机械工程测试基础习题答案

习题

1. 根据牛顿内摩擦定律，求动力粘度μ的量纲？写出运动粘度υ与动力粘度μ的关系式，并推导运动粘度υ的量纲？

2. 20℃时水的动力粘度μ＝1.008×10—3Pa⋅s，密度ρ＝1000kg/m3，求在该温度下水的运动粘度υ，20℃时机械油的运动粘度υ＝20cst，密度ρ＝900kg/m3，求在该温度下机械油的运动粘度μ。（1.008×10—6m2/s，18×10—3Pa⋅s）

3. 图示液压缸直径D＝12cm，活塞直径d＝11.96cm，活塞长L = 14cm，间隙中充以μ = 0.065P a⋅s的油液，若施于活塞上的力F = 8.44N，是求活塞的移动速度V = ?（0.494m/s）

题3 题4

4. 图示压力表校正器内充满油液，其体积压缩系数β= 5×10—10m2/N，由拧入油缸内密封良好的活塞来造成所需的压力。已知活塞直径d = 10mm，丝杠螺距t = 2mm，当压力为1×10-5Pa时校正器内油液体积为200cm3，问要使校正器的校正压力达到200×105Pa时，手轮需转多少圈？（12.7）

5. 有一上端封闭、下端开口且插入油中的玻璃管，如图所示。若抽去管中部分空气，使管中油面上升到高于管外油面h = 1m处。设油的密度ρ= 900kg/m3，管外大气压力p a= 101325Pa，试求管中油面上B点的压力。（92496Pa）

6. 如图所示，已知容器A中的液体的密度ρA = 900kg/m3，容器B中液体的

密度ρB = 1200kg/m3，Z A = 200mm，Z B = 180mm，h = 60mm，U形计中测压介质为水银，试求A、B之间的压差。（8350Pa）

题5 题6

题7

7. 图示各盛水圆筒，作用于活塞上的力F均为3000N。若：d = 1m，h = 1m，ρ= 1000 kg/m3，试求圆筒底部所受的压力及总压力。（13632Pa，10701N；25097Pa, 19701N；13632Pa，10701N）

9. 图示管道中液体流速高达一定值后，能否将槽中液体吸入管道？若细管处的断面面积A1=3.2cm2，出口处管道断面面积A2 = 12.8cm2，h = 1m，不计液体

流动时的能量损失，试求开始能够抽吸液体时的管中流量？（87.78 l/min）

题9 题10

10. 图示变截面管道，已知细管中的流态为层流，试证明粗管中的流态也一定是层流。

12. 液压油在内径为20mm的圆管中流动，设临界雷诺数为2000，油的运动粘度为3×10—5m2/s，试求当流量大于每分钟多少升时，油的流动成为紊流？（56.5 l/min）

13. 粘度为40×10—5m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ= 900kg/m3，若管道内径为10mm，管长为5m，进口压力为40×105Pa，问当流速为3m/s时出口压力为多少？（38×105Pa）

14. 如图所示，液压泵从油箱吸油，吸油

管直径d = 6cm，流量Q = 150 l/min，液压泵

入口处的真空度为0.2×105Pa，油液的运动

粘度γ= 30×10—5m2/s，ρ= 900kg/m3，弯头处

的局部阻力系数ξ弯= 0.2，管道入口处的局部

阻力系数ξ入= 0.5，沿程损失忽略不计，试求

吸油高度。（2.16m）

题14

15. 某液压泵输出油压p = 200×105Pa，液压泵转速n = 1450r/min，排量q = 100cm3/r，已知该泵容积效率ηV = 0.95，总效率η= 0.9，试求：

1）该泵输出的液压功率（54.9kW）

2）驱动该泵的电机功率（51kW）

21. 如图所示差动联接液压缸。已知进油流量Q = 30 l/min，进油压力p = 40×105Pa，要求活塞往复运动速度相等，且速度均为v = 6m/min，试计算此液压缸筒内径D和活塞杆直径d，并求输出推力F。（113mm, 80mm, 20×103N）

题21

22. 有一单杆液压缸，已知缸筒内径D = 125mm，活塞杆直径d = 90mm，进油流量Q = 40l/min，进油压力p1 = 25×105Pa，回油压力p2 = 0，试求：1）当压力油从无杆腔进入且有杆腔的油直接回油箱时，活塞的运动速度v1，输出推力F1；2）当压力油从有杆腔进入且无杆腔的油直接回油箱时，活塞的运动速度v2，输出推力F2；3）当差动连接时，活塞的运动速度v3和输出推力F3。（3.26m/min，30664N；6.78m/min，14768N；6.29m/min，15896N）

23. 如图示，两液压缸尺寸相同，已知缸筒直径D = 100mm ，活塞杆直径d = 70mm ，现两缸串联联接，设进油流量Q = 25 l /min ，进油压力p = 50×105Pa ，两缸上负载F 相同，试求两活塞运动速度v 1、v 2及负载F 。（3.19m/min ，1.62m/min ，25990N ）

题23

24. 图示增压缸，已知活塞直径D = 60mm ，活塞杆直径d = 20mm ，输入压力p 1 = 50×105Pa ，求输出压力p 1。（450×105Pa ）

25. 如图示。图a ）中小液压缸（面积A 1）回油腔的油液进入大液压缸（面积（A 3）。而图b ）中，两活塞用机械刚性联接，油路联接和图a ）相似。当供油量Q 、供油压力p 均相同时，试分别计算图a ）和图b ）中大活塞杆上的推力和运动速度。（

1

1321132,

;,A Q

pA A A QA A A pA ）

题25

26. 图示系统，各溢流阀单独使用时的调整压力分别为：

p y 1=40×105Pa ，p y 2=30×105Pa ，p y 3=20×105Pa ，问当系统的外负载趋于无穷大时，油泵的出口压力为多少？（90×105Pa ）

题26

27. 图示系统，已知各溢流阀使用时的

调整压力分别为：p y 1= 70×105Pa ，p y 2=50×105Pa ，p y 3=30×105Pa ，p y 4=10×105Pa ，问当系统的外负载趋于无穷大时，在电磁铁1DT 通电或断电的情况下，油泵的出口压力各为多少？

（50×105Pa ，120×105Pa ）

题27

28. 如图示，液压缸A 和B 并联，若液压缸A 先动作，且速度可调。当A 缸活塞运动到终点后，B 缸活塞才动作。试问图示回路能否实现要求的顺序动作，为什么？