液压与气压传动(第二版)课后习题答案.

第一章

1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。

解：外筒内壁液体粘度：

()()0

2

4222/2

/2

408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512

p

f

D d a n D m s

T T N m A DA D l d dy d dy

dy d D d P S

u

F μπτπμ

τμτμμ

τμμ

τμμ-==⨯⨯=⨯⨯=

====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰

⎰ 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长

度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回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

F=F f ＝μA(du /dy)

其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L

又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2}

所以

F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N

1-17 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,121250,100,30,50d mm d mm l mm l mm ====,

假设沿程压力损失

系数120.04,0.03,λλ==则并联管路中的总压力损失等于多少？

解：设两并联管中的流量是1q ，2q ，，则有

12q q q =+，

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：12p p λλ∆=∆

22

112212

12

22l v l v d d ρρλλ⇒= 22

1230500.040.032502100

v v ⨯=⨯⨯22122415v v ⇒=

2111

1122222210.24q Av d v q A v d v ∴==== 1212 4.2/min,20.8/min q q q q L q L =+⇒==

31123

1 4.260/1000

0.128/150104

q v m s A π-⨯∴=

==⨯⨯ 2

113

300.0419.650210

v p pa λρ-∆=⨯=⨯⨯ 12p p p λλ∆=∆=∆=19.6pa

1-19圆柱形滑阀如图所示：已知阀芯直径d=2cm ，进口液压1p =9.8pa,出口液

压20.9p Mpa =油液的密度3900/,kg m ρ=通过阀口时的流量系数

0.65,d C =阀口开度x=0.2cm,求流过阀口的流量。

解：当阀的开口较小时，可看作薄壁小孔，阀口的流量截面积: 0A dx π= 流过阀口的流量：

230.652100.2100.0115/d d q C A C m s

ππ--===⨯⨯⨯⨯⨯=第二章

2-1 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。

解：a)0p = b)0p = c)p p =∆

d)F

p A

=

e)2m m T p V π=

2-2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。溢流阀的调整压力是

P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？

答：当阀A 流通截面小于某一值时，P 维持P y ，B 打开。 阀A 流通截面继续增大，增大到最大值时，P=0,B 不打开。

2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa ，当转速为1450r/min 时，机械效率为ηm ＝0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min ，压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：

①泵的容积效率；

②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？

③上述两种转速下泵的驱动功率。

解：①通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q

t

＝106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则

ηv＝100.7 /106=0.95=95%

②泄漏流量Δq只于压力有关,由于压力没变所以则有

q

t /

=qn

/

/n=100.7×500/1450=34.7 L/min

③当n=1450r/min时,

P=pq/(η

v η

m

)=25×105×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）=4.91kw

当n=500r/min时,

P=pq/(η

v η

m

)=25×105×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）=1.69kw

2-4设液压泵转速为950r/min，排量＝168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求：

(1)泵的理论流量；

(2)泵的容积效率；

(3)泵的机械效率；

(4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率；

(5)驱动泵的转速。

解：① q

t ＝V

p

n=168×950=159.6 L/min

②η

v =q/q

t

=150/159.6=93.98%

③η

m =η/η

v

=0.87/0.9398=92.57%

④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw

⑤因为η=p q/T ω

所以T=p q/ηω

= p q/（2ηлn）

=29.5×106×150×10-3/（2×0.87×3.14×950）