液气压传动课后作业复习资料
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4)液压平衡法：在过渡区开设两个平衡油槽，分别和高低压腔相同。这种结构可使作用在轴承上的力↓，但容积效率（ηv）↓
齿轮泵的泄漏途径主要有三条：
端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占75~80%），指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内（其与吸油腔相通）。
径向间隙泄漏（约占15~20%），指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。
齿面啮合处（啮合点）的泄漏，在正常情况下，通常齿面泄漏很小，可不予考虑。
因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。
3-2叶片泵能否实现正反转？请说出理由并进行分析。
答：不能。因为定量叶片泵前倾13 ，是为了减小压力角，从而减轻磨损。而变量叶片泵后倾24 ，有利于叶片紧贴定子内表面，有利于它的伸出，有效分割吸压油腔。
控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。
辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。
1-2液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？
答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。
第一章
1-1什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？
答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。
动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。
执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。
解：由题意 D =q =4q/ D =0.094m/s
又∵q= D ∴ =0.034m/s
q = (D -d ) =3.86x10 m /s=23.16L/min
q = (D -d ) =3.74 x10 m /s=22.44 L/min
2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H。已知吸油管内径d=60mm，泵的流量q=160L/min，泵入口处的真空度为2×104Pa，油液的运动黏度 =0.34×10-4m2/s,密度 =900kg/m3，弯头处的局部阻力系数 =0.5，沿程压力损失忽略不计。
（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE，美国采用赛氏黏度SSU，英国采用雷氏黏度R，单位均为秒。
2-11如题2-11图所示为串联液压缸，大、小活塞直径分别为D2=125mm,D1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d2=40mm,d1=20mm，若流量q=25L/min。求v1、v2、q1、q2各为多少？
解：设吸油管入口处截面为1-1截面，泵入口处的截面为2-2截面
列1-1、2-2截面处的伯努利方程：
由 A = A ∵A >>A 所以 << ， 可忽略不计，且h 忽略不计
∴ , ；
该状态是层流状态，即
,
代入伯努利方程：
液压泵的吸油高度 为2.15m.
2-14题2-14图所示的柱塞直径d=20mm，缸套的直径D=22mm；长l=70mm，柱塞在力F=40N的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度 =0.784×10-6Pa.s，求柱塞下落0.1m所需的时间。
答：要解决：1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题
为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：
1）缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常< 45o；
2）将压油腔扩大到吸油腔侧，使在工作过程中只有1~2个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小；
3）还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。高压泵可↑B，↑De；中、低压泵B可大些，这样可以减小径向尺寸，使结构紧凑。
所以GF为y=-0.06x+21.1 HF为y=-1.39x+67.42
所以F点（34.8，19）
所以P = = = =1574.3w
3-6一个液压马达的排量为40ml/r，而且马达在压力p=6.3MPa和转速n=1450r/min时，马达吸入的实际流量为63L/min，马达实际输出转矩是37.5N.M。求：马达的容积效率、机械效率和总效率。
3-4已知液压泵的输出压力p为10MPa，泵的排量q为100ml/r，转速n为1450r/min，泵的容积率 =0.90，机械效率 =0.90，计算：
1）该泵的实际流量；
2）驱动该泵的电机功率。
解：wk.baidu.com
理论流量q =qn=100x1450=145000ml/min=145l/min
= 实际流量q= q =0.90x145=130.5l/min
解：在图上标出D点（2MPa，20L/min），过D点作线段AB的平行线，交q轴于G点。在图上再标出E点（4.5 MPa，2.5 L/min），过E点作线段BC的平行线，交p轴于H点。GD,EH相交于F点。
A(0，27.5) B（45，25）D（20，20）所以G（0，21.1）
B（45，25）C（63，0）E（45，2.5）所以H（48.5，0）
执行元件的运动速度取决于流量Q，与压力无关。
液压传动是通过液体静压力实现传动的。
第二章
2-3液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？
答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa s（帕 秒）；工程单位：P（泊）或cP（厘泊）。
（2）运动黏度： 用ν表示，法定单位为 ，工程制的单位为St（沲, ），cSt（厘沲）。
= T= = =26851.8w
P = T=26852w
3-5某机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如题3-5图所示。液压泵总效率为0.7。如机床在工作进给时，泵的压力p=4.5MPa，输出流量q=2.5L/min，在快速移动时，泵的压力p=2MPa，输出流量q=20L/min，问限压式变量泵的流量压力特性曲线应调成何种图形？泵所需的最大驱动功率为多少？
解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动
Q= － 由题意h= =1mm
以柱塞为研究对象有
F+P A=F +P A = P - P =
又 F = A = dl
= -
而Q=A = d
d = - = ( - )-
0.32m/s
t= =0.3125s
第三章
3-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？
齿轮泵的泄漏途径主要有三条：
端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占75~80%），指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内（其与吸油腔相通）。
径向间隙泄漏（约占15~20%），指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。
齿面啮合处（啮合点）的泄漏，在正常情况下，通常齿面泄漏很小，可不予考虑。
因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。
3-2叶片泵能否实现正反转？请说出理由并进行分析。
答：不能。因为定量叶片泵前倾13 ，是为了减小压力角，从而减轻磨损。而变量叶片泵后倾24 ，有利于叶片紧贴定子内表面，有利于它的伸出，有效分割吸压油腔。
控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。
辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。
1-2液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？
答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。
第一章
1-1什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？
答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。
动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。
执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。
解：由题意 D =q =4q/ D =0.094m/s
又∵q= D ∴ =0.034m/s
q = (D -d ) =3.86x10 m /s=23.16L/min
q = (D -d ) =3.74 x10 m /s=22.44 L/min
2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H。已知吸油管内径d=60mm，泵的流量q=160L/min，泵入口处的真空度为2×104Pa，油液的运动黏度 =0.34×10-4m2/s,密度 =900kg/m3，弯头处的局部阻力系数 =0.5，沿程压力损失忽略不计。
（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE，美国采用赛氏黏度SSU，英国采用雷氏黏度R，单位均为秒。
2-11如题2-11图所示为串联液压缸，大、小活塞直径分别为D2=125mm,D1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d2=40mm,d1=20mm，若流量q=25L/min。求v1、v2、q1、q2各为多少？
解：设吸油管入口处截面为1-1截面，泵入口处的截面为2-2截面
列1-1、2-2截面处的伯努利方程：
由 A = A ∵A >>A 所以 << ， 可忽略不计，且h 忽略不计
∴ , ；
该状态是层流状态，即
,
代入伯努利方程：
液压泵的吸油高度 为2.15m.
2-14题2-14图所示的柱塞直径d=20mm，缸套的直径D=22mm；长l=70mm，柱塞在力F=40N的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度 =0.784×10-6Pa.s，求柱塞下落0.1m所需的时间。
答：要解决：1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题
为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：
1）缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常< 45o；
2）将压油腔扩大到吸油腔侧，使在工作过程中只有1~2个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小；
3）还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。高压泵可↑B，↑De；中、低压泵B可大些，这样可以减小径向尺寸，使结构紧凑。
所以GF为y=-0.06x+21.1 HF为y=-1.39x+67.42
所以F点（34.8，19）
所以P = = = =1574.3w
3-6一个液压马达的排量为40ml/r，而且马达在压力p=6.3MPa和转速n=1450r/min时，马达吸入的实际流量为63L/min，马达实际输出转矩是37.5N.M。求：马达的容积效率、机械效率和总效率。
3-4已知液压泵的输出压力p为10MPa，泵的排量q为100ml/r，转速n为1450r/min，泵的容积率 =0.90，机械效率 =0.90，计算：
1）该泵的实际流量；
2）驱动该泵的电机功率。
解：wk.baidu.com
理论流量q =qn=100x1450=145000ml/min=145l/min
= 实际流量q= q =0.90x145=130.5l/min
解：在图上标出D点（2MPa，20L/min），过D点作线段AB的平行线，交q轴于G点。在图上再标出E点（4.5 MPa，2.5 L/min），过E点作线段BC的平行线，交p轴于H点。GD,EH相交于F点。
A(0，27.5) B（45，25）D（20，20）所以G（0，21.1）
B（45，25）C（63，0）E（45，2.5）所以H（48.5，0）
执行元件的运动速度取决于流量Q，与压力无关。
液压传动是通过液体静压力实现传动的。
第二章
2-3液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？
答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa s（帕 秒）；工程单位：P（泊）或cP（厘泊）。
（2）运动黏度： 用ν表示，法定单位为 ，工程制的单位为St（沲, ），cSt（厘沲）。
= T= = =26851.8w
P = T=26852w
3-5某机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如题3-5图所示。液压泵总效率为0.7。如机床在工作进给时，泵的压力p=4.5MPa，输出流量q=2.5L/min，在快速移动时，泵的压力p=2MPa，输出流量q=20L/min，问限压式变量泵的流量压力特性曲线应调成何种图形？泵所需的最大驱动功率为多少？
解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动
Q= － 由题意h= =1mm
以柱塞为研究对象有
F+P A=F +P A = P - P =
又 F = A = dl
= -
而Q=A = d
d = - = ( - )-
0.32m/s
t= =0.3125s
第三章
3-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？