流体传动第十组第三次习题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——流体传动第十组第三次习题一、填空题

1液压泵是将电动机的机械能转换成油液的压力能，为液压系统提供具有一定压力和流量的液体，所以又称为液压能源元件。2即泵的输出压力决定于负载。

3液压泵和液压马达种类好多，按其结构形式不同可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类，每一类还有多种形式。

4泵的排量V是指在无泄漏的状况下，泵每转一转所排出的油液体积。它决定于泵的密封工作容积的几何尺寸，又称为几何排量，简称排量。排量常用的单位为mL/r。

5泵的理论流量qt是指泵在无泄漏的状况下，单位时间内输出的油液体积，它等于泵的排

量与其转速的乘积。

6泵的额定流量qn是指在额定转速和额定压力下的实际输出流量。

7理论功率Pt指液压泵理论上产生的功率，用液压泵的理论流量与泵的出口压力的乘积来

表示，即Pt?pqt。

8机械效率与摩擦损失有关，当摩擦损失增大时，同样大小的理论输出扭矩需要较大的实

际输入扭矩，故机械效率下降。

9齿轮泵工作时，作用在齿轮轴承上的径向力由两部分组成：一部分是齿轮传递扭矩时产生的径向力，另一部分是沿齿顶圆周上液体压力产生的径向力。10轴向间隙的自动补偿一般是采用弹性侧板或浮动轴套。二、判断题

（无关），而泵的实际流量与泵的输出压力无关（有关）。1泵的理论流量与泵的输出压力有关

，成反比（正比）关系。2当泵的转速增加时，泵的实际流量随之减小（也随之增加）

3液压泵的输出功率P0用理论输出流量（实际输出流量）与泵的出口压力的乘积来表示，

即P0?pq。

，所以齿轮泵需要（不需要）配流机构。4齿轮泵的吸油腔和压油枪是连通的（分别独立的）

。5齿轮泵可用作变量泵（只能作为定量泵使用）

6叶片泵根据转子每转一转吸、压油次数的不同，分为双作用式叶片泵和单作用式叶片泵两种。前者为变量泵（定量泵），后者一般为定量泵（变量泵）。

。7单作用叶片泵的流量也有脉动。分析说明，叶片数越多，流量脉动越大（越小）

8由于定子曲线的制约，转子转一圈，每个密封容积变化一（两）个循环，所以密封容积每圈内吸油、压油各一（两）次，故称为双作用泵。

。9内反馈限压式变量叶片泵偏心距最大时，泵的流量最小（也最大）

10限压式变量叶片泵适用于机床工作机构有快速重载和慢速轻载（快速轻载和慢速重载）要求的液压系统中。三、简答题

（一）什么是泵的排量？为什么在衡量泵的大小时排量比流量更能说明问题？泵的排量寻常指理论排量，是泵每转一圈，由泵的几何尺寸计算得到的理论上可以排出的液体体积。

由于流量是指泵在单位时间内排出的液体体积，所以流量的大小除了与液压泵的排量有关，

还与泵的转速有关，对于实际流量，还与泵的容积效率有关，因此排量更能作为比较液压泵几何尺寸大小的参考量。

（二）简述为何齿轮泵的瞬时输出流量具有脉动性，并说明其危害。

实际中，若一对齿轮在相互啮合过程中，由于其啮合点的位置是不断变化的（啮合点至节点的距离是瞬时变化的），因此，齿轮泵油压腔体积的瞬时变化率是不均匀的，即泵的瞬时输出流量具有脉动性。设其最大瞬时输出流量为qmax，最小瞬时输出流量为qmin，则流量脉动率?B为

?B?qmax?qmin?100%

q?B越大，瞬时输出流量脉动越严重。齿轮泵的流量脉动率与齿轮泵的齿数有关，齿数

越少，脉动率越大。泵流量的脉动将引起压力脉动，它将影响液压系统的工作平稳性。流量脉动又是引起泵噪声的主要原因之一。（三）简述消除齿轮泵困油现象的方法。

消除困油现象的措施，寻常是在前、后端面上各铣两个卸荷槽。两卸荷槽之间的距离，必需保证在任何时候都不能使吸油腔和压力腔相互连通；而又要使密封容积在缩小时，通过右边卸荷槽与压力腔相通；密封容积增大时，通过左边卸荷槽与吸油腔相通，这样就基本上消除了困油现象。

（四）简述齿轮泵泄漏及其改善措施。齿轮泵泄漏途径主要有三条：一是齿轮端面与盖板之间的轴向间隙，二是轮齿齿顶与泵体内表面之间的径向间隙，三是两个轮齿啮合处的接触间隙。其中尤以轴向间隙对泄漏的影响最大，其泄漏量占总泄漏量的75%~80%。因此适当地控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。（五）简述调理流量调理螺钉、调理限压调理螺钉和改变限压弹簧的刚度对如下图线的影响。

限压式变量叶片泵静特性曲线

调理流量调理螺钉，可使线段AB

上下平移，即可得到不同的最大流量。调理限压调理螺钉

可调理限定压力pB，从而使线段BC左右平移。改变限压弹簧的刚度KS时，可改变线段BC的斜率。四、计算题

1、设某外啮合齿轮泵的齿数Z=17，齿宽B=28mm，模数m=4mm，齿轮无变位，泵的最高工作压力为2.5MPa，转速为2000r/min，容积效率?V=0.9,机械效率?m=0.9，设流量修正系数k=1.06。试求：

（1）齿轮泵的理论流量qt和实际流量q；（2）齿轮泵的输入功率Pr；

（3）输入轴上的实际输入轴扭矩T和泵的理论扭矩Tt。解：（1）齿轮泵的理论流量

2qt?2?kZmBn

=2?3.14?1.06?17?4?28?2000mm/min=1.014?10mm/min?101.4L/min泵的实际流量

q?qt.?V?101.4?0.9L/min?91.26L/min

（2）泵的输入功率Pr?8323pqt?m2.5?106?101.4?10?3?W?4.69?103W?4.69kW

0.9?60（3）泵的理论扭矩

6?3pq2.5?10?101.4?10tT??N.m?20.2N.mt2?n2?3.14?2000输入轴上的实际输入扭矩T?Tt?m?20.2N.m?22.4N.m0.92、已知某单位作用外反馈限压式叶片泵的有关参数如下:定子内圆直径D=52mm，叶片数目Z=9，叶片宽度B=25mm，反馈液压缸活塞有效作用面积A=20mm，调压弹簧的刚度k=4?10N/m。设泵的转速n?1500r/min，当泵在卸荷状态下运转时的流量为

32qt?20L/min，而在输出压力为p?2MPa时的流量为q?19L/min，且该压力为泵的

流量拐点，即当压力进一步加大时，流量线性下降。试求：

（1）定子与转子间的最大偏心距emax；（2）调压弹簧的预压缩量?0；（3）泵的最高限定压力pmax；（4）泵的最大输出功率Pmax。解（1）根据流量公式

q?2?nBeD所以

qt20?103?cm?0.163cm?1.63mmemax?2?nBD2?3.14?1500?2.5?5.2（2）根据流量压力曲线拐点条件求弹簧的预压缩量。不计摩擦力等因素，有pA?k?0所以

6?6pA2?10?20?10???m?0.01m03k4?10（3）当偏心距等于0时，泵的输出压力达到最大值，此时弹簧的预压缩量最大所以

pmaAx?k??0?emax

?k(?0?emax)4?103??0.01?0.00163??Pa?2.326?106Pa?2.326MPapmax??6A20?10（4）泵的最大输出功率在压力流量曲线拐点上，故有

6?3pq2?10?19?10P??W?633Wmax60603、双作用式叶片泵的结构尺寸参数为：定子长圆弧半径R=33.5mm,短圆弧半径r=29mm，叶片厚度s=2.25mm，叶片宽度b=21mm，叶片在转子中的倾斜角??13，叶片数Z=12mm，其转速n=950r/min，工作压力p?63?10Pa，容积效率?V?0.85，总效率??0.75。试求：

（1）泵的理论流量和实际流量；（2）泵所需的驱动功率。

解：考虑叶片厚度时，双作用式叶片泵的排量计算式为

50q?2b??R?r???22R?r???cs.Z?

o?s?=2?2.1??3.14?3.352-2.92-????3.35-2.9?=31.92cm3/r

?0.225?12?cos13。?理论流量

?3qt?q.n?31.92?950?10?30.3L/min

实际流量

q?qt.?V?30.3?0.85?25.81L/min泵所需的驱动功率为：

63?103?25.8?10?3P???3612W?3.61kW

?60?0.75p.Q4、某齿轮泵其额定流量qs?100L/min，额定压力p?25?10Pa，泵的转n=1450r/min，泵的机械效率?m?0.9，由试验测得，当泵的出口压力p=0时，其流量q1?107L/min，试求：

（1）该泵的容积效率?V；

（2）当泵的转速n'?500r/min时，估计泵在额定压力下工作时的流量q'是多少，该转速下泵的容积效率?V;

(3)两种不同转速下，泵所需的驱动功率。

解：

（1）寻常将零压下泵的输出流量视为理论流量。故该泵的容积效率为

5

?V?qs100??0.93q1107（2）泵的排量是不随泵的转速变化的，可得q?q1?107?0.074L/r

n1450故n'=500r/min时，其理论流量为qt'?q.n'?0.074?500?37L/min

齿轮泵的泄漏渠道主要是断面泄漏，这种泄漏属于两平行圆盘间隙的差压滚动（忽略齿轮

端面与端盖间圆周运动所引起的断面间隙中的液体剪切滚动），由于转速变化时，其压差

?p、轴向间隙?等参数均未变，故其泄漏量与n=1500r/min时一致，其值为?q?q1?qs?107?100?7L/min。所以，当n'?500r/min时，泵在额定压力下工作时

的流量q'为

q'?qt'??q?37?7?30L/min其容积效率?V'?q'30??0.81qt'37（3）泵所需驱动功率为n=1500r/min时

p.qs25?105?100?10?3P???4978W?4.98kW

?m.?V60?0.9?0.93n'?500r/min时

p.qs'25?105?30?10?3P'???1715W?1.72kW

?m.?V'60?0.9?0.81

的流量q'为

q'?qt'??q?37?7?30