 2 a MP D W P68 17 4 2000 2 4 2 0 4 2 3 2 D Hcm d h 第二章第二章 2 5 图示一液压缸 其缸筒内径 D 120mm 活塞直径 d 119 6mm 活塞长度 L 140mm 若油的动力粘度 0 065 活塞回 sPa 程要求的稳定速度为 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 根据液体的粘性有 dy du AF 其中 A 为活塞表面积 A dL v h v D d 2 dy du 所以 8 55N dy du AF 第三章第三章 3 1 如图所示 一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与 大气相通的水槽中 液体在管中上升的高度 h 1m 设液体的密度为 试求容器内真空度 3 1000 kg m P 解 取水槽液面为基面 列出静力学基本方程 PghPa 液压传动 2020 3 27 3 PPP a真 9 8 真 P a kP 3 3 图示容器 A 中的液体密度 900Kg B 中液体的密度为 A 3 m 1200 Kg 200mm 180mm h 60mm U 形管中的测 B 3 m A z B z 试介质是汞 试求 A B 之间的压力差 33 10 6 13mKg Hg 解 此为静压力问题 可列出静压力平衡方程解决 ghgzPgzP g HBBBAAA 8350 BAAB PPP a P 3 9 如图所示 已知水深 H 10m 截面 求孔口 22 12 0 02 0 04AmAm 的出流流量以及点 处的表压力 取 不1 计损失 解 由 0 0 到 1 1 得 g v g P H g P 2 2 110 其中 a PPP 10 2211 vAvAq 由 0 0 到 2 2 得 g v g P H g P 2 2 220 解得 smq 28 0 3 a MPP0735 0 2 液压传动 2020 3 27 4 3 15 运动粘度 40 10 6m2 s 的油液通过水平管道 油液密度 900kg m3 管道内径 d 10mm l 5m 进口压力 P1 4 0MPa 问 流速为 3 m s 时 出口压力 P2为多少 64 Re 解 由于油在水平管道中流动 此管道为等径直管 所以产生沿程 压力损失 其中 64 Re Re h gd vl 2 2 vd h g P g P 21 解得 a MPP83 3 2 3 16 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 1212 50 100 30 50dmm dmm lmm lmm 损失系数则并联管路中的总压力损失等于多少 12 0 04 0 03 解 设两并联管中的流量是 则有 1 q 2 q 12 qqq 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 12 pp 22 1122 12 12 22 lvlv dd 21 ppp 液压传动 2020 3 27 5 3 20 如图 液压泵从一个大的油池中抽吸油液 流量为 q 150L min 油液的运动粘度 34 10 6m2 s 油液密度 900 kg m3 吸 油管直径 d 60mm 并设泵的吸油管弯头处 局部阻力系数 0 2 吸油口粗滤网的压力损失 p 0 0178MPa 如希望泵入口处的真空度 Pb不大于 0 04 求泵的吸油高度 H 液面到滤网之间的管道沿程损失可忽 a MP 略不计 解 和 vd Re 4 2 d q v 求出则 否则2320 e R2 1 h g v g P g PPa 2 2 2 g v h 2 2 6 2 1004 0 ba PPP 解得 H 2 35m m 第四章第四章 4 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 液压传动 2020 3 27 6 解 a b c d e 0p 0p pp F p A 2 mMMM VTp 其中 e 由 和 可解出 mth M mM T T 2 MM mth VP T 4 2 液压泵的额定流量为 100L min 额定压力为 2 5MPa 当转速为 n 1450r min 时 机械效率为 0 9 由实验测得 当泵出口 m 压力为零时 流量为 106 L min 压力为 p 2 5MPa 时 流量 0 q 为 100 7 L min 试求 1 q 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 额定压力和额定流量做题基本上用不上 所以不管它 100 7 106 0 95 95 pv 500 14507 100 q 解得 q 34 72L min 当 n 1450r min 时 液压传动 2020 3 27 7 4 91kw pi P pvpm pq 1 当 n 500r min 时 500 1450 pi pi P P 解得 1 69kw pi P 4 3 设液压泵转速 950r min 排量 168mL r 在额定压力 p n p V 29 5MPa 和同样转速下 测得的实际流量 150L min 额定 p p p q 工况下的总功率 0 87 试求 p 1 泵的几何流量 即理论流量 2 泵的容积效率 3 泵的机械效率 4 泵在额定工况下 所需电动机驱动功率 即输入功率 5 驱动泵的转矩 解 min 6 159 LVnq pppth 94 pth p pv q q 6 92 pv p pm kw qp P p pp pi 77 84 解得 pppi nTP 2 mNTp 5 852 4 8 某液压马达的进油压力 排量 总效率 am MPp10 rmLVm 200 液压传动 2020 3 27 8 机械效率 试计算 75 0 m 9 0 mm 1 该马达的几何转矩 mN Vp T mm mth 3 318 2 2 若马达的转速 则输入马达的流量为多少 min 500rnm min 120 L Vnq q mmm mm mv mth m 3 若外负载 时 该马达输入功率和mNTm 200min 500rnm 输出功率各为多少 kwnTP mmmo 5 102 kw P P m mo mi 14 4 9 一液压马达 要求输出转矩 转速 mNTm 5 52min 30rnm 马达排量 马达的机械效率和容积效率 rmLVm 105 9 0 mvmm 出口压力 试求马达所需的流量和压力各为多少 a MPp2 0 2 解 min 5 3 L Vnq q mvmm mm m mth m mvmm m m m mth mm TT T Vpp 2 2 解得 am MPp69 3 第五章第五章 5 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qp 大小以及运动方向 液压传动 2020 3 27 9 解 对于图 a 受拉 液压 22 4 FpDd 22 4 qq V A Dd 缸左移 对于图 b 受压 液压 2 4 Fpd 2 4 qq V A d 缸右移 对于图 c 受压 液 2 4 Fpd 2 4 qq V A d 压缸右移 5 4 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 A1 有杆腔面积 A2 输入压力 22 101m 22 108 0m P1 0 9MPa 输入流量 q1 12 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 F1 0 缸 2 能承受多少负载 缸 2 不受负载时 F2 0 缸 1 能承受多少负载 解 F1 P1 A1 P2 A2 F2 P2 A1 F1 F2 V1 q1 A1 液压传动 2020 3 27 10 V1 A2 V2 A1 结果自己求 F1 P1 A1 P2 A2 0 F2 P2 A1 F2 P2 A1 0 F1 P1 A1 5 5 图示液压缸 输入压力为 活塞直径为 D 柱塞直径为 d 求 1 p 输出压力 为多少 2 p 解 1122 22 12 2 21 11 44 p Ap A pDpD D pp d 即 第六章第六章 6 3 如图 F 30000N 阀的控制活 24 1 1030mA 24 2 1012mA 塞面积是阀心承压面积 A 的 3 倍 不计摩擦力和弹簧力 试计算 K A 需要多大的控制力压才能开启液控单向阀 开启前液压缸中最高压 力为多少 112 ApApF K KKA pAp 1 解得 ak MPp85 3 a MPp55 11 1 液压传动 2020 3 27 11 6 4 和 6 5 见书后答案 6 6 如图所示系统中溢流阀的调整压力分别为 3MPa 1 4MPa A p B p 2MPa 试求当系统外负载为无穷大时 泵的出口压力为多少 C p 如将溢流阀 B 的遥控口堵住 泵的出口压力为多少 答 这种题只讲解题思路 可能与实际不否 但答案肯 定对 1 先看上支路 当 从 0 增至时 溢流阀 A 1 p A p 导通 出口压力不再增加 2 再看下支路 1 p 溢流阀 C 导通 就等于 而先导式溢流阀 B 的 K 口 2 p C p 与溢流阀 C 的进口连在一起了 故相当于接通了 2 p 所以也等于 又因为并联取小 所以泵的出口要你为 2 兆帕 1 p 2 p 如果溢流阀 B 的遥控口 K 堵住了 上支路不变 下支路有影响 值不变 而 所以泵的出口压力就等于 3 兆帕 2 p 1 p 2 p B p A p 6 7 图 4 117 所示两系统中溢流阀的调整压力分别为 4MPa 3MPa 2MPa 当系统外负载为无穷大时 泵的出 A p B p C p 口压力各为多少 液压传动 2020 3 27 12 解 对 a 系统 A 中 K 口接到 B 阀上 B 中 K 口接到 C 阀上 则 B 的溢流压力由 C 来决定 A 的溢流压力由 B 决定 所以溢流阀 C 导 通 则 溢流阀 B 导通 则 溢流阀 A 导通 则 3 p C p 2 p 3 p 所以系统出口压力为 2 兆帕 1 p 2 p 对 b 系统 B 中 K 口接油箱 此时 B 的调整压力为 0Mpa 溢流阀 C 导通 则 3 p C p 溢流阀 B 导通 则 溢流阀 A 导通 则 所以系统 2 p 3 p 1 p 2 p A p 出口压力等于 6 兆帕 6 8 如图所示系统溢流阀的调定压力为 5Mpa 减压阀的调定压力为 2 5Mpa 试分析下列各工况 并说明减压阀阀口处于什么状态 1 当泵口压力等于溢流阀调定压力时 夹紧缸使工件夹紧后 A C 点压力各为多少 2 当泵出口压力由于工作缸快进 压力降低到 1 5Mpa 时 工 件原处于夹紧状态 A C 点压力各为多少 3 夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时 A B C 点压力各为多少 液压传动 2020 3 27 13 答 1 泵的出口压力等于溢流阀调定压力时 夹缸使 aB MPp5 工件夹紧 由于减压阀基本可维持出口压力恒定 同样单向阀后的 2 5Mpa 2 5 A pMpa c p 2 当泵口压力降到 1 5Mpa 时 由于单向阀所以工件仍处于 加紧状态 减压阀进口压力小于调定压力时 aC MPp5 2 aBA MPpp5 1 3 如夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时 C 处压力几乎为 0 阀口不工作 0 0 AB pp 6 10 如图 顺序阀和溢流阀串联 调整压力分别为 pX和 pY 当系统 外负载为无穷大时 问 1 泵的出口压力为多少 2 若把两阀的位置互换 泵的出口压力又为多少 液压传动 2020 3 27 14 解 1 由于两阀是串联接法 且其为先顺序阀 后溢流阀 顺序阀 导通后压力不减小 则泵的出口压力为两者中压力较大的一者 顺序阀的出口压力由负荷决定 2 调换位置 则成为先通过溢流阀后通过顺序阀 而溢流阀有 减压作用 即其调定压力等于其进口压力减去其出口压力 则泵 出口压力应等于其两者压力之和 6 12 如图 液压缸的有效面积 液压缸 I 负载 24 21 10100mAA 液压缸 II 运动时负载等于 0 不计一切损失 溢流NFL35000 阀 顺序阀 减压阀的调定压力分别为 4 3 2 兆帕 试求下列 三种工况下 A B C 处的工作压力 1 液压泵启动后 两换向 阀处于中位时 2 1YA 通电 液压缸 I 运 动时和到终端停止时 3 1YA 断电 2YA 通电 液压缸 II 运动时和碰 到固定挡块停止运动时 答 I 缸中无杆腔内的压力 aL MPAFp5 3 11 1 两换向阀处于中位 即 B C 两口堵死了 泵口压力达到溢 液压传动 2020 3 27 15 流阀调定压力时维持稳定 此时由于减压阀能维持其出口压力 所以 顺序阀几乎不起减压的作用 所以 B 口的压力等 aC MPp2 于 A 处的压力 即 aBA MPpp4 2 1YA 通电时 当泵口压力增至 3 5MPa 时 液压杆右移 此 时 A B 处压力相等 都为 3 5MPa 当到终端停止时 即 B 口堵 住了 泵口压力会继续增至 4MPa 此时溢流阀打开 泵口压力维 持不变 所以此时 A B 处压力都等于 4MPa 而 C 出压力在液压 缸 I 能运动时已知维持在 2MPa 不变 3 1YA 断电 2YA 通电时 即 C 出压力为 0 所以在液压缸 II 运动时 A B C 出的压力都等于 0 而液压缸 II 停止时 即 C 口堵住了 所以跟第一种情况一样 A B 处的压力等于 4MPa C 处的压力等于 2MPa 第八章第八章 8 8 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 y p 最大排量 转速 容积效率 max 100 p VmL r 1000 min p nr 0 9 vp 机械效率 马达相应参数为 0 85 mp 50 mm VmL r 0 95 vm 不计管道损失 当马达的输出转矩为 转速为0 9 mm 40 m TN m 时 求变量泵的排量 工作压力和输入功率 160 min m nr 解 泵的流出流量等与流入马达的流量 pm qq 0 9 0 9510050 60 9 36 p p V VmL r 液压传动 2020 3 27 16 由马达的输出转矩 1 2 mmm TpV 6 2240 5 58 50 100 9 m mm T pMpa V 5 98 y pppMpa 由得 pVp p p q n V 1000 9 36 173 60 0 9 pp p Vp n V qml s 功率 66 173 105 98 101 03 ppp Pp qkw 8 9 泵和马达的参数如下 泵的最大排量 转速 max 115 p VmL r 机械效率 总效率 马达排量1000 min p nr 0 9 mp 0 84 p 机械效率 总效率 回路最大允rmLVm 148 0 9 mm 84 0 m 许压力 8 3Mpa 若不计管道损失 试求 r p 1 液压马达最大转速及该转速下的的输出功率和输出转矩 2 驱动液压泵所需的转矩 解 泵的流出流量等于流入马达的流量 pm qq 即有 vm mm vppp q Vn Vn max max min 4 676 max rnm 输出转矩 mN Vp T m mr m 176 2 输出功率 kwnTP mmmo 47 122 max 驱动泵所需的转矩mN Vp T T mp pr mp pth P 88 168 2 max 液压传动 2020 3 27 17 第九章第九章 9 1 如图 试分析调压回路在下列情况下液压泵的出口压力 1 全部电磁铁断电 2 电磁铁 2YA 通电 1YA 断电 3 电磁铁 2YA 断电 1YA 通电 答